CN101883696B - 列车信息管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种列车信息管理装置，该列车信息管理装置不依赖于继电器而实施制动指令的高等级优先，结构简单，同时冗余性得到改善，能够进行高速处理，并实现高可靠性。为此，列车信息管理装置(14)不使用继电器，而是通过运用逻辑的比较处理对由ATC装置(4)、自动列车停止装置(7)以及手动制动装置(10)生成的制动级进行高等级优先处理，实现冗余性改善、高速处理、高可靠性。

Description

列车信息管理装置
技术领域
本发明涉及对列车安全控制装置等输出的制动指令信息进行高等级优先处理、并选择制动指令加以输出的列车信息管理装置。 
背景技术
一直以来，已知一种自动列车控制装置(下文称为ATC(Automatic TrainControl)装置)，该ATC装置基于地面装置检测到的从先行列车到后续列车的距离相关信息，在车内装置生成减速模式，并按照此减速模式对列车进行制动。 
专利文献1中记载的ATC装置包括并行地进行同一处理并分别输出制动级(brake notch)的三个处理部、以及对这三个处理部输出的制动级进行比较从而确定制动级的共用部。而且，制动级有常用制动、紧急制动、松开制动(brakeease)这三种制动类型，在常用制动的情况下又有分级的级数。共用部先用多数判决法对三个处理部输出的制动类型进行选择后，在常用制动时选择最大级数(即高等级优先)，而在无法选择制动类型时选择紧急制动。这里，多数判决法是指各处理部生成的三个制动类型中至少有两个一致时确定该制动类型并加以输出，在完全不一致时无法选择制动类型。 
专利文献1：日本专利特开2001-157316号公报 
发明内容
然而，上述现有技术存在如下所示的问题。 
即，在专利文献1记载的ATC装置中，若共用部发生故障，则无法对制动装置输出制动指令，从而导致系统故障。因此，存在冗余性差、可靠性低的问题。 
而且，虽然共用部中对来自三个处理部的输入进行多数判决来确定其输出，但例如，在与先行列车的距离间隔短而急速减速的情况等制动的等级急速 变化时，有可能来自各处理部的输入未取得同步，从而导致各处理部的输出不一致。这种情况下，尽管不是系统故障，还是会使紧急制动工作来停止行驶，存在可靠性低的问题。 
而且，由于处理部被限定于三重系统，因此对共用部的输入也被限定于三个，与其它输入不对应。 
而且，在ATC装置之外还要增加输出制动指令的其它装置(例如，自动列车停止装置或手动制动装置等)时，需要用于对来自各装置的输出进行比较处理的更上层的共用部。因此，存在如下问题：共用部的数量增多，维护的必要性增大，从而导致高成本，并且车重增加，从而需要更大的制动力。 
而且，一直以来，为了共用部中的高等级优先处理，有时候会使用继电器，但是这种情况下，存在比较处理上会花费时间并且继电器本身需要维护这一问题。 
另外，近来也有使用列车信息管理装置作为ATC装置等的上位装置来对制动指令等进行管理，该列车信息管理装置监视车载设备并汇集车厢信息以综合控制和管理列车的行驶。 
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种列车信息管理装置，该列车信息管理装置不依赖于继电器而实施制动指令的高等级优先，结构简单，同时冗余性得到改善，能够进行高速处理，并实现高可靠性。 
为了解决上述课题而达到目的，本发明的列车信息管理装置装载于列车的各车厢，监视车载设备并汇集车厢信息来控制和管理列车的行驶，并且从分别具有相互独立的第一和第二处理部的多台制动级生成装置输出的多个制动级中，选择制动级并输出给制动控制装置，其特征在于，包括：第一比较处理部，向该第一比较处理部输入由所述各制动级生成装置具有的所述第一和第二处理部各自生成的制动级，基于软件处理对所输入的全部制动级进行比较处理，确定给予最大制动力的制动级并输出；第二比较处理部，向该第二比较处理部输入所述各制动级生成装置具有的所述第一和第二处理部各自生成的制动级，并独立于所述第一比较处理部地、基于软件处理对所输入的全部制动级进行比较处理，确定给予最大制动力的制动级并输出，并且，判定所述第一比较处理部是否有输出；以及选择切换部，该选择切换部基于软件处理，在所述第一比 较处理部有输出时，通过所述第二比较处理部的切换控制，选择来自所述第一比较处理部的制动级并将其输出给所述制动控制装置，在所述第一比较处理部无输出时，通过所述第二比较处理部的切换控制，选择来自所述第二比较处理部的制动级并将其输出给所述制动控制装置，所述第二比较处理部监视从所述选择切换部向所述制动控制装置的输出，仅在所述选择切换部未向所述制动控制装置输出的情况下，驱动紧急制动单元，以使该紧急制动单元向所述制动控制装置输出紧急制动指令。 
根据本发明，由于列车信息管理装置是包括第一系统和第二系统的双重系统，因此一方无输出时，用另一方的输出即可，从而使冗余性得到改善，可靠性得到提高。而且，比较处理部的数量为2个，与已往相比简化了结构。 
而且，本发明中，比较处理部通过软件处理来实现，不需要像以往那样使用例如继电器等硬件，因此不需要有维护部件，成本也下降。而且，故障率也下降，可靠性也得到改善。 
而且，由于不需要使用继电器等硬件，因此车重变轻，制动力变小。 
而且，本发明中，由于用软件逻辑来进行比较处理，因此简化了比较处理，并且能够进行高速处理。 
附图说明
图1是包含实施方式的列车信息管理装置的控制框图。 
图2是表示列车信息管理装置中的制动级选择处理的流程图。 
图3是专利文献1中记载的ATC装置的车内装置的控制框图。 
图4是使ATC装置、自动列车停止装置以及手动制动装置并联、确定输出给制动控制装置的制动级时的控制框图。 
标号说明 
1、100：受电器 
2、101：车内单元 
3、102：速度 
4、103：ATC装置 
5、8、11、104：处理部第一系统 
6、9、12、105：处理部第二系统 
7、110：自动列车停止装置 
10：手动制动装置 
13、118：制动手柄 
14：列车信息管理装置 
17：第一系统-第二系统选择部 
18、108：制动控制装置 
19：紧急制动单元 
106：处理部第三系统 
107：共用部(比较处理) 
114：手动制动装置 
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的列车信息管理装置的实施方式详细地进行说明。此外，本发明不限于该实施方式。 
以下，首先依序参照图3和图4对现有技术进行说明，通过具体说明其问题，进一步明确本实施方式的效果。 
图3是专利文献1中记载的ATC装置的车内装置的控制框图。如图3所示，该ATC装置103构成并联地具有三个用于生成制动级的处理部的三重系统。即，ATC装置103具有处理部第一系统104、处理部第二系统105以及处理部第三系统106，向各处理部输入来自受电器100的距离相关信息、来自车内单元101的列车当前位置的修正信息以及来自速度检测器(未图示)的列车当前速度102。 
处理部第一系统104、处理部第二系统105以及处理部第三系统106分别生成制动级，并将生成的这些制动级全部输入到进行比较处理的共用部107。共用部107在处理部第一系统104、处理部第二系统105以及处理部第三系统106生成的三个制动级中至少有两个制动级的类型一致时，选择这一一致的制 动级，而且，当该类型是常用制动时，通过高等级优先确定输出的制动级。共用部107输出的制动级输入到制动控制装置108来进行列车速度控制。 
这种现有的ATC装置103中，若共用部107发生故障，则无法对制动控制装置108输出制动级，从而导致系统故障。也就是说，由于共用部107为“单重系统”，因此冗余性差，可靠性低。 
图4是使ATC装置、自动列车停止装置以及手动制动装置并联、确定输出给制动控制装置的制动级时的控制框图。即，图4中，在图3所示的ATC装置的基础上，还增加了作为输出制动级的其它装置的自动列车停止装置110和手动制动装置114。 
如图4所示，ATC装置103的结构与图3相同，ATC装置103具有处理部第一系统104、处理部第二系统105、处理部第三系统106以及进行比较处理的共用部107。而且，向ATC装置103的各处理部输入来自受电器100的距离相关信息、来自车内单元101的列车当前位置的修正信息以及来自速度检测器(未图示)的列车当前速度102。 
与图3的情况相同，将由处理部第一系统104、处理部第二系统105以及处理部第三系统106所生成的制动级全部输入到共用部107，由共用部107确定制动级。然后，将由共用部107确定的制动级输出给进行更上位的比较处理的共用部119。 
自动列车停止装置110具有处理部第一系统111、处理部第二系统112以及进行比较处理的共用部113。而且，向自动列车停止装置110的各处理部输入来自车内单元101的列车当前位置的修正信息和来自速度检测器(未图示)的列车当前速度102。 
处理部第一系统111和处理部第二系统112分别生成制动级，并将生成的这些制动级全部输入到共用部113。共用部113对处理部第一系统111和处理部第二系统112生成的两个制动级进行高等级优先处理，确定输出的制动级。然后，将由共用部113确定的制动级进一步输出给共用部119。 
手动制动装置114具有处理部第一系统115、处理部第二系统116以及进行比较处理的共用部117。而且，对手动制动装置114的各处理部输入来自制动手柄的输入手动制动指令。 
处理部第一系统115和处理部第二系统116分别生成制动级，并将生成的这些制动级全部输入到共用部117。共用部117对处理部第一系统115和处理部第二系统116生成的两个制动级进行高等级优先处理，确定输出的制动级。然后，将由共用部117确定的制动级进一步输出给共用部119。 
共用部119对ATC装置103、自动列车停止装置110以及手动制动装置114分别输出的制动级进行比较处理，通过高等级优先确定输出的制动级。然后，将共用部119输出的制动级输入到制动控制装置108来进行列车的速度控制。 
这样，图4所示的结构中三个装置需要进行更上位的比较处理，从而需要上级的共用部119。而且，由于上级的共用部119为单重系统，因此冗余性差，可靠性低。而且，由于设有四个共用部，共用部的数量增多，因此存在共用部的故障率增大、维护部件增加等问题。 
实施方式 
图1是包含本实施方式的列车信息管理装置的控制框图。如图1所示，设置分别生成制动级并加以输出的例如三个装置，即ATC装置4、自动列车停止装置7以及手动制动装置10，并且将这三个装置生成的制动级输入到列车信息管理装置14。此外，列车信息管理装置14装载于列车的各车厢，监视车载设备并汇集车厢信息来综合控制和管理列车的行驶，本实施方式涉及其制动控制。 
ATC装置4具有处理部第一系统5和处理部第二系统6，构成双重系统的处理部。分别向处理部第一系统5和处理部第二系统6输入来自受电器1的距离相关信息、来自车内单元2的列车当前位置的修正信息以及来自速度检测器(未图示)的列车当前速度3。处理部第一系统5基于来自受电器1的输入、来自车内单元2的输入以及速度3进行运算，生成制动级并加以输出。同样地，处理部第二系统6基于来自受电器1的输入、来自车内单元2的输入以及速度3进行运算，生成制动级并加以输出。在ATC装置4的情况下，制动级由例如1级～8级制动构成。 
自动列车停止装置7具有处理部第一系统8和处理部第二系统9，构成双重系统的处理部。分别向处理部第一系统8和处理部第二系统9输入来自车内 单元2的列车当前位置的修正信息和来自速度检测器(未图示)的列车当前速度3。处理部第一系统8基于来自车内单元2的输入和速度3进行运算，生成制动级并加以输出。同样地，处理部第二系统9基于来自车内单元2的输入和速度3进行运算，生成制动级并加以输出。在自动列车停止装置7的情况下，制动级由例如1级～32级制动构成。 
手动制动装置10具有处理部第一系统11和处理部第二系统12，构成双重系统的处理部。分别向处理部第一系统11和处理部第二系统12输入来自制动手柄13的手动制动指令。处理部第一系统11基于来自制动手柄13的输入进行运算，生成制动级并加以输出。处理部第二系统12基于来自制动手柄13的输入进行运算，生成制动级并加以输出。在手动制动装置10的情况下，制动级由例如1级～8级制动构成。 
列车信息管理装置14具有作为第一系统的比较处理部15、作为第二系统的比较处理部16以及第一系统-第二系统选择部17，在比较处理上构成双重系统。 
向比较处理部15输入ATC装置4的处理部第一系统5和处理部第二系统6各自生成的制动级、自动列车停止装置7的处理部第一系统8和处理部第二系统9各自生成的制动级以及手动制动装置10的处理部第一系统11和处理部第二系统12各自生成的制动级。即，将来自生成制动级的各装置的各处理部第一系统和处理部第二系统的输出全部输入。对于比较处理16，也与比较处理部15相同，将来自生成制动级的各装置的各处理部第一系统和处理部第二系统的输出全部输入。 
比较处理部15对输入的六个制动级的大小进行比较，选择最大的制动级。即，进行高等级优先处理。这时，当制动级的级数在ATC装置4、自动列车停止装置7以及手动制动装置10中不同的情况下，进行从一方向另一方变换标准等的制动级的替换，从而进行比较处理。此外，高等级优先处理由列车信息管理装置14的CPU用软件逻辑进行实施。这样，比较处理部15通过基于软件的CPU处理来实现。比较处理部16独立于比较处理部15且与比较处理部15相同地进行比较处理。 
将比较处理部15和比较处理部16的输出均输入到第一系统-第二系统选 择部17。在本实施方式中，定位成第一系统为主系统、第二系统为从系统，如图1所示，只要有来自第一系统的输出，第一系统-第二系统选择部17就一直选择比较处理15的输出，并将其输出到制动控制装置18。即，作为第二系统的比较处理部16仅在作为第一系统的比较处理15无输出时，其输出才被第一系统-第二系统选择部17选择并输出到制动控制装置18。 
制动控制装置18根据列车信息管理装置14输出的制动级实施制动控制。此外，因设备的故障等导致列车信息管理装置14无输出的情况下，紧急制动单元19检测到该情况，并对制动控制装置18发出紧急制动指令。在本实施方式中，第二系统对第一系统-第二系统选择部17进行切换。此外，第二系统监视向制动控制装置18的输出，无输出时，由其它系统向紧急制动单元19输出控制信号。 
接着，参照图2详细说明列车信息管理装置14中的制动级选择处理。图2是表示列车信息管理装置14的制动级选择处理的流程图。 
如图2所示，首先，通过第一系统-第二系统选择部17选择的比较处理部15或比较处理部16中，对从装置A输入的制动级进行制动级的替换，以与从其它装置输入的制动级进行比较(步骤S1)。接着，对从装置B输入的制动级进行制动级的替换，以与从其它装置输入的制动级进行比较(步骤S2)。而且，对从装置C输入的制动级进行制动级的替换，以与从其它装置输入的制动级进行比较(步骤S3)。这里，装置A、B、C按不同顺序表示ATC装置4、自动列车停止装置7以及手动制动装置10。 
接着，基于步骤S1～S3中制动级的替换结果，对六个制动级进行比较(步骤S4)。接下来，用软件逻辑确定制动力最大的高制动级，并选择该制动级作为输出(步骤S5)。 
在步骤S6中，判断本身是第一系统还是第二系统，若是第一系统，则将该第一系统的输出输出到制动控制装置18(步骤S7)。 
在步骤S6中，判断本身是第一系统还是第二系统，若是第二系统，则判断从第一系统是否有输出(步骤S8)。然后，在从第一系统有输出的情况下，将第一系统-第二系统选择部17的选择从第二系统切换到第一系统(步骤S10)。在从第一系统无输出的情况下，将第一系统-第二系统选择部17的选择从第 一系统切换到第二系统(步骤S9)。在切换到第二系统的情况下，判断是否有向制动控制装置18的输出(步骤S11)，无输出时，驱动紧急制动单元19(步骤S12)。 
根据本实施方式，列车信息管理装置14是包括第一系统和第二系统的双重系统，因此从一方无输出时用另一方的输出即可，与如图3和图4所示的基于单重系统的“共用部”的结构相比，冗余性得到改善，可靠性提高。 
此外，作为与图1同样地对来自ATC装置4、自动列车停止装置7以及手动制动装置10的制动级进行处理的结构的图4中，需要四个进行比较处理的共用部，而本实施方式中用两个比较处理部15、16即可，结构得到简化。 
此外，在本实施方式中，用软件处理实现比较处理部15、16，不需要以往那样用继电器等实现的共用部，因此不需要有维护部件，成本降低。而且，不需要共用部，故障率降低，可靠性提高。 
此外，由于不需要用继电器等实现的共用部，因此车重变轻，制动力变小。 
此外，在本实施方式中，由于用软件逻辑进行比较处理，因此简化了比较处理，并且能够进行高速处理。另外，处理时间为10毫秒左右。 
另外，在本实施方式中，采用了在列车信息管理装置14中对来自ATC装置4、自动列车停止装置7以及手动制动装置10这三个装置的制动级进行运算处理的结构，但是，向列车信息管理装置14输出制动级的“制动级生成装置”的台数可以是任意台。 
工业上的实用性 
本发明可以用作对列车安全控制装置等输出的制动指令信息进行高等级优先处理、并选择制动指令加以输出的列车信息管理装置。 

Claims (2)

1.一种列车信息管理装置，装载于列车的各车厢，监视车载设备并汇集车厢信息来控制和管理列车的行驶，并且从分别具有相互独立的第一和第二处理部的多台制动级生成装置输出的多个制动级中，选择制动级来输出给制动控制装置，其特征在于，包括：
第一比较处理部，向该第一比较处理部输入由所述各制动级生成装置具有的所述第一和第二处理部各自生成的制动级，并基于软件处理对所输入的全部制动级进行比较处理，确定给予最大制动力的制动级并输出；
第二比较处理部，向该第二比较处理部输入由所述各制动级生成装置具有的所述第一和第二处理部各自生成的制动级，并独立于所述第一比较处理部地、基于软件处理对所输入的全部制动级进行比较处理，确定给予最大制动力的制动级并输出，并且，判定所述第一比较处理部是否有输出；以及
选择切换部，该选择切换部基于软件处理，在所述第一比较处理部有输出时，通过所述第二比较处理部的切换控制，选择来自所述第一比较处理部的制动级并将其输出给所述制动控制装置，在所述第一比较处理部无输出时，通过所述第二比较处理部的切换控制，选择来自所述第二比较处理部的制动级并将其输出给所述制动控制装置，
所述第二比较处理部监视从所述选择切换部向所述制动控制装置的输出，仅在所述选择切换部未向所述制动控制装置输出的情况下，驱动紧急制动单元，以使该紧急制动单元向所述制动控制装置输出紧急制动指令。
2.如权利要求1所述的列车信息管理装置，其特征在于，
所述多台制动级生成装置是自动列车控制装置、自动列车停止装置以及手动制动装置。
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