(57)【要約】【課題】  配電系の構成に基づいて通信経路の異常を検出した子局が自発的に通信経路を更新することで通信トラフィックの負荷を軽減して高速に経路切替が可能な配電系の監視制御装置及びネットワークを提供する。【解決手段】通信制御部２３は、対象とする開閉器等の監視制御に係る処理を行っており、通信制御部２３から送受信処理部２２に監視制御用信号が出力されると、送受信処理部２２は経路記憶部２４から通信経路表を読み込み、これを用いて目的局に接続されているポート２１（２１ａまたは２１ｂ）を選択して監視制御用信号を送信する。また、送受信処理部２２において、所定の目的局までの通信経路が通信経路表に設定されていない、あるいは通信経路が切断された等の通信経路の異常が検出されると、通信制御部２３は目的局までの通信経路を自発的に更新する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局と複数の子局とが配電系内に配置されて前記配電系の監視制御を行う監視制御用ネットワークの前記子局に用いられる配電系の監視制御装置であって、
所定の通信線を介して隣接する前記親局または前記子局(以下では隣接局という)に接続された２以上のポートと、
所定の送信信号の送信先である単数もしくは複数の前記親局または前記子局（以下では目的局という）への通信経路に接続された前記ポートから前記送信信号を送信する、または前記ポートのいずれかに接続された前記隣接局からの送信信号を受信する送受信処理部と、
前記送受信処理部から前記送信信号を入力する、または前記送受信処理部に別の送信信号を出力する通信制御部と、を備え、
前記通信制御部は、前記目的局への通信経路を設定した通信経路情報を保存する経路記憶部を有し、前記通信経路の異常が検出される、もしくは前記目的局との通信異常が発生すると前記通信経路情報を更新する
ことを特徴とする配電系の監視制御装置。
【請求項２】
前記通信制御部は、
前記目的局への通信経路の探索を要求する探索要求信号を前記送受信処理部を介して前記隣接局に出力する経路探索要求部と、
前記隣接局から所定の通信コストを含む探索成功情報を入力すると、前記通信コストをもとに前記目的局への通信経路を選択する経路判定部と、
前記経路判定部から前記目的局への通信経路を入力して前記通信経路情報を更新する経路更新部と、
前記通信経路の異常検出が通知されたとき、もしくは前記目的局との通信異常が発生するときは前記経路探索要求部を実行させ、前記送受信処理部から前記探索成功情報を入力したときは前記経路判定部を実行させる経路探索制御部と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項３】
前記通信経路情報は、前記目的局への通信経路に接続されたポートまたは該ポートに接続された前記隣接局の情報と、前記目的局までの前記通信コストとが前記目的局に設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項４】
前記送受信処理部は、前記目的局までに通過する前記親局または前記子局の情報を基に前記通信コストを算出する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の配電系の監視制御放置。
【請求項５】
前記送受信処理部は、隣接する前記親局または前記子局との間の前記通信コストである隣接通信コストをあらかじめ保存しており、前記隣接局から前記探索成功情報とともに前記通信コストを入力すると、該通信コストに前記隣接通信コストを加算して前記通信コストを更新する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項６】
前記経路判定部は、前記隣接局から前記目的局への通信経路を２以上入力すると、前記通信コストの最も低い前記通信経路を選択して前記通信経路情報を更新する
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項７】
前記送受信処理部は、前記隣接局が前記送信信号を正常に受信したときに返送するＡＣＫ信号を受信しないときに前記通信経路の異常を検出する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項８】
前記通信線に光ケーブルが用いられて前記ポートに光トランシーバが設けられており、
前記送受信処理部は、前記ポートに接続された隣接局から光が正常に送信されていないときに前記光トランシーバから出力されるＬＯＳ信号を入力したとき、またはＳＤ信号入力が失われたときに前記通信経路の異常を検出する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配電系の監視制御装置。
【請求項９】
１以上のポートを有する親局と、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の配電系の監視制御装置を具備した２以上の子局とを備えることを特徴とする配電系の監視制御用ネットワーク。
【請求項１０】
前記親局を２以上備え、
前記子局は、通常は一方の前記親局への通信経路が前記通信経路情報に設定されており、前記一方の親局への通信経路が切断されると他方の前記親局への通信経路に前記通信経路情報が更新される
ことを特徴とする請求項９に記載の配電系の監視制御用ネットワーク。
【請求項１１】
前記子局をバイパスするスイッチが備えられている
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の配電系の監視制御用ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の配電系を監視制御するための装置及びネットワークに関し、特に通信経路の再設定を自発的に行うことで高速な切替えが可能になるとともに通信負荷を大幅に軽減することができる配電系の監視制御装置及びネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電力の配電網を監視制御するために、１つの親局のもとに複数の子局を配電系内に適宜配置し、子局間及び親局との間を所定の伝送路で接続した通信ネットワークが設けられている。このようなネットワークは、配電系に地絡や短絡等の事故が発生した場合にも使用可能に維持される必要があるため、冗長系を有するように構成されている。冗長系を構成するネットワークとして、一般にはリンク状あるいはメッシュ状に伝送路が形成されたネットワークが用いられる。しかし、このようなネットワークでは信号経路がループを形成するおそれがあり、信号がループを回り続けるといったブロードキャストストーム状態が発生して通信が阻害されてしまうおそれがあった。
【０００３】
冗長系ネットワークにおいて、上記のようなブロードキャストストームの発生を防止するための技術が従来より知られている。このようなループを防止するためのループフリープロトコルの一つとして、特許文献１ではループをスパニングツリーに変換するスパニングツリープロトコルが用いられている。ここでは、ループ状に接続された各子局のそれぞれにスパニングツリープロトコルが実装され、各子局が定期的に制御用パケットを交換しながら通常時のルートと障害時の切替ルートを決定してループを分離している。
【０００４】
また、ブロードキャストストームの発生を防止する別の技術として、特許文献２に開示されているようなものも知られている。特許文献２に記載の方法では、各子局に対しすべての子局間のフレームの転送を行う転送モード設定と転送を行わない非転送モード設定のいずれか一方を実装している。そして、非転送モード設定を実装する子局が非通過子局となってループ化が防止される構成となっている。転送モード設定と非転送モード設定の切替えは、親局からの指令で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２４５５号公報
【特許文献２】特開２００６−５００７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のスパニングツリー方式では、全子局が定期的に制御用パケットを相互にやり取りしながら最適ルートを探すことが行われるため、通信トラフィックが圧迫されるといった問題がある。この通信トラフィックの負荷は、子局数が増えるに伴って急激に増加することから、多数の子局を有する配電系のネットワークにスパニングツリー方式を適用するのは難しい。
【０００７】
また、特許文献２に記載の方式をメッシュ型のネットワークに適用した場合には、親局がネットワークの構成を認識して一つのループに対し一つの非通過子局を設定する必要がある。また、この設定は子局の追加や変更のたびにやり直す必要がある。このような処理は、親局への過大な負荷となるほか、ソフトウェアのバグやヒューマンエラー等によって設定を間違えると、ループが発生してブロードキャストストームが発生してしまう危険性がある。さらに、配電系の事故発生の際には、親局に事故情報が通知されたのち親局の指令を待って経路切替が行われるため、経路切替が完了するまでに時間がかかってしまうといった問題もある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、配電系の構成に基づいて通信経路の異常を検出したときに当該子局が自発的に通信経路を更新することで、通信トラフィックの負荷を軽減して高速に経路切替が可能な配電系の監視制御装置及びネットワーク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】
本発明の配電系の監視制御装置の第１の態様は、親局と複数の子局とが配電系内に配置されて前記配電系の監視制御を行う監視制御用ネットワークの前記子局に用いられる配電系の監視制御装置であって、所定の通信線を介して隣接する前記親局または前記子局(以下では隣接局という)に接続された２以上のポートと、所定の送信信号の送信先である単数または複数の前記親局または前記子局（以下では目的局という）への通信経路に接続された前記ポートから前記送信信号を送信する、または前記ポートのいずれかに接続された前記隣接局からの送信信号を受信する送受信処理部と、前記送受信処理部から前記送信信号を入力する、または前記送受信処理部に別の送信信号を出力する通信制御部と、を備え、前記通信制御部は、前記目的局の通信経路を設定した通信経路情報を保存する経路記憶部を有し、前記通信経路の異常が検出される、もしくは前記目的局との通信異常が発生すると前記通信経路情報を更新することを特徴とする。
【００１０】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記通信制御部は、前記目的局への通信経路の探索を要求する探索要求信号を前記送受信処理部を介して前記隣接局に出力する経路探索要求部と、前記隣接局から所定の通信コストを含む探索成功情報を入力すると、前記通信コストをもとに前記目的局への通信経路を選択する経路判定部と、前記経路判定部から前記目的局への通信経路を入力して前記通信経路情報を更新する経路更新部と、前記通信経路の異常検出が通知されたとき、もしくは前記目的局との通信異常が発生するときは前記経路探索要求部を実行させ、前記送受信処理部から前記探索成功情報を入力したときは前記経路判定部を実行させる経路探索制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記通信経路情報は、前記目的局への通信経路に接続されたポートまたは該ポートに接続された前記隣接局の情報と、前記目的局までの前記通信コストとが前記目的局に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記送受信処理部は、前記目的局までに通過する前記親局または前記子局の情報を基に前記通信コストを算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記送受信処理部は、隣接する前記親局または前記子局との間の前記通信コストである隣接通信コストをあらかじめ保存しており、前記隣接局から前記探索成功情報とともに前記通信コストを入力すると、該通信コストに前記隣接通信コストを加算して前記通信コストを更新することを特徴とする。
【００１４】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記経路判定部は、前記隣接局から前記目的局への通信経路を２以上入力すると、前記通信コストの最も低い前記通信経路を選択して前記通信経路情報を更新することを特徴とする。
【００１５】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記送受信処理部は、前記隣接局が前記送信信号を正常に受信したときに返送するＡＣＫ信号を受信しないときに前記通信経路の異常を検出することを特徴とする。
【００１６】
本発明の配電系の監視制御装置の他の態様は、前記通信線に光ケーブルが用いられて前記ポートに光トランシーバが設けられており、前記送受信処理部は、前記ポートに接続された隣接局から光が正常に送信されていないときに前記光トランシーバから出力されるＬＯＳ信号を入力したときまたはＳＤ信号入力が失われたときに前記通信経路の異常を検出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の配電系の監視制御用ネットワークの第１の態様は、１以上のポートを有する親局と、上記第１乃至８の態様のいずれか１つに記載の配電系の監視制御装置を具備した２以上の子局とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の配電系の監視制御用ネットワークの他の態様は、前記親局を２以上備え、前記子局は、通常は一方の前記親局への通信経路が前記通信経路情報に設定されており、前記一方の親局への通信経路が切断されると他方の前記親局への通信経路に前記通信経路情報が更新されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の配電系の監視制御用ネットワークの他の態様は、前記子局をバイパスするスイッチが備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の配電系の監視制御装置及びネットワークによれば、配電系の構成に基づいて通信経路の異常を検出したときに当該子局が自発的に通信経路を更新することで、通信トラフィックの負荷を軽減して高速に経路切替が可能となる。これにより、配電系に好適な監視制御装置及びネットワークを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の監視制御装置である子局の一構成例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。
【図３】通信経路表の一例を示す図である。
【図４】第１実施形態の監視制御用ネットワークの構築方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】通信経路の切断事故が発生した監視制御用ネットワークの一例を示す図である。
【図６】第２実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。
【図７】第３実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における配電系の監視制御装置及びネットワークについて詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の第１の実施の形態に係る配電系の監視制御装置及びネットワークを、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態の監視制御装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。
【００２４】
本実施形態の監視制御用ネットワーク１００は、図２に示すように、１つの親局１０と２以上の子局２０を伝送路３０で接続して構成されている。通常、親局１０は変電所や営業所等の監視施設に設置され、子局２０は配電線に沿って配置されている開閉器に付随して設置される。各開閉器の監視制御を各子局２０で行い、親局１０は各子局２０からの情報をもとに配電系の広域的な監視制御を行っている。親局１０及び子局２０間を接続する伝送路３０として、例えば光ファイバー、ＵＴＰケーブル、ＳＴＰケーブル、同軸ケーブル等を用いることができ、伝送路の種類に応じて親局１０及び各子局２０に適切なインターフェースを用意する必要がある。
【００２５】
図２に示す監視制御用ネットワーク１００は、本実施形態の監視制御用ネットワークの一構成例であり、１つの親局１０に１８個の子局２０（それぞれを２０ａ〜２０ｒとする）が直接または他の子局２０を介して接続されている。ここでは、親局１０に２つの子局２０ａ及び２０ｉが接続され、子局２０ａに子局２０ｂ〜２０ｆが順次接続され、さらに子局２０ｉに子局２０ｊ〜２０ｎが順次接続されている。そして、子局２０ｆと２０ｎとの間も接続されて１つのループを形成している。また、子局２０ｂには別の子局２０ｇ、２０ｈが順次接続され、子局２０ｊには別の子局２０ｏ〜２０ｑが順次接続されている。子局２０ｑは、子局２０ｍにも接続されて別のループを形成している。さらに、子局２０ｑには別の子局２０ｒが接続されている。監視制御用ネットワーク１００では、子局２０ｂ、２０ｊ、２０ｍ、及び２０ｑが少なくとも３つのポートを有し、それ以外の子局２０は２以上のポートを有している。
【００２６】
図２に示す監視制御用ネットワーク１００において、親局１０から各子局２０への通常の通信経路が矢印Ａ１、Ａ２で示されており、矢印Ａ１が親局１０から子局２０ａ〜２０ｅ及び子局２０ｇ、２０ｈへの通信経路を示し、矢印Ａ２が親局１０から子局２０ｉ〜２０ｒ及び子局２０ｆへの通信経路を示している。なお、矢印Ａ１、Ａ２は通常の通信経路の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
【００２７】
本実施形態では、図２の矢印Ａ１、Ａ２で示すような通信経路の選択が、所定の通信品質に基づいて行われる。通信経路の選択に用いられる通信品質は、例えば要求される通信性能等に基づいて予め決定しておき、これを各子局２０に設定しておくことができる。一例として、所定の子局２０から目的とする親局１０または別の子局２０までに経由する子局２０の数（ホップ数）、その間の伝送路３０におけるＳ／Ｎ比、及び各伝送路３０におけるスループット、等を通信品質の決定に用いることができる。
【００２８】
各子局２０は、監視制御用信号等を送信する送信先の親局１０や子局２０（以下では目的局という）に到達するための通信経路の情報として、図３に示すような通信経路表を保存しており、これを用いて通信経路を選択している。図３に示す通信経路表は、目的局までの最初の中継局となる当該子局２０に隣接する親局１０または子局２０の情報（隣接局）と、目的局までの通信経路の通信コストと、を目的局ごとに設定した構成となっている。ここで、通信コストは上記の通信品質の判定に用いられるものであり、ホップ数、Ｓ／Ｎ比、スループット、等から算出される。図３には子局２０ｃに保存されている通信経路表の例が示されているが、同様の通信経路表が親局１０及び他の子局２０にも保存されている。図３に示す通信経路表では、例えば子局２０ｃから親局１０への通信経路が隣接する別の子局２０ｂを中継し、その通信コストが「１０」であることを示している。
【００２９】
本実施形態の監視制御用ネットワーク１００では、各子局２０が図３に示すような通信経路表を用いることで、目的局への通信経路を選択して信号を送信することができる。また、目的局までの通信経路が通信経路表に設定されていない場合、あるいは事故の発生で通信経路表に設定されている通信経路が切断された場合には、当該子局２０が自発的に目的局までの通信経路を更新するようにしている。
【００３０】
子局２０が通信経路を更新するとき、新たな通信経路の通信コストを算出するためのデータが必要となるが、本実施形態では各子局２０が通信コストの算出に必要なデータを予め所有しているものとする。各子局２０から目的局までの通信経路のコストは、通信経路の途中で中継する子局２０によって異なってくる。そこで、通信経路の通信コストを算出するためのデータとして、各子局２０と隣接局との間の通信コスト（以下では隣接通信コストという）を各子局２０が有しているものとする。各子局２０は、隣接通信コストを通信経路表内に保存しておく、あるいは別途保存しておくものとする。
【００３１】
通信経路の探索が可能に構成された本実施形態の監視制御装置の一構成例を図１に示す。本実施形態の監視制御用ネットワーク１００を構成する子局２０は、図１に示す本実施形態の監視制御装置の構成を有している。また、親局１０も本実施形態の監視制御装置と同様の構成とすることができる。本実施形態の監視制御装置である子局２０は、通常の監視制御を行うための構成として、隣接する親局１０または子局２０に接続された２つのポート２１ａ、２１ｂと、ポート２１ａ、２１ｂに接続された送受信処理部２２と、送受信処理部２２に接続された通信制御部２３と、対象とする開閉器等の監視制御に係る処理を行う子局機能部２９と、を備えている。なお、図１では、子局２０が２つのポート２１ａ、２１ｂを備える構成としているが、これに限定されずポート２１を３以上備えるようにしてもよい。図２に示す監視制御用ネットワーク１００では、子局２０ｂ、２０ｊ、２０ｍ、及び２０ｑが少なくとも３つのポート２１を有するように構成される。
【００３２】
通信制御部２３は、隣接通信コストを含む通信経路表を保存する経路記憶部２４を有している。子局機能部２９から通信制御部２３を経由して送受信処理部２２に監視制御用信号が出力されると、送受信処理部２２は経路記憶部２４から通信経路表を読み込み、これを用いて目的局に接続されているポート２１（２１ａまたは２１ｂ）を選択して監視制御用信号を送信する。また、２つのポート２１のいずれかから自局宛ての監視制御用信号を受信すると、送受信処理部２２はこれを通信制御部２３に出力し、通信制御部２３はこれを子局機能部２９に出力する。さらに、２つのポート２１のいずれかから自局宛て以外の信号を受信すると、送受信処理部２２は該信号の目的局に接続されているポート２１を選択して該信号を転送する。なお、図３に示す通信経路表において、隣接局の情報に代えてポート２１の情報（２１ａ、２１ｂ）を設定するようにしてもよい。
【００３３】
また、子局２０は、所定の目的局までの通信経路が通信経路表に設定されていない、あるいは通信経路が切断された等の通信経路の異常時に、目的局までの通信経路を自発的に設定または再設定するための通信経路探索手段を有している。この通信経路探索手段は通信制御部２３に設けられており、送受信処理部２２で通信経路の異常が検出されると、通信制御部２３で所定の通信経路探索手段が実行される。通信制御部２３は、通信経路探索手段として経路探索制御部２５と、経路探索制御部２５に接続された経路探索要求部２６と、同じく経路探索制御部２５に接続された経路判定部２７と、経路判定部２７に接続された経路更新部２８と、を備えている。経路探索要求部２６は、通信経路の探索を要求する信号（以下では探索要求信号という）を送受信処理部２２を介して隣接局に送信する。また、経路更新部２８で更新された通信経路表を経路記憶部２４に保存するために、通信制御部２３は経路記憶部２４に接続されている。
【００３４】
通信経路探索手段の処理が必要となる第１のケースを以下に説明する。通信制御部２３が送受信処理部２２に監視制御用信号を出力するか、あるいは送受信処理部２２がいずれかのポート２１から自局宛て以外の信号を入力したとき、送受信処理部２２は監視制御用信号または自局宛て以外の信号（以下では単に送信信号という）を該当するポート２１から送信するために、通信経路表から目的局に接続された隣接局を検索する。このとき、該当する目的局が通信経路表に設定されていない場合には、以下のような通信経路探索手段の処理が必要となる。すなわち、該当する目的局に到達するための通信経路を通信経路探索手段を用いて新たに探索し、検出された通信経路を通信経路表に追加する。
【００３５】
また、通信経路探索手段の処理が必要となる第２のケースを以下に説明する。送信信号の目的局が通信経路表で検出できた場合には、送受信処理部２２は検出された目的局に接続される隣接局に送信信号を送信する。このとき、送信信号が隣接局に正常に伝送できなかった場合には、通信経路探索手段を用いて目的局への別の通信経路の探索を行う。送信信号が隣接局に正常に伝送できない場合として、伝送路３０の異常を検知したときだけでなく、何らかの原因で通信に失敗した通信異常の場合も含む。そして、通信経路表に設定されている目的局への通信経路を、検出された通信経路に再設定することで通信経路表を更新する。
【００３６】
通信異常の検知は隣接子局でなく、信号の送信元子局が行うことも可能である。本方式は応答が求められる信号を送信する場合等で用いられ、一定の時間経過後応答が返らない場合、通信失敗と判断し通信経路の探索を行う。この際、適当な回数信号を再送しても応答が無い場合にはじめて通信失敗と判断する処理を行うこともできる。
【００３７】
上記の第１のケースあるいは第２のケースが発生したときの通信経路探索手段の処理の流れを、図４に示すフローチャートを用いて以下に説明する。まず、ステップＳ１において送受信処理部２２が通信制御部２３あるいはいずれかのポート２１から送信信号を入力すると、ステップＳ２で送信信号の送信先を目的局とする通信経路を通信経路表から検索する。ステップＳ３では、検索の結果目的局への通信経路を検出したと判定したときはステップＳ４に進む一方、目的局への通信経路を検出できなかったと判定したときはステップＳ６に進む．
【００３８】
ステップＳ４では、送受信処理部２２が送信信号を目的局に接続された隣接局に送信する。そして、ステップＳ５において送信信号の隣接局への送信が成功したか否かを判定する。ステップＳ５で送信が成功したと判定されたときは通信を完了する一方、送信に失敗したと判定されたときはステップＳ７に進む。上記のステップＳ１からステップＳ５までの処理は、送受信処理部２２で行われる。
【００３９】
ステップＳ３で目的局への通信経路を検出できなかったと判定されたとき、ステップＳ６では送受信処理部２２から経路探索制御部２５に検出失敗を通知する信号が出力される。また、ステップＳ５で送信に失敗したと判定されたときは、ステップＳ７で送受信処理部２２から経路探索制御部２５に送信失敗を通知する信号が出力される。送受信処理部２２から経路探索制御部２５に検出失敗または送信失敗を通知する信号が出力されると、経路探索制御部２５はステップＳ８で経路探索要求部２６を実行させる。次のステップＳ９では、経路探索要求部２６が目的局への通信経路の探索を要求する探索要求信号を目的局の情報とともに通信経路が切断されている隣接局を除くすべての隣接局を送信先として送受信処理部２２に出力し、送受信処理部２２が目的局の情報を含む探索要求信号を通信経路が切断されている隣接局を除くすべての隣接局に出力する。
【００４０】
ステップＳ１０では、送受信処理部２２が隣接局のいずれか１以上から目的局への通信経路の探索成功の情報（その通信コストのデータを含む）を入力すると、入力元の隣接局の情報を入力した通信コストとともに経路探索制御部２５に出力する。そして、経路探索制御部２５がこれらのデータを経路判定部２７に出力する。ステップＳ１１では、経路判定部２７が経路探索制御部２５から入力した隣接局の情報と通信コストをもとに、通信コストの最も低い隣接局を選択して経路更新部２８に通知する。ステップＳ１２では、経路更新部２８が経路判定部２７から通知された隣接局の情報を通信経路表の目的局に対応する隣接局に再設定して更新し、更新された通信経路表を経路記憶部２４に保存する。また、対応する目的局への通信経路が通信経路表に設定されていないときは、当該目的局、通知された隣接局及び通信コストのデータを通信経路表に追加して更新し、更新された通信経路表を経路記憶部２４に保存する。
【００４１】
次に、隣接局が探索要求信号を入力したときの処理を以下に説明する。隣接局は、目的局の情報を含む探索要求信号を入力すると、当該隣接局が目的局に一致するか、あるいは当該隣接局の通信経路表に目的局への通信経路が設定されているかを判定する。但し、通信経路表に設定されている目的局への通信経路の隣接局の設定値が、探索要求信号を送信してきた隣接局（以下では送信元隣接局という）に一致するときはこれを除外する。上記のいずれかが成立すると判定されると、その通信コストを含む探索成功の情報を送信元隣接局に返送する。ここで、返送する通信コストは以下のように決定される。
【００４２】
まず、当該隣接局が目的局に一致するときは、当該隣接局から送信元隣接局への隣接通信コストを、上記の返送する通信コストとする。また、当該隣接局の通信経路表に目的局への通信経路が設定されているときは、通信経路表から目的局に対応する通信コストを読出し、これに上記の隣接通信コストを加算したものを、上記の返送する通信コストとする。
【００４３】
これに対し、探索要求信号を入力した隣接局が目的局への通信経路の情報を有していない場合には、次に送信元隣接局を除く隣接局に目的局の情報を含む探索要求信号を出力する。以下同様にして、目的局への通信経路の情報が得られるまで探索要求信号を順次出力していく。一方、通信コストを含む探索成功の情報が返送された送信元隣接局は、さらにその送信元隣接局である隣接局に対し、返送されてきた通信コストに所定の通信コストを加算して探索成功の情報に含めて返送する。ここで、所定の通信コストとは、当該隣接局からその送信元隣接局への隣接通信コストである。
【００４４】
以下同様にして、最初に探索要求信号を出力した子局２０まで順次通信コストを更新しながら探索成功の情報に含めて返送していく。また、所定の隣接局から通信コストを含む探索成功の情報を入力した各隣接局は、それぞれの通信経路表に保存されている当該目的局への通信経路の隣接局及び通信コストのデータを、上記所定の隣接局及び入力した通信コストに更新する。
【００４５】
上記の探索要求信号を入力した隣接局の処理では、当該隣接局が目的局に一致するか、あるいは当該隣接局の通信経路表に目的局への通信経路が設定されているかを判定し、いずれかが成立すると判定されると、その通信コストを含む探索成功の情報を送信元隣接局に返送するようにしていた。これに対し、探索要求信号を入力した隣接局が目的局に一致する場合のみ、その通信コストを含む探索成功の情報を送信元隣接局に返送するようにしてもよい。この場合には、探索要求信号を入力した隣接局の処理が簡略化される。また、最初に探索要求信号を出力した子局２０と目的局との間の隣接局は、通信コストを加算し、探索要求信号を転送するだけの処理でよい。
【００４６】
なお、送信信号の送信先である目的局は１つに限定されるものではなく、１つの送信信号を複数の目的局に送信することも可能である。この場合、送信信号を正常に送信できない目的局が２以上あると、それぞれの目的局に対して上記の通信経路探索手段の処理を行うことで、各目的局との通信を正常に行えるようにすることができる。
【００４７】
次に、本実施形態の監視制御用ネットワーク１００において回線事故が発生したときの処理を、図５を用いて以下に説明する。図５は、回線事故が発生したときの通信経路を説明するための本実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。ここでは、子局２０ｂと２０ｃとの間で回線事故が発生したものとしている。このとき、親局１０を目的局とする通信について以下に説明する。回線事故の発生地点より親局１０側に接続されている子局２０ａ、２０ｂは、回線事故後も親局１０との通信をそれまでと同じ通信経路を経由して行うことができる。
【００４８】
これに対し、回線事故地点より親局１０から遠くにある子局２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、それまでの親局１０との通信経路が使用できなくなる。子局２０ｃは、親局１０を目的局とする送信信号を通信経路表に基づいて隣接局である子局２０ｂに送信しようとするが送信に失敗する。また、子局２０ｄ、２０ｅも、親局１０を目的局として隣接局に送信信号を出力するが、子局２０ｃに到達した時点で子局２０ｂへの送信に失敗する。そこで、子局２０ｃは、通信経路探索手段を用いて親局１０に到達する別の通信経路の探索を自発的に開始する。
【００４９】
子局２０ｃは、隣接局の子局２０ｂへの送信に失敗すると、経路探索要求部２６から送受信処理部２２を介して隣接局の子局２０ｂ及び２０ｄに対し、探索要求信号とともに目的局の情報として「親局１０」を出力する。隣接局のうち子局２０ｄが探索要求信号を受信すると、目的局である親局１０への通信経路の情報が通信経路表に設定されているかを調べる。その結果、通信経路表に設定されている親局１０への通信経路は、探索要求信号の送信元である子局２０ｃを隣接局とする通信経路のみであることを検知する。子局２０ｄは、親局１０を目的局とする別の通信経路を有さないことから、送信元隣接局である子局２０ｃを除く隣接局、すなわち子局２０ｅに対し、探索要求信号とともに目的局の情報（「親局１０」）を出力する。
【００５０】
子局２０ｅは、子局２０ｄと同様に、探索要求信号の送信元である子局２０ｄを隣接局とする通信経路以外に親局１０への通信経路を検知できないことから、次に、送信元隣接局である子局２０ｄを除く隣接局、すなわち子局２０ｆに対し、探索要求信号とともに目的局の情報（「親局１０」）を出力する。子局２０ｆでは、子局２０ｎを隣接局とする親局１０への通信経路が通信経路表に検出される。そこで、子局２０ｆは検出された通信経路の通信コストを通信経路表から読み出し、この通信コストに子局２０ｆから送信元隣接局である子局２０ｅへの隣接通信コストを通信経路表から読み出して加算する。子局２０ｆは、算出された通信コストを含む探索成功の情報を送信元隣接局の子局２０ｅに返送する。
【００５１】
子局２０ｆから通信コストを含む探索成功の情報を入力した子局２０ｅは、子局２０ｅから送信元隣接局である子局２０ｄへの隣接通信コストを通信経路表から読み出し、これを子局２０ｆから入力した通信コストに加算する。子局２０ｅは、算出された通信コストを探索成功の情報に含めて送信元隣接局の子局２０ｄに返送する。同様にして、子局２０ｄは通信コストを更新して探索成功の情報に含めて送信元隣接局の子局２０ｃに返送する。
【００５２】
隣接局から通信コストを含む探索成功の情報を順次入力した子局２０ｅ、２０ｄ、２０ｃは、それぞれの通信経路表の親局１０を目的局とする隣接局及び通信コストのデータを以下のように更新する。すなわち、通信経路表の親局１０を目的局とする隣接局を、それぞれ入力元の隣接局である子局２０ｆ、２０ｅ、２０ｄに更新する。また、通信経路表の親局１０を目的局とする通信コストを、隣接局から入力した通信コストに更新する。これにより、子局２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは、親局１０を目的局とする新たな通信経路として、子局２０ｆを経由する通信経路の情報が得られてそれぞれの通信経路表が更新される。通信経路表が更新された後の親局１０から各子局２０への通信経路は、図５に示す矢印Ａ３、Ａ４のようになる。
【００５３】
なお、図２、５に示す監視制御用ネットワーク１００では、子局２０ｃ、２０ｄ、２０ｅがいずれも隣接局を２つしか有していないため、１つの通信経路で事故が発生すると別の通信経路は１つしか存在しない。しかし、隣接局を３以上有しているときは、１つの通信経路で事故が発生しても別の通信経路が２つ以上存在する可能性がある。所定の目的局に到達する通信経路が２以上存在するときは、通信コストを比較して低い方を通信経路表に設定するものとする。また、事故が発生した通信回線(図５の例では子局２０ｂと２０ｃとの間の通信回線)がその後回復する可能性があることから、通信経路表の見直しを定期的に行わせようにしてもよい。
【００５４】
上記では、通信経路表に設定されている通信経路に事故が発生したときの例を説明したが、これに限らず、通信に失敗する通信異常が発生したときにも同様の処理を行う。また、例えば監視制御用ネットワーク１００に新たに別の子局２０が追加された場合にも、上記と同様にして目的局までの通信経路を探索することができる。この場合には、追加された子局２０がその隣接子局すべてに対し、目的局の情報を含む探索要求信号を出力する。そして、各隣接局から返送された通信コストをもとに、通信コストの最も低い通信経路を選択して通信経路表に追加する。
【００５５】
上記説明のように、本実施形態の配電系の監視制御装置及びネットワークによれば、配電系の構成に基づいて通信経路の異常を検出したときに当該子局が自発的に通信経路を更新することで、通信トラフィックの負荷を軽減して高速に経路切替を行うことができる。本実施形態では、通常の通信が行われている間は通信経路探索用の探索要求信号や通信コストを含む探索成功の情報のやりとりが行われないことから、通常時の通信トラフィックを増大させるおそれはない。また、本実施形態では、通信経路の探索が必要となった子局が自発的に経路探索を行うため、親局に大きな負荷をかけるおそれもない。本実施形態の配電系の監視制御用ネットワークでは、各子局の通信経路表に設定されている通信経路に沿って信号伝送が行われることから、ブロードキャストストームが発生することはない。これにより、配電系に好適な監視制御装置及びネットワークを提供することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
本発明の第２の実施の形態に係る配電系の監視制御用ネットワークを、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。本実施形態の監視制御用ネットワーク２００では、親局４０を二重化するために４０ａと４０ｂの２つの親局を備える構成としている。
【００５７】
親局４０を二重化することにより、監視制御用ネットワーク２００の全体的な信頼性を高めることができる。監視制御用ネットワーク２００では、各子局２０は２つの親局４０ａ、４０ｂのうち通信品質の高い方を選択して通信することができる。図６に示す例では、子局２０ａ〜２０ｈが親局４０ａと通信し（矢印Ａ５）、子局２０ｉ〜２０ｒが親局４０ｂと通信する（矢印Ａ６）ように通信経路が選択されている。本実施形態においても、子局２０間の伝送路等で事故が発生すると、通信経路探索手段を用いて第１の実施形態と同様にして新たな通信経路が探索される。本実施形態では、これに加えて親局４０ａ、４０ｂのいずれか一方が使用できなくなったり、親局４０ａと子局２０ａとの間の通信経路、あるいは親局４０ｂと子局２０ｉとの間の通信経路で事故が発生した場合でも、正常な他方の親局との間で通信するように通信経路が自発的に更新される。これにより、本実施形態の監視制御用ネットワーク２００は、高い信頼性を有することができる。
【００５８】
また、通常は子局２０ａ〜２０ｒのすべてが一方の親局、例えば親局４０ａに接続されて通信を行い、親局４０ｂは親局４０ａに異常が発生したときに切り替えて使用される、といった構成が用いられることもある。このような構成では、各子局から親局４０ａへの通信で親局４０ａの異常を検出することができ、親局４０ａの異常を検出すると、親局４０ａと子局２０ａとの間の通信経路から親局４０ｂと子局２０ｉとの間の通信経路に切り替えて使用するように通信経路情報を更新する。
【００５９】
（第３実施形態）
本発明の第３の実施の形態に係る配電系の監視制御用ネットワークを、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の監視制御用ネットワークの構成図である。本実施形態の監視制御用ネットワーク３００では、停電等の事故が発生する子局２０に対し、これをバイパスできるような構成としている。このような構成とすることで、当該子局２０で事故が発生したとき、これをバイパスさせて他の子局２０の通信が維持されるようにしている。
【００６０】
図７（ａ）に示す監視制御用ネットワーク３００では、子局２０ａをバイパスすることができるスイッチ６０が設けられている。スイッチ６０の動作を、図７（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。図７（ｂ）は子局２０ａが正常なときのスイッチ６０の接続状態を示し、図７（ｃ）は子局２０ａで停電が発生した後のスイッチ６０の接続状態を示している。スイッチ６０は、一方の入出力端に設けられた端子６１、６２がそれぞれ子局２０ａの下流側ポートと親局１０に接続され、他方の入出力端に設けられた端子６３、６４がそれぞれ子局２０ｂの上流側ポートと子局２０ａの上流側ポートに接続されている。子局２０ａが正常のときには、図７（ｂ）に示すように、スイッチ６０は、端子６１と６３及び端子６２と６４がそれぞれ接続された状態となっている。これにより、子局２０ａが親局１０と子局２０ｂとの間に接続された状態となる。
【００６１】
これに対し子局２０ａで停電が発生するとスイッチ６０も電源断となり、図７（ｃ）に示すように、スイッチ６０は、端子６１と６４とを接続し、端子６２と６３とを接続した状態に切り替えられる。これにより、親局１０と子局２０ｂとが直接接続され、子局２０ａがいずれの子局とも接続されない状態となる。このように、本実施形態の監視制御用ネットワーク３００では、事故発生の子局２０ａをバイパスしてそれ以外の子局２０との通信を正常に維持させることが可能となる。
【００６２】
（第４実施形態）
本発明の第４の実施の形態に係る配電系の監視制御装置及びネットワークを以下に説明する。第１実施形態では、所定の子局２０から隣接子局２０に送信信号を送信したとき、これを正常に送信できなかったときに、通信経路探索手段を用いて新たな通信経路を探索することを説明したが、本実施形態では、送信信号の送信が正常に行われたか否かの判定にＡＣＫ信号またはＬＯＳ信号を用いている。
【００６３】
ＡＣＫ信号は、あるノード（親局１０または子局２０）から別のノードに信号が送信されたとき、受信側のノードが正常に信号を受信したことを通知するために送信側のノードに返送する信号である。本実施形態でも、送信信号を隣接子局に送信したとき、隣接子局側で送信信号を正常に受信するとＡＣＫ信号を返送するようにする。これにより、送信側の子局２０は送信信号が正常に送信できたかをＡＣＫ信号を受信したか否かで判定することができる。ＡＣＫ信号を使って、送信が正常に行われたか否かを判定することで、複雑な配電監視用ネットワークであっても、ノードの確実な特定を実現することができるとともに、ＡＣＫ信号を処理する送受信処理部２２の故障を検出することが可能となり、異常が発生した場合の、故障判断の切り分けがより具体的に実現できる。
【００６４】
また、伝送路３０に光ケーブルを用いた場合には、隣接局から正常に光が送信されているか否かをＬＯＳ信号（Ｌｏｓｓ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ(光信号断)）またはＳＤ信号（Ｓｉｇｎａｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（光検出））によって判定することができる。すなわち、隣接局から正常に光が送信されていないと、これを受光する光トランシーバからＬＯＳ信号が出力される。送受信処理部２２がこれを入力することで、隣接局との伝送経路の異常を高速に判定することが可能となる。一方、ＳＤ信号は正常に光が受信されている場合、これを受光する光トランシーバから出力される信号であり、送受信処理部２２が本信号を常時モニターし、ＳＤ信号の消滅を確認することで、隣接局との通信異常や、伝送経路の異常を高速に判断することが可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る配電系の監視制御装置及びネットワークの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における配電系の監視制御装置及びネットワークの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６６】
親局１０、４０
子局２０
ポート２１ａ、２１ｂ
送受信処理部２２
通信制御部２３
経路記憶部２４
経路探索制御部２５
経路探索要求部２６
経路判定部２７
経路更新部２８
伝送路３０
スイッチ６０
監視制御用ネットワーク１００、２００、３００
【図１】
2012182649.tif 000003
【図２】
2012182649.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012182649.tif 000006
【図５】
2012182649.tif 000007
【図６】
2012182649.tif 000008
【図７】
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