(57)【要約】【課題】特定の通信プロトコルを前提としたり、伝送中継器に重い処理負荷を掛けたりすることなく、各幹線伝送路に主系および従系のデータが混在して流れることを確実に回避しつつ梯子状の伝送路を形成してデータ通信の信頼性を高めることを可能にする。【解決手段】主系および従系の各幹線伝送路と系間伝送路の交差に設けられる伝送中継器に、中継判断フラグに０をセットする初期化処理を実行させる。その後、系間伝送路を介してデータを受信した場合には、中継判断フラグの値が０であれば当該データを破棄して中継判断フラグに１をセットし、中継判断フラグが１であれば当該データを幹線伝送路へ送出する第１の中継処理を上記伝送中継器に実行させ、幹線伝送路からデータを受信した場合には当該データを幹線伝送路および系間伝送路を介して転送するとともに中継判断フラグを０にリセットする第２の中継処理を上記伝送中継器に実行させる。【選択図】図２
2014220784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送路に接続される第１の通信インタフェース部と、
前記第１の伝送路とは異なる第２の伝送路に接続される第２の通信インタフェース部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする初期化処理と、
前記第２の通信インタフェース部によりデータを受信する毎に実行される処理であって、前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば当該受信したデータを破棄して前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットする一方、前記中継判断フラグの値が前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により前記第１の伝送路へ送出する第１の中継処理と、
前記第１の通信インタフェース部によりデータを受信する毎に実行される処理であって、受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により転送するとともに当該データを前記第２の通信インタフェース部により前記第２の伝送路へ送出し、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第２の中継処理と、を実行する
ことを特徴とする伝送中継器。
【請求項２】
前記第１の中継処理では、前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第２の通信インタフェース部によるデータの受信から遅らせて実行することを特徴とする請求項１に記載の伝送中継器。
【請求項３】
前記初期化処理において前記制御部によって初期値が設定されるとともに前記第２の通信インタフェース部によるデータの受信を契機としてカウントアップが開始されるカウンタを有し、
前記制御部は前記カウンタの値が予め定められた第１の閾値に達したことを契機として前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを実行することを特徴とする請求項２に記載の伝送中継器。
【請求項４】
前記制御部は、前記カウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも小さい値として予め定められた第２の閾値に達したことを契機として前記第１の通信インタフェース部を介して前記第１の伝送路へ予告メッセージを送出する一方、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信した場合には前記カウンタのカウント値を減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送するカウンタ制御処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の伝送中継器。
【請求項５】
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信し、かつ自器における前記カウンタのカウント値が前記第２の閾値以下の値として予め定められた第３の閾値に達していた場合に、当該カウンタのカウント値を所定量だけ減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送することを特徴とする請求項４に記載の伝送中継器。
【請求項６】
前記予告メッセージのヘッダ部には、上流側の伝送中継器による転送回数を示す転送回数情報が含まれており、
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、自器における前記カウンタの値が前記第２の閾値に達したことを契機として下流側へ送出する予告メッセージについては転送回数情報を初期化して送出する一方、上流側から受信した予告メッセージを下流側へ転送する際には当該予告メッセージの送信回数情報を１だけ更新して転送するとともに、上流側から受信した予告メッセージの転送回数情報の示す転送回数が多いほど自器における前記カウンタのカウント値の減算量を多くすることを特徴とする請求項４に記載の伝送中継器。
【請求項７】
前記第１の中継処理では、前記第２の通信インタフェース部により連続して予め定められた数のデータを受信するまで、前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを見合わせることを特徴とする請求項１に記載の伝送中継器。
【請求項８】
第１の伝送路に接続される第１の通信インタフェース部と、
前記第１の伝送路とは異なる第２の伝送路に接続される第２の通信インタフェース部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする初期化処理と、
前記第１の通信インタフェース部によりデータを受信する毎に実行される処理であって、受信したデータを前記第２の通信インタフェース部により前記第２の伝送路へ送出し、さらに、前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットする一方、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により転送する第１の中継処理と、
前記第２の通信インタフェース部によりデータを受信する毎に実行される処理であって、受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により前記第１の伝送路へ送出するとともに、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第２の中継処理と、を実行する
ことを特徴とする伝送中継器。
【請求項９】
前記第１の中継処理では、前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第１の通信インタフェース部によるデータの受信から遅らせて実行することを特徴とする請求項８に記載の伝送中継器。
【請求項１０】
前記初期化処理において前記制御部によって初期値が設定されるとともに前記第１の通信インタフェース部によるデータの受信を契機としてカウントアップが開始されるカウンタを有し、
前記制御部は前記カウンタの値が予め定められた第１の閾値に達したことを契機として前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを実行することを特徴とする請求項９に記載の伝送中継器。
【請求項１１】
前記制御部は、前記カウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも小さい値として予め定められた第２の閾値に達したことを契機として前記第１の通信インタフェース部を介して前記第１の伝送路の下流側へ予告メッセージを送出する一方、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信した場合には前記カウンタのカウント値を減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送するカウンタ制御処理を実行することを特徴とする請求項１０に記載の伝送中継器。
【請求項１２】
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信し、かつ自器における前記カウンタのカウント値が前記第２の閾値以下の値として予め定められた第３の閾値に達していた場合に、当該カウンタのカウント値を所定量だけ減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送することを特徴とする請求項１１に記載の伝送中継器。
【請求項１３】
前記予告メッセージのヘッダ部には、上流側の伝送中継器による転送回数を示す転送回数情報が含まれており、
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、自器における前記カウンタの値が前記第２の閾値に達したことを契機として下流側へ送出する予告メッセージについては転送回数情報を初期化して送出する一方、上流側から受信した予告メッセージを下流側へ転送する際には当該予告メッセージの送信回数情報を１だけ更新して転送するとともに、上流側から受信した予告メッセージの転送回数情報の示す転送回数が多いほど自器における前記カウンタのカウント値の減算量を多くすることを特徴とする請求項１１に記載の伝送中継器。
【請求項１４】
前記第１の中継処理では、前記第１の通信インタフェース部により連続して予め定められた数のデータを受信するまで、前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを見合わせることを特徴とする請求項８に記載の伝送中継器。
【請求項１５】
第１の伝送路に接続される第１の通信インタフェース部と、
前記第１の伝送路とは異なる第２の伝送路に接続される第２の通信インタフェース部と、
第１の動作モードと第２の動作モードの２つの動作モードを有する制御部と、
前記制御部の動作モードを切り替える切り換え部と、を備え、
前記制御部は、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする初期化処理と、
前記第２の通信インタフェースによりデータを受信する毎に実行される処理であって、前記第１の動作モードにおいては、前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば当該受信したデータを破棄して前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットする一方、前記中継判断フラグの値が前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により前記第１の伝送路へ送出し、前記第２の動作モードにおいては、当該受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により転送するとともに前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第１の中継処理と、
前記第１の通信インタフェース部によりデータを受信する毎に実行される処理であって、前記第１の動作モードにおいては、受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により転送するとともに前記第２の通信インタフェース部により前記第２の伝送路へ送出して前記中継判断フラグに前記第１の値をセットし、前記第２の動作モードにおいては、受信したデータを前記第２の通信インタフェース部により前記第２の伝送路へ送出し、さらに、前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットする一方、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の通信インタフェース部により転送する第２の中継処理と、を実行する
ことを特徴とする伝送中継器。
【請求項１６】
前記第１の動作モードにおいては、前記第１の中継処理による前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第２の通信インタフェース部によるデータの受信から遅らせて実行し、前記第２の動作モードにおいては、前記第２の中継処理による前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第１の通信インタフェース部によるデータの受信から遅らせて実行することを特徴とする請求項１５に記載の伝送中継器。
【請求項１７】
前記初期化処理において前記制御部によって初期値が設定されるとともに、前記第１の動作モードにおいては前記第１の中継処理における前記第２の通信インタフェース部によるデータの受信を契機としてカウントアップが開始される一方、前記第２の動作モードにおいては前記第２の中継処理における前記第１の通信インタフェース部によるデータの受信を契機としてカウントアップが開始されるカウンタを有し、
前記制御部は前記カウンタの値が予め定められた閾値に達したことを契機として前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを実行することを特徴とする請求項１６に記載の伝送中継器。
【請求項１８】
前記制御部は、前記カウンタのカウント値が前記第１の閾値よりも小さい値として予め定められた第２の閾値に達したことを契機として前記第１の通信インタフェース部を介して前記第１の伝送路の下流側へ予告メッセージを送出する一方、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信した場合には前記カウンタのカウント値を減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送するカウンタ制御処理を実行することを特徴とする請求項１７に記載の伝送中継器。
【請求項１９】
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、前記第１の通信インタフェース部により予告メッセージを受信し、かつ自器における前記カウンタのカウント値が前記第２の閾値以下の値として予め定められた第３の閾値に達していた場合に、当該カウンタのカウント値を所定量だけ減算するとともに当該予告メッセージを前記第１の伝送路の下流側へ転送することを特徴とする請求項１８に記載の伝送中継器。
【請求項２０】
前記予告メッセージのヘッダ部には、上流側の伝送中継器による転送回数を示す転送回数情報が含まれており、
前記カウンタ制御処理において前記制御部は、自器における前記カウンタの値が前記第２の閾値に達したことを契機として下流側へ送出する予告メッセージについては転送回数情報を初期化して送出する一方、上流側から受信した予告メッセージを下流側へ転送する際には当該予告メッセージの送信回数情報を１だけ更新して転送するとともに、上流側から受信した予告メッセージの転送回数情報の示す転送回数が多いほど自器における前記カウンタのカウント値の減算量を多くすることを特徴とする請求項１８に記載の伝送中継器。
【請求項２１】
前記第１の動作モードにおいては、前記第１の中継処理による前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第２の通信インタフェース部により連続して予め定められた数のデータを受信するまで見合わせ、前記第２の動作モードにおいては、前記第２の中継処理による前記中継判断フラグへの前記第１の値とは異なる値のセットを、前記第１の通信インタフェース部により連続して予め定められた数のデータを受信するまで見合わせることを特徴とする請求項１５に記載の伝送中継器。
【請求項２２】
前記第１の伝送路は列車の車両を跨いで敷設された幹線伝送路であり、前記第２の伝送路は車両内に敷設された系間伝送路であることを特徴とする請求項１〜２１の何れか１項に記載の伝送中継器。
【請求項２３】
複数の車両を連結してなる鉄道車両において車両を跨いで敷設される主系および従系の各幹線伝送路と、
前記主系および従系の各幹線伝送路と交差するように車両毎に敷設される系間伝送路と、
主系の幹線伝送路と従系の幹線伝送路の何れか一方を前記第１の伝送路とし、系間伝送路を前記第２の伝送路として両者の交差に配置される、請求項１〜７の何れかに記載の伝送中継器、または前記第１の動作モードに設定された請求項１５〜２１の何れかに記載の伝送中継器と、
他方の幹線伝送路を前記第１の伝送路とし、系間伝送路を前記第２の伝送路として両者の交差に配置される請求項１〜２１の何れかに記載の伝送中継器と、
を有することを特徴とする伝送中継システム。
【請求項２４】
第１の伝送路と第２の伝送路の交差に設けられる伝送中継器におけるデータ中継方法であって、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする初期化ステップを前記伝送中継器に実行させた後に、
前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば前記第２の伝送路から受信したデータを破棄して前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットし、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば前記第２の伝送路から受信したデータを前記第１の伝送路へ送出する第１の中継ステップと、
前記第１の伝送路を介して受信したデータを前記第１の伝送路を介してその宛先へ転送するとともに当該データを前記第２の伝送路へ送出し、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第２の中継ステップと、
を前記伝送中継器に実行させることを特徴とするデータ中継方法。
【請求項２５】
第１の伝送路と第２の伝送路の交差に設けられる伝送中継器におけるデータ中継方法であって、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする初期化ステップを前記伝送中継器に実行させた後に、
前記第１の伝送路を介して受信したデータを前記第２の伝送路へ送出することに加えて、前記中継判断フラグが前記第１の値であれば前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットし、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の伝送路を介してその宛先へ転送する第１の中継ステップと、
前記第２の伝送路から受信したデータを前記第１の伝送路へ送出し、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第２の中継ステップと、
を前記伝送中継器に実行させることを特徴とするデータ中継方法。
【請求項２６】
コンピュータに、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする第１のステップと、
前記第１のステップの実行後、当該コンピュータに接続された第１の伝送路を介してデータを受信する毎に実行されるステップであって、受信したデータを前記第１の伝送路を介してその宛先へ転送するとともに、当該コンピュータに接続された第２の伝送路に当該データを送出し、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第２のステップと、
前記第１のステップの実行後、前記第２の伝送路を介してデータを受信する毎に実行されるステップであって、前記中継判断フラグの値が前記第１の値であれば前記第２の伝送路から受信したデータを破棄して前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットし、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば前記第２の伝送路から受信したデータを前記第１の伝送路へ送出する第３のステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２７】
コンピュータに、
中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする第１のステップと、
前記第１のステップの実行後、当該コンピュータに接続された第１の伝送路を介してデータを受信する毎に実行されるステップであって、前記第１の伝送路を介して受信したデータを当該コンピュータに接続された第２の伝送路へ送出することに加えて、前記中継判断フラグが前記第１の値であれば前記中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットし、前記中継判断フラグが前記第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを前記第１の伝送路を介してその宛先へ転送する第２のステップと、
前記第１のステップの実行後、前記第２の伝送路を介してデータを受信する毎に実行されるステップであって、受信したデータを前記第１の伝送路へ送出し、前記中継判断フラグに前記第１の値をセットする第３のステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データの伝送中継技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車両を連結してなる鉄道車両の運行制御のためのシステムの一例として、先頭車両や末尾の車両に設けられたコントローラから出力される各種指令を各車両のドアコントローラやＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）装置などの制御対象装置へ伝達する伝送中継システムが挙げられる。この種の伝送中継システムでは、運行の安全を確保するために、データ通信についての高い信頼性（コントローラから送信されたデータが正確かつ確実に各制御対象装置に伝達されること）が要求される。これに対してインターネットなどにおけるデータ通信では、データ通信の信頼性よりも、単位時間当たりのデータ転送量の向上や秘匿性の確保が重要になることが多かった。このため、インターネット向けの技術をそのまま鉄道車両用伝送中継システムに適用することは難しく、鉄道車両用伝送中継システムの分野においては信頼性向上のための技術が種々提案されていた。これらの技術の一例としては、特許文献１〜４が挙げられる。なお、特許文献２〜４は何れも特許文献１の改良技術であるため、以下では特許文献１に開示の技術について説明する。
【０００３】
特許文献１に開示の技術では、図１１に示すように、複数の車両（図１１に示す例では、１号車〜Ｎ（２以上の整数）号車の各車両）を連結してなる鉄道車両の各車両に伝送中継器９０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）を１つずつ設置するとともに伝送中継器９０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）を１つずつ設置し、先頭車両（図１１に示す例では、１号車）のコントローラ９２と、伝送中継器９０Ｍ（ｎ）および９０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）と末尾の車両（図１１に示す例では、Ｎ号車）のコントローラ９４とを以下のように接続することで、主系および従系の２本の幹線伝送路が形成される。すなわち、コントローラ９２、主系の伝送中継器９０Ｍ（ｎ）、およびコントローラ９４をツイストペアケーブルなどの通信線により直列に接続することで主系の幹線伝送路が形成され、コントローラ９２、従系の伝送中継器９０Ｓ（ｎ）およびコントローラ９４を同様に接続することで従系の幹線伝送路が形成される。図１１では詳細な図示を省略したが、各車両に設けられる制御対象装置はこれら２つの幹線伝送路に接続される。これら２つの幹線伝送路は、その一方が鉄道車両の左側に敷設され、他方が同鉄道車両の右側に沿って敷設されることが多い。これは事故などにより鉄道車両の一方の側面がダメージを受けた場合であっても、他方の側面に沿って敷設された幹線伝送路を介してデータ通信を行えるようにするためである。
【０００４】
加えて、特許文献１に開示の技術では、ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）号車に各々設置された伝送中継器９０Ｍ（ｎ）と９０Ｓ（ｎ）が通信線により接続され、これにより系間伝送路が形成される。つまり、特許文献１に開示の技術では、主系および従系の各幹線伝送路と各幹線伝送路と交差する系間伝送路とにより、図１１に示す梯子状の伝送路が形成される。そして、特許文献１に開示の技術では、コントローラ９２（或いはコントローラ９４）には運転士（或いは車掌）から与えられる指示に応じて各種指令を表すデータを主系および従系の幹線伝送路に同時に出力する処理を実行させ、伝送中継器９０Ｍ（ｎ）および９０Ｓ（ｎ）には以下の処理を実行させることで、データ通信の信頼性が高められている。すなわち、伝送中継器９０Ｍ（ｎ）および９０Ｓ（ｎ）の各々は、幹線伝送路を介して上流側（データの送信元に近い側）からデータを受信すると、当該データを系間伝送路へ送出する第１の処理と、幹線伝送路を介して上流側から受信したデータと系間伝送路を介して受信したデータとが同一であるか否かを判定し同一であれば先に受信したほうを幹線伝送路の下流側へ転送する第２の処理とを実行する。これらの処理を伝送中継器９０Ｍ（ｎ）および９０Ｓ（ｎ）に実行させることで、何れかの伝送中継器に故障が発生した場合であっても、図１２に示すように、故障の発生した伝送中継器よりも下流側へ、コントローラから送信されたデータを伝送することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０３９７８３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８７７４０号公報
【特許文献３】特開２００９−０８９４３３号公報
【特許文献４】特開２０１０−２７３３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術では、幹線伝送路を介して上流側から受信したデータと系間伝送路を介して受信したデータとが同一であるか否かの判断をＩＰ（Internet Protocol）フレームの内容(ＩＰヘッダやデータ部)を解析して行っている。このため、特許文献１に開示の技術には、ＩＰ以外の通信プロトコルに準拠したデータ通信には適用できないといった問題や、ＩＰフレームの解析のために伝送中継器における処理負担が重くなるといった問題がある。
【０００７】
特許文献１に開示の技術では、主系の幹線伝送路の各伝送中継器は従系のデータよりも先に主系のデータを受信することが一般的であるが、何らかの不具合により従系のデータを先に受信してしまうと、主系の幹線伝送路に従系のデータが流れてしまう。また、伝送中継器が系間伝送路を介して受信したＩＰフレームについて、幹線伝送路を介して上流側から受信したＩＰフレームとの同一性の判定に関わる部分にビット誤り等のデータ誤りが発生すると、互いに異なるＩＰフレームであると判定され、系間伝送路を介して受信したＩＰフレームが幹線伝送路の下流側へ転送されてしまう場合もある。鉄道車両用伝送中継システムにおいて、各車両の制御対象装置は、主系および従系の両方の幹線伝送路からデータを受信した場合には予め定められた方（一般的には、主系）のデータにしたがって作動するように構成されていることが多い。しかし、上記のように主系のデータと従系のデータとが混在して主系の幹線伝送路に流れてしまうと、制御対象装置が従系のデータにしたがって作動してしまう場合があり、誤動作の原因に成りかねない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、特定の通信プロトコルを前提としたり、伝送中継器に重い処理負荷を掛けたりすることなく、主系および従系の各幹線伝送路と系間伝送路とにより梯子状の伝送路を形成してデータ通信の信頼性を高め、さらに各幹線伝送路に主系と従系のデータが混在して流れることを確実に回避することを可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の伝送中継器は、第１の伝送路に接続される第１の通信インタフェース部と、前記第１の伝送路とは異なる第２の伝送路に接続される第２の通信インタフェース部と、を有していることに加えて、以下に説明する初期化処理、第１の中継処理および第２の中継処理を実行する制御部を有していることを特徴とする。ここで、初期化処理とは、第１および第２の中継処理にて参照する中継判断フラグに初期値として第１の値をセットする処理である。第１の中継処理とは、第２の通信インタフェース部を介してデータを受信する毎に実行される処理であり、中継判断フラグの値が第１の値であれば当該データを破棄して中継判断フラグに前記第１の値とは異なる値をセットする一方、中継判断フラグの値が第１の値とは異なる値であれば当該データを第１の通信インタフェース部を介して送出する処理である。そして、第２の中継処理とは、第１の通信インタフェース部を介してデータを受信する毎に実行される処理であり、当該データを第１および第２の通信インタフェース部の各々により無条件に送出するとともに、中継判断フラグに第１の値をセットする処理である。
【００１０】
本発明の伝送中継器では、第１の伝送路を介して受信したデータの当該第１の伝送路および第２の伝送路への転送は無条件で実行され、第２の伝送路を介して受信したデータについては、第１の伝送路からのデータの受信を間に挟まずに当該第２の伝送路からのデータ受信が連続して発生した場合にのみ第１の伝送路へ転送される。第２の伝送路を介して受信したデータの上記第１の中継処理による第１の伝送路への転送は中継判断フラグの値が第１の値以外の値である場合にのみ実行される一方、第１の伝送路を介して受信したデータの上記第２の中継処理による転送が行われる毎に中継判断フラグの値は第１の値にリセットされるからである。
【００１１】
このため、鉄道車両において車両を跨いで敷設される主系および従系の各幹線伝送路の各々を上記第１の伝送路とし、系間伝送路を上記第２の伝送路として、主系および従系の各幹線伝送路と系間伝送路との交差に上記伝送中継器を設置して伝送中継システムを構成すれば、幹線伝送路に断線等の故障が発生していない状況下（すなわち、第１の伝送路からのデータ受信が継続している間）では主系と従系の各々に他方のデータが流れることが確実に回避される。また、本発明の伝送中継器では第１の伝送路を介して受信したデータの中継制御および第２の伝送路を介して受信したデータの中継制御の際に各データの内容の解析は行われないため、特許文献１に開示の技術に比較して伝送中継器に重い処理負荷がかかることは無い。また、上記各中継制御においては特定の通信プロトコルを前提としていないため、様々な種類の通信プロトコル（或いはプロトコル階層）におけるデータの中継制御に適用可能である。なお、上記課題を解決するために、上記初期化処理、第１の中継処理、および第２の中継処理を伝送中継器に実行させるデータ中継方法、またはプログラムを提供することも考えられる。
【００１２】
また、別の好ましい態様としては、従系の各伝送中継器に、第１の中継処理として、第１の通信インタフェース部を介して受信したデータを第２の通信インタフェース部により送出するとともに、中継判断フラグの値が第１の値であれば当該中継判断フラグに第１の値とは異なる値をセットする一方、中継判断フラグが第１の値とは異なる値であれば当該受信したデータを第１の通信インタフェース部を介して送出する処理を実行させ、第２の中継処理として、第２の通信インタフェース部により受信したデータを第１の通信インタフェース部へ送出するするとともに、中継判断フラグに第１の値をセットする処理、を実行させるようにしても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施形態の伝送中継システム１Ａの構成例を示す図である。
【図２】同伝送中継システム１Ａに含まれる伝送中継器１０の構成を示すブロック図である。
【図３】同伝送中継器１０の他の構成例を示すブロック図である。
【図４】同伝送中継システム１Ａの動作を説明するための図である。
【図５】同伝送中継システム１Ａの動作を説明するための図である。
【図６】この発明の第２実施形態の伝送中継システム１Ｂの構成例を示す図である。
【図７】同伝送中継システム１Ｂに含まれる伝送中継器２０の構成例を示すブロック図である。
【図８】同伝送中継システム１Ｂの動作を説明するための図である。
【図９】同伝送中継システム１Ｂの動作を説明するための図である。
【図１０】この発明の第３実施形態の伝送中継器３０の構成例を示すブロック図である。
【図１１】従来の鉄道車両用伝送中継システムを説明するための図である。
【図１２】従来の鉄道車両用伝送中継システムを説明するための図である。
【図１３】本発明の第４実施形態の伝送中継器４０の構成例を示す図である。
【図１４】同伝送中継器４０の動作を説明するための図である。
【図１５】この発明の第５実施形態の伝送中継システム１Ｅの構成例を示す図である。
【図１６】同伝送中継システム１Ｅに含まれる伝送中継器５０の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の第６実施形態の伝送中継器６０の構成例を示す図である。
【図１８】本発明の第７実施形態の伝送中継器７０の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
（Ａ：第１実施形態）
（Ａ−１：構成）
図１は、本発明の第１実施形態の伝送中継システム１Ａの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、この伝送中継システム１Ａには、先頭車両（図１に示す例では、１号車）に設けられたコントローラ９２と、車両毎に設けられた伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）および１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）と、末尾の車両（図１に示す例では、Ｎ号車）に設けられたコントローラ９４とが含まれている。なお、以下では、説明が煩雑になることを避けるため、コントローラ９２から各車両の制御対象装置へ宛ててデータが送信されるものの、コントローラ９４から各制御対象装置へのデータ送信は発生しないものとする。
【００１５】
本実施形態の伝送中継システム１Ａでは、従来の伝送中継システム（図１１参照）と同様に、梯子状の伝送路が形成される。より詳細に説明すると、コントローラ９２、伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）、およびコントローラ９４をツイストペアケーブルなどの通信線で接続することで主系の幹線伝送路が形成され、コントローラ９２、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）、およびコントローラ９４をツイストペアケーブルなどの通信線で接続することで従系の幹線伝送路が形成される。そして、各車両に設けられた伝送中継器１０Ｍ（ｎ）と伝送中継器１０Ｓ（ｎ）とを通信線で接続することで系間伝送路が形成される。
【００１６】
図１に示す伝送中継システム１Ａに含まれる伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）および伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）の各々は全て同一のハードウェア構成を有している。以下では、伝送中継器１０Ｍ（ｎ）と伝送中継器１０Ｓ（ｎ）を区別する必要が無い場合には「伝送中継器１０」と表記する。図２は、伝送中継器１０の構成例を示すブロック図である。図２に示すように伝送中継器１０は、送信器１１０Ａ、１２０Ａおよび１３０Ａと、受信器１１０Ｂ、１２０Ｂおよび１３０Ｂと、制御部１４０とを含んでいる。
【００１７】
受信器１１０Ｂは通信線を介して同じ系に属する先頭車両側装置に接続されており、当該通信線を介して先頭車両側装置から送信されてくるデータを受信し、受信したデータを制御部１４０に引き渡す。ここで、先頭車両側装置とは、幹線伝送路において自装置より一つ手前の車両側（先頭車両側、本実施形態では、データ通信の上流側でもある）に位置する装置のことを言う。例えば、伝送中継器１０Ｍ（１）および伝送中継器１０Ｓ（１）についてはコントローラ９２が先頭車両側装置となり、伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝２〜Ｎ）に対しては伝送中継器１０Ｍ（ｎ−１）が、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝２〜Ｎ）に対しては伝送中継器１０Ｓ（ｎ−１）が夫々先頭車両側装置となる。
【００１８】
送信器１１０Ａは通信線を介して同じ系に属する後続車両側装置に接続されており、制御部１４０や受信器１３０Ｂから引き渡されるデータを当該後続車両側装置へ転送する。ここで、後続車両側装置とは、幹線伝送路において自装置より一つ後ろ（末尾の車両側）に位置する装置のことを言う。例えば、伝送中継器１０Ｍ（Ｎ）および伝送中継器１０Ｓ（Ｎ）についてはコントローラ９４が後続車両側装置となり、伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ−１）に対しては伝送中継器１０Ｍ（ｎ＋１）が、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ−１）に対しては伝送中継器１０Ｓ（ｎ＋１）が夫々後続車両側装置となる。
【００１９】
つまり、送信器１１０Ａと受信器１１０Ｂは、幹線伝送路を介してデータを送受信するための第１の通信インタフェース部として機能する。送信器１１０Ａおよび受信器１１０Ｂについては例えばリレー回路により実現しても良く、また、ＮＩＣ（Network Interface Card）により実現しても良い。送信器１２０Ａおよび受信器１２０Ｂ、送信器１３０Ａおよび受信器１３０Ｂについても同様である。
【００２０】
受信器１２０Ｂは通信線を介して同じ車両に設置された他の系の伝送中継器１０の送信器１２０Ａに接続されており、当該通信線を介して受信したデータを制御部１４０に引き渡す。送信器１２０Ａは通信線を介して同じ車両に設置された他の系の伝送中継器１０の受信器１２０Ｂに接続されており、制御部１４０から引き渡されるデータを当該他の系の伝送中継器１０へ転送する。つまり、送信器１２０Ａと受信器１２０Ｂは、系間伝送路を介してデータを送受信するための第２の通信インタフェース部として機能する。
【００２１】
受信器１３０Ｂは通信線を介して同じ車両に設置された制御対象装置のデータ出力ポートに接続されており、当該通信線を介して受信したデータを送信器１１０Ａに引き渡す。送信器１３０Ａは通信線を介して同制御対象装置のデータ入力ポートに接続されており、制御部１４０から引き渡されるデータを当該制御対象装置に与える。つまり、送信器１３０Ａと受信器１３０Ｂは、制御対象装置との間でデータを送受信するための第３の通信インタフェース部として機能する。なお、制御対象装置が設置されていない車両に設置される伝送中継器１０については、送信器１３０Ａおよび受信器１３０Ｂを省略しても良い。
【００２２】
制御部１４０は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。図２に示すように、制御部１４０は、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＡ１１０、および第２の中継処理ＳＡ１２０の各処理を実行する。これら３つの処理の詳細は以下の通りである。
【００２３】
初期化処理ＳＡ１００は、制御部１４０内のレジスタ（図示略）に中継判断フラグＦを割り当て、初期値（本実施形態では“０”）をセットする処理である。この初期化処理ＳＡ１００は、伝送中継器１０の電源（図示略）投入時やリセット時にブートシーケンスの一部として実行される。
【００２４】
第１の中継処理ＳＡ１１０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１２０Ｂからデータを受け取る毎（すなわち、第２の通信インタフェース部を介して系間伝送路からデータを受信する毎）に実行される処理である。この第１の中継処理ＳＡ１１０では、制御部１４０は中継判断フラグＦの値に応じて異なる処理を実行する。中継判断フラグＦの値が初期値であれば、制御部１４０は受信器１２０Ｂから受け取ったデータを破棄し、さらに中継判断フラグＦに初期値とは異なる値（本実施形態では、“１”）をセットして当該第１の中継処理ＳＡ１１０を終了する。これに対して、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値であれば、制御部１４０は受信器１２０Ｂから受け取ったデータを送信器１１０Ａに与え、必要であれば当該データを送信器１３０Ａにも与える。ここで、受信器１２０Ｂから受け取ったデータを送信器１３０Ａに与える必要がある場合とは、当該データの宛先が、送信器１３０Ａに接続された制御対象装置であった場合のことを言う。
【００２５】
つまり、本実施形態では、系間伝送路から送信されてくるデータの後続車両側装置への転送は、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値であるという条件が満たされた場合にのみ実行される。このように中継判断フラグＦの値が初期値以外の値という条件下で後続車両側装置へ転送されるデータのことを以下では「待機系のデータ」と呼ぶ。本実施形態では、系間伝送路を介して転送されてくるデータが待機系のデータとなる。また、本実施形態では、中断判断フラグＦの初期値を０とし、初期値以外の値を１としたが、初期値を１とし、初期値以外の値を０としても勿論良い。
【００２６】
第２の中継処理ＳＡ１２０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１１０Ｂからデータを受け取る毎（すなわち、第１の通信インタフェース部を介して先頭車両側装置からデータを受信する毎）に実行される処理である。この第２の中継処理ＳＡ１２０では、制御部１４０は受信器１１０Ｂから受け取ったデータを送信器１１０Ａおよび１２０Ａに与え、必要であれば当該データを送信器１３０Ａにも与える。加えて、この第２の中継処理ＳＡ１２０では、制御部１４０は、中継判断フラグＦを初期値にリセットする。
【００２７】
つまり、本実施形態では、先頭車両側装置から送信されてくるデータの後続車両側装置への転送は中継判断フラグＦの値が０であるか１であるかを問わずに無条件に実行される。このように無条件に後続車両側装置へ転送されるデータのことを以下では「優先系のデータ」と呼ぶ。本実施形態では、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータが優先系のデータとなっている。
【００２８】
以上が伝送中継器１０の構成である。前述したように、本実施形態では、先頭車両側から後続の車両側へ向かう方向のデータ通信しか発生しないため、伝送中継器１０として図２に示す構成のものを用いたが、逆方向のデータ通信も許容する場合には、伝送中継器１０として図３に示すように、図２に示す構成のものを２つ組み合わせたものを用いるようにすれば良い。なお、図３では、先頭車両側から後続車両側へのデータ転送を行う伝送中継器が「→方向用」と表されており、後続車両側から先頭車両側へのデータ転送を行う伝送中継器が「←方向用」と表されている。
【００２９】
（Ａ−２：動作）
次いで本実施形態の動作について説明する。図１に示す伝送中継システム１Ａでは、先頭車両において運転士が各車両のドアの開閉を指示する操作等をコントローラ９２に対して行うと、コントローラ９２は当該操作内容に応じたデータを主系および従系の各幹線伝送路へ同時に出力する。図４に示すように主系および従系の各幹線伝送路に断線などの障害が発生していない状態（以下、通常状態）では、コントローラ９２から主系の幹線伝送路に送出されたデータ（以下、主系データ）ＤＭは、伝送中継器１０Ｍ（１）によって無条件に後続車両側装置（すなわち、伝送中継器１０Ｍ（２））へ転送されるとともに伝送中継器１０Ｓ（１）にも転送される。以降、伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝２〜Ｎ）の各々においても同様に先頭車両側装置から受信した主系データＤＭは無条件に後続車両側装置および伝送中継器１０Ｓ（ｎ）に転送される。従系においても同様に、コントローラ９２から従系の幹線伝送路に送出されたデータ（以下、従系データ）ＤＳは、伝送中継器１０Ｓ（１）によって無条件に後続車両側装置（すなわち、伝送中継器１０Ｓ（２））へ転送されるとともに伝送中継器１０Ｍ（１）にも転送される。そして、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝２〜Ｎ）の各々においても、先頭車両側装置から受信した従系データＤＳは無条件に後続車両側装置および伝送中継器１０Ｍ（ｎ）に転送される。前述したように本実施形態では、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータが優先系のデータとなっているからである。
【００３０】
伝送中継器１０Ｍ（ｎ）においては、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）から受信する従系データＤＳは待機系のデータであり、同様に伝送中継器１０Ｓ（ｎ）においては伝送中継器１０Ｍ（ｎ）から受信する主系データＤＭは待機系のデータである。本実施形態では、各伝送中継器１０においては、優先系のデータを受信した後に、同じ内容の待機系のデータを受信するといった具合に、優先系のデータの受信と待機系のデータの受信は基本的に交互に発生する。コントローラ９２から同時に送出されたデータであっても、系間伝送路を介する伝送の分だけ待機系のデータの受信が遅れるからである。このように、通常状態では、優先系のデータの受信と待機系のデータの受信は交互に発生するため、待機系のデータが後続車両側装置へ転送されることはない。理由は以下の通りである。
【００３１】
伝送中継器１０が優先系のデータと待機系のデータとを交互に受信する状況下では、優先系のデータについての上記第２の中継処理ＳＡ１２０が実行される毎に中継判断フラグＦは初期値にリセットされ、伝送中継器１０が待機系のデータを受信する際には常に中継判断フラグＦは初期値となっている。このため、伝送中継器１０が待機系のデータを受信する毎に実行される第１の中継処理ＳＡ１１０では、待機系のデータは常に破棄され、後続車両側装置へ転送されることはない。このように、本実施形態によれば、従来技術のような先着優先制御とは異なり、通常状態においては主系の幹線伝送路には主系データＤＭを、従系の幹線伝送路には従系データＤＳを各々分離して流すことができ、一つの幹線伝送路に主系データＤＭと従系データＤＳとが混在して流れることが確実に回避される。
【００３２】
次いで、図５に示すように伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した場合の動作について説明する。伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生すると、コントローラ９２から送出された主系データＤＭの伝送中継器１０Ｍ（２）への転送や、伝送中継器１０Ｓ（１）への転送は行われない。一方、コントローラ９２から送出された従系データＤＳは伝送中継器１０Ｓ（１）によって伝送中継器１０Ｍ（１）と伝送中継器１０Ｓ（２）へ転送される。本動作例では、伝送中継器１０Ｍ（１）は故障しているのであるから、伝送中継器１０Ｍ（１）による従系データＤＳの転送が行われることもない。
【００３３】
伝送中継器１０Ｓ（２）は、従系の幹線伝送路を介して伝送中継器１０Ｓ（１）から転送されてくる従系データＤＳを受信すると、当該従系データＤＳを伝送中継器１０Ｍ（２）と伝送中継器１０Ｓ（３）へ無条件に転送する。前述したように、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータは優先系のデータだからである。一方、伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した以降は、幹線伝送路を介して伝送中継器１０Ｍ（２）に主系データＤＭが転送されてくることはない。このため、伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した以降は、伝送中継器１０Ｍ（２）において第２の中継処理ＳＡ１２０が実行されることはない。伝送中継器１０Ｍ（２）の制御部１４０は、受信器１２０Ｂを介して伝送中継器１０Ｓ（２）から従系データＤＳを受信する毎に第１の中継処理ＳＡ１１０を実行する。そして、主系データＤＭの受信が途絶えてから２回目以降に実行される第１の中継処理ＳＡ１１０では、伝送中継器１０Ｓ（２）から受信した従系データＤＳを後続車両側装置（すなわち、伝送中継器１０Ｍ（３））へ転送する処理が実行される。前述したように主系データＤＭの受信が途絶えた以降、伝送中継器１０Ｍ（２）において第２の中継処理ＳＡ１２０が実行されることはなく、主系データＤＭの受信が途絶えてから１回目の第１の中継処理ＳＡ１１０の実行により初期値以外の値にセットされた中継判断フラグＦが初期値にリセットされることはないからである。
【００３４】
伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝３〜Ｎ）の各々では、先頭車両側装置から転送されてくるデータ（本動作例では、伝送中継器１０Ｓ（１）、１０Ｓ（２）および１０Ｍ（２）の各々による転送を経た従系データＤＳ）を受信する毎に第２の中継処理ＳＡ１２０が実行され、後続車両側装置および伝送中継器１０Ｓ（ｎ）への当該データの転送が無条件に実行される。前述したように、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータは優先系のデータだからである。同様に、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝３〜Ｎ）の各々においても、先頭車両側装置から転送されてくる従系データＤＳを受信する毎に第２の中継処理ＳＡ１２０が実行され、後続車両側装置および伝送中継器１０Ｍ（ｎ）への当該データの転送が行われる。
【００３５】
以上に説明した動作が為される結果、本実施形態によれば、図５に示すように、主系に障害が発生した場合には従系データＤＳを障害の発生箇所よりも後続車両側に流し、同じデータが主系および従系の各々に流れるデータ二重化の状態に戻すことができる。本動作例では、伝送中継器１０Ｍ（１）に障害が発生した場合について説明したが、伝送中継器１０Ｓ（１）に障害が発生した場合も同様に２段目以降の従系の幹線伝送路に主系データＤＭを流してデータ二重化の状態に戻すことができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、主系および従系の各幹線伝送路に障害が発生していない状況下では主系と従系の各々に他方のデータが混在することを確実に回避しつつ、主系および従系の各幹線伝送路の何れか一方に障害が発生した場合には他方のデータを当該障害の発生した箇所以降の後続車両側に流してデータ二重化状態を維持し、データ通信の信頼性を高く保つことができる。
【００３７】
ここで注目すべき点は、本実施形態の伝送中継器１０では、優先系および待機系の各データの転送制御の際に、データの内容の解析を行う必要はなく、また、特定の通信プロトコルが前提となっている訳でもない、という点である。このため、本実施形態によれば、伝送中継器１０の制御部１４０の処理負荷が過大になることはなく、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等に集積する際に有利になる。また、本実施形態では、特定の通信プロトコルを前提としないため、PROFINET等、様々な非ＩＰ通信にも対応することができる。また、特定の通信プロトコルを前提としないため、伝送中継器１０はルータ（すなわち、ＯＳＩ参照モデルの第３層においてデータ通信を中継する中継器）であっても良く、また、スイッチングハブ（同第２層においてデータ通信を中継する中継器）であっても良い。
【００３８】
（Ｂ：第２実施形態）
（Ｂ−１：構成）
図６は、本発明の第２実施形態の伝送中継システム１Ｂの構成例を示す図である。図６と図１とを対比すれば明らかなように、本実施形態の伝送中継システム１Ｂは、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）に換えて伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）を設けた点が第１実施形態の伝送中継システム１Ａと異なる。以下では第１実施形態との相違点である伝送中継器２０（ｎ）を中心に説明する。なお、以下では、伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）の各々を区別する必要がない場合には、「伝送中継器２０」と表記する。また、図６に示す伝送中継システム１Ｂにおいては、伝送中継器２０（１）に対する先頭車両側装置はコントローラ９２であり、伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝２〜Ｎ）に対する先頭車両側装置は伝送中継器２０（ｎ−１）である。そして、伝送中継器２０（Ｎ）に対する後続車両側装置はコントローラ９４であり、伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ−１）に対する後続車両側装置は伝送中継器２０（ｎ＋１）である。
【００３９】
図７は、伝送中継器２０の構成例を示すブロック図である。図７と図２とを対比すれば明らかなように、伝送中継器２０の構成は、制御部１４０に換えて制御部２４０を設けた点が伝送中継器１０の構成と異なる。制御部２４０は制御部１４０と同様に例えばＡＳＩＣであるものの、第１の中継処理ＳＡ１１０に換えて第２の中継処理ＳＢ１２０を実行する点と第２の中継処理ＳＡ１２０に換えて第１の中継処理ＳＢ１１０を実行する点が制御部１４０と異なる。以下、第１実施形態との相違点である第１の中継処理ＳＢ１１０および第２の中継処理ＳＢ１２０を中心に説明する。
【００４０】
第１の中継処理ＳＢ１１０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１１０Ｂを介してデータを受け取る毎に実行される処理である。この第１の中継処理ＳＢ１１０では、制御部２４０は受信器１１０Ｂから受け取ったデータを送信器１２０Ａおよび１３０Ａに与える。加えて、制御部２４０は中継判断フラグＦの値に応じて以下の処理を実行する。すなわち、中継判断フラグＦの値が初期値であれば、制御部２４０は中継判断フラグＦに初期値とは異なる値（本実施形態では、“１”）をセットする。逆に、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値であれば、制御部２４０は、受信器１１０Ｂから受け取ったデータを送信器１１０Ａに与える。このように伝送中継器２０では、先頭車両側装置から転送されてくるデータの後続車両側装置への転送は、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値であるという条件が満たされた場合にのみ実行される。つまり、伝送中継器２０では、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータは待機系のデータとなっている。
【００４１】
第２の中継処理ＳＢ１２０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１２０Ｂからデータを受け取る毎に実行される処理である。この第２の中継処理ＳＢ１２０では、制御部２４０は受信器１２０Ｂから受け取ったデータを送信器１１０Ａ（必要であれば送信器１３０Ａにも）に与え、その後、中継判断フラグＦを初期値にリセットする。したがって、伝送中継器２０では、系間伝送路から送信されてくるデータは、無条件に後続車両側装置へ転送され、当該転送が行われる毎に中継判断フラグＦが初期値にリセットされる。つまり、伝送中継器２０では、系間伝送路を介して転送されてくるデータが優先系のデータとなっている。
以上が伝送中継器２０の構成である。
【００４２】
（Ｂ−２：動作）
次いで本実施形態の動作について説明する。図８に示すように通常状態における伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）の動作は第１実施形態におけるものと同一である。一方、伝送中継器２０（ｎ）においては、系間伝送路を介して伝送中継器１０Ｍ（ｎ）から送信されてくる主系データＤＭが優先系のデータである。このため、伝送中継器２０（ｎ）は、系間伝送路を介して伝送中継器１０Ｍ（ｎ）から受信した主系データＤＭを無条件に後続車両側装置へ転送する。一方、伝送中継器２０（ｎ）に対して先頭車両側装置から転送されてくるデータは待機系のデータである。このため、伝送中継器２０（ｎ）は当該データを伝送中継器１０Ｍ（ｎ）へ転送するものの、優先系のデータ（系間伝送路を介して伝送中継器１０Ｍ（ｎ）から転送されてくる主系データＤＭ）の受信が継続している間、当該待機系のデータを後続車両側装置へ転送することはない。このため、本実施形態では、通常状態においては、図８に示すように、主系の幹線伝送路には主系データＤＭが流れ、従系の幹線伝送路にも主系データＤＭが流れる。このように、通常状態において主系および従系の各幹線伝送路の両方に主系データＤＭを流してデータ二重化を行うことが好ましい場合には、前述した第１実施形態ではなく、本実施形態を採用すれば良い。
【００４３】
次いで、図９に示すように伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した場合の動作について説明する。伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生すると、コントローラ９２から送出された主系データＤＭの伝送中継器１０Ｍ（２）および伝送中継器２０（１）への転送は行われなくなる。伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した以降は、伝送中継器２０（１）は、優先系のデータを受信しないため、当該伝送中継器２０（１）において中継判断フラグＦのリセットが行われることはない。このため、伝送中継器１０Ｍ（１）に故障が発生した以降に伝送中継器２０（１）が従系の幹線伝送路を介してコントローラ９２から受信する従系データＤＳの２つ目以降は、後続車両側装置へ転送される。
【００４４】
伝送中継器２０（２）は、従系の幹線伝送路を介して先頭車両側から従系データＤＳを受信する毎に当該従系データＤＳを伝送中継器１０Ｍ（２）に転送する。また、伝送中継器２０（２）は、２つ目以降の従系データＤＳについては、後続車両側装置へ転送する処理も実行する。一方、伝送中継器１０Ｍ（２）では、先頭車両側装置から主系データＤＭは転送されてこないので、前述した第２の中継処理ＳＡ１２０が実行されることはない。伝送中継器１０Ｍ（２）では、系間伝送路を介して伝送中継器２０（２）から従系データＤＳを受信する毎に第１の中継処理ＳＡ１１０が実行され、当該伝送中継器１０Ｍ（２）の受信する２つ目以降の従系データＤＳは後続車両側装置へ転送される。
【００４５】
伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝３〜Ｎ）には、優先系のデータが転送されてくる。このため、当該優先系のデータはそのまま後続車両側装置へ転送されるとともに、系間伝送路を介して伝送中継器２０（ｎ）にも転送される。このように、系間伝送路を介して伝送中継器１０Ｍ（ｎ）から送信されてくるデータは伝送中継器２０（ｎ）においては優先系のデータとなっているため、伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝３〜Ｎ）の各々は、当該優先系のデータ（すなわち、従系データＤＳ）をそのまま後続車両側装置へ転送する。
【００４６】
以上に説明した動作が為される結果、本実施形態において主系の伝送中継器に障害が発生すると、図９に示すように、障害の発生箇所よりも後続車両側には主系および従系の各幹線伝送路に従系データＤＳが流れ、再びデータ二重化の状態に戻すことができる。なお、本実施形態では主系の伝送中継器として伝送中継器１０を用い、従系の伝送中継器として伝送中継器２０を用いたが、主系の伝送中継器として伝送中継器２０を用い、従系の伝送中継器として伝送中継器１０を用いるようにしても良い。このような態様であれば、通常状態においては主系および従系の各幹線伝送路に従系データＤＳを流し、従系の幹線伝送路に障害が発生した場合には主系および従系の各幹線伝送路に主系データＤＭを流してデータ二重化を維持することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態においても、主系および従系の各幹線伝送路に障害が発生していない状況下では主系と従系の各々に主系データＤＭと従系データＤＳが混在して流れることはない。加えて、本実施形態においても、優先系および待機系の各データの転送制御の際にデータの内容の解析を行う必要はなく、また、特定の通信プロトコルが前提となっている訳でもないため、伝送中継器１０の制御部１４０や伝送中継器２０の制御部２４０の処理負荷が過大になることはなく、ＬＳＩ等に集積する際に有利になること、およびPROFINET等、様々な非ＩＰ通信にも対応することができることは上記第１実施形態と同一である。
【００４８】
（Ｃ：第３実施形態）
上記第２実施形態では、主系と従系とで異なる構成の伝送中継器を用いた。しかし、主系と従系とで同一の構成の伝送中継器を用いつつ、第２実施形態におけるものと同様のデータ中継制御を実現することも可能である。具体的には、図７における伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）および伝送中継器２０（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）に換えて図１０に示す構成の伝送中継器３０を用いるようにすれば良い。
【００４９】
図１０に示す伝送中継器３０は、制御部２４０に換えて制御部３４０を有している点と、動作モード切り換え部３５０を有している点が伝送中継器１０や伝送中継器２０と異なる。詳細については後述するが、伝送中継器３０の制御部３４０は第１の動作モード（受信器１１０Ｂにより受信したデータを優先系とする動作モード）と第２の動作モード（受信器１２０Ｂにより受信したデータを優先系とする動作モード）の２種類の動作モードを有しており、動作モード切り換え部３５０は制御部３４０の動作モードを切り換えるためのものである。例えばディップスイッチなどを動作モード切り換え部３５０として用いるようにすれば良い。そして、制御部３４０のレジスタに動作モードを示す動作モードフラグを割り当てておき、この動作モードフラグの値をディップスイッチの操作に応じて書き換えるとともに、動作モードフラグの値が０であれば第１の動作モードで制御部３４０を作動させ、動作モードフラグの値が１であれば第２の動作モードで制御部３４０を作動させれば良い。
【００５０】
図７と図１０とを対比すれば明らかなように、制御部３４０は第２の中継処理ＳＢ１２０に換えて第１の中継処理ＳＣ１１０を実行し、第１の中継処理ＳＢ１１０に換えて第２の中継処理ＳＣ１２０を実行する点が伝送中継器２０の制御部２４０と異なる。第１の中継処理ＳＣ１１０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１２０Ｂを介してデータを受信する毎に実行される処理である。この第１の中継処理ＳＣ１１０では、制御部３４０は、動作モードが第１の動作モードであれば、前述した第１の中継処理ＳＡ１１０と同一の処理を実行し、動作モードが第２の動作モードであれば、前述した第２の中継処理ＳＢ１２０と同一の処理を実行する。一方、第２の中継処理ＳＣ１２０は、初期化処理ＳＡ１００の実行完了後、受信器１１０Ｂを介してデータを受信する毎に実行される処理である。この第２の中継処理ＳＣ１２０では、制御部３４０は、動作モードが第１の動作モードであれば、前述した第２の中継処理ＳＡ１２０と同一の処理を実行し、動作モードが第２の動作モードであれば、前述した第１の中継処理ＳＢ１１０と同一の処理を実行する。
【００５１】
つまり、本実施形態の伝送中継器３０は、動作モードとして第１の動作モードが設定されていれば、伝送中継器１０として機能し、動作モードとして第２の動作モードが設定されていれば、伝送中継器２０として機能する。したがって、主系および従系の各伝送中継器として伝送中継器３０を用い、主系の伝送中継器については動作モードを第１の動作モードに設定し、かつ従系の伝送中継器については動作モードを第２の動作モードに設定すれば、主系と従系とで同一の構成の伝送中継器を用いつつ、第２実施形態におけるものと同様のデータ中継制御を実現することができる。また、主系および従系の各伝送中継器の動作モードを全て第１の動作モードに設定すれば、第１実施形態におけるものと同様のデータ中継制御を実現することもできる。つまり、主系および従系の各伝送中継器として伝送中継器３０を用いて伝送中継システムを構成すれば、従系の伝送中継器の動作モードの切り替えにより、第１実施形態におけるデータ中継制御と第２実施形態におけるデータ中継制御を自由に切り替えて実現することができる。
【００５２】
また、中継判断フラグとして、中継判断フラグ１および中継判断フラグ２の２種類を用意し、初期化処理として中継判断フラグ１および中継判断フラグ２に初期値をセットする処理を制御部３４０に実行させるとともに、第１の動作モードにおいては常に中継判断フラグ２が常に初期値以外の値であるとして以下の第１の中継処理および第２の中継処理を制御部３４０に実行させ、第２の動作モードにおいては中継判断フラグ１が常に初期値以外の値であるとして以下の第１の中継処理および第２の中継処理を制御部３４０に実行させるようにしても良い。ここで、第１の中継処理とは、受信器１２０Ｂによりデータを受信する毎に実行される処理であり、中継判断フラグ１の値が初期値であれば受信したデータを破棄して中継判断フラグ１に初期値とは異なる値をセットする一方、中継判断フラグ１の値が初期値とは異なる値であれば当該受信したデータを送信器１１０Ａに（必要であれば送信器１３０Ａにも）与えて中継判断フラグ２に初期値をセットする処理である。一方、第２の中継処理とは、中継判断フラグ２の値が初期値以外の値であれば、受信器１１０Ｂにより受信したデータを送信器１１０Ａおよび送信器１２０Ａに（必要であれば送信器１３０Ａにも）与えて中継判断フラグ１に初期値をセットし、中継判断フラグ２の値が初期値であれば、当該データを送信器１２０Ａに（必要であれば送信器１３０Ａにも）与えて中継判断フラグ２に初期値以外の値をセットする処理である。このような態様によっても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００５３】
（Ｄ：第４実施形態）
上記各実施形態では、何れの伝送中継器にも障害が発生していない通常状態では各伝送中継器が優先系のデータと待機系のデータを交互に受信することを前提としていた。しかし、各伝送中継器の処理負荷にバラツキがあると、通常状態であっても、優先系のデータを受信してから次の優先系のデータを受信するまでの間に待機系のデータを連続して複数受信することが起こり得る。このため、例えば前述した第１実施形態のように幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータを優先系のデータとし、系間伝送路を介して転送されているデータを待機系のデータとする場合、各伝送中継器の処理負荷にバラツキが生じ得ることを考慮すれば、各伝送中継器に障害が発生していない状況であっても、主系および従系の各幹線伝送路に他方のデータが混在して流れることが起こり得る。本実施形態は、各伝送中継器の処理負荷のバラツキに起因して優先系のデータと待機系のデータの受信順に入れ替わりが発生したとしても、主系および従系の各幹線伝送路に他方のデータが混在して流れることを回避できるようにするためのものである。
【００５４】
図１３は、本実施形態の伝送中継器４０の構成例を示す図である。本実施形態では、前述した第１実施形態と同様に、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から伝送中継器４０へ転送されてくるデータが優先系のデータとなっており、系間伝送路を介して伝送中継器４０へ転送されているデータが待機系のデータとなっている。図１３では、図２におけるものと同一のものには同一の符号が付されている。図１３と図２を対比すれば明らかなように、本実施形態の伝送中継器４０は制御部１４０に代えて制御部４４０を有している点が第１実施形態の伝送中継器１０と異なり、この制御部４４０は第１の中継処理ＳＡ１１０に代えて第１の中継処理ＳＤ１１０を実行する点が制御部１４０と異なる。以下、第１実施形態との相違点である第１の中継処理ＳＤ１１０を中心に説明する。
【００５５】
前述したように第１実施形態の制御部１４０は、受信器１２０Ｂからデータを受け取ったことを契機として、中継判断フラグＦの値が初期値であれば、当該データを破棄して中継判断フラグＦに初期値とは異なる値をセットする一方、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値であれば、受信器１２０Ｂから受け取ったデータを送信器１１０Ａに与え、必要であれば当該データを送信器１３０Ａにも与える処理を第１の中継処理ＳＡ１１０として実行した。本実施形態の第１の中継処理ＳＤ１１０においても、制御部４４０は中継判断フラグＦの値に応じて異なる処理を実行する。この点においては前述した第１実施形態と同様である。また、中継判断フラグＦの値が初期値以外の値である場合の処理は前述した第１実施形態の第１の中継処理ＳＡ１１０におけるものと同一である。本実施形態の第１の中継処理ＳＤ１１０と第１実施形態における第１の中継処理ＳＡ１１０の相違は、中継判断フラグＦの値が初期値の場合の処理の相違にある。
【００５６】
より詳細に説明すると、本実施形態の第１の中継処理ＳＤ１１０は、予め定められた数（例えば、４個）のデータを連続して受信器１２０Ｂから受け取るまで中継判断フラグＦへの初期値とは異なる値のセットを見合わせる点が第１の中継処理ＳＡ１１０異なる。本実施形態では、制御部４４０は受信器１２０Ｂによるデータ受信回数をカウントするカウンタをレジスタ等に割り当てる。このカウンタは初期化処理ＳＡ１００において初期値（本実施形態では、０）に初期化される。中継判断フラグＦが初期値である状況下で受信器１２０Ｂからデータを受信すると、制御部４４０は、まず、上記カウンタの値が所定の閾値（受信器１２０Ｂから連続して受信することを許容するデータの数、本実施形態では、４）以上であるか否かを判定する。そして、制御部４４０は、上記カウンタの値が所定の閾値未満の間は、上記カウンタの値を１だけカウントアップするとともに、受信器１２０Ｂから受け取ったデータを破棄する。これに対して、上記カウンタの値が所定の閾値に達した以降は、制御部４４０は、中継判断フラグＦに初期値とは異なる値をセットするとともに、受信器１２０Ｂから受け取ったデータを破棄する。なお、上記カウンタは、第２の中継処理ＳＡ１２０の実行を契機として初期値にリセットされる。
【００５７】
図１４は、上記閾値を“４”とした場合の伝送中継器４０の動作を示す図である。図１４においては上記カウンタのカウント値はＣＮＴと表記されており、中継判断フラグＦはＦＲＡＧと表記されている。伝送中継器４０では、受信器１２０Ｂによりデータ（すなわち、待機系のデータ）を受信する毎にカウント値ＣＮＴが、１、２、３とカウントアップされてゆく。ただし、カウンタ値ＣＮＴが４に達するまでは中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットは実行されず、上記カウント値が４に達すると中継判断フラグＦに初期値以外の値がセットされる。中継判断フラグＦに初期値がセットされている間は、受信器１２０Ｂにより受信したデータは後段へ転送されることはない。このため、伝送中継器４０では、優先系のデータを受信してから最大で４個まで待機系のデータを連続して受信しても、それら待機系のデータの後段への転送は行われず、５個目の待機系データから幹線伝送路の後段へ伝送される。したがって、通常状態において各伝送中継器にかかっている処理負荷のバラツキ等に起因して優先系のデータの待機系のデータの受信順に多少の入れ替わりが発生し得るものの、優先系データを受信してから次の優先系のデータを受信するまでの間に受信する待機系のデータの数が４個以下であることが確実であれば、通常状態にも拘らず主系および従系の各幹線伝送路に他方のデータが混在して流れるといった事態は発生しない。なお、図１４に示すように、優先系のデータを受信してから５つの待機系のデータを受信するまでに次の優先系のデータを受信すれば、当該データの受信を契機として第２の中継処理ＳＡ１２０（すなわち、優先系データの中継処理）が実行され、上記カウンタは０にリセットされる。
【００５８】
本実施形態では、中継判断フラグＦが初期値である状況下で受信器１２０Ｂからデータを受け取った場合であっても、予め定められた数のデータを連続して受信器１２０Ｂから受け取るまで中継判断フラグＦへの初期値とは異なる値のセットを見合わせることで、各伝送中継器の処理負荷のバラツキ等に起因する優先系のデータと待機系のデータの受信順の入れ替わりに対処した。しかし、中継判断フラグＦへの初期値とは異なる値のセットを、受信器１２０Ｂからのデータの受信から遅らせて実行することで上記入れ替わり対処することも可能である。具体的には、受信器１２０Ｂからのデータの受信時を起算点として計時クロックのカウントアップを開始する計時カウンタ（或いは計時を開始するタイマ）を設け、当該計時カウンタのカウント値（或いは当該タイマのタイマ値）が予め定めた閾値に達したことを契機として中継判断フラグＦに初期値とは異なる値をセットする処理を制御部４４０に実行させる一方、第２の中継処理ＳＡ１２０の実行を契機として上記計時カウンタ（或いはタイマ）を初期値（０）に戻す処理を制御部４４０に実行させるのである。また、受信データ数をカウントするカウンタ或いは計時カウンタに予め定めた初期値（上記閾値と同じ値）からのカウントダウンを実行させ、カウント値が０となったことを契機として中継判断フラグＦへの初期値とは異なる値のセットを実行させても良い。
【００５９】
また、本実施形態では、第１実施形態の第１の中継処理ＳＡ１１０を上記第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換える場合について説明したが、第２実施形態の第１の中継処理ＳＢ１１０の中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを、予め定められた数のデータを連続して受信器１１０Ｂにより受信するまで見合わせる（或いは、受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する）ようにして良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。同様に、第３実施形態の第１の中継処理ＳＣ１１０における第１の動作モードの処理を本実施形態の第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換え、さらに同実施形態の第２の中継処理ＳＣ１２０の第２の動作モードにおける中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを、予め定められた数のデータを連続して受信器１１０Ｂにより受信するまで見合わせる（或いは、受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する）ようにしても良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００６０】
（Ｅ：第５実施形態）
図１５は、本発明の第５実施形態の伝送中継システム１Ｅの構成例を示すブロック図である。伝送中継システム１Ｅは、伝送中継システム１Ａ（図１参照）における伝送中継器１０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）を伝送中継器５０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）に置き換え、伝送中継器１０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）を伝送中継器５０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）に置き換えたものである。伝送中継システム１Ｅでは、コントローラ９２、伝送中継器５０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）、およびコントローラ９４をツイストペアケーブルなどの通信線で接続することで主系の幹線伝送路が形成され、コントローラ９２、伝送中継器５０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）、およびコントローラ９４をツイストペアケーブルなどの通信線で接続することで従系の幹線伝送路が形成される。そして、ｎ番目の車両に設けられた主系の伝送中継器（すなわち、伝送中継器５０Ｍ（ｎ））と同車両に設けられた従系の伝送中継器（すなわち、伝送中継器５０Ｓ（ｎ））とを通信線で接続することで系間伝送路が形成される。以下、説明が煩雑になることを避けるため、伝送中継システム１Ｅにおいても、コントローラ９２から各車両の制御対象装置へ宛ててデータが送信されるものの、コントローラ９４から各制御対象装置へのデータ送信は発生しないものとする。
【００６１】
伝送中継器５０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）および伝送中継器５０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）の各々は全て同一のハードウェア構成を有している。以下では、伝送中継器５０Ｍ（ｎ）と伝送中継器５０Ｓ（ｎ）を区別する必要が無い場合には「伝送中継器５０」と表記する。図１６は、伝送中継器５０の構成例を示す図である。図１６では、図１３におけるものと同一のものには同一の符号が付されている。図１６と図１３を対比すれば明らかなように、本実施形態の伝送中継器５０は制御部４４０に代えて制御部５４０を設けた点が第４実施形態の伝送中継器４０と異なる。
【００６２】
制御部５４０は、第４実施形態における制御部４４０と同様に第１の中継処理ＳＤ１１０および第２の中継処理ＳＡ１２０を実行する。つまり、本実施形態では、前述した第４実施形態と同様に、幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータが優先系のデータとなっており、系間伝送路を介して転送されているデータが待機系のデータとなっている。以下、本実施形態では。第１の中継処理ＳＤ１１０として前述した計時カウンタによる制御を採用する場合について説明するが、受信器１２０Ｂにより受信した待機系データの数をカウントするカウンタによる制御を採用しても勿論良い。
【００６３】
制御部５４０は、第４実施形態における制御部４４０と同一の処理（第１の中継処理ＳＤ１１０および第２の中継処理ＳＡ１２０）を実行するものの、第１の中継処理ＳＤ１１０において中継判断フラグの更新の可否を判断する際に計時カウンタのカウント値と比較する閾値の設定の仕方が第４実施形態と異なる。この点に本実施形態の特徴がある。具体的には、幹線伝送路の下流側の伝送中継器５０ほど上記閾値として大きな値が設定されている。例えば、主系の伝送中継器５０Ｍ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）における上記閾値をＴＨＭ（ｎ）とし、従系の伝送中継器５０Ｓ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）における上記閾値をＴＨＳ（ｎ）とすると、ＴＨＭ（１）＜ＴＨＭ（２）＜ＴＨＭ（３）＜・・・＜ＴＨＭ（Ｎ）となっており、ＴＨＳ（１）＜ＴＨＳ（２）＜ＴＨＳ（３）＜・・・＜ＴＨＳ（Ｎ）となっている。ここで、幹線伝送路を上流側から下流側へ辿るにつれて閾値ＴＨＭ（ｎ）或いは閾値ＴＨＳ（ｎ）をどのように増加させるのかについては種々の態様が考えられる。例えば、一定量ずつ増加させる（すなわち、線形に増加させる）態様であっても良く、また、指数関数的或いは対数関数的に増加させるなど非線形に増加させる態様であっても良い。このように、幹線伝送路の下流側の伝送中継器５０ほど上記閾値を大きな値に設定した理由は以下の通りである。
【００６４】
一般に鉄道車両用の伝送中継システムにおける各車両の制御対象機器間のデータ交換方法としては、互いに定周期等でデータを送信し合う方法や、マスタからの要求に対してスレーブが応答する方法(マスタ・スレーブ通信)が挙げられる。前者の場合、各車両の制御対象機器は、自器に接続されている伝送中継器の上流側（本実施形態では、先頭車両側）に断線が発生しても、予め定められたタイミングでデータを下流側に送信する。これに対して後者の場合、上流にあるマスタからの要求が断線によって届かなければ、各車両の制御対象機器はデータを送信することはない。つまり、マスタ・スレーブ通信を採用している場合に幹線伝送路に断線が発生すると、その断線箇所よりも下流側では幹線伝送路を介したデータ通信が途絶してしまう。
【００６５】
上記のようなデータ通信の途絶を回避するために、第４実施形態の伝送中継器４０を用いて鉄道車両用の伝送中継システムを構成し、各伝送中継器４０における上記閾値を同じ値に設定してマスタ・スレーブ通信を行わせたとする。このような状況下で伝送中継器４０Ｍ（ｋ）と伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）との間で断線が発生したとすると、断線箇所より下流には上流のマスタからの要求は届かなくなる。このため、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）〜伝送中継器４０Ｍ（Ｎ）では幹線伝送路を介したデータの送受信が途絶し、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）〜伝送中継器４０Ｍ（Ｎ）の各々における計時カウンタのカウント値は同じようにアップして行き、やがてほぼ同時に閾値に到達する。
【００６６】
断線箇所のすぐ下流の伝送中継器である伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）の制御部４４０は、計時カウンタのカウント値が閾値に到達すると、以降に受信する待機系データを幹線伝送路の下流側へ中継する。これは断線箇所を迂回するための正しい動作である。さらにその１つ下流の伝送中継器である伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）においても、計時カウンタのカウント値がほぼ同時に閾値に到達するので、同様に待機系データを中継し始める。ここで、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）は、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）からの中継データを受信すると、計時カウンタと中継判断フラグをリセットし、そのデータを下流側へ転送する。これは上流の伝送中継器の中継再開に応じた正しい動作である。
【００６７】
しかしながら、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）によって中継された待機系データを受信する前に、伝送中継器４０Ｓ（ｋ＋２）によって転送された待機系データを伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）が受信すると、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）の計時カウンタのカウント値はすでに閾値に到達しているので、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）の制御部４４０は当該待機系データを幹線伝送路の下流側へ転送する。そして、その直後に伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）からのデータも受信すると、伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋２）の制御部４４０は、これも中継してしまう。その結果、主系の幹線伝送路に流れるデータが１つ増えてしまう。さらに下流の伝送中継器において同様の事象が発生する毎に主系の幹線伝送路に流れるデータが１個ずつ増えてしまう。伝送中継器４０Ｍ（ｋ＋１）による待機系データの下流側への転送は断線箇所を迂回するために必要な処理である。しかし、さらに下流側の伝送中継器４０Ｍ（ｍ）（ｍ＝ｋ＋２〜Ｎ）による待機系データの下流側への転送は必ずしも必須ではなく、幹線伝送路に流れるデータを無駄に増やしてしまうことになりかねない。このような無駄なデータ転送が発生することを回避するには、断線箇所より下流の伝送中継器における計時カウンタのカウント値がほぼ同時に閾値に到達することを避ければ良い。このため、本実施形態では、幹線伝送路の下流側の伝送中継器５０ほど上記閾値として大きな値を設定したのである。
【００６８】
本実施形態によれば、幹線伝送路に流れるデータが無駄に増えることを回避しつつ、前述した第４実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、前述した第４実施形態と同様に第１実施形態の第１の中継処理ＳＡ１１０を第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換えたが、第２実施形態の第１の中継処理ＳＢ１１０の中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを、受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行するようにし、さらに幹線伝送路の下流側の伝送中継器ほど大きな値の閾値を設定しても良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。同様に、第３実施形態の第１の中継処理ＳＣ１１０における第１の動作モードの処理を本実施形態の第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換え、さらに同実施形態の第２の中継処理ＳＣ１２０の第２の動作モードにおける中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行するようにし、さらに幹線伝送路の下流側の伝送中継器ほど大きな値の閾値を設定しても良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
（Ｆ：第６実施形態）
上記第５実施形態では、第１の中継処理ＳＤ１１０において中継判断フラグの更新の可否を判断する際に計時カウンタのカウント値と比較する閾値を、幹線伝送路の下流側の伝送中継器５０ほど大きな値に設定しておくことで、幹線伝送路に無駄なデータが流れることを回避した。しかしながら、幹線伝送路における伝送中継器の位置に応じて異なる閾値を設定することは手間がかかり好ましくない。本実施形態は、幹線伝送路に属する各伝送中継器に対して上記閾値として同じ値を設定しつつ、幹線伝送路に無駄なデータが流れることの回避を実現するものである。
【００７０】
図１７は、本実施形態の伝送中継器６０の構成例を示す図である。本実施形態においても、前述した第５実施形態と同様に、伝送中継器６０に対して幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータが優先系のデータとなっており、系間伝送路を介して転送されているデータが待機系のデータとなっている。図１７では、図１６におけるものと同一のものには同一の符号が付されている。図１７と図１６を対比すれば明らかなように、本実施形態の伝送中継器６０は制御部５４０に代えて制御部６４０を有している点が第５実施形態の伝送中継器５０と異なる。そして、制御部６４０は、第２の中継処理ＳＡ１２０に代えて第２の中継処理ＳＦ１２０を実行する点が異なる。本実施形態の伝送中継器６０では、中継判断フラグＦの更新の可否を判断する際に計時カウンタのカウント値と比較する閾値（以下、第１の閾値と呼ぶ）として幹線伝送路上の位置によらず同じ値が設定されている。
【００７１】
第２の中継処理ＳＦ１２０は、以下に説明するカウンタ制御処理を含んでいる点で前述した第２の中継処理ＳＡ１２０と異なる。このカウンタ制御処理では、制御部６４０は、計時カウンタのカウント値が第１の閾値の一つ手前の値（すなわち、第１の閾値−１、以下、この値のことを第２の閾値と呼ぶ）に達したことを契機として送信器１１０Ａを介して幹線伝送路の下流側へ所定の通信メッセージを送出する。この通信メッセージは、幹線伝送路を介したデータ通信（すなわち、優先系のデータの中継）が再開されることを下流側の伝送中継器６０に予告するためのものである。以下では、この通信メッセージを「予告メッセージ」と呼ぶ。この予告メッセージのメッセージフォーマットについては、既存の他の通信メッセージとの混同が生じない範囲で適宜定めれば良い。
【００７２】
また、本実施形態のカウンタ制御処理では、制御部６４０は、幹線伝送路を介して上流側から予告メッセージを受信した場合には、自器における計時カウンタのカウント値が上記第２の閾値に達しているか否かを判定し、達している場合には計時カウンタンのカウント値を所定量（例えば、１）だけ減少させるとともに当該予告メッセージを下流側へ転送する。
【００７３】
このような構成としたため、主系の幹線伝送路に断線が発生すると、断線箇所より下流のすべての伝送中継器６０において優先系のデータ受信が途絶し、計時カウンタのカウント値は同じように増加してゆき、やがてほぼ同時に上記第２の閾値に到達する。計時カウンタのカウント値が上記第２の閾値に達した伝送中継器６０の制御部６４０は下流側に予告メッセージを送信し、下流側の伝送中継器６０の制御部６４０は当該予告メッセージの受信を契機として計時カウンタのカウント値を所定量（本実施形態では、１）だけ減少させる。なお、予告メッセージの送信が断線箇所のすぐ下流の伝送中継器６０から始まらず、さらに下流側の伝送中継器６０から始まったとしても、やがては断線箇所のすぐ下流の伝送中継器６０も予告メッセージを送信する。その間に下流の伝送中継器６０は何度も予告メッセージを受信することもあるが、計時カウンタのカウント値の減算は当該カウント値が第２の閾値と等しい場合にのみ実行されるため、第２の閾値−１（すなわち、第１の閾値−２）より少なくはならない。このため、断線箇所のすぐ下流の伝送中継器６０の計時カウンタのカウント値は「第１の閾値−１」のままで、それより下流の伝送中継器６０の計時カウンタのカウント値は「第１の閾値−２」になる。
【００７４】
以降、断線箇所のすぐ下流の伝送中継器６０は、次のカウンタアップタイミングで計時カウンタのカウント値が第１の閾値に到達して待機系データを中継し始める。一方、それより下流側の伝送中継器６０では計時カウンタのカウント値は第１の閾値に達していないので待機系データの中継が行われることはない。このため、幹線伝送路の上流側からのデータの受信が計時カウンタのカウントアップより遅くなっても、幹線伝送路に無駄なデータが流れることはない。このように本実施形態によれば、伝送中継システムに含まれる各伝送中継器６０に全て同一の閾値を設定しつつ、第５実施形態と同一の効果が得られる。
【００７５】
本実施形態では、予告メッセージを受信した場合の計時カウンタの更新条件として、当該計時カウンタのカウント値が第２の閾値に達していることを採用したが、より早いタイミングで予告メッセージを受信する可能性がある場合には、計時カウンタのカウント値が第２の閾値よりも小さい第３の閾値（例えば、第２の閾値−１）以上であることを採用しても良い。このような態様によれば、例えば上記第３の閾値として第２の閾値−１を採用しておくことで、予告メッセージの受信時点では計時カウンタのカウント値が第２の閾値−１であり、その直後に計時カウンタのカウントアップが行われるような場合であっても、上記予告メッセージの送信元の伝送中継と同予告メッセージの受信側の伝送中継において、これら各伝送中継器の計時カウンタのカウント値がほぼ同時に上記第１の閾値に達することを回避することができる。なお、下流の伝送中継器における計時カウンタのアップよりも十分に遅いタイミング(例えば計時カウンタのカウントアップの半周期後など)で予告メッセージを送信するようにしておけば、予告メッセージを受信した場合の計時カウンタの更新条件は「計時カウンタのカウント値が第２の閾値に達していること」で良い。また、本実施形態では、予告メッセージを受信した場合の計時カウンタの減算量を１としたが、より大きな値を減算しても良い。
【００７６】
また、第２実施形態の第１の中継処理ＳＢ１１０の中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する態様に、上記カウンタ制御処理を組み合わせても良い。同様に、第３実施形態の第１の中継処理ＳＣ１１０における第１の動作モードの処理を第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換え、さらに同実施形態の第２の中継処理ＳＣ１２０の第２の動作モードにおける中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを、受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する態様に、上記カウンタ制御処理を組み合わせても良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００７７】
（Ｇ：第７実施形態）
図１８は、本発明の第７実施形態の伝送中継器７０の構成例を示す図である。本実施形態においても前述した第６実施形態と同様に、伝送中継器７０に対して幹線伝送路を介して先頭車両側装置から転送されてくるデータが優先系のデータとなっており、系間伝送路を介して転送されているデータが待機系のデータとなっている。図１８では、図１７におけるものと同一のものには同一の符号が付されている。図１８と図１７を対比すれば明らかなように、本実施形態の伝送中継器７０は制御部６４０に代えて制御部７４０を有している点が第６実施形態の伝送中継器６０と異なる。制御部７４０は、第２の中継処理ＳＦ１２０に代えて第２の中継処理ＳＧ１２０を実行する点が第６実施形態の制御部６４０と異なる。
【００７８】
第２の中継処理ＳＧ１２０は、第２の中継処理ＳＡ１２０の他に、以下に説明するカウンタ制御処理（以下、第６実施形態におけるカウンタ制御処理と区別するため、「第２のカウンタ制御処理」と呼ぶ）を含んでいる。この第２のカウンタ制御処理では、制御部６４０は、計時カウンタのカウント値が第１の閾値の一つ手前の値（すなわち、前述した第２の閾値）に達したことを契機として送信器１１０Ａを介して幹線伝送路の下流側へ予告メッセージを送信する。この点については前述した第６実施形態のカウンタ制御処理と同様である。ただし、第２のカウンタ制御処理は、予告メッセージに伝送中継器７０による中継回数を示す中継回数情報が含まれている点と、予告メッセージを受信した場合には自器における計時カウンタのカウンタ値を問わずに当該カウンタ値の減算を行う点、および受信した予告メッセージに含まれている中継回数情報の示す中継回数が多いほど計時カウンタのカウンタ値の減算量を大きくするとともに、当該中継回数情報を１だけ更新（例えば、中継回数情報の初期値を０とする場合には１だけカウントアップ、２５５等を初期値とする場合には１だけカウントダウン）して下流側へ転送する点が上記第６実施形態のカウンタ制御処理と異なる。
【００７９】
中継回数情報については予告メッセージのメッセージフォーマットにおいて新たに定義しても良いが、ネットワーク層の通信プロトコルとしてＩＰを用いる場合にはＩＰパケットのヘッダ部のホップ数を用いるようにしても良い。ホップ数には、ＩＰパケットの送出の際に初期値として２５５がセットされ、以降、伝送中継器等の中継装置よる中継を経る毎に１ずつ減算される。このため、予告メッセージを受信した伝送中継器７０はその予告メッセージの伝送に用いられているＩＰパケットのヘッダ部のホップ数を参照して上記初期値との差分を算出することで当該予告メッセージの中継回数を特定することができる。
【００８０】
本実施形態によれば、幹線伝送路に沿って予告メッセージが下流側へ順次転送されてゆく過程で、下流側の伝送中継器７０ほど計時カウンタのカウンタ値が大きく引き下げられる。このため、本実施形態によっても、前述した第６実施形態と同様に、伝送中継システムに含まれる各伝送中継器６０に全て同一の閾値を設定しつつ、第５実施形態と同一の効果が得られる。また、ＩＰパケットのヘッダ部のホップ数を参照して上流側における転送回数を特定するようにすれば、予告メッセージのメッセージフォーマットにおいて転送回数情報を新たに定義する態様に比較してＩＰパケットのペイロード部を解析する必要が無く、制御部７４０にかかる処理負荷が軽減されるといった効果もある。
【００８１】
なお、第２実施形態の第１の中継処理ＳＢ１１０の中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する態様に、上記第２のカウンタ制御処理を組み合わせても良い。同様に、第３実施形態の第１の中継処理ＳＣ１１０における第１の動作モードの処理を第１の中継処理ＳＤ１１０に置き換え、さらに同実施形態の第２の中継処理ＳＣ１２０の第２の動作モードにおける中継判断フラグＦが初期値の場合の処理における当該中継判断フラグＦへの初期値以外の値のセットを受信器１１０Ｂによるデータの受信から遅らせて実行する態様に、上記第２のカウンタ制御処理を組み合わせても良い。このようにしても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００８２】
（Ｈ：変形）
以上本発明の各実施形態について説明したが、これら実施形態を以下のように変形しても勿論良い。
（１）上記各実施形態では、鉄道車両用伝送中継システムへの本発明の適用例を説明したが、本発明の適用対象が鉄道車両用伝送中継システムに限定される訳ではない。伝送データの秘匿性やデータ伝送速度の向上よりも、データ通信の信頼性の確保が重要となる伝送中継システムであれば同様に適用可能である。例えば、大型貨物船や旅客機などの大型運輸機の運行制御のためのシステムへの適用が考えられる。これら大型輸送機においても、ブリッジやコックピットに設置されるコントローラに、ハッチの開閉器や舵やエンジン等の作動制御を行う機器を制御対象装置として接続して運行制御のためのシステムが構成されることが一般的であり、この種のシステムにおいても運行の安全確保のため高い信頼性を要求されるからである。また、金融機関の本店および各支店などの各拠点に敷設されたコンピュータ装置を通信回線等に接続して構成された金融システムへの適用も考えられる。この場合、拠点間を結ぶ通信回線が幹線伝送路となり、拠点内に敷設されるＬＡＮ（Local Area Network）等が系間伝送路となることが多いため、両者を接続するルータ等に本発明を適用すれば良い。
【００８３】
（２）上記各実施形態では、本発明の特徴を顕著に示すデータ中継制御処理（第１実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＡ１１０および第２の中継処理ＳＡ１２０：第２実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＢ１１０および第２の中継処理ＳＢ１２０：第３実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＣ１１０および第２の中継処理ＳＣ１２０、第４および第５実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＤ１１０および第２の中継処理ＳＡ１２０、第６実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＤ１１０および第２の中継処理ＳＦ１２０、第７実施形態では、初期化処理ＳＡ１００、第１の中継処理ＳＤ１１０および第２の中継処理ＳＧ１２０）をＡＳＩＣにより実現した。しかし、上記各データ中継制御処理をソフトウェアにより実現することも可能である。例えば、上記各実施形態におけるデータ中継制御処理をＣＰＵ（Central Processing Unit）などのコンピュータに実行させるためのプログラムを書き込んだＲＯＭ（Read Only Memory）と、当該プログラムを実行する際のワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）と、当該ＲＡＭを利用しつつ当該ＲＯＭから当該プログラムを読み出して実行するＣＰＵとを組み合わせて制御部１４０や、制御部２４０、制御部３４０、制御部４４０、制御部５４０、制御部６４０、制御部７４０を構成しても良い。
【００８４】
また、上記各実施形態のデータ中継制御処理をソフトウェアにより実現する場合には、上記データ中継制御処理をＣＰＵに実行させるためのプログラムをフラッシュＲＯＭなどの記録媒体に書き込んで配布しても勿論良い。一般に、ルータやスイッチングハブなどの中継器では、データ中継制御を実現するためのソフトウェア（ファームウェア）はフラッシュＲＯＭなどの記録媒体に記録されて実装されていることが多い。上記各実施形態のデータ中継制御処理をＣＰＵに実行させるためのプログラムを書き込んだフラッシュＲＯＭを配布するようにすれば、このフラッシュＲＯＭと、既存の中継器においてファームウェアの書き込まれたフラッシュＲＯＭとを差し替えることで、既存の中継器を上記各実施形態の伝送中継器として機能させることが可能になる。
【符号の説明】
【００８５】
１Ａ、１Ｂ、１Ｅ…伝送中継システム、１０，１０Ｍ，１０Ｓ、２０，３０、４０，５０，６０，７０…伝送中継器、１１０Ａ、１２０Ａ、１３０Ａ…送信器、１１０Ｂ，１２０Ｂ，１３０Ｂ…受信器、１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，７４０…制御部、３５０…動作モード切り換え部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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