WO2015146641A1 - 編成内ネットワークシステム、編成内ネットワーク管理方法、および管理装置 - Google Patents

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WO2015146641A1
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management
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main
management device
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PCT/JP2015/057507
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武田　隆史
潔 伊従
伊藤　哲也
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株式会社日立国際電気
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates to communication between network devices mounted on railway vehicles and the like, and more particularly to multiplexing and switching operations of control devices that manage the system.
  • the network monitoring device mounted on each vehicle configures the monitoring network via each network switch and realizes communication between the vehicles.
  • a control device that controls this monitoring network is mounted.
  • Due to the nature of trains a single train is formed by connecting a plurality of types of vehicles such as driving vehicles and cabin vehicles, and the required network devices may be different for each vehicle.
  • some vehicles are equipped with a control device and some vehicles are not, and a case where there is one control device or two or more control devices installed in one train is assumed.
  • there is one control device there is no particular problem, but when there are two or more control devices, there are a plurality of control systems, and it is necessary to determine the control system uniformly.
  • the present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide a system capable of stably controlling or managing a network within a composition regardless of how the railway vehicle is organized. To do.
  • the system according to the present invention has the following configuration as one configuration example.
  • the organization network system or organization network management method according to the present invention the organization network system of organization comprising one or more vehicles, the network device and at least the management device for managing the network device is mounted,
  • the management device acquires first information related to the network in the organization, determines whether or not it is the main management device in relation to the first information, and the main management device that becomes the main Controls the network device.
  • the in-composition network is composed of an upper network that controls the operation of the composition and a lower network that includes the network device, and the upper network
  • the lower network is connected via the management device, and the management device acquires the first information from the upper network.
  • the network device transmits information regarding its own state to the management device, and the management device transmits information regarding the state of the network device.
  • status information relating to the network device is aggregated and transmitted to the upper network as second information.
  • the main management device is configured to manage information necessary for the operation of the network device with respect to the network device based on the first information. Send.
  • the management apparatus determines whether the management information has been received from another management apparatus after the intra-composition network system is activated. 12. The intra-organization network management method according to claim 11, wherein when it is not received, the network device controls itself as a main management device.
  • the management devices there are at least two management devices, and the management devices other than the main management device are sub-management devices.
  • the second information that should be transmitted to the sub management apparatus has not been received for a predetermined period of time, or the abnormality of the main management apparatus is added to the second information transmitted from the main management apparatus to the sub management apparatus.
  • the sub management apparatus plays the role of the main management apparatus, and the main management apparatus changes the role to play the role of the sub management apparatus.
  • the management devices other than the main management device are sub-management devices.
  • the second information transmitted to the sub management device includes information indicating that status information is transmitted from some of the network devices and status information is not transmitted from other network devices. In this case, the role is changed so that the sub management apparatus plays the same role as the main management apparatus.
  • a management apparatus is a management apparatus for managing the network device, which is installed in a network system in a composition composed of one or more vehicles and in which the network equipment is mounted in each vehicle, The first information related to the network is acquired, it is determined whether or not it is the main management device in relation to the first information, and when it becomes the main, the network device is controlled.
  • the management device is connected to an upper network that controls the operation of the composition and the lower network that includes the network device, which constitutes the intra-composition network, and acquires the first information from the upper network. .
  • the management apparatus when the management apparatus according to the present invention becomes the main management apparatus, the management apparatus transmits management information necessary for the operation of the network device to the network device based on the first information.
  • the management apparatus determines whether or not the management information has been received from another management apparatus after the intra-composition network system has been activated.
  • the network device is controlled as a device.
  • the management device if it is not the main management device, it becomes a sub-management device, and the second information obtained by counting the status information of the network device that should be transmitted from the main management device is predetermined.
  • the management device when it does not become the main management device, it becomes a sub management device, and the second information obtained by totalizing the status information of the network device transmitted from the main management device to the sub management device. If the information includes information indicating that the state information is transmitted from some of the network devices and not transmitted from other network devices, the same role as the main management device is included. Change roles to fulfill.
  • a vehicle means one vehicle constituting a train
  • a train means a mode in which the vehicles are connected
  • a train means a mode in which the vehicle actually operates.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an intra-organization network according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 to 4 are vehicles, which constitute a train of one train.
  • the direction of the arrow in FIG. 1-1 to 4-1 are network switches that connect each network device and connect a monitoring network between vehicles
  • 1-2 and 4-2 are host servers that manage train operations
  • 1-3 and 4-3 are Management server that controls each network device in the train
  • 1-4 to 4-4 are cameras A that face the traveling direction of the vehicle and photograph the vicinity of the right entrance door
  • 1-5 to 4-5 are traveling directions of the vehicle
  • Camera B for photographing the vicinity of the entrance door on the left side
  • 1-6 to 4-6 are recording devices for recording images acquired by the cameras of each vehicle
  • 1-7, 4-7 are images within the train, etc.
  • Monitors 1-8 to 4-8 to be displayed are network switches for connecting upper networks between vehicles, and are connected by a network such as a LAN (Local Area Network).
  • a network such as a LAN (Local Area Network).
  • the image of the camera A4 or the camera B5 is displayed on the monitor 1-7, which is a monitor mounted on the leading vehicle in the traveling direction, but may be displayed on the rear vehicle monitor 4-7.
  • the network switch may be of any type such as an L2 switch, a switching hub, or a router as long as it has a packet transfer function and an SNMP (Simple Network Management Protocol) client function.
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • the number of each network device in the figure is “device name + vehicle number + device number”. If it is necessary to distinguish each network device for each vehicle, “device name + vehicle number + device number” is used. “, And when calling without distinction,” device name + device number ".
  • camera A will be described as camera A1-4 when distinguished for each vehicle, and camera A4 when not distinguished.
  • the vehicle 1 and the vehicle 4 are vehicles having a driver's seat, and are respectively network switches 1-1 and 4-1, upper servers 1-2 and 4-2, management servers 1-3 and 4-3, and cameras A1-4. 4-4, cameras B1-5, 5-5, recording devices 1-6, 4-6, monitors 1-7, 4-7, and network switches 1-8, 4-8.
  • Network devices are connected via network switches 1-1 and 1-4, and in the host network, host servers 1-2 and 4-2 and management servers 1-3 and 4-3 are network switches 1-8 and 4-8.
  • the vehicle 2 and the vehicle 3 are vehicles that do not have a driver's seat.
  • each network device is connected via network switches 1-1 and 4-1. They are connected via switches 2-8 and 3-8.
  • the network switches 1 and 8 are connected to each other between adjacent vehicles, thereby constructing the intra-composition network.
  • the host server 2 and the management server 3 are mounted on the leading vehicle and the trailing vehicle, respectively, and one of them operates as a main and one of them operates as a sub. Basically, the main controls and manages each network device, and the sub does not operate to control other devices.
  • the main determination method and operation of the management server 3 will be described later. In this embodiment, it is assumed that the upper server 1-2 and the management server 1-3 operate as mains.
  • a network including a camera above the broken line is a monitoring network
  • a network including a higher server below the broken line is an upper network.
  • the host network is a network related to the entire railway vehicle system
  • the monitoring network is a network related to a monitoring system using video of the railway vehicle.
  • the upper network and the monitoring network are divided by a subnet mask and connected via a management server.
  • the management server 3 has a port on the monitoring network side and a port on the upper network side, manages both networks separately by VLAN (Virtual Local Area Network), and communicates between the upper network and the monitoring network. Are all performed by the management server 3.
  • VLAN Virtual Local Area Network
  • the host network is connected mainly to a vehicle operation (not shown) including the host server 2 and the management server 3, and the monitoring network includes the management server 3, the network switch 1, the camera A4, the camera B5, the recording device 6, And a device related to video monitoring including the monitor 7 is connected.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a management method of the composition monitoring network by the management server at the time of train activation and operation.
  • the host network When the train is turned on, power is supplied to each network device in the train to start up (start up).
  • the host network starts preparing devices for operation.
  • the host server 1-2 determined as the main uses DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) to manage the management server 1-3 and the management server 4-3. Is assigned an IP address on the upper network side (S1). Subsequently, the upper server 1-2 notifies the operation information to the management server 1-3 and the management server 4-3 by multicast (S2).
  • DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
  • the operation information is information such as a vehicle ID, a leading vehicle (traveling direction), a speed, a current position, a door opening / closing, a connection flag, and a separation flag. It is a combination of several-digit numbers indicating the power type, the vehicle type, the number of vehicles for organization, the car number, and the like.
  • the management information includes information such as time, position information, and vehicle number, which is metadata recorded with the video, and may include a flag indicating that the transmission source management server 3 is main.
  • the management server 1-3 and the management server 4-3 analyze the vehicle ID in the operation information received based on the configuration information of the vehicle ID stored in advance by itself, and store the vehicle ID for each vehicle type stored in advance. With reference to the device configuration information, the IP address of each network device is calculated, and an address management table, which is a management table of network devices, is created (S3).
  • Each of the management server 1-3 and the management server 4-3 determines whether or not broadcast management information has been received from a management server 3 other than itself (S4). Recognize that it is a server (S5), broadcast management information created based on operation information to the monitoring network (S6), and if received (Yes), recognize itself as a sub-management server (S11) waits (S12).
  • the management server 1-3 and the management difference field 4-3 broadcast a management information packet including its own IP address to each network device of the monitoring network. (S6).
  • the management server 1-3 having a small IP address value and faster processing has transmitted the management information first, the management server 1-3 being the main, and the management server 4-3 being the sub. Shall be.
  • each network device such as the camera A4, the camera B5, the management server 4-6, the recording device 6, and the monitor 7 receives the management information packet of the broadcast packet from the main management server 1-3, the source IP address information in the packet Is registered as response packet transmission destination information, and information about its own state is returned to the main management server 1-3.
  • the source IP address information in the packet Is registered as response packet transmission destination information, and information about its own state is returned to the main management server 1-3.
  • SNMP Trap can be used for example.
  • the main management apparatus 1-3 determines whether responses have been received from all network devices (S7). If responses have been received from all network devices (Yes), a response is sent to the upper server 1-2 by multicast including the status information of each network device (S8), and it is determined whether operation information has been received from the upper server. (S9). If the operation information has been received (Yes), the process proceeds to S6, and if not received (No), S9 is repeated until it is received. If no response has been received from all network devices in S7 (No), the process proceeds to S10, where it is determined whether a predetermined time has elapsed (S10), and if the predetermined time has elapsed (Yes), it is assumed that there is no response. The process proceeds to S8 and responds to the upper server 1-2. If the predetermined time has not elapsed (No), the process proceeds to S7 and waits for a response from the network apparatus that has not responded.
  • the management server 1-3 When the management server 1-3 establishes a communicable state within the monitoring network, the management server 1-3 notifies the host server 1-2 that the communicable state is established. When the preparation of the in-train system other than the monitoring network is completed, the train operation starts (operation).
  • the upper server 2 and the management server 3 communicate with each other by multicast, and the main management server 1-3, which is the main in the monitoring network, transmits management information by broadcast. Therefore, in the upper network, the multicast packet transmitted from the upper server 2 reaches both the main management server 1-3 and the sub management server 4-3, and the multicast packet transmitted as a response by the main management server 1-3 is transmitted to the upper server 2 To the sub management server 4-3.
  • the broadcast packet transmitted from the main management server 1-3 also reaches the sub management apparatus 4-3, and the sub management apparatus 4-3 is one of the network devices to the main management server 1-3. Respond with its own status information. In order to avoid management confusion, the response from the management server 3 to the upper server 2 is transmitted only from the main management server 1-3 which is the main server.
  • each network device When management information is broadcast from the main management server 1-3, each network device responds to the main management server 1-3 with its own status information. In consideration of network congestion, the camera A4 and the camera B5 transmit the status information to the recording device 6, and the recording device 6 collects the status information of the camera A4 and the camera B5 together with its status information.
  • the network switch 1 may collect the status information of the camera A4, the camera B5, and the recording device 6 and respond to the main management server 1-3.
  • each device When the train starts operation in the traveling direction, the upper server 1-2 periodically transmits operation information to the management server 1-3 and the management server 4-3, and the main management server 1-3 performs this operation. Management information is transmitted to each network device based on the information. Each network device returns its state information directly or indirectly to the main management server 1-3 by SNMP Trap in the form of returning to the management information. The main management server 1-3 responds to the upper server 1-2 based on the trap of each network device.
  • the main management server 1-3 controls each network device based on the operation information.
  • the main management server 1-3 uses the video of the camera A4 or the camera B5 based on the door opening / closing information in the operation information received from the host server 1-2.
  • the recording device 6 is controlled to start or stop recording. Based on the received door opening / closing information, the recording device 6 starts recording video of the camera A or camera B if the door is open, and records video of the camera A or camera B if the door is closed. Stops after a predetermined time has passed since closing. For example, if the right door is open, the recording device 6 starts recording the video of the camera A4 mounted on the same vehicle based on the control from the management server, and records the video of the camera 4A when the right door is closed. Stop after 30 seconds.
  • the management server 1-3 controls the monitor 1-7 to turn on or off the video display of the camera A4 or the camera B5 based on the speed information and door opening / closing information received from the host server 1-2. .
  • the monitor 1-7 starts displaying the image of the camera A or camera B if the speed is equal to or lower than the predetermined value and the door is open. If it is larger, the display of the video of camera A or camera B is stopped. For example, if the speed is 5 km / h or less and the left door is opened, the monitor 1-7 starts displaying the image of the camera B5 based on the control from the management server, and the speed becomes higher than 5 km / h. The display of the video of the camera 5B is stopped.
  • FIGS. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 the management system is reconstructed when the host network and the monitoring network are normal and when an abnormality occurs.
  • FIGS. 5 and 6 are when the main management server is powered off
  • FIGS. 7 and 8 are when the main management server is isolated in the system
  • FIGS. 9 and 10 are monitoring networks.
  • the solid line of the arrow indicates that the actual signal can be normally transmitted and received
  • the broken line indicates that the signal has been transmitted but cannot be received or is unknown
  • the one-dot chain line indicates processing or transmission if it is normal. Indicates that it was not possible due to an abnormality.
  • Fig. 3 shows the state of communication of the upper network during normal operation.
  • the upper server 1-2 multicasts operation information to the upper network.
  • the main management server 1-3 performs management information notification and status information collection and aggregation within the monitoring network based on the operation information.
  • the main management server 1-3 multicasts a response to the upper server into the upper network.
  • the sub management server 4-3 stands by without performing any special processing for the monitoring network. Further, even if the sub monitoring server 4-3 receives a response from the main management server 1-3 to the higher level server, the sub monitoring server 4-3 stands by without performing any special processing.
  • Fig. 4 shows the state of monitoring network communication under normal conditions.
  • the main management server 1-3 When receiving the operation information, the main management server 1-3 creates management information and broadcasts it to the monitoring network.
  • the network device including the sub management server 4-3 updates the trap destination IP address from the transmission source information in the management information to the main management server 1-3, and updates its status information to the trap destination. Send to address.
  • the main management server 1-3 aggregates and updates the status information of each network device, and multicasts a response to the upper server including the abnormal information of the network device in the upper network. To do. Even if the sub management server 4-3 receives the operation information, the sub management server 4-3 stands by without performing any special processing.
  • FIG. 5 shows a state of communication of the upper network when the main management server is powered off.
  • the upper server 1-2 multicasts operation information to the upper network. Since the main management server 1-3 is powered off, it cannot perform processing in the monitoring network and cannot respond to the upper network.
  • the sub-management server 4-3 receives the notification from the main management server 1-3 (the management information notification in the monitoring network and / or the response to the higher-level server in the higher-level network) even if a predetermined time has elapsed after receiving the operation information.
  • the sub management server 4-3 becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 Management information notification and status information collection and aggregation in the monitoring network. Then, the main management server 4-3 multicasts a response to the upper server into the upper network. However, even if the original management server 1-3 is restored, the main is not changed, that is, the main is operated as the management server 4-3.
  • the predetermined time here is longer than the predetermined time (S10 in FIG. 2), which is a waiting time from when the main management server transmits management information to each network device until the response is received.
  • FIG. 6 shows how the monitoring network communicates when the main management server is powered off.
  • the main management server 1-3 cannot perform signal reception and processing due to the stop of the power supply.
  • the sub management server 4-3 receives the operation information, and determines that an abnormality has occurred in the main management server 1-3 when the notification from the main management server does not arrive for a predetermined time after receiving the operation information.
  • 4-3 becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 creates management information based on the operation information and broadcasts the management information into the monitoring network.
  • the network device updates the IP address that is the Trap destination from the transmission source information in the management information to the main management server 4-3, and transmits its own state information toward the Trap destination address.
  • the main management server 4-3 When the main management server 4-3 receives the traps of all the network devices, the main management server 4-3 aggregates and updates the status information of each network device, and multicasts a response to the upper server including the abnormality information of the network device in the upper network. To do.
  • FIG. 7 shows a state of communication in the upper network when the main management server is isolated in the upper network due to a port on the upper network side or a communication path error.
  • the upper server 1-2 multicasts operation information to the upper network. Since the main management server 1-3 does not receive the operation information from the upper server 1-2, the main management server 1-3 cannot perform processing in the monitoring network and cannot respond to the upper network.
  • the sub-management server 4-3 receives the notification from the main management server 1-3 (the management information notification in the monitoring network and / or the response to the higher-level server in the higher-level network) even if a predetermined time has elapsed after receiving the operation information.
  • the sub management server 4-3 becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 Management information notification and status information collection and aggregation in the monitoring network. Then, the main management server 4-3 multicasts a response to the upper server into the upper network.
  • FIG. 8 shows a state of communication in the monitoring network when the main management server is isolated in the upper network due to an upper network side port or communication path error. Since the main management server 1-3 cannot receive the operation information from the host server 1-2, the main management server 1-3 cannot create the management information and cannot broadcast the management information to the monitoring network. Since the network device including the sub management server 4-3 does not receive the management information, it does not return a Trap. The sub management server 4-3 receives the operation information, and determines that an abnormality has occurred in the main management server 1-3 when the notification from the main management server does not arrive for a predetermined time after receiving the operation information.
  • the main management server 4-3 becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 creates management information based on the operation information and broadcasts the management information into the monitoring network.
  • the network device including the subordinate management server 1-3 updates the trap destination IP address from the transmission source information in the management information to the main management server 4-3, and the status information of itself To the Trap destination address.
  • the main management server 4-3 receives the traps of all the network devices, the main management server 4-3 aggregates and updates the status information of each network device, and multicasts a response to the upper server including the abnormality information of the network device in the upper network. To do.
  • FIG. 9 shows a state of communication of the upper network when the main management server is isolated in the monitoring network due to a monitoring network side port or communication path error.
  • the upper server 1-2 multicasts operation information to the upper network.
  • the main management server 1-3 performs monitoring network processing based on the operation information. However, the main management server 1-3 determines that there is no response from the network device and is isolated, and multicasts a response indicating that there is an abnormality to the upper network. Demote.
  • the sub management server 4-3 receives a response indicating an abnormality from the main management server 1-3
  • the sub management server 4-3 becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 Management information is reported and status information is collected and aggregated in the monitoring network based on the operation information. Then, the main management server 4-3 multicasts a response to the upper server into the upper network.
  • FIG. 10 shows how the monitoring network communicates when the main management server is isolated within the monitoring network due to a monitoring network side port or communication path error.
  • the main management server 1-3 receives the operation information, it creates management information based on the operation information and broadcasts it to the monitoring network. However, since the main management server 1-3 is isolated from other network devices due to a port or network abnormality, the management information does not reach the other network devices. If Trap is not received from the network device including the sub management server 4-3 for a predetermined period, Ping is transmitted to each network switch 1 to confirm whether communication is possible.
  • the main management server 1-3 determines that it is isolated in the monitoring network, and notifies the upper network that an abnormality has occurred and the main is demoted. .
  • the main management server 1-3 demotes the main and becomes the sub management server 1-3.
  • the sub management server 4-3 receives a response indicating an abnormality from the main management server 1-3, the sub management server 4-3 itself becomes the main instead of the main management server 1-3, and the main management server 4-3 operates as the operation information. Management information is created based on the information, and the management information is broadcasted to the monitoring network.
  • the network devices other than the subordinate management server 1-3 Upon receiving the management information, the network devices other than the subordinate management server 1-3 update the IP address that is the trap destination from the transmission source information in the management information to the main management server 4-3, and the status information of itself To the Trap destination address.
  • the main management server 4-3 receives the traps of all network devices except the sub management server 1-3, the main management server 4-3 aggregates and updates the status information of each network device, and includes the abnormality information of the network device in the upper network Sends a response to the upper server in multicast.
  • FIG. 11 shows a state of communication of the upper network when the monitoring network is divided due to an abnormality in the network switch 1 or the communication path.
  • the upper server 1-2 multicasts operation information to the upper network. Since the main management server 1-3 and the sub management server 4-3 detect and recognize that the monitoring network is divided, each performs processing in the monitoring network independently. Sends a response to the upper server in the network in multicast.
  • FIG. 12 shows how the monitoring network communicates when the monitoring network is divided due to an abnormality in the network switch 1 or the communication path.
  • the main management server 1-3 receives the operation information, it creates management information based on the operation information and broadcasts it to the monitoring network. Since the monitoring network is divided, the management information reaches the network device in the divided monitoring network including the main management server 1-3, but the divided monitoring does not include the main management server 1-3. Management information does not reach network devices in the network.
  • the network device that has received the management information updates the IP address that is the trap destination from the transmission source information in the management information to the main management server 4-3, and directs its own state information to the trap destination address. To send.
  • a network device that has not received management information including the sub management server 4-3 cannot receive a Trap response because it has not received management information.
  • the main management server 4-3 receives the traps of some network devices, the main management server 4-3 does not receive the traps of the remaining network devices. Therefore, the main management server 4-3 aggregates and updates the status information of the network devices that have received the traps. The state of the network device that has not been received is updated as no Trap response, and it is determined that the network is disconnected. At this time, Ping may be transmitted to each network switch 1 for confirmation again.
  • a response to the upper server including the fact that the monitoring network is divided is multicast transmitted to the upper network.
  • the sub-management server 4-3 When the sub-management server 4-3 receives the notification that the monitoring network is divided, the sub-management server 4-3 plays a main role in order to control the divided monitoring network including the sub-management server 4-3. That is, it plays the same role as the main management server 1-3 while remaining in the sub until the monitoring network is restored. Accordingly, when receiving the operation information, the main management server 1-3 and the sub management server 4-3 create management information and broadcast it to the monitoring network.
  • the network device in the divided monitoring network including the main management server 1-3 receives the management information transmitted from the main management server 1-3, and sets the IP address that is the trap destination as the transmission source information in the management information. To the main management server 1-3, and transmits its own status information to the main management server 1-3, which is the trap destination address.
  • the network device in the divided monitoring network including the sub management server 4-3 receives the management information transmitted from the sub management server 4-3, and transmits the IP address as the trap destination in the management information.
  • the original information is updated to the sub management server 4-3, and its own status information is transmitted to the sub management server 4-3 that is the trap destination address.
  • the main management server 1-3 and the sub management server 4-3 receive the trap of each network device, the status information of each network device is aggregated and updated, and the response to the upper server is multicast transmitted to the upper network. To do.
  • the main management server 1-3 and the sub management server 4-3 broadcast the management information to the monitoring network, but the management information transmitted by the main management server 1-3 is the sub management server 4-3. Therefore, the sub management server 4-3 determines that the network division has been restored, and refrains from responding to the upper server even if Trap is returned from each network device. On the other hand, the main management server 1-3 does not change, receives Traps from each network device, aggregates and updates the status information, and broadcasts a response to the upper server to the upper network.
  • the reason why the sub management server 4-3 does not become the main is that the main management server 1-3 operates as the main and the sub management server 4-3 operates as the sub after the monitoring network is restored. Because it is smooth to return to the state.
  • Some network switches have a function of short-circuiting a port when an abnormality occurs or a power supply is stopped. When such a network switch is used, only a network device of a specific vehicle is trapped. No response. In such a case, the main management server 1-3 multicasts the fact that there is no Trap response for a specific vehicle into the upper network by including it in the response to the upper server.
  • unified system management is possible regardless of how the vehicles are combined in any way, and network equipment and Even if an abnormality occurs in the network, it can be operated continuously without stopping the monitoring system. As a result, safer and more reliable operation of railway vehicles can be supported.
  • FIG. 13 is a configuration example of the in-composition network when the vehicles are connected according to the second embodiment of the present invention.
  • the vehicle has the same configuration as the vehicles 1 to 4 described in the first embodiment. 5 to 8 are connected.
  • the network switch 4-8 of the vehicle 4 and the network switch 5-8 of the vehicle 5 are connected.
  • the monitoring network the network switch 4-1 of the vehicle 4 and the network switch 5-1 of the vehicle 5 are connected. Is connected. Since the configuration of the network device in each vehicle is the same as that of the first embodiment, the description of the parts already described in the first embodiment is omitted. Also in this embodiment, the direction of the arrow in FIG.
  • 5-1 to 8-1 are network switches that connect each network device and connect the monitoring network
  • 5-2 and 8-2 are upper servers that manage the operation of the train
  • 5-3 and 8-3 are in the train Management server for controlling each network device
  • 5-4 to 8-4 face the moving direction of the vehicle
  • camera A for photographing the vicinity of the right entrance door
  • 5-5 to 8-5 face the moving direction of the vehicle
  • 5-6 to 8-6 are recording devices for recording images acquired by the cameras of the respective vehicles
  • 5-7 and 8-7 are monitors for displaying images in the train
  • 5-8 to 8-8 are network switches for connecting upper networks.
  • the vehicle 5 and the vehicle 8 are vehicles having a driver's seat, and are respectively network switches 5-1 and 8-4, upper servers 5-2 and 8-2, management servers 5-3 and 8-3, and a camera A5-4. 8-4, cameras B5-5, 8-5, recording devices 5-6, 8-6, monitors 5-7, 8-7, and network switches 5-8, 8-8. Each network device is connected via network switches 5-1 and 8-1.
  • the vehicle 6 and the vehicle 7 are vehicles that do not have a driver's seat, and are respectively network switches 6-1 and 7-1, cameras A6-4 and 7-4, cameras B6-5 and 7-5, and a recording device 6-.
  • each network device is connected via a network switch 6-1 and 7-1 via a network such as a LAN.
  • the network switches 1 are connected to each other, and the network switch 4-1 of the vehicle 4 and the network switch 5-1 of the vehicle 5 are connected, so that the monitoring composed of the vehicle 1 to the vehicle 8 is performed.
  • the network switches 8 are connected to each other, and the network switch 4-8 of the vehicle 4 and the network switch 5-8 of the vehicle 5 are connected to each other.
  • the host server 2 and the management server 3 are mounted on the vehicle 1, the vehicle 4, the vehicle 5, and the vehicle 8, respectively, but one of them is the main and the other is the sub.
  • the main controls and manages each network device, and the sub does not operate to control other devices.
  • the management server is assumed to have the smallest IP address value given by the host server 2 and the fast processing. In this embodiment, it is assumed that the upper server 1-2 and the management server 1-3 operate as mains.
  • a network including a camera above the broken line is a monitoring network
  • a network including a higher server below the broken line is a higher network.
  • the host network is a network related to the entire railway vehicle system
  • the monitoring network is a network related to a monitoring system using video of the railway vehicle.
  • the upper network and the monitoring network are divided by a subnet mask and connected via a management server.
  • the management server 3 has a port on the monitoring network side and a port on the upper network side, and manages both networks separately by VLAN, and all communication between the upper network and the monitoring network is performed by the management server 3. Made by.
  • the host network is connected mainly to a vehicle operation (not shown) including the host server 2 and the management server 3, and the monitoring network includes the management server 3, the network switch 1, the camera A4, the camera B5, the recording device 6, And a device related to video monitoring including the monitor 7 is connected.
  • FIG. 14 is used to explain the flow of construction of the network within the organization of the monitoring system and the setting of the management system at the time of train vehicle connection.
  • the host server 1-2 While the train is operating, the host server 1-2 periodically notifies the main management server 1-3 and the sub-management server 4-3 of the operation information by multicast (S21).
  • the management server 1-3 confirms the received operation information each time, and confirms whether there is a connection flag (S22). If there is no connection flag in the operation information (No), the main management server 1-3 waits for reception of the next operation information as it is, and proceeds to S21. On the other hand, if there is a connection flag in the operation information (Yes), the process proceeds to S23.
  • the main management server 1-3 prepares for vehicle connection according to the connection flag (S23). The regular notification of operation information from the host server 1-2 stops when the vehicle is connected.
  • This preparation means that the main management server 1-3 and the sub-management server 4-3 stop the notification of operation information. Do not judge it as an abnormal situation.
  • the upper server 1-2 notifies the main management server 1-3 of a monitoring network initialization command (S24).
  • the main management server 1-3 releases (deletes) the IP address of each network device of the monitoring network and initializes the address management information (S25). At this time, the main / sub setting of the management server 3 is also canceled.
  • the host network starts preparing the equipment for operation again, and in the process, the host server 1-2 uses DHCP to manage the server 1-3, the server 4-3, and the server 5-3 and the management server 8-3 are assigned IP addresses on the upper network side (S1 ′). Subsequently, the upper server 1-2 notifies the operation information to the management server 1-3, the management server 4-3, the management server 5-3, and the management server 8-3 (S2 ′).
  • the management server 1-3, the management server 4-3, the management server 5-3, and the management server 8-3 use the vehicle ID in the operation information received based on the vehicle ID configuration information stored in advance. Analyzing and referring to the device configuration information for each vehicle type stored in advance, the IP address of each network device is calculated, and an address management table as a management table of the network device is created (S3 ′).
  • the management server 1-3, the management server 4-3, the management server 5-3, and the management server 8-3 each determine whether or not broadcast management information has been received from a management server 3 other than itself (S4 ′). If it has not been received (No), it recognizes itself as the main management server (S5 ′), and sends the management information created based on the operation information by broadcast to the monitoring network (S6 ′) and receives it. If (Yes), it recognizes itself as a sub-management server (S11 ′) and waits (S12 ′).
  • the management information packet including its own IP address is transmitted to the monitoring network. Broadcast to each network device (S6 ').
  • the management server 1-3 having a small IP address value and faster processing has broadcast the management information first, and the management server 1-3 is the main server, the management server 4-3, and the management server. It is assumed that 5-3 and the management server 8-3 are subs.
  • the main management apparatus 1-3 determines whether responses have been received from all network devices (S7 ′). If responses have been received from all network devices (Yes), the response to the upper server 1-2 including the status information of each network device is made by multicast (S8 '), and whether operation information has been received from the upper server. Judgment is made (S9 '). If the operation information has been received (Yes), the process proceeds to S6 ′, and if not received (No), S9 ′ is repeated until it is received. If no response has been received from all network devices in S7 ′ (No), the process proceeds to S10 ′ to determine whether a predetermined time has elapsed (S10 ′). If the predetermined time has elapsed (Yes), there is no response. If the predetermined time has not elapsed (No), the process proceeds to S7 'and waits for a response from an unresponsive network device.
  • the management server 1-3 When the management server 1-3 establishes a communicable state within the monitoring network, the management server 1-3 notifies the host server 1-2 that the communicable state is established. When the preparation of the in-train system other than the monitoring network is completed, the train operation starts (operation).
  • connection flag of the present embodiment when the separation of the vehicle occurs, only the connection flag of the present embodiment is changed to the separation flag, and when the separation and the connection of the vehicle occur, both the connection flag and the separation flag are notified. Is done.
  • the connection flag and the separation flag have been described separately. However, the connection flag and the separation flag may be notified as a vehicle reorganization flag without being clearly divided into each.
  • the communication method of the upper network and the monitoring network at the normal time and the abnormal time described with reference to FIGS. 3 to 12 in the first embodiment can be applied almost as it is to the second embodiment.
  • four management servers are mounted in one organization, but when the main and sub of the management server are switched, the IP address value is the smallest among the three sub management servers.
  • the sub-management server that is fast in processing becomes the main management server.
  • the monitoring network to be divided is (a) a monitoring network of one main management server and three sub management servers, and (b) a monitoring network of one main management server and one sub management server and two sub management servers.
  • C a monitoring network of one main management server and two sub management servers and a monitoring network of one sub management server.
  • the main management server operates as the main as it is, and the sub management server in the other monitoring network is mainly operated by the sub management server having the smallest IP address value and the fastest processing.
  • the main management server continues to operate as the main, and only one sub management server in the other monitoring network takes over the main role.
  • the main management server operates as a main as it is, and when only one sub management server exists in the divided monitoring network, the sub management server is If there are a plurality of sub management servers, the sub management server with the smallest IP address value and the fastest processing takes over the main role. However, if the monitoring network is divided into a plurality of parts without including the management server, the monitoring network not including the management server must be separated.
  • the monitoring network when a network is reconstructed by connecting or separating trains, the monitoring network can be quickly reconstructed and unified system management is possible. Thereby, the operation of the railway vehicle can be resumed quickly.
  • the configuration of the system or apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the above-described configuration, and various configurations may be used.
  • the present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various systems and devices.
  • the application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
  • one train is composed of four vehicles.
  • the train is not limited to four vehicles, and trains having different numbers of vehicles are connected to each other. Cases are also conceivable. There is no special change in each process just because the number of vehicles has changed.
  • the camera it is supposed to shoot near the door, but it is not limited to this, for example, it may shoot the state of the deck, the cabin or the outside of the vehicle, the video is always recorded or displayed, You may make it record or display by selection of operators, such as a driver.
  • the number of cameras is two for one vehicle for convenience of explanation, but may be one or three or more. Further, the number of other recording devices and monitors is not particularly limited, and other different devices other than these may be mounted.
  • the IP when determining the main management server, determining the management server to be replaced with the main from among the sub management servers, or determining the sub management server acting as the main from among the sub management servers, the IP Although it was decided to determine the sub-management server with a small address value and fast processing, it is not limited to this, and it may be the management server of the leading vehicle or the management server closest to the leading vehicle based on the operation information. The management server with the smallest number may be used, and any other method may be used as long as it is uniquely determined.
  • management information transmitted from the main management server or the sub management server acting as the main to the monitoring network is transmitted by broadcast, it may be transmitted by multicast.
  • the present invention can be applied not only to railway vehicles but also to other systems where a plurality of predetermined unit systems including network devices are connected or separated, and is effective.
  • 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Vehicle, 1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1, 8-1: Network switch, 1-2, 4-2, 5-2, 8-2: upper server, 1-3, 4-3, 5-3, 8-3: management server, 1-4, 2-4, 3 -4, 4-4, 5-4, 6-4, 7-4, 8-4: Camera A, 1-5, 2-5, 3-5, 4-5, 5-5, 6-5 7-5, 8-5: Camera B, 1-6, 2-6, 3-6, 4-6, 5-6, 6-6, 7-6, 8-6: Recording device, 1-7, 4-7, 5-7, 8-7: Monitor, 1-8, 2-8, 3-8, 4-8, 5-8, 6-8, 7-8, 8-8: Network switch.

Landscapes

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Abstract

制御装置が搭載される車両もあれば、搭載されない車両もあり、また、１編成内に搭載される制御装置が１つの場合や２つ以上の場合が想定される。制御装置が１つの場合は特に問題ないが、２つ以上の場合には制御系統が複数存在することになり、制御系統を画一的に決定する必要がある。列車を起動し運行開始させる際、または車両が連結または分割する際に、例えばＤＨＣＰにより付与されたＩＰアドレスの値が最も小さく最も処理の早い管理サーバがメインの管理サーバとしてシステム全体を制御し、ネットワークまたはネットワーク機器の異常が起こった際にも自動的に管理体制が再構築される。

Description

編成内ネットワークシステム、編成内ネットワーク管理方法、および管理装置
　本発明は、鉄道車両などに搭載されるネットワーク機器間の通信に関し、特に、システムを管理する制御装置の多重化と切り替え運用に関する。
　近年、列車に代表される鉄道車両や、バス、タクシーなどの公共交通機関における車両内や車両外に対し、監視カメラなどで構成される監視システムが運用されており、車内の防犯、迷惑行為の未然防止などのために、車内の状況を映像を用いて監視や記録（記憶）することが一般的になってきている。鉄道車両内への監視システムの導入により、監視カメラによる列車内のリアルタイム監視が可能となり、更に、列車内の様子を映像として記録や蓄積することができるようになっている。
　例えば、各車両に搭載されたネットワークスイッチを介して車両間で映像などの情報を通信し、各車両に搭載された監視カメラからの映像によって各車両の混雑率を判定するシステムが提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１３－０２５５２３号公報
　上述したシステムにおいては、各車両に搭載されたネットワーク監視機器が各ネットワークスイッチを介して監視ネットワークを構成し車両間の通信を実現するが、通常、この監視ネットワークを制御する制御装置が搭載される。列車という性質上、運転車両や客室車両などの複数種類の車両が複数連結することで１編成が構成され、車両ごとにそれぞれ必要なネットワーク機器が異なる場合がある。そのような場合、制御装置が搭載される車両もあれば、搭載されない車両もあり、また、１編成内に搭載される制御装置が１つの場合や２つ以上の場合が想定される。制御装置が１つの場合は特に問題ないが、２つ以上の場合には制御系統が複数存在することになり、制御系統を画一的に決定する必要がある。
　本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたものであり、鉄道車両の編成の仕方の如何にかかわらず、編成内ネットワークを安定して制御または管理できるシステムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明に係るシステムでは、一構成例として次のような構成とした。
　本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、1以上の車両で構成され、ネットワーク機器と前記ネットワーク機器を管理する少なくとも管理装置とが搭載される編成の編成内ネットワークシステムにおいて、前記管理装置は、編成内のネットワークに関する第一の情報を取得し、当該第一の情報に関連して自身がメインとなる管理装置であるか否かを判断し、メインとなったメイン管理装置が前記ネットワーク機器を制御する。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、前記編成内ネットワークは、編成の運行を司る上位ネットワークと、前記ネットワーク機器を含む下位ネットワークとから構成され、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとが前記管理装置を介して接続され、前記管理装置は、前記第一の情報を、上位ネットワークから取得する。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、前記ネットワーク機器は、自身の状態に関する情報を前記管理装置へ送信し、前記管理装置は、前記ネットワーク機器の状態に関する情報を受信すると、前記ネットワーク機器に関する状態情報を集計し、第二の情報として前記上位ネットワークへ送信する。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法は、前記メイン管理装置は、前記第一の情報に基づいて、前記ネットワーク機器に対して前記ネットワーク機器の動作に必要な管理情報を送信する。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、前記管理装置は、編成内ネットワークシステムが起動してから、他の管理装置から前記管理情報を受信したか否かを判断し、受信していない場合に、自身がメイン管理装置として、前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする請求項１１に記載の編成内ネットワーク管理方法。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信されるはずの前記第二の情報を所定期間受信しなかった場合、または前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された前記第二の情報に前記メイン管理装置の異常を示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置の役割を果たし、前記メイン管理装置は前記サブ管理装置の役割を果たすように役割を変更する。
　また、本発明に係る編成内ネットワークシステムまたは編成内ネットワークシステム管理方法では、前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された第二の情報に、一部の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信があり、その他の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信がないことを示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置と同じ役割を果たすように役割を変更する。
　本発明に係る管理装置は、1以上の車両で構成され、各車両にネットワーク機器が搭載される編成の編成内ネットワークシステムに搭載される、前記ネットワーク機器を管理する管理装置であって、編成内のネットワークに関する第一の情報を取得し、当該第一の情報に関連して自身がメインとなる管理装置であるか否かを判断し、メインとなった場合に前記ネットワーク機器を制御する。
　また、本発明に係る管理装置は、前記編成内ネットワークを構成する、編成の運行を司る上位ネットワークと、前記ネットワーク機器を含む下位ネットワークと接続し、前記第一の情報を、上位ネットワークから取得する。
　また、本発明に係る管理装置は、メイン管理装置となった場合に、前記第一の情報に基づいて、前記ネットワーク機器に対して前記ネットワーク機器の動作に必要な管理情報を送信する。
　また、本発明に係る管理装置は、前記編成内ネットワークシステムが起動してから、他の管理装置から前記管理情報を受信したか否かを判断し、受信していない場合に、自身がメイン管理装置として、前記ネットワーク機器を制御する。
　また、本発明に係る管理装置では、メイン管理装置とならなかった場合にはサブ管理装置となり、前記メイン管理装置から送信されるはずの前記ネットワーク機器の状態情報を集計した第二の情報を所定期間受信しなかった場合、または前記メイン管理装置から送信された前記第二の情報に前記メイン管理装置の異常を示す情報が含まれていた場合に、前記メイン管理装置の役割を果たすように役割を変更する。
　また、本発明に係る管理装置では、メイン管理装置とならなかった場合にはサブ管理装置となり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された前記ネットワーク機器の状態情報を集計した第二の情報に、一部の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信があり、その他の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信がないことを示す情報が含まれていた場合に、前記メイン管理装置と同じ役割を果たすように役割を変更する。
　以上説明したように、本発明に係るシステムによると、鉄道車両の編成の仕方の如何にかかわらず、編成内ネットワークを安定して制御または管理できるシステムを実現することができる。
本発明の一実施例に係る編成内ネットワークの構成例を示す図である。 列車起動時および運行時の編成内監視ネットワークの管理方法を示すフローチャートである。 正常時の上位ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 正常時の監視ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 メイン管理サーバ電源停止時の上位ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 メイン管理サーバ電源停止時の監視ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 上位ネットワーク内でのメイン管理サーバ孤立時の上位ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 上位ネットワーク内でのメイン管理サーバ孤立時の監視ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 監視ネットワーク内でのメイン管理サーバ孤立時の上位ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 監視ネットワーク内でのメイン管理サーバ孤立時の監視ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 監視ネットワーク分断時の上位ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 監視ネットワーク分断時の監視ネットワークにおける信号のやり取りを示す図である。 本発明の一実施例に係る車両連結した場合の編成内ネットワークの構成例を示す図である。 車両連結した場合の編成内監視ネットワークの管理方法を示すフローチャートである。
　本発明に係る実施例を、以下に図面を参照して説明する。本明細書内において、車両とは編成を構成する１つの車両を意味し、列車とは車両が連結した態様を意味し、編成とは車両が実際に運行する形態を意味し、車両単独の場合や車両が複数連結した場合が想定される。
　（第一の実施例） 　本発明に係る第一の実施例においては、列車を起動し運行させる際に、編成内ネットワークを構築し、制御装置（管理サーバ）による制御および管理の様子について説明する。本実施例では、１編成に２台の管理サーバがある場合を例に説明するが、編成内に管理サーバが単数である場合も複数である場合も、基本的に同様の処理にて運用可能である。
　図１は本発明の第一の実施例に係る編成内ネットワークの構成例を示す図である。
　図１において、１～４は車両であり１編成の列車を構成する。なお、ここでは図１中の矢印の方向を進行方向とする。１－１～４－１は各ネットワーク機器を接続し車両間の監視ネットワークを接続するネットワークスイッチ、１－２，４－２は列車の運行を管理する上位サーバ、１－３，４－３は編成内の各ネットワーク機器を制御する管理サーバ、１－４～４－４は車両の進行方向を向いて右側の乗降ドア付近を撮影するカメラＡ、１－５～４－５は車両の進行方向を向いて左側の乗降ドア付近を撮影するカメラＢ、１－６～４－６は各車両のカメラが取得した映像を記録する記録装置、１－７，４－７は編成内の映像などを表示するモニタ、１－８～４－８は車両間の上位ネットワークを接続するネットワークスイッチであり、それぞれＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークによって接続されている。ここでは進行方向の先頭車両に搭載されるモニタであるモニタ１－７にカメラＡ４またはカメラＢ５の映像を表示させることとするが、後尾車両モニタ４－７にも表示させるようにしてもいい。また、ネットワークスイッチは、パケット転送機能とＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）クライアント機能が備わっていればＬ２スイッチやスイッチングハブやルータなどどのようなタイプを用いてもよい。
　　なお、図中の各ネットワーク機器の番号は「機器名称＋車両番号＋機器番号」としており、各ネットワーク機器を車両ごとに区別して説明する必要がある場合には「機器名称＋車両番号＋機器番号」とし、区別せずに呼ぶ場合には「機器名称＋機器番号」とする。例えばカメラＡの場合、車両ごとに区別する場合はカメラＡ１－４とし、区別しない場合はカメラＡ４として説明する。
　特に車両１および車両４は運転席を備える車両であり、それぞれネットワークスイッチ１－１，４－１、上位サーバ１－２，４－２、管理サーバ１－３，４－３、カメラＡ１－４，４－４、カメラＢ１－５，５－５、記録装置１－６，４－６、モニタ１－７，４－７、ネットワークスイッチ１－８，４－８を搭載し、監視ネットワークでは各ネットワーク機器がネットワークスイッチ１－１，１－４を介して接続され、上位ネットワークでは上位サーバ１－２，４－２と管理サーバ１－３，４－３がネットワークスイッチ１－８，４－８を介して接続されている。また、車両２および車両３は運転席を備えない車両であり、それぞれネットワークスイッチ２－１，３－１、カメラＡ２－４，３－４、カメラＢ２－５，３－５、記録装置２－６，３－６、ネットワークスイッチ２－８，３－８を搭載し、監視ネットワークでは各ネットワーク機器がネットワークスイッチ１－１，４－１を介して接続され、上位ネットワークでは隣接車両の機器とネットワークスイッチ２－８，３－８を介して接続されている。また、隣接車両間はネットワークスイッチ１，８同士が接続されることで、編成内ネットワークを構築している。なお、上位サーバ２と管理サーバ３は先頭車両および後尾車両にそれぞれ搭載されるが、それぞれいずれかがメインとなり、いずれかがサブとなって動作するものである。基本的にメインが各ネットワーク機器を制御，管理し、サブは他の機器を制御するような動作はしない。管理サーバ３のメインの決定の仕方と運用については後述する。本実施例においては、上位サーバ１－２および管理サーバ１－３がメインとして動作することとする。
　本実施例においては、破線より上側のカメラを含むネットワークを監視ネットワークとし、破線より下側の上位サーバを含むネットワークを上位ネットワークとする。上位ネットワークは、鉄道車両のシステム全体に関するネットワークであり、監視ネットワークは、鉄道車両の映像を用いた監視システムに関するネットワークである。上位ネットワークと監視ネットワークとはサブネットマスクによりネットワークが分割され、管理サーバを介して接続されている。すなわち管理サーバ３は、監視ネットワーク側のポートと上位ネットワーク側のポートとを有し、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）によって双方のネットワークを区別して管理しており、上位ネットワークと監視ネットワークの間の通信は、全て管理サーバ３によってなされる。上位ネットワークには、上位サーバ２と管理サーバ３を含む主に図示しない車両の運行に関する機器が接続され、監視ネットワークには、管理サーバ３、ネットワークスイッチ１、カメラＡ４、カメラＢ５、記録装置６、およびモニタ７を含む映像監視に関する機器が接続される。
　まず、図２を用いて、列車起動時および運行時の編成内監視ネットワークの管理方法、特に管理サーバのメインとサブの決定の仕方について説明する。
　図２は、列車起動時および運行時の管理サーバによる編成内監視ネットワークの管理方法を示すフローチャートである。
　列車の電源がオンになると、列車内の各ネットワーク機器に電力が供給され起動する（起動）。まず上位ネットワークが運行のための機器の準備を開始し、その過程で、メインに決まった上位サーバ１－２がＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）を用いて管理サーバ１－３および管理サーバ４－３に対して上位ネットワーク側のＩＰアドレスを付与する（Ｓ１）。続いて、上位サーバ１－２は管理サーバ１－３および管理サーバ４－３に対して運行情報をマルチキャストで通知する（Ｓ２）。
　ここで、本実施例において、運行情報とは、車両ＩＤ、先頭車両（進行方向）、速度、現在位置、ドア開閉、連結フラグ、分離フラグなどの情報であり、車両ＩＤとは、各車両の動力種別、車両種別、編成の車両数、号車番号などを示す数桁の番号の組み合わせである。
　また、管理情報とは、映像とともに記録するメタデータである時刻や位置情報や車両番号などといった情報を含んでおり、送信元管理サーバ３がメインである旨のフラグなどを含んでもよい。
　管理サーバ１－３および管理サーバ４－３は、自身が予め記憶している車両ＩＤの構成情報に基づいて受信した運行情報の中の車両ＩＤを解析し、予め記憶している車両種別ごとの機器構成情報を参照して、各ネットワーク機器のＩＰアドレスを算出し、ネットワーク機器の管理表であるアドレス管理表を作成する（Ｓ３）。
　管理サーバ１－３および管理サーバ４－３は、それぞれ自身以外の管理サーバ３からブロードキャストの管理情報を受信したか否かを判断し（Ｓ４）、受信していなければ（Ｎｏ）自身がメイン管理サーバであると認識して（Ｓ５）運行情報に基づいて作成した管理情報を監視ネットワーク内へブロードキャストで送信し（Ｓ６）、受信していれば（Ｙｅｓ）自身がサブ管理サーバであると認識して（Ｓ１１）待機する（Ｓ１２）。
　管理サーバ１－３および管理差＾場４－３は、各ネットワーク機器のＩＰアドレスの設定が完了すると、自身のＩＰアドレスを含む管理情報パケットを監視ネットワークの各ネットワーク機器に向けてブロードキャストで送信する（Ｓ６）。なお、本実施例では、ＩＰアドレスの値が小さくより処理の早い管理サーバ１－３が先に管理情報をブロードキャスト送信したものとし、管理サーバ１－３がメイン、管理サーバ４－３がサブとなるものとする。
　カメラＡ４，カメラＢ５，管理サーバ４－６，記録装置６，モニタ７といった各ネットワーク機器は、メイン管理サーバ１－３からブロードキャストパケットの管理情報パケットを受信すると、当該パケット内の送信元ＩＰアドレス情報を応答パケットの送信先情報として登録し、自身の状態に関する情報をメイン管理サーバ１－３に対して応答する。この応答は、例えばＳＮＭＰのＴｒａｐなどを用いることができる。
　そして、メイン管理装置１－３は、全てのネットワーク機器から応答を受信したか判断する（Ｓ７）。全てのネットワーク機器から応答を受信していれば（Ｙｅｓ）、各ネットワーク機器の状態情報を含めて上位サーバ１－２へマルチキャストで応答し（Ｓ８）、上位サーバから運行情報を受信したかを判断する（Ｓ９）。運行情報を受信していれば（Ｙｅｓ）Ｓ６へ進み、受信していなければ（Ｎｏ）受信するまでＳ９を繰り返す。また、Ｓ７で全てのネットワーク機器から応答を受信していなければ（Ｎｏ）Ｓ１０へ進み、所定時間経過したか判断し（Ｓ１０）、所定時間経過していれば（Ｙｅｓ）応答がなかったものとしてＳ８へ進んで上位サーバ１－２へ応答し、所定時間経過していなければ（Ｎｏ）Ｓ７へ進み、未応答のネットワーク機器からの応答を待つ。
　これにより編成内の各ネットワーク機器は、監視ネットワーク内で通信可能な状態となる。管理サーバ１－３は、監視ネットワーク内で通信可能な状態が確立できたら、上位サーバ１－２に対して通信可能な状態であることを通知する。そして、監視ネットワーク以外の列車内システムの準備が完了すると、列車の運行が開始する（運行）。
　なお、上位ネットワーク内では上位サーバ２と管理サーバ３はマルチキャストで通信し、監視ネットワーク内ではメインとなったメイン管理サーバ１－３が管理情報をブロードキャストで送信する。従って、上位ネットワーク内では、上位サーバ２が送信したマルチキャストパケットはメイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３の双方に届き、メイン管理サーバ１－３が応答送信するマルチキャストパケットは上位サーバ２にもサブ管理サーバ４－３にも届くことになる。また、監視ネットワーク内では、メイン管理サーバ１－３が送信したブロードキャストパケットはサブ管理装置４－３にも届き、サブ管理装置４－３はネットワーク機器の１つとしてメイン管理サーバ１－３に対して自身の状態情報を応答する。管理上の混乱を避けるために、管理サーバ３から上位サーバ２への応答は、メインとなったメイン管理サーバ１－３のみから送信することとする。
　メイン管理サーバ１－３から管理情報がブロードキャスト送信されると、各ネットワーク機器はメイン管理サーバ１－３に対して自身の状態情報を応答するが、直接メイン管理サーバ１－３に応答してもいいし、ネットワークの輻輳を考慮して、カメラＡ４およびカメラＢ５は記録装置６へ状態情報を送信し、記録装置６はカメラＡ４とカメラＢ５の状態情報とまとめて自身の状態情報をネットワークスイッチ１へ送信し、ネットワークスイッチ１はカメラＡ４とカメラＢ５と記録装置６の状態情報をまとめてメイン管理サーバ１－３へ応答するようにしてもいい。
　なお、車両の組み合わせによっては、１編成に管理サーバ３が１台となる場合や３台以上となる場合が想定されるが、上述のフローに則れば、どのような車両の組み合わせ方によっても統一したシステム管理が可能である。
　次に、列車の通常の運行時の各装置の動作について説明する。
　列車が進行方向に向かって運行を開始すると、上位サーバ１－２は管理サーバ１－３および管理サーバ４－３に対して定期的に運行情報を送信し、メイン管理サーバ１－３はこの運行情報に基づいて管理情報を各ネットワーク機器に対して送信する。各ネットワーク機器は管理情報に返信する形で、自身の状態情報をＳＮＭＰのＴｒａｐでメイン管理サーバ１－３へ直接的または間接的に返信する。メイン管理サーバ１－３は各ネットワーク機器のＴｒａｐに基づいて上位サーバ１－２へ応答する。
　メイン管理サーバ１－３は、運行情報に基づいて各ネットワーク機器を制御する。列車が駅に停車して旅客を乗降させる際には、メイン管理サーバ１－３は、上位サーバ１－２から受信した運行情報の中のドア開閉情報に基づいて、カメラＡ４またはカメラＢ５の映像を記録開始または記録停止するよう記録装置６を制御する。記録装置６は、受信したドア開閉情報に基づいて、ドア開であれば、カメラＡまたはカメラＢの映像の記録を開始し、ドア閉であれば、カメラＡまたはカメラＢの映像の記録をドア閉から所定時間経過後に停止する。例えば、右側のドア開であれば、記録装置６は管理サーバからの制御に基づいて同一車両に搭載されるカメラＡ４の映像の記録を開始し、右側ドア閉となるとカメラ４Ａの映像の記録を30秒後に停止する。
　また、管理サーバ１－３は、上位サーバ１－２から受信した速度情報とドア開閉情報に基づいて、モニタ１－７にカメラＡ４またはカメラＢ５の映像の表示をＯＮまたはＯＦＦにするよう制御する。モニタ１－７は、受信した速度情報およびドア開閉情報に基づいて、速度が所定値以下、且つ、ドア開であれば、カメラＡまたはカメラＢの映像の表示を開始し、速度が所定値より大きければ、カメラＡまたはカメラＢの映像の表示を停止する。例えば、速度が５ｋｍ／ｈ以下、且つ、左側のドア開であれば、モニタ１－７は管理サーバからの制御に基づいてカメラＢ５の映像の表示を開始し、速度が５ｋｍ／ｈより大きくなるとカメラ５Ｂの映像の表示を停止する。
　次に、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、および図１０を用いて、上位ネットワークと監視ネットワークにおける正常時と異常発生時の管理体制の再構築について説明する。図３および図４は正常時、図５および図６はメイン管理サーバの電源が停止した場合、図７および図８はメイン管理サーバがシステム内で孤立した場合、図９および図１０は監視ネットワークが分断された場合のそれぞれ上位ネットワークと監視ネットワークの通信内容を示す。なお、矢印の実線は実際の信号が正常に送受信できていることを示し、破線は送信されたが受信できないまたは受信されたか不明であることを示し、一点鎖線は正常時であれば処理や送信されたが異常によりできないことを示す。
　図３は、正常時の上位ネットワークの通信の様子である。上位サーバ１－２は、運行情報を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３は、運行情報に基づいて監視ネットワーク内で管理情報の通知と状態情報の収集および集計を実施する。メイン管理サーバ１－３は、必要な処理が完了すると、上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。サブ管理サーバ４－３は、上位サーバ１－２から運行情報を受信すると、監視ネットワーク内へ対して特別な処理をすることなく待機する。また、サブ監視サーバ４－３は、メイン管理サーバ１－３から上位サーバへの応答を受信しても、特別な処理をすることなく待機する。
　図４は、正常時の監視ネットワークの通信の様子である。メイン管理サーバ１－３は、運行情報を受信すると、管理情報を作成して監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。サブ管理サーバ４－３を含むネットワーク機器は、管理情報を受信すると、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ１－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスに向けて送信する。メイン管理サーバ１－３は、全てのネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、各ネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、上位ネットワーク内へネットワーク機器の異常情報を含む上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。サブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信しても特別な処理をすることなく待機する。
　図５は、メイン管理サーバの電源が停止した場合の上位ネットワークの通信の様子である。上位サーバ１－２は、運行情報を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３は、電源が停止しているため、監視ネットワーク内の処理を実施できず、上位ネットワーク内への応答もできない。サブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信してから所定時間経過してもメイン管理サーバ１－３からの通知（監視ネットワーク内の管理情報通知および／または上位ネットワーク内の上位サーバへの応答）が届かない場合、メイン管理サーバ１－３に異常が発生したと判断し、サブ管理サーバ４－３がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて監視ネットワーク内で管理情報の通知と状態情報の収集および集計を実施する。そして、メイン管理サーバ４－３は、上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。ただし、元管理サーバ１－３が復旧しても、メインの変更はしない、すなわち、メインは管理サーバ４－３として運用される。なお、ここでの所定時間は、メイン管理サーバが各ネットワーク機器へ管理情報を送信してからその応答を受信するまでの待機時間である所定時間（図２のＳ１０）より長いものとする。
　図６は、メイン管理サーバの電源が停止した場合の監視ネットワークの通信の様子である。メイン管理サーバ１－３は、電源の停止により、信号の受信および処理を実施できない。サブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信し、受信してからメイン管理サーバからの通知が所定時間届かない場合に、メイン管理サーバ１－３に異常が発生したと判断し、サブ管理サーバ４－３がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて管理情報を作成し、管理情報を監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。ネットワーク機器は、管理情報を受信すると、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ４－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスに向けて送信する。メイン管理サーバ４－３は、全てのネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、各ネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、上位ネットワーク内へネットワーク機器の異常情報を含む上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図７は、メイン管理サーバが上位ネットワーク側のポートまたは通信経路異常により上位ネットワーク内で孤立した場合の上位ネットワークの通信の様子を示す。上位サーバ１－２は、運行情報を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３は、上位サーバ１－２からの運行情報が届かないため、監視ネットワーク内の処理を実施できず、上位ネットワーク内への応答もできない。サブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信してから所定時間経過してもメイン管理サーバ１－３からの通知（監視ネットワーク内の管理情報通知および／または上位ネットワーク内の上位サーバへの応答）が届かない場合、メイン管理サーバ１－３に異常が発生したと判断し、サブ管理サーバ４－３がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて監視ネットワーク内で管理情報の通知と状態情報の収集および集計を実施する。そして、メイン管理サーバ４－３は、上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図８は、メイン管理サーバが上位ネットワーク側のポートまたは通信経路異常により上位ネットワーク内で孤立した場合の監視ネットワークの通信の様子を示す。メイン管理サーバ１－３は、上位サーバ１－２から運行情報を受信できないため、管理情報を作成できず、監視ネットワーク内へ管理情報をブロードキャスト送信できない。そして、サブ管理サーバ４－３を含むネットワーク機器は、管理情報を受信しないので、Ｔｒａｐを返信しない。サブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信し、受信してからメイン管理サーバからの通知が所定時間届かない場合に、メイン管理サーバ１－３に異常が発生したと判断し、サブ管理サーバ４－３がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて管理情報を作成し、管理情報を監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。サブとなった管理サーバ１－３を含むネットワーク機器は、管理情報を受信すると、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ４－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスに向けて送信する。メイン管理サーバ４－３は、全てのネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、各ネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、上位ネットワーク内へネットワーク機器の異常情報を含む上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図９は、メイン管理サーバが監視ネットワーク側のポートまたは通信経路異常により監視ネットワーク内で孤立した場合の上位ネットワークの通信の様子を示す。上位サーバ１－２は、運行情報を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３は、運行情報に基づき監視ネットワーク内処理を実施するが、ネットワーク機器からの応答がなく孤立と判断し、異常の旨の応答を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信して、メインを降格する。サブ管理サーバ４－３は、メイン管理サーバ１－３から異常の旨の応答を受信すると、サブ管理サーバ４－３がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて監視ネットワーク内で管理情報の通知と状態情報の収集および集計を実施する。そして、メイン管理サーバ４－３は、上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図１０は、メイン管理サーバが監視ネットワーク側のポートまたは通信経路異常により監視ネットワーク内で孤立した場合の監視ネットワークの通信の様子を示す。メイン管理サーバ１－３は、運行情報を受信すると、運行情報に基づき管理情報を作成し、監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。しかし、メイン管理サーバ１－３は、ポートまたはネットワークの異常により他のネットワーク機器から孤立しているため、他のネットワーク機器へ管理情報が到達しない。サブ管理サーバ４－３を含むネットワーク機器から所定期間Ｔｒａｐを受信しないと、各ネットワークスイッチ１に対してＰｉｎｇを送信し、通信可能か確認する。この場合、ネットワークスイッチ１からの応答がないため、メイン管理サーバ１－３は、監視ネットワーク内で孤立していると判断し、異常が発生しメインを降格することを上位ネットワーク内へ応答通知する。メイン管理サーバ１－３は、メインを降格しサブ管理サーバ１－３となる。一方、サブ管理サーバ４－３は、メイン管理サーバ１－３から異常の旨の応答を受信すると、自身がメイン管理サーバ１－３の代わりにメインとなり、メイン管理サーバ４－３として、運行情報に基づいて管理情報を作成し、管理情報を監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。サブとなった管理サーバ１－３を除くネットワーク機器は、管理情報を受信すると、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ４－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスに向けて送信する。メイン管理サーバ４－３は、サブ管理サーバ１－３を除く全てのネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、各ネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、上位ネットワーク内へネットワーク機器の異常情報を含む上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図１１は、ネットワークスイッチ１または通信経路の異常により監視ネットワークが分断された場合の上位ネットワークの通信の様子を示す。上位サーバ１－２は、運行情報を上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３は、監視ネットワークが分断されていることを検出して認識しているため、それぞれが独立して監視ネットワーク内の処理を実施し、それぞれが上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。
　図１２は、ネットワークスイッチ１または通信経路の異常により監視ネットワークが分断された場合の監視ネットワークの通信の様子を示す。メイン管理サーバ１－３は、運行情報を受信すると、運行情報に基づき管理情報を作成し、監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。監視ネットワークが分断しているため、メイン管理サーバ１－３が含まれる分断された監視ネットワーク内のネットワーク機器には管理情報が到達するが、メイン管理サーバ１－３が含まれない分断された監視ネットワーク内のネットワーク機器には管理情報が到達しない。管理情報を受信したネットワーク機器は、管理情報を受信すると、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ４－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスに向けて送信する。サブ管理サーバ４－３を含む管理情報を受信していないネットワーク機器は、管理情報を受信していないためＴｒａｐ応答ができない。メイン管理サーバ４－３は、一部のネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、残りのネットワーク機器のＴｒａｐを受信していないため、Ｔｒａｐを受信したネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、Ｔｒａｐを受信していないネットワーク機器の状態をＴｒａｐ応答なしと更新し、ネットワークが分断していると判断する。このとき、再度確認のためにＰｉｎｇを各ネットワークスイッチ１へ送信してもよい。ネットワークの分断を検出すると、上位ネットワーク内へ監視ネットワーク分断の旨を含む上位サーバへの応答をマルチキャスト送信する。サブ管理サーバ４－３は、監視ネットワーク分断の旨を受信すると、自身が含まれる分断された監視ネットワーク内を制御するために、メインの役割を果たす。すなわち、監視ネットワークの分断が復旧するまでの間、サブのまま、メイン管理サーバ１－３と同じ役割を果たす。従って、メイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３は、運行情報を受信すると、それぞれ管理情報を作成し、監視ネットワーク内へブロードキャスト送信する。メイン管理サーバ１－３が含まれる分断された監視ネットワーク内のネットワーク機器は、メイン管理サーバ１－３から送信された管理情報を受信し、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からメイン管理サーバ１－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスであるメイン管理サーバ１－３に向けて送信する。一方、サブ管理サーバ４－３が含まれる分断された監視ネットワーク内のネットワーク機器は、サブ管理サーバ４－３から送信された管理情報を受信し、Ｔｒａｐ先であるＩＰアドレスを管理情報内の送信元情報からサブ管理サーバ４－３に更新し、自身の状態情報をＴｒａｐ先アドレスであるサブ管理サーバ４－３に向けて送信する。メイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３は、それぞれネットワーク機器のＴｒａｐを受信すると、各ネットワーク機器の状態情報を集計して更新し、上位ネットワーク内へ上位サーバへの応答をそれぞれマルチキャスト送信する。
　分断が復旧すると、メイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３はそれぞれ監視ネットワーク内へ管理情報をブロードキャスト送信するが、メイン管理サーバ１－３が送信した管理情報がサブ管理サーバ４－３に到達するため、サブ管理サーバ４－３はネットワークの分断が復旧したと判断し、各ネットワーク機器からＴｒａｐが返ってきても、上位サーバへの応答は控える。一方、メイン管理サーバ１－３は、変わらず、各ネットワーク機器からのＴｒａｐを受信して、状態情報を集計して更新し、上位ネットワークへ上位サーバへの応答をブロードキャスト送信する。
　なお、サブ管理サーバ４－３がメインにならないのは、監視ネットワークの分断が復旧した後に、またメイン管理サーバ１－３がメインとして動作し、サブ管理サーバ４－３はサブとして動作する当初の状態に戻るためにスムーズだからである。
　ネットワークスイッチには、異常が発生したり電源が停止したりすると、ポートを短絡させる機能を有しているものが存在するが、そういったネットワークスイッチを用いる場合には、特定の車両のネットワーク機器のみＴｒａｐの応答が無くなる。このような場合には、メイン管理サーバ１－３は、特定の車両のＴｒａｐ応答がない旨を、上位サーバへの応答に含めて上位ネットワーク内へマルチキャスト送信する。
　以上に詳述したように、第一の実施例によれば、鉄道車両の編成が、どのような車両の組み合わせ方であってもよっても統一したシステム管理が可能であり、また、ネットワーク機器やネットワークに異常が発生した場合でも、監視システムを停止させることなく継続して運用することができる。これにより、より安全で信頼性の高い鉄道車両の運行をサポートすることができる。
　（第二の実施例） 　次に、本発明に係る第二の実施例において、列車が新たに連結する際に、監視ネットワークを再構築し、管理体制を設定する様子について、図１３および図１４を用いて説明する。
　図１３は本発明の第二の実施例に係る車両連結した場合の編成内ネットワークの構成例であり、第一の実施例で記載した車両１～車両４に、同様の構成の編成である車両５～車両８が連結している。上位ネットワークとしては、車両４のネットワークスイッチ４－８と車両５のネットワークスイッチ５－８とが接続され、監視ネットワークとしては、車両４のネットワークスイッチ４－１と車両５のネットワークスイッチ５－１とが接続される。各車両内のネットワーク機器の構成は、第一の実施例の場合と同様であるため、既に第一の実施例で説明した部分については説明を省略する。なお、本実施例においても、図１３中の矢印の方向を進行方向とする。
　５－１～８－１は各ネットワーク機器を接続し監視ネットワークを接続するネットワークスイッチ、５－２，８－２は列車の運行を管理する上位サーバ、５－３，８－３は編成内の各ネットワーク機器を制御する管理サーバ、５－４～８－４は車両の進行方向を向いて右側の乗降ドア付近を撮影するカメラＡ、５－５～８－５は車両の進行方向を向いて左側の乗降ドア付近を撮影するカメラＢ、５－６～８－６は各車両のカメラが取得した映像を記録する記録装置、５－７，８－７は編成内の映像などを表示するモニタ、５－８～８－８は上位ネットワークを接続するネットワークスイッチである。
　特に車両５および車両８は運転席を備える車両であり、それぞれネットワークスイッチ５－１，８－４、上位サーバ５－２，８－２、管理サーバ５－３，８－３、カメラＡ５－４，８－４、カメラＢ５－５，８－５、記録装置５－６，８－６、モニタ５－７，８－７、ネットワークスイッチ５－８，８－８を搭載し、監視ネットワーク内の各ネットワーク機器がネットワークスイッチ５－１，８－１を介して接続されている。また、車両６および車両７は運転席を備えない車両であり、それぞれネットワークスイッチ６－１，７－１、カメラＡ６－４，７－４、カメラＢ６－５，７－５、記録装置６－６，７－６、ネットワークスイッチ６－８，７－８を搭載し、各ネットワーク機器がネットワークスイッチ６－１，７－１を介してＬＡＮなどのネットワークで接続されている。また、隣接車両間は、ネットワークスイッチ１同士が接続され、車両４のネットワークスイッチ４－１と車両５のネットワークスイッチ５－１とが接続されることで、車両１から車両８で構成される監視ネットワークを構築している。また、隣接車両間は、ネットワークスイッチ８同士が接続され、車両４のネットワークスイッチ４－８と車両５のネットワークスイッチ５－８とが接続されることで、車両１から車両８で構成される上位ネットワークを構築している。　なお、上位サーバ２と管理サーバ３は車両１、車両４、車両５、および車両８にそれぞれ搭載されるが、それぞれいずれかがメインとなり、その他がサブとなって動作するものである。基本的にメインが各ネットワーク機器を制御，管理し、サブは他の機器を制御するような動作はしない。管理サーバ３のメインの決定の仕方はさまざま考えられるが、本実施例では、上位サーバ２より付与されるＩＰアドレスの値が最も小さく処理が速い管理サーバとする。本実施例においては、上位サーバ１－２および管理サーバ１－３がメインとして動作することとする。
　本実施例においても、第一の実施例と同様に、破線より上側のカメラを含むネットワークを監視ネットワークとし、破線より下側の上位サーバを含むネットワークを上位ネットワークとする。上位ネットワークは、鉄道車両のシステム全体に関するネットワークであり、監視ネットワークは、鉄道車両の映像を用いた監視システムに関するネットワークである。上位ネットワークと監視ネットワークとはサブネットマスクによりネットワークが分割され、管理サーバを介して接続されている。すなわち管理サーバ３は、監視ネットワーク側のポートと上位ネットワーク側のポートとを有し、ＶＬＡＮによって双方のネットワークを区別して管理しており、上位ネットワークと監視ネットワークの間の通信は、全て管理サーバ３によってなされる。上位ネットワークには、上位サーバ２と管理サーバ３を含む主に図示しない車両の運行に関する機器が接続され、監視ネットワークには、管理サーバ３、ネットワークスイッチ１、カメラＡ４、カメラＢ５、記録装置６、およびモニタ７を含む映像監視に関する機器が接続される。
　図１４を用いて、列車の車両連結時における監視システムの編成内ネットワークの構築と管理体制の設定の流れについて説明する。
　列車が運行中、上位サーバ１－２はメイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３に対して定期的に運行情報をマルチキャストで通知する（Ｓ２１）。管理サーバ１－３は、受信した運行情報をその都度確認し、連結フラグがあるか否かを確認する（Ｓ２２）。運行情報の中に連結フラグがなければ（Ｎｏ）、メイン管理サーバ１－３はそのまま次の運行情報の受信を待ち、Ｓ２１へ進む。一方、運行情報の中に連結フラグがあれば（Ｙｅｓ）、Ｓ２３へ進む。メイン管理サーバ１－３は、連結フラグに応じて、車両連結の準備をする（Ｓ２３）。車両連結に伴って上位サーバ１－２からの定期的な運行情報の通知が停止するが、この準備とは、メイン管理サーバ１－３およびサブ管理サーバ４－３が運行情報の通知の停止を異常事態と判断しないことである。また、上位サーバ１－２は、メイン管理サーバ１－３に対し、監視ネットワークの初期化命令を通知する（Ｓ２４）。メイン管理サーバ１－３は、初期化命令に従って、監視ネットワークの各ネットワーク機器のＩＰアドレスを解放（消去）し、アドレス管理情報を初期化する（Ｓ２５）。このとき、管理サーバ３のメイン／サブの設定も解除される。
　車両の連結が完了すると、再び上位ネットワークが運行のための機器の準備を開始し、その過程で、上位サーバ１－２がＤＨＣＰを用いて管理サーバ１－３、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３に対して上位ネットワーク側のＩＰアドレスを付与する（Ｓ１´）。続いて、上位サーバ１－２は管理サーバ１－３、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３に対して運行情報を通知する（Ｓ２´）。
　管理サーバ１－３、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３は、自身が予め記憶している車両ＩＤの構成情報に基づいて受信した運行情報の中の車両ＩＤを解析し、予め記憶している車両種別ごとの機器構成情報を参照して、各ネットワーク機器のＩＰアドレスを算出し、ネットワーク機器の管理表であるアドレス管理表を作成する（Ｓ３´）。
　管理サーバ１－３、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３は、それぞれ自身以外の管理サーバ３からブロードキャストの管理情報を受信したか否かを判断し（Ｓ４´）、受信していなければ（Ｎｏ）自身がメイン管理サーバであると認識して（Ｓ５´）運行情報に基づいて作成した管理情報を監視ネットワーク内へブロードキャストで送信し（Ｓ６´）、受信していれば（Ｙｅｓ）自身がサブ管理サーバであると認識して（Ｓ１１´）待機する（Ｓ１２´）。
　管理サーバ１－３、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３は、各ネットワーク機器のＩＰアドレスの設定が完了すると、自身のＩＰアドレスを含む管理情報パケットを監視ネットワークの各ネットワーク機器に向けてブロードキャストで送信する（Ｓ６´）。なお、本実施例では、ＩＰアドレスの値が小さくより処理の早い管理サーバ１－３が先に管理情報をブロードキャスト送信したものとし、管理サーバ１－３がメイン、管理サーバ４－３、管理サーバ５－３および管理サーバ８－３がサブとなるものとする。
　そして、メイン管理装置１－３は、全てのネットワーク機器から応答を受信したか判断する（Ｓ７´）。全てのネットワーク機器から応答を受信していれば（Ｙｅｓ）、各ネットワーク機器の状態情報を含めて上位サーバ１－２へマルチキャストで応答し（Ｓ８´）、上位サーバから運行情報を受信したかを判断する（Ｓ９´）。運行情報を受信していれば（Ｙｅｓ）Ｓ６´へ進み、受信していなければ（Ｎｏ）受信するまでＳ９´を繰り返す。また、Ｓ７´で全てのネットワーク機器から応答を受信していなければ（Ｎｏ）Ｓ１０´へ進み、所定時間経過したか判断し（Ｓ１０´）、所定時間経過していれば（Ｙｅｓ）応答がなかったものとしてＳ８´へ進んで上位サーバ１－２へ応答し、所定時間経過していなければ（Ｎｏ）Ｓ７´へ進み、未応答のネットワーク機器からの応答を待つ。
　これにより編成内の各ネットワーク機器は、監視ネットワーク内で通信可能な状態となる。管理サーバ１－３は、監視ネットワーク内で通信可能な状態が確立できたら、上位サーバ１－２に対して通信可能な状態であることを通知する。そして、監視ネットワーク以外の列車内システムの準備が完了すると、列車の運行が開始する（運行）。
　なお、車両の分離が発生する場合には、本実施例の連結フラグが分離フラグに変わるだけであり、また、車両の分離と連結が発生する場合には、連結フラグと分離フラグの両方が通知される。本実施例においては、連結フラグと分離フラグとを分けて説明したが、連結フラグと分離フラグは明確にそれぞれに分けなくても、車両再編成フラグとして通知されるようにしてもいい。
　この一連の処理において第一の実施例と異なるのは、Ｓ１１からＳ１５の車両連結に伴う処理があることと、管理するネットワーク機器が車両連結した分増加したことであり、それ以外にはＳ１´からＳ１２´の処理は基本的に第一の実施例と同様である。
　第一の実施例において図３～図１２を用いて説明した、正常時および異常時の上位ネットワークおよび監視ネットワークの通信方法は、第二の実施例にもほぼそのまま適用可能である。第二の実施例においては、１編成内に管理サーバが４台搭載されるが、管理サーバのメインとサブが入れ替わる場合には、サブ管理サーバの３台の中で最もＩＰアドレスの値が小さく処理が速いサブ管理サーバがメイン管理サーバとなる。
　また、監視ネットワークが分断される場合には、２つに分断された場合、次の（ａ）～（ｃ）の３ケースが考えられる。分断される監視ネットワークが、（ａ）メイン管理サーバ１台の監視ネットワークとサブ管理サーバ３台監視ネットワーク、（ｂ）メイン管理サーバ１台とサブ管理サーバ１台の監視ネットワークとサブ管理サーバ２台の監視ネットワーク、（ｃ）メイン管理サーバ１台とサブ管理サーバ２台の監視ネットワークとサブ管理サーバ１台の監視ネットワーク、の場合である。（ａ）（ｂ）の場合には、メイン管理サーバはそのままメインとして動作し、もう一方の監視ネットワーク内のサブ管理サーバは、最もＩＰアドレスの値が小さく処理が速いサブ管理サーバがメインの役割を代行する。（ｃ）の場合には、メイン管理サーバはそのままメインとして動作し続け、もう一方の監視ネットワーク内では１台しかないサブ管理サーバがメインの役割を代行する。
　また、監視ネットワークが３つに分断された場合も同様に、メイン管理サーバはそのままメインとして動作し、分断された監視ネットワーク内に１台のみサブ管理サーバが存在する場合にはそのサブ管理サーバがメインの役割を代行し、複数台のサブ管理サーバが存在する場合には最もＩＰアドレスの値が小さく処理が速いサブ管理サーバがメインの役割を代行する。ただし、管理サーバが含まれない形で監視ネットワークが複数に分断されてしまった場合、管理サーバが含まれない監視ネットワークは切り離さざるを得ない。
　以上に詳述したように、本実施例によれば、列車の連結または分離によりネットワークを再構築する場合に、監視ネットワークを迅速に再構築し、統一したシステム管理が可能である。これにより、鉄道車両の運行を素早く再開することができる。
　また、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
　例えば、第一の実施例および第二の実施例において、１編成は４車両で構成されることとしたが、実際には４車両に限られるものではなく、車両数の異なる編成同士が連結する場合も考えられる。車両数が変わったからといって各処理に特段の変更はない。
　また、カメラについては、ドア付近を撮影することとしているが、これらに限られるものではなく、例えばデッキや客室内や車両外の様子を撮影してもよく、映像は常時記録または表示されたり、運転士などの操作者の選択によって記録または表示させたりするようにしてもよい。また、カメラの台数を説明の便宜上１車両に２台としたが、１台であっても３台以上であってもいい。また、その他の記録装置やモニタに関しても台数に特に制限はなく、これら以外の他の異なる機器が搭載されていてもいい。
　また、メイン管理サーバを決定する場合や、サブ管理サーバの中からメインに入れ替わる管理サーバを決定しる場合や、サブ管理サーバの中からメインを代行するサブ管理サーバを決定する場合に、最もＩＰアドレスの値が小さく処理が速いサブ管理サーバに決定することとしたが、これに限られるものではなく、運行情報から先頭車両の管理サーバまたは先頭車両に最も近い管理サーバとしてもよく、また、管理番号が最も若い管理サーバとしてもよく、その他、一意に決まる方法であればどのような方法であってもよい。
　また、メイン管理サーバまたはメインを代行するサブ管理サーバが監視ネットワーク内へ送信する管理情報はブロードキャストで送信されることとしたが、マルチキャストで送信してもよい。
　本発明は、鉄道車両に適用できるのはもちろんのこと、他にも、ネットワーク機器を含む所定の単位のシステムが複数連結したり分離したりするシステムにおいて適用可能であり、効果的である。
１，２，３，４，５，６，７，８：車両、１－１，２－１，３－１，４－１，５－１，６－１，７－１，８－１：ネットワークスイッチ、１－２，４－２，５－２，８－２：上位サーバ、１－３，４－３，５－３，８－３：管理サーバ、１－４，２－４，３－４，４－４，５－４，６－４，７－４，８－４：カメラＡ、１－５，２－５，３－５，４－５，５－５，６－５，７－５，８－５：カメラＢ、１－６，２－６，３－６，４－６，５－６，６－６，７－６，８－６：記録装置、１－７，４－７，５－７，８－７：モニタ、１－８，２－８，３－８，４－８，５－８，６－８，７－８，８－８：ネットワークスイッチ。

Claims (20)

1以上の車両で構成される編成の編成内ネットワークシステムであって、ネットワーク機器と、前記ネットワーク機器を制御する少なくとも１台の管理装置と、がネットワークを介して接続され、前記管理装置は、編成内のネットワークに関する第一の情報を取得し、当該第一の情報に関連して自身がメインとなる管理装置であるか否かを判断し、メインとなったメイン管理装置が前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする編成内ネットワークシステム。
前記編成内ネットワークは、編成の運行を司る上位ネットワークと、前記ネットワーク機器を含む下位ネットワークとから構成され、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとが前記管理装置を介して接続され、前記管理装置は、前記第一の情報を、上位ネットワークから取得することを特徴とする請求項１に記載の編成内ネットワークシステム。
前記ネットワーク機器は、自身の状態に関する情報を前記管理装置へ送信し、前記管理装置は、前記ネットワーク機器の状態に関する情報を受信すると、前記ネットワーク機器に関する状態情報を集計し、第二の情報として前記上位ネットワークへ送信することを特徴とする請求項２に記載の編成内ネットワークシステム。
前記メイン管理装置は、前記第一の情報に基づいて、前記ネットワーク機器に対して前記ネットワーク機器の動作に必要な管理情報を送信することを特徴とする請求項１乃至請求項３の編成内ネットワークシステム。
前記管理装置は、編成内ネットワークシステムが起動してから、他の管理装置から前記管理情報を受信したか否かを判断し、受信していない場合に、自身がメイン管理装置として、前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする請求項４に記載の編成内ネットワークシステム。
前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信されるはずの前記第二の情報を所定期間受信しなかった場合、または前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された前記第二の情報に前記メイン管理装置の異常を示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置の役割を果たし、前記メイン管理装置は前記サブ管理装置の役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項３乃至請求項５に記載の編成内ネットワークシステム。
前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された第二の情報に、一部の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信があり、その他の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信がないことを示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置と同じ役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項３乃至請求項５に記載の編成内ネットワークシステム。
1以上の車両で構成され、ネットワーク機器と前記ネットワーク機器を管理する少なくとも管理装置とが搭載される編成の編成内ネットワークシステムにおいて、前記管理装置は、編成内のネットワークに関する第一の情報を取得し、当該第一の情報に関連して自身がメインとなる管理装置であるか否かを判断し、メインとなったメイン管理装置が前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする編成内ネットワーク管理方法。
前記編成内ネットワークは、編成の運行を司る上位ネットワークと、前記ネットワーク機器を含む下位ネットワークとから構成され、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとが前記管理装置を介して接続され、前記管理装置は、前記第一の情報を、上位ネットワークから取得することを特徴とする請求項８に記載の編成内ネットワーク管理方法。
前記ネットワーク機器は、自身の状態に関する情報を前記管理装置へ送信し、前記管理装置は、前記ネットワーク機器の状態に関する情報を受信すると、前記ネットワーク機器に関する状態情報を集計し、第二の情報として前記上位ネットワークへ送信することを特徴とする請求項９に記載の編成内ネットワーク管理方法。
前記メイン管理装置は、前記第一の情報に基づいて、前記ネットワーク機器に対して前記ネットワーク機器の動作に必要な管理情報を送信することを特徴とする請求項８乃至請求項１０の編成内ネットワーク管理方法。
前記管理装置は、編成内ネットワークシステムが起動してから、他の管理装置から前記管理情報を受信したか否かを判断し、受信していない場合に、自身がメイン管理装置として、前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする請求項１１に記載の編成内ネットワーク管理方法。
前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信されるはずの前記第二の情報を所定期間受信しなかった場合、または前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された前記第二の情報に前記メイン管理装置の異常を示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置の役割を果たし、前記メイン管理装置は前記サブ管理装置の役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２に記載の編成内ネットワーク管理方法。
前記管理装置は少なくとも２台であり、前記メイン管理装置以外の管理装置はサブ管理装置であり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された第二の情報に、一部の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信があり、その他の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信がないことを示す情報が含まれていた場合に、前記サブ管理装置が前記メイン管理装置と同じ役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２に記載の編成内ネットワーク管理方法。
1以上の車両で構成され、各車両にネットワーク機器が搭載される編成の編成内ネットワークシステムに搭載される、前記ネットワーク機器を管理する管理装置であって、編成内のネットワークに関する第一の情報を取得し、当該第一の情報に関連して自身がメインとなる管理装置であるか否かを判断し、メインとなった場合に前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする管理装置。
前記編成内ネットワークを構成する、編成の運行を司る上位ネットワークと、前記ネットワーク機器を含む下位ネットワークと接続し、前記第一の情報を、上位ネットワークから取得することを特徴とする請求項１５に記載の管理装置。
メイン管理装置となった場合に、前記第一の情報に基づいて、前記ネットワーク機器に対して前記ネットワーク機器の動作に必要な管理情報を送信することを特徴とする請求項１５乃至請求項１６の管理装置。
前記編成内ネットワークシステムが起動してから、他の管理装置から前記管理情報を受信したか否かを判断し、受信していない場合に、自身がメイン管理装置として、前記ネットワーク機器を制御することを特徴とする請求項１７に記載の管理装置。
メイン管理装置とならなかった場合にはサブ管理装置となり、前記メイン管理装置から送信されるはずの前記ネットワーク機器の状態情報を集計した第二の情報を所定期間受信しなかった場合、または前記メイン管理装置から送信された前記第二の情報に前記メイン管理装置の異常を示す情報が含まれていた場合に、前記メイン管理装置の役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項１７乃至請求項１８に記載の管理装置。
メイン管理装置とならなかった場合にはサブ管理装置となり、前記メイン管理装置から前記サブ管理装置へ送信された前記ネットワーク機器の状態情報を集計した第二の情報に、一部の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信があり、その他の前記ネットワーク機器からは状態情報の送信がないことを示す情報が含まれていた場合に、前記メイン管理装置と同じ役割を果たすように役割を変更することを特徴とする請求項１７乃至請求項１８に記載の管理装置。
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