(57)【要約】【課題】ネットワーク等通信網の送受信装置において、受信装置と送信装置との時計誤差や伝送遅延分を補正し、正確なデータの送信時刻を得る時刻制御装置を得る。【解決手段】送信装置１は、電文情報ＤＴ１中に送信装置１側の時計２によるデータ作成時刻としての標準時刻Ｔ１を記載して電文情報ＤＴ１を送信する。受信装置５では、記載され標準時刻Ｔ１と自装置受信時刻Ｔ２の差を求める。この時間差と、この時間差を複数の電文にわたり平均した値の差から、伝送遅延の揺らぎ分をもとめる。この揺らぎ時間ＴＵと、あらかじめ設定した平均遅延ＴＡΤを受信時刻Ｔ２から引くことで受信側の時計に置けるデータの送信時刻Ｔ０を求める。【選択図】図１
2007178226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電文情報の送受信により互いに情報の交換が可能な時刻制御装置において、
上記電文情報の送信時に送信装置側における電文情報作成時刻を記載する時刻記載機能と、
上記電文情報の受信時に該電文情報に記載された上記送信装置側における電文情報作成時刻と、
上記電文情報の受信時刻と、
あらかじめ設定された平均伝送遅延時間と、
をもとに受信装置側における電文情報作成時刻を求める時刻制御機能を有することを特徴とする時刻制御装置。
【請求項２】
上記時刻制御機能が、上記電文情報の受信時刻と上記送信装置側における電文情報作成時刻の差から送受信時刻差を求める時刻差演算機能と、
上記送受信時刻差と過去に受信した電文情報の上記送受信時刻差の平均値の差から揺らぎを求める揺らぎ演算機能と、
上記電文情報の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し、受信装置側における電文作成時刻を求める電文作成時刻演算機能を有することを特徴とする請求項１記載の時刻制御装置。
【請求項３】
上記時刻制御機能の演算結果を元に内蔵時計を補正する時刻補正機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の時刻制御装置。
【請求項４】
上記電文情報を送信する送信装置を先頭車両に配し、上記受信装置を中間車両に配して通信網を介して機器を制御し、車両傾斜制御する時刻制御装置において、
上記受信装置側の上記時刻制御機能で電文情報作成時刻をもとめ、中間車両を所定カーブ位置で車体傾斜させることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれか1項記載の時刻制御装置。
【請求項５】
電文情報の送受信装置により互いに情報の交換が可能な時刻制御装置において、
電文情報を周期的に送信する周期送信機能と、
電文情報の受信時に電文情報の受信時刻と、
電文情報の周期時間と、
あらかじめ設定された平均伝送遅延時間と、
をもとに電文作成時刻を求める時刻制御機能を有することを特徴とする時刻制御装置。
【請求項６】
上記時刻制御機能が、上記電文情報の受信時刻と電文情報の受信毎に上記周期時間分増加する基準時間の差から受信時刻差を求める時刻差演算機能と、
上記受信時刻差と過去に受信した電文情報の上記受信時刻差の平均値の差により揺らぎを求める揺らぎ演算機能と、
上記電文情報の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し電文の作成時刻を求める電文作成時刻演算機能と、
を有することを特徴とする請求項５記載の時刻制御装置
【請求項７】
上記電文情報を送信する送信装置を先頭車両に配し、上記受信装置を中間車両に配して通信網を介して機器を制御し、車両傾斜制御する時刻制御装置において、
上記受信装置側の上記時刻制御機能で電文情報作成時刻をもとめ、中間車両を所定カーブ位置で車体傾斜させることを特徴とする請求項５または請求項６記載の時刻制御装置。
【請求項８】
時刻制御方法において、
電文情報の送信時に送信装置側における電文作成時刻を記載する時刻記載手順を有し、
電文情報の受信時に電文情報の受信時刻と上記送信装置側における電文情報作成時刻の差から送受信時刻差を求める手順と、
上記送受信時刻差と過去に受信した電文の上記送受信時刻差の平均値の差から揺らぎを求める手順と、
上記電文の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し受信装置側における電文情報作成時刻を求める手順と、
を有することを特徴とする時刻制御方法。
【請求項９】
時刻制御方法において、
送信時に電文情報を周期的に送信する手順と、
電文情報の受信時刻と、該電文情報受信毎に送信周期時間分増加する基準時間の差から受信時刻差を求める手順と、
上記受信時刻差と過去に受信した電文情報の上記受信時刻差の平均値の差により揺らぎを求める手順と、
上記電文情報の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し電文情報の作成時刻を求める手順と、
を有することを特徴とする時刻制御方法。
【請求項１０】
送受信装置間の時刻制御方式において、
電文情報の送信時に送信装置側における電文作成時刻を記載する時刻記載手順を有し、
電文情報の受信時に電文情報の受信時刻と上記送信装置側における電文情報作成時刻の差から送受信時刻差を求める手順と、
上記送受信時刻差と過去に受信した電文の上記送受信時刻差の平均値の差から揺らぎを求める手順と、
上記電文の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し受信装置側における電文情報作成時刻を求める手順と、
を有することを特徴とする時刻制御方式。
【請求項１１】
送受信装置間の時刻制御方式において、
送信時に電文情報を周期的に送信する手順と、
電文情報の受信時刻と、該電文情報受信毎に送信周期時間分増加する基準時間の差から受信時刻差を求める手順と、
上記受信時刻差と過去に受信した電文情報の上記受信時刻差の平均値の差により揺らぎを求める手順と、
上記電文情報の受信時刻から上記平均伝送遅延時間と上記揺らぎを減算し電文情報の作成時刻を求める手順と、
を有することを特徴とする時刻制御方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワーク（通信網）の送受信装置間の時刻制御に係わり、特に、通信網の送受信装置間の時刻制御における標準時間の揺らぎの補正を行う時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、情報伝送技術では、様々な分野で通信網が利用されている。この様な通信網を用いる場合に送受信装置間の受信端末装置の内蔵時計の誤差や、伝送遅延に起因するタイミングのずれを生ずるが、必要とされる精度は、通信網に利用するアプリケーションにより様々である。例えば、オフィスで使用されるパーソナルコンピュータの場合、時刻に対する同期方式としては、マスタ側の送信装置から複数の受信端末装置に時刻情報を送信し、各受信端末装置は、受信した時刻情報に自己の受信端末装置の時刻を合わせる方法で、通信路上の遅延分の誤差は秒オーダーでの同期が可能である。また、機器制御方式の分野の動作指令や、センシング情報の伝送を行う通信網では、高い精度の同期が必要であり、例えば、一方の装置のタイミングを管理し、このタイミングに合わせて他方の装置を動作させる場合の装置間の時計を高精度に同期させた上で、一方の装置から動作すべき時刻とともに動作指令を伝送する方式や複数の装置からセンシング情報を正確な伝送遅延の影響を受けない様に時刻情報を収集する場合に各装置の時刻を正確に同期させた上で、時刻情報とともにセンシング情報を伝送する方式等が考えられている。
【０００３】
上記した通信網に接続した送受信装置間の受信端末装置の内蔵時計の誤差を高精度に補正する時刻情報同期方式が特許文献１に開示されている。この特許文献１ではマスタ装置と、スレーブ装置間でフレームを複数回往復通信させて、平均伝送遅延時間を計測し、マスタ装置から時刻情報と測定した平均遅延時間を送付し、スレーブ装置では時刻情報に平均遅延時間を加味して時刻を補正するものである。これにより、データ伝送の遅延時間が一定しない通信ネットワークでも平均伝送遅延を考慮した高精度の時計の誤差補正を可能としている。
【０００４】
また、送受信端末装置が相互に通信するパケット通信システムのように遅延時間が一定しない通信網において、各送信端末装置および受信端末装置にそれぞれ時計を設け、送信装置は、パケットに格納される符号化情報中の先頭部分を送信装置が受信端末装置から受取った時刻を、自らの時計で計測してパケットのパケット・ヘッダに設定し、受信端末装置は、呼確立の後に最初にパケットを受信した時点で、パケットのパケット・ヘッダに設定された時刻より一定時間だけ過去に遡った時刻に自らの時計をセットするとともに、最初に受信したパケットを含む各受信パケットについてヘッダに設定された時刻と受信端末装置の時計の時刻とが一致するまでバッファリングにより遅延させ、両時刻が一致した時点からパケット内の符号化情報を出力開始するようにした、揺らぎ吸収処理方式が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特許第２６５８９６２号公報
【特許文献２】特許第２５６９４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な時計の精度は1日の誤差が1秒以下程度であり、したがって数百ｍｓオーダーの精度が必要な場合は、1時間に1回程度、特許文献１の技術により時刻の同期を行えばタイミング精度の確保が可能であるが、さらに高精度の数十ｍｓオーダーの精度が必要な場合には、相当な頻度での時刻同期が必要となり、同期用の通信が制御用の通信の妨げになり現実的ではない課題を有する。このような場合でも、伝送遅延がほぼ一定値であれば、動作タイミングは絶対時刻でなく相対時刻（動作すべき時刻と現在時刻の差）で送信し、受信側で遅延時間を考慮して補正すれば、精度はある程度確保が可能である。しかし、伝送路の遅延にもとづく揺らぎ分のタイミングの誤差が避けられない課題を有する。
【０００６】
また、特許文献２の開示技術によれば、伝送路遅延の揺らぎ分のタイミングの誤差を吸収する揺らぎ吸収処理方式が開示されているが、この方式においては、発信システムのパケット化処理に基づくものであり、伝送路内の伝送遅延による標準時間の揺らぎ補正を行うものではなく、高速制御時の通信網内の遅延による揺らぎは正確な標準時間の時刻制御には多くの問題を発生する。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網内で高度制御を行う場合に伝送標準時刻は伝送遅延による揺らぎを持っているが、ネットワークに接続された送受信装置間において通信網内で高精度にタイミングの同期を取ることで伝送遅延により生ずる標準時間の揺らぎを回避可能な時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式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】
【０００８】
本発明の時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式は、情報の送信時に送信装置側の情報作成時刻を受信した受信装置は送信装置側の情報作成時刻と、情報の受信時刻と、予め設定されている平均伝送遅延時間をもとに受信装置側の情報作成時刻を求める時刻制御機能を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式によれば、情報伝送毎に伝送遅延時間を補正することが可能であり、情報が送信された毎の時刻を正確に受信装置側において把握することができるので、一定の時間後に動作させるような制御指令を伝送した際に、高い精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の１形態例を図１によって説明する。図１は本発明の送受信装置よりなる時刻制御装置１５の系統図を示すもので、図１において、例えば、地上局（地上）側にある送信装置１は、通信相手の移動局（車、車両、携帯端末）にある受信装置５にデータＤおよび送信装置１内の時計のデータＤの作成時刻（以下標準時刻と記す）Ｔ１との和の電文情報ＤＴ１＝Ｄ＋Ｔ１を記録して、電文情報および時刻発生部２から有線伝送路あるいは無線伝送路等のネットワークからなる通信網４を介して受信装置５に送信する。受信装置５は、この電文情報ＤＴ１を通信網４の伝送中の伝送遅延時間分τだけ遅れて受信する。このとき送受信装置１、５がそれぞれ有する時計は誤差を持つため、送信装置１から受信装置５に送信した情報中に記載された標準時刻Ｔ１は、受信装置５側の時計２、８における送信時刻とは異なる値を示している。本発明では送信装置１から送信する標準時刻情報と、受信時刻情報と、予め設定した平均の伝送遅延時間を基に、標準時刻情報を補正し、受信装置５側の時計８における正確な送信時刻Ｔ０を求めるようになしたものである。
【００１１】
図１の受信装置５内の構成を以下に詳記する。送信装置１の出力端子３から通信網４を介して受信装置５の入力端子６に供給された電文情報ＤＴ１の標準時刻Ｔ１は第１の減算器を構成する第１の混合部７の第１の入力端子（−）に供給され、データＤは別系路に供給されてデータ処理される。第１の混合部７の第２の入力端子（＋）には受信装置５内の時計、即ち、自装置の時刻発生装置８からの標準時刻Ｔ１を受信した時の時刻情報Ｔ２が供給される。第１の混合部７の出力端子からは電文情報ＤＴ１中の標準時刻Ｔ１と自装置の時刻発生部８の標準時刻Ｔ１受信時の時刻情報Ｔ２との差のＴ２−Ｔ１の時刻差情報が出力され、平均化部９の入力端子および減算器を構成する第２の混合部１０の第１の入力端子（＋）に供給される。平均化部９では複数の電文情報ＤＴ１１〜ＤＴ１ｎの標準時間Ｔ１１〜Ｔ１ｎから求めた時間差の平均値ＴＡが求められ、第２の混合部１０の第２の入力端子（−）に供給される。
【００１２】
第２の混合部１０の出力時間差情報ＴＡ−（Ｔ２−Ｔ１）は加算器を構成する第３の混合部１２の第１の入力端子（＋）に供給される。第３の混合部１２の第２の入力端子（＋）には平均遅延時間部１１から通信網４の遅延時間τの平均値ＴＡΤが供給されて、ＴＡΤ＋ＴＡ−（Ｔ２−Ｔ１）が第３の混合部１２から出力され、減算器を構成する第４の混合部１３の第２の入力端子（−）に供給されて第１の入力端子（＋）に自装置の時刻発生部８から供給される受信装置５側の現時刻Ｔ２と減算した減算時刻Ｔｓ＝ＴＡΤ＋ＴＡ−（Ｔ２−Ｔ１）−Ｔ２が出力端子１４から受信装置５の標準の送信時刻Ｔ０として出力端子１４から出力される。
【００１３】
上述の図１では系統図をハードウエア構成で説明したが図２の様に受信装置５はメモリ機能を有するコンピュータ（以下ＣＰＵと記す）１６のソフトウエアで構成することも出来る。図２によって本発明の時刻補正方法および時刻制御方式を説明する。図２において、図１との対応部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１４】
図２で、送信装置１側の電文情報中の時刻発生部２から通信網４を介して、受信装置５側のＣＰＵ１６が電文情報ＤＴ１を受信すると、ＣＰＵ16の演算部１７はまず電文情報ＤＴ１中の標準時刻Ｔ１と、自装置の時刻発生部（時計）８がデータＤを受信した時の時刻Ｔ２との時刻差Ｔ２−Ｔ１を第１の減算部７ａから求める。次にそれまでに受信した複数の電文情報ＤＴ１１〜ＤＴ１ｎの標準時間Ｔ１１〜Ｔ１ｎから求めた時刻差の平均値ＴＡを平均化部９で求める。そして受信した電文情報ＤＴ１の時刻差Ｔ２−Ｔ１と平均化部９で求めた平均時刻ＴＡの差ＴＵ＝ＴＡ−（Ｔ２−Ｔ１）、即ち通信網４の揺らぎＴＵを第２の減算部１０ａから求める。この値に予め設定した平均時間遅延部１１からの平均遅延時間ＴＡΤを第１の加算部１２ａで加えてＴＡ＋ＴＡΤ−（Ｔ２−Ｔ１）の時刻差情報を得る。そして、この時刻差情報を時計８の時刻Ｔ２から第３の減算部１３ａで減算することで受信装置５の時計８におけるデータの送信時刻ＴＳ＝ＴＡΤ＋ＴＡ−（Ｔ２−Ｔ１）−Ｔ２がＣＰＵ１６の出力端子１4に出力される。
【００１５】
ここで、平均遅延時間ＴＡΤは、送信装置１側の電文情報ＤＴ１が受信装置５の側のＣＰＵ１６に届くまでのネットワーク（通信網）４における遅延時刻の平均値である。これはネットワークの構成や送信する電文情報ＤＴ１の長さや量に応じて決まる値である。よって時刻制御装置１５の運用開始時に、実際と同様の通信を送受信装置１、５間で行い、ＬＡＮアナライザ（ネットワークの伝送特性評価装置）等を用いて実測して平均遅延時間ＴＡΤ求めることができる。また、設計時点で理論的、またはシミュレーション等により求めてもよい。あるいは送受信装置１、５の運用中にときどき電文情報ＤＴ１を往復させて往復の遅延時間を測定し、その半分の値を伝送遅延時間ＴＡΤとして用いても良い。
【００１６】
以下、図３を用いて図２の構成で上記標準の送信時刻Ｔ０の時刻補正が可能なことを説明する。図３において、横軸は電文情報ＤＴ１中の標準時刻Ｔ１と受信装置５側の時計８の時刻Ｔ２との時間差Ｔ２−Ｔ１を表し、縦軸は複数の電文情報数の頻度を表すヒストグラムである。送信装置１内で作成される電文情報ＤＴ１の作成時刻である標準時刻Ｔ１と、受信装置５において、この電文情報ＤＴ１を受信した時の受信時刻Ｔ２の間には次の式１が成り立つ。
【００１７】
［式１］
Ｔ２＝Ｔ１＋Δｔ＋τ・・・（１）
ここで、Ｔ１＝送信装置１側の電文情報作成時刻すなわち標準時刻、Ｔ２＝受信装置側電文情報受信時刻、Δｔ＝時計誤差、τ＝伝送遅延時間である。
【００１８】
送信装置１側と受信装置５側の夫々に内蔵された時計２、８には誤差Δｔがある。このため受信装置５側で電文情報ＤＴ１の標準時刻Ｔ１を受信する時刻は、送信装置１側の電文情報ＤＴ１の作成時刻である標準時刻Ｔ１に伝送遅延時間τを加え、さらに時計誤差Δｔを補正した（加えた）ものとなる。より正確には伝送遅延時間τは送信装置１側が電文情報ＤＴ１を作成してから電文情報ＤＴ１が送信されるまでの時刻や、受信装置５が電文情報ＤＴ１を受信後データＤの処理を開始するまでの処理時刻が含まれるが、ここでは、これらすべてを含んで伝送遅延時間τと呼ぶこととする。この様な、伝送遅延時間τは、電文情報ＤＴ１ごとに値が異なり、平均遅延ＴＡと揺らぎＴＵの和として次の式２で表すことが出来る。
【００１９】
［式２］
τ＝ＴＡ＋Ｔｕ・・・（２）
上記式１および式２において、時計誤差Δｔは比較的短時間の間は一定値とみなすことができるので、受信装置５側の電文情報ＤＴ１の受信時刻Ｔ２と送信装置１側の電文作成時刻である標準時刻Ｔ１の時間差Ｔ２−Ｔ１は図３に示す様に時計誤差Δｔと平均遅延ＴＡの和を平均値とする分布をもつことになる。このとき個々の電文情報ＤＴ１における平均値からのずれが揺らぎＴｕとなる。
【００２０】
図３の横軸の受信装置５側の電文情報ＤＴ１の受信時刻Ｔ２と、送信装置１側の電文情報作成時の標準時刻Ｔ１の時間差Ｔ２−Ｔ１は、上記した様に図２の第１の減算部７ａの出力であり、これを複数の電文情報ＤＴ１にわたって平均化部９で平均化した結果は、時計誤差Δｔ＝（Ｔ２−Ｔ１）と平均遅延ＴＡの和である。この値ＴＡと特定の電文情報ＤＴ１の時刻差（Ｔ２−Ｔ１）との差ＴＡ＋（Ｔ２−Ｔ１）は、電文情報ＤＴ１の揺らぎＴＵとなる。これに平均遅延時間ＴＡΤを加えると、電文情報ＤＴ１の遅延時間となる。従って、時計８の時刻Ｔ２から伝送遅延を引くことで受信装置５側の時計８におけるデータＤの送信時刻Ｔ０を求めることができる。
【００２１】
なお、平均化部９の出力と平均時間遅延部１１の差をとると時計誤差Δｔが求まるので、これを基に受信装置５側の時計８を補正してもよい。また、時計誤差は長い時間でみると変化するため、平均化部９は時間の誤差が一定値とみなせる程度の期間とすればよい。これにより時計誤差Δｔの蓄積の影響を排除することができる。さらに、本発明では、ネットワークの通信網４で受信した情報を元に時刻を補正するものであるが、特定の伝送方式に依存するものではなく、ネットワークにはイーサーネットを初めとして数多くのプロトコルが存在するが、いずれにおいても本発明を適用可能である。
【００２２】
図４は本発明の時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式を鉄道車両用ネットワークに適用した場合の構成図を示す。図４において、先頭車両２０には中間車両２１、２２が連結され、車両間ネットワーク（通信網４）等の主幹ネットワーク４ａを介して運転制御されている。先頭車両２０には中央装置２３が、中間車両２１、２２には端末装置２４、２５が設置され、中央装置２３と端末装置２４、２５は中継装置２６、２７、２８を通して接続され車両間ネットワーク４の主幹ネットワーク４ａを構成している。先頭車両２０の中央装置２３には機器２９、３０が接続され、端末装置２４、２５には機器３１〜３４が接続され、それぞれの車両２０、２１、２２において支線ネットワーク４ｂを構成している。ここで、機器２９〜３４はインバータ、ブレーキ装置、ドア、空調装置、運転台の制御装置あるいは表示器等の鉄道車両を構成する機器である。
【００２３】
この様な車両間ネットワーク４により先頭車両２０の運転台の制御装置からの指令制御により中間車両２１、２２の端末装置２４、２５への情報伝送や、各中間車両２１、２２の状態情報の収集および運転台の表示器への表示等を行う。先頭車両２０の中央装置２４および中間車両２１、２２の端末装置２４、２５は基幹ネットワーク４ａと支線ネットワーク４ｂ間のデータを中継し、運転台の制御装置からの指令に基づき各機器２９〜３０への各種の詳細情報の伝送、制御指令の作成や、各機器２９〜３４からの状態情報の加工や蓄積を行う。
【００２４】
上記した先頭車両２０および中間車両２１、２２は図１および図２で説明した、時刻制御機能を有しており、電文情報ＤＴ１の標準時刻Ｔ１を補正し、例えば、先頭車両２０の送信装置１を構成する運転台の制御装置からの送信用のデータＤの作成時刻である標準時刻Ｔ１を基幹ネットワーク４ａや支線ネットワーク４ｂを介して、中間車両２１、２２側の受信装置５を構成する運転台の制御装置で正確に標準時刻Ｔ１を把握することが可能である。よって中央装置２３から所定の時間経過後に機器２９〜３４を動作させる指令を送信すれば、中間車両２１、２２の端末装置２４、２５側の機器３１〜３４では電文情報ＤＴ１の作成時刻である標準時刻Ｔ１から指定された時間経過後に動作を開始することが可能となる。これにより中央装置２３からの指令により各車両２１、２２の端末装置２４、２５を正確に同じタイミングで動作させ、あるいは、正確な時間差で機器３１、３２、３３、３４を順に動作させることが可能である。また、各機器２９〜３４から各種の状態情報を収集する際には、データＤの受信時刻でなく作成時刻で管理することで情報の時間関係をより正確に把握することも可能となる。
【００２５】
上記した、車両間ネットワーク４により連結車両間での時刻ずれをなくし、違和感のない車体傾斜制御を行う場合の１形態例を図４により説明する。従来から、専用制御通信線路をもちいた車体傾斜制御システムでは、先頭車両２０から数百ミリ秒ごとの指令に応じて、中間車両２１、２２が順次線路上のカーブ地点で車体を傾斜させる車体傾斜制御を行っているが、車両間のネットワーク等の通信網による情報伝送では伝送遅延や、送受信装置間の制御周期、通信網の遅延揺らぎ等により、車両傾斜のタイミングが最適値からずれることで、傾斜制御時のタイミング誤差により車両の乗り心地が低下する問題があった。この問題を解決するために本例では、下記の構成をとることで車両間の時刻が補正され、より正確なタイミングで車両間の傾斜制御を行うことが出来る。
【００２６】
図４において、先頭車両２０の中央装置２３は主幹ネットワーク４ａと、中継装置２６、２７、２８を介して中間車両２１、２２の  端末装置２４、２５に支線ネットワーク４ｂに接続された中間車両２１、２２内の機器３１、３２、３３、３４である傾斜装置に対して順次中間車両２１、２２が線路の所定カーブ位置に来て傾斜制御する時刻情報を電文情報ＤＴ１として指示し、予め、車両間ネットワーク４の平均遅延時間を測定あるいは論理的に求めておき、下記の手順により、揺らぎ分を補正する。
【００２７】
先ず、中間車両２１、２２内のそれぞれの端末装置２４，２５は、先頭車両２０の中央装置２３からの傾斜制御する時刻情報Ｔ１が記録された電文情報ＤＴ１を記憶する。次に、端末装置２４、２５は電文情報ＤＴ１中の時刻情報Ｔ１と端末装置２４、２５内の時計との時刻差を常時計算し、平均値を求める。さらに、電文情報ＤＴ１の時刻情報Ｔ１と端末装置２４、２５の時計の時刻差から平均値を減算し、電文情報ＤＴ１の揺らぎＴｕを求め、さらに、また平均値から平均遅延を減算し、端末装置２４、２５内の時計のずれを補正した送信時刻Ｔ０に基づき中間車両２１、２２の傾斜制御がなされる。
【００２８】
また、連結車両間で車両間ネットワーク４を用いて、車両の振動抑制を行う場合にも本例の時刻制御装置や時刻制御方法ならびに時刻制御方式に適用することも出来る。すなわち、先頭車両２０と中間車両２１間あるいは中間車両２１と中間車両２２間での隣接した一方の車両の振動情報Ｄを他方の車両に送信し、隣接した車両間の連結器のスプリングの弛みで生ずる隣接車両の前後に揺動する１Ｈｚ程度の揺れを隣接したそれぞれの車両の駆動モータの正逆回転制御によって制御する場合も、例えば、先頭車両２０の機器２９から構成された振動検出装置で検出した振動情報Ｄと車両間ネットワーク４で生ずる遅延分τと揺らぎＴｕを補正するための時刻情報Ｔ１を含む電文情報ＤＴ１を送信し、端末装置２４は電文情報ＤＴ１中の時刻情報Ｔ１と端末装置２４、２５内の時計との時刻差を常時計算し、平均値を求める。さらに、電文情報ＤＴ１の時刻情報Ｔ１と端末装置２４、２５の時計の時刻差から平均値を減算し、電文情報ＤＴ１の揺らぎＴｕを求め、さらに、また平均値から平均遅延を減算し、端末装置２４、２５内の時計のずれを補正した送信時刻Ｔ０に基づき中間車両２１の駆動モータの制御を行なうことで、振動抑制が可能となる。
【００２９】
図５は、本発明の第３の実施例の時刻制御装置における動作説明用の系統図である。図５において、図１との対応部分には同一符号を付して重複説明を省略するが、第１実施例では特に規定していなかったが、本実施例では送信装置１は電文情報Ｄ１を周期的に送信する。また電文情報Ｄ１へは図１、図２で説明した様なデータ作成時刻Ｔ１の記録は不要であり、受信装置５は電文情報の周期情報を元に時刻情報を補正する様に成されている。
【００３０】
図５においては、図１の電文情報および時刻発生部２の代わりに周期タイマ３５の出力を用いる。この周期タイマ３５は電文情報の受信毎に送信周期分増加させた時刻情報を出力する様になされ、例えば、初期値は任意であり、初めて電文情報を受信した際には、その時点の時刻を出力する。これにより周期タイマ３５は、各電文情報Ｄ１〜Ｄｎの送信時刻と一定の時間差を持った値を出力することになる。そして電文情報Ｄ１〜Ｄｎを受信する毎に、受信装置５側の自装置の時刻発生部８と周期タイマ３５の時刻の差を第１の減算器を構成する混合器７によって求める。その後、平均化部９および平均遅延時間遅延部１１を用いて受信装置５側における送信時刻Ｔ０を求める手順は実施例１と同様であるので詳細説明は省略する。
【００３１】
図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）に図５における電文情報Ｄ１のタイムチャートを示す。図６（Ａ）は送信装置1の送信時刻３６を、図６（Ｂ）は受信装置５の受信時刻３７を、図６（Ｃ）は周期タイマの出力時刻３８を示している。なお、時刻はすべて受信装置５側の自装置の時刻発生部８における値とする。電文情報Ｄ１の送信時刻３６は、受信装置５側で直接検知できないが、周期Ｔの一定間隔である。受信時刻３７は、送信時刻３６に伝送遅延時間３９を加えた値であり、遅延時間の揺らぎ４０により間隔は一定ではなくなる。周期タイマ３５の出力は伝送周期Ｔ間隔の基準時刻である。受信時刻３７と周期タイマ３５の出力の差Δｔ１〜Δｔ４が、図６（Ｃ）における自装置の時刻発生部8の時刻と周期タイマ３５の出力時刻３８とを第1の混合器７で減算した差時間に相当する。
【００３２】
図７は受信時刻３７と周期タイマ３５出力時刻３８の差を示すヒストグラムである。図７を用いて図５の構成で時刻補正が可能なことを説明する。受信時刻間と周期タイマ出力時刻３８の間には式３の関係が成りたつ。
【００３３】
［式３］
〔受信時刻３７＝周期タイマ出力時刻３８＋送信時刻３６と周期タイマ３５の時刻差Δｔ1〜Δｔ４＋伝送遅延時間ＴＡΤ〕・・・（３）
また、伝送遅延時間ＴＡΤは、電文情報Ｄ１ごとに値が異なっており、平均遅延ＴＡと揺らぎＴＵの和として下記の式４で表せる。
【００３４】
［式４］
〔伝送遅延時間ＴＡＴ＝平均遅延ＴＡ＋揺らぎＴＵ〕・・・（４）
【００３５】
送信時刻３６と周期タイマ３５の時刻差Δｔ1〜Δｔ４は比較的短時間の間は一定値とみなすことができるので、受信時刻３７と周期タイマ３５の出力時刻３８の差は図７に示すように送信時刻３６と周期タイマ３５の時刻差（図７の例では負の値）と平均遅延ＴＡの和を平均値とする分布をもつことになる。このとき個々の電文情報Ｄ１における平均値からのずれが揺らぎＴＵとなる。
【００３６】
図７の横軸の電文情報Ｄ１の受信時刻３７と周期タイマ３５の時刻差Δｔは、図５の第１の混合器７の減算処理の出力であり、この値の複数の電文情報Ｄ１を平均化部９により平均化した出力と、受信した電文情報Ｄ１の時刻差との差は、電文情報Ｄ１の揺らぎＴＵとなる。これに平均時間遅延部１１であらかじめ設定した平均遅延ＴＡΤを加えると、その電文情報Ｄ１の伝送延時間となる。従って、自装置の時刻発生部８から伝送遅延時間を第４の混合器１３から減算することデータＤの送信時刻３６（Ｔ０）が求まる。
【００３７】
なお、平均化を長時間にわたり継続すると、時計の誤差による周期のずれが蓄積し誤差となるので時計の誤差が問題とならない程度平均とすればよい。また、伝送エラー等により電文情報が正常に受信できない場合、受信時刻３７と周期タイマ３５の出力の対応がおかしくなる可能性がある。これを防止するために電文情報Ｄ１には通番をつけ、電文情報Ｄを一つ飛ばしで受信した場合には周期タイマ３５の出力も一つ飛ばしにする等、通番に応じて周期タイマ３５の出力を調整するとことも出来る。
【００３８】
本例も実施例１と同様に特定の伝送方式には依存しておらず、イーサーネットをはじめとして、のようなネットワークにも適用可能である。以上説明したように本実施例においても実施例1と同様に受信装置５側でデータＤの送信時刻を正確に知ることが可能である。本例では、送受信装置１、５間の時間の誤差は求まらないが、制御伝送などで周期伝送が必要な場合には、時刻情報Ｔ１が不要で送信装置１側の処理が簡略化される。
【００３９】
本発明の時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式によれば、電文情報の送受信により情報の交換が可能な時刻制御装置（方法、方式）において、電文情報の送信時に送信装置側における電文情報作成時刻を記載する時刻記載機能と、電文情報の受信時に電文情報に記載された送信装置側における電文情報作成時刻と、電文情報の受信時刻と、あらかじめ設定された平均伝送遅延時間と、をもとに受信装置側における電文情報作成時刻を求める時刻制御機能を有するようにしたので、情報伝送毎に伝送遅延時間を補正することが可能であり、情報が送信された毎の時刻を正確に受信装置側において把握することができるので、一定の時間後に動作させるような制御指令を伝送した際に、高い精度を確保することができる。
【００４０】
また、複数の送信装置から様々なセンシング情報を収集する場合には、正確な時刻情報とともにセンシング情報を把握することができて、送信装置から送信される標準時間の揺らぎを受信時刻から平均伝送遅延時間を減算して受信装置側における時刻を求めることで、より正確なタイミングの制御が可能となる。
【００４１】
さらに、時刻制御機能は、電文情報の受信時刻と送信装置側における電文情報作成時刻の差から送受信時刻差を求める時刻差演算機能と、送受信時刻差と過去に受信した電文情報の送受信時刻差の平均値の差から揺らぎを求める揺らぎ演算機能と、電文情報の受信時刻から平均伝送遅延時間と揺らぎを減算し、受信装置側における電文作成時刻を求める電文作成時刻演算機能を有するようにしたので、送信装置から送信される標準時間の揺らぎの影響を除くことで、より正確なタイミングの制御が可能となる。
【００４２】
本発明の時刻制御装置および時刻制御方法ならびに時刻制御方式によれば電文情報の送受信により情報の交換が可能な時刻制御装置（方法、方式）において、電文情報を周期的に送信する周期送信機能と、電文情報の受信時に電文情報の受信時刻と、電文情報の周期時間と、あらかじめ設定された平均伝送遅延時間と、をもとに電文情報作成時刻を求める時刻制御機能を有するようにしたので、送信装置は電文情報を周期的に送信するだけで電文情報にはデータ作成時刻の記録は不要であり、電文情報の周期情報を元に時刻情報が補正可能となる。
【００４３】
また、時刻制御機能は、電文情報の受信時刻と電文情報の受信毎に周期時間分増加する基準時間の差から受信時刻差を求める時刻差演算機能と、受信時刻差と過去に受信した電文情報の受信時刻差の平均値の差により揺らぎを求める揺らぎ演算機能と、電文情報の受信時刻から平均伝送遅延時間と揺らぎを減算し電文情報の作成時刻を求める電文作成時刻演算機能と、を有するようにしたので送信装置から送信される標準時間の揺らぎの影響を除くことで、より正確なタイミングの制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の時刻制御装置の１形態例を示す構成図である。
【図２】本発明の時刻制御装置の１形態例を示す動作説明用の系統図である。
【図３】本発明の時刻制御装置の動作説明用のヒストグラムである。
【図４】本発明の時刻制御装置を列車時刻制御装置に適用した1形態例を示す構成図である。
【図５】本発明の時刻制御装置の他の形態例を示す動作説明用の系統図である。
【図６】本発明の時刻制御装置の他の形態例を示す動作説明用のタイミング図である。
【図７】本発明の時刻制御装置の他の形態例を示す動作説明用のヒストグラムである。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・送信装置、２・・・電文情報および時刻発生部、４・・・通信網、５・・・受信装置、７・・・第１の混合器、８・・・自装置の時刻発生部、９・・・平均化部、１０・・・第２の混合器、１１・・・平均時間遅延部、１２・・・第３の混合器、１３・・・第４の混合器、１５・・・時間制御装置、１６・・・コンピュータ、・・・、２０・・・先頭車両、２１、２２・・・中間車両、２３・・・中央装置、２４、２５・・・端末装置、２６、２７、２８・・・中継装置、２９〜３４・・・機器、３５・・・周期タイマ
【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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