JP2000035801A - 冗長系装置、及び冗長系装置における待機系機器の切替方法 - Google Patents

冗長系装置、及び冗長系装置における待機系機器の切替方法

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JP2000035801A
JP2000035801A JP10218614A JP21861498A JP2000035801A JP 2000035801 A JP2000035801 A JP 2000035801A JP 10218614 A JP10218614 A JP 10218614A JP 21861498 A JP21861498 A JP 21861498A JP 2000035801 A JP2000035801 A JP 2000035801A
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Masayuki Hiramoto
正幸 平本
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Nippon Signal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムダウンを起こしにくい冗長系装置、
及びこの冗長系装置における待機系機器の切替方法を提
供する。 【解決手段】 N個の送信器a1 〜aN と、N個の予備
送信器ra1 〜raN と、送信器a1 等が故障した場合
に予備送信器ra1 〜raN のうちのいずれかに切り替
える切替スイッチS1 ,RS11,RS21,RS31,…,
RSN1を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の処理機能を
有する主系機器に故障等が発生した場合に同種の処理機
能を有する待機系機器に切り替え可能な冗長系装置に関
し、特に、自動列車制御装置(ATC)等の高信頼性及
び高安全性が要求される装置に組み込まれる冗長系装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、列車の速度を自動的に制御するた
めに、自動列車制御装置(ATC:Automatic Train Co
ntrol )が用いられている。ATCは、ATC地上装置
とATC車上装置を有し、ATC地上装置から送信され
る列車制御用信号や速度情報をATC車上装置が受信
し、この列車制御用信号や速度情報等に基づき、列車の
速度を自動的に制御し、列車が制限速度を越えた場合に
は自動的にブレーキをかけたり、制限速度以下となった
場合には自動的にブレーキを緩めたりさせるシステムで
ある。
【0003】ATCは、列車の運行に直接的に関係する
ため、高い信頼性と安全性が要求される。このため、A
TCを構成する各種機器は、フェイル・セイフの観点か
ら、待機二重系と呼ばれる構成となっている。
【0004】図2は、従来のATCにおける送信装置の
構成を示す概略ブロック図である。図2に示すように、
このATC送信装置20は、論理部Bと、N個(N:自
然数)の1系(主系)送信器b1 〜bN と、N個の2系
(待機系)送信器rb1 〜rbN と、切替スイッチS1
′〜SN ′を備えている。
【0005】上記のATC送信装置20において、論理
部Bは、各軌道回路に送出する所定の列車制御用信号を
生成し、この列車制御用信号は、1系送信器b1 〜bN
と2系送信器rb1 〜rbN からなる二重系送信器に入
力されるようになっている。
【0006】各1系送信器b1 〜bN 、及び各2系送信
器rb1 〜rbN は、図示しないフィルタ回路、変調回
路、増幅回路等を有する同一の構成を有している。ま
た、初段の1系送信器b1 及び2系送信器rb1 は第1
の軌道回路に所定の列車制御用信号を送出可能に構成さ
れ、以下同様にして第N段の1系送信器bN 及び2系送
信器rbN は第Nの軌道回路に所定の列車制御用信号を
送出可能に構成されている。
【0007】第1段の1系送信器b1 及び2系送信器r
b1 は、自己診断用の監視リレーの接点で構成される切
替スイッチS1 ′により切り替えられ、いずれか一方の
送信器b1 又はrb1 が第1の軌道回路に所定の列車制
御用信号を送出できるように構成されている。以下同様
にして、第N段の1系送信器bN 及び2系送信器rbN
は、自己診断用の監視リレーの接点で構成される切替ス
イッチSN ′により切り替えられ、いずれか一方の送信
器bN 又はrbN が第Nの軌道回路に所定の列車制御用
信号を送出できるように構成されている。
【0008】このような構成により、1系送信器b1 〜
bN のうちのいずれかが故障しても、対応する2系送信
器rb1 〜rbN に切り替えることにより、支障なく各
軌道回路に所定の列車制御用信号を送出することでき、
ATC装置全体の高信頼性及び高安全性が維持されてい
る。以下、このような装置を、「冗長系装置」という。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の冗長系装置においては、各段の1系送信器(例
えばb1 )と、その段の対応する2系送信器(例えばr
b1 )の両方が故障すると、軌道回路には所定の列車制
御用信号を送出することができなくなり、システムダウ
ンとなり、列車の運行に支障をきたしてしまう、という
問題があった。
【0010】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、シ
ステムダウンを起こしにくい冗長系装置、及びこの冗長
系装置における待機系機器の切替方法を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る冗長系装置は、同種の所定の処理機能
を有するN個(N:自然数)の主系機器と、前記N個の
主系機器のそれぞれの処理状態を検出する検出手段と、
前記N個の主系機器と同種の所定の処理機能を有するM
個(M:2≦M≦Nなる自然数)の待機系機器と、前記
検出手段により前記処理状態について異常が検出された
前記主系機器を前記M個の待機系機器のうちのいずれか
に切り替える切替手段を備えたことを特徴とする。
【0012】また、本発明に係る冗長系装置における待
機系機器の切替方法は、同種の所定の処理機能を有する
N個(N:自然数)の主系機器に、前記N個の主系機器
のそれぞれの処理状態を検出する検出手段と、前記N個
の主系機器と同種の所定の処理機能を有するM個(M:
2≦M≦Nなる自然数)の待機系機器を設け、前記N個
の主系機器のいずれかに前記処理状態に異常があること
が前記検出手段により検出された場合には、前記異常が
検出された前記主系機器を切替手段により前記M個の待
機系機器のうちのいずれかに切り替えることを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冗長系装置の
実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【0014】図1は、本発明に係る冗長系装置の一実施
形態であるATC送信装置の構成を示す概略ブロック図
である。
【0015】図1に示すように、冗長系装置であるAT
C送信装置10は、論理部Aと、N個(N:自然数)の
主系機器である送信器a1 〜aN と、N個の待機系機器
である予備送信器ra1 〜raN と、切替手段である切
替スイッチS1 〜SN 及びRS11〜RSNNを備えて構成
されている。
【0016】上記のATC送信装置10において、論理
部Aは、各軌道回路に送出する所定の列車制御用信号を
生成し、この列車制御用信号は、送信器a1 〜aN と予
備送信器ra1 〜raN からなる二重系送信器に入力さ
れるようになっている。
【0017】各送信器a1 〜aN 、及び各予備送信器r
a1 〜raN は、図示しないフィルタ回路、変調回路、
増幅回路等を有する同一の構成を有している。また、初
段の送信器a1 は第1の軌道回路に所定の列車制御用信
号を送出可能に構成され、以下同様にして第N段の送信
器aN は第Nの軌道回路に所定の列車制御用信号を送出
可能に構成されている。
【0018】第1段の送信器a1 は、自己診断用の監視
リレーの接点で構成される切替スイッチS1 ,RS11,
RS21,RS31,…,RSN1により、予備送信器ra1
,又はra2 ,又はra3 ,…,又はraN に切り替
え可能な構成となっており、これらのうちのいずれかの
送信器a1 ,又はra1 ,又はra2 ,又はra3 ,
…,又はraN が第1の軌道回路に所定の列車制御用信
号を送出できるように構成されている。
【0019】また、第2段の送信器a2 は、自己診断用
の監視リレーの接点で構成される切替スイッチS2 ,R
S12,RS22,RS32,…,RSN2により、予備送信器
ra1 ,又はra2 ,又はra3 ,…,又はraN に切
り替え可能な構成となっており、これらのうちのいずれ
かの送信器a2 ,又はra1 ,又はra2 ,又はra3
,…,又はraN が第2の軌道回路に所定の列車制御
用信号を送出できるように構成されている。
【0020】また、第3段の送信器a3 は、自己診断用
の監視リレーの接点で構成される切替スイッチS3 ,R
S13,RS23,RS33,…,RSN3により、予備送信器
ra1 ,又はra2 ,又はra3 ,…,又はraN に切
り替え可能な構成となっており、これらのうちのいずれ
かの送信器a3 ,又はra1 ,又はra2 ,又はra3
,…,又はraN が第3の軌道回路に所定の列車制御
用信号を送出できるように構成されている。
【0021】以下同様にして、第N段の送信器aN は、
自己診断用の監視リレーの接点で構成される切替スイッ
チSN ,RS1N,…,RSNNにより、予備送信器ra1
,又はra2 ,又はra3 ,…,又はraN に切り替
え可能な構成となっており、これらのうちのいずれかの
送信器aN ,又はra1 ,又はra2 ,又はra3 ,
…,又はraN が第Nの軌道回路に所定の列車制御用信
号を送出できるように構成されている。
【0022】このように、本実施形態のATC送信装置
10は、主系機器である送信器a1〜aN に対して、待
機系機器である予備送信器ra1 〜raN が、ツリー
(樹枝)状、若しくは連鎖状、あるいはカスケード状に
接続され、各接続点に切替手段である切替スイッチS1
,RS11,RS21,RS31,…,RSN1等が配置され
た構成となっているので、送信器a1 〜aN のうちのい
ずれかが故障しても、対応する2系送信器ra1 〜ra
N に切り替えることにより、支障なく各軌道回路に所定
の列車制御用信号を送出することでき、ATC装置全体
の高信頼性及び高安全性が維持されている。
【0023】また、従来の冗長系装置(例えば、図2に
示すATC送信装置20)においては、各段の1系送信
器(例えばb1 )と、その段の対応する2系送信器(例
えばrb1 )の両方、すなわち2個が故障すると、AT
Cシステム全体がシステムダウンしてしまう構造となっ
ていたが、本実施形態のATC送信装置10において
は、待機系の予備送信器ra1 〜raN は、送信器a1
〜aN のいずれについての代替が可能であるため、送信
器a1 〜aN と予備送信器ra1 〜raN を含めた全体
系のうち、N個が故障しても、ATCシステム全体がシ
ステムダウンすることはなく、(N+1)個が故障した
場合にATCシステム全体がシステムダウンすることと
なる。したがって、従来の冗長系装置に比べ、システム
ダウンが非常に起こりにくい、という利点がある。
【0024】上記実施形態において、切替スイッチS1
,RS11,RS21,RS31,…,RSN1は、N個の主
系機器のそれぞれの処理状態を検出する検出手段と、検
出手段により処理状態について異常が検出された主系機
器をN個の待機系機器のうちのいずれかに切り替える切
替手段の機能を兼ねている。
【0025】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0026】例えば、上記実施形態においては、待機系
機器(例えば予備送信器ra1 〜raN )の個数が主系
機器(例えば送信器a1 〜aN )の個数Nと等しい場合
を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定され
ず、他の構成、例えば、N個の主系機器に対して待機系
機器の個数は、一般にM個(M:2≦M≦Nなる自然
数)であってもよく、待機系機器の個数は、(N−1)
個,又は(N−2)個,又は(N−3)個,…,又は3
個,又は2個であってもよい。
【0027】また、上記実施形態においては、冗長系装
置としてATCにおける送信装置を例に挙げて説明した
が、本発明はこの例には限定されず、他の冗長系装置、
例えば、TD(列車位置検知装置)における送信装置、
ATS(Automatic Train Stop:自動列車停止装置)に
おける送信装置等であってもよい。ATSは、列車が停
止信号機に接近しているのに運転士がこれを無視したり
看過又は誤認して正常に停車しない場合などに、ATS
地上装置から送信される制御信号により、ATS車上装
置が車両の運転室内で警報ベルや警報ブザーを鳴動させ
て運転士に注意を喚起したり、自動的にブレーキを作動
させて列車を停止信号機の手前で強制的に停車させる装
置である。
【0028】また、主系機器及び待機系機器の処理機能
についても、本発明は上記各実施形態における例である
送信機能には限定されず、他の処理機能、例えば、受信
機能、フィルタ機能、変調機能、増幅機能、信号変換機
能、信号解読機能、演算処理機能、記憶機能、各種入力
機能、各種出力機能等、あるいはこれらの適宜の組み合
わせであってもよい。
【0029】要は、同種の所定の処理機能を有するN個
(N:自然数)の主系機器を同種の所定の処理機能を有
するM個(M:2≦M≦Nなる自然数)の待機系機器に
切り替えるように構成された冗長系装置であれば、どの
ようなものであってもよいのである。
【0030】また、上記実施形態においては、切替スイ
ッチS1 ,RS11等が検出手段と切替手段を兼ねる構成
を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定され
ず、他の構成、例えば、主系機器のそれぞれの処理状態
を検出するセンサ等の検出手段を別途設け、この検出手
段により処理状態について異常が検出された場合の異常
検出信号が出力された場合に、この異常検出信号を論理
部A等が受け、主系機器をM個の待機系機器のうちのい
ずれかに切り替える切替制御信号を論理部A等が切替手
段である切替スイッチS1 ,RS11等に出力して切り替
えさせるように構成された冗長系装置であってもよい。
【0031】また、上記実施形態においては、主系機器
の処理状態の異常の例として故障を例に挙げて説明した
が、本発明はこの例には限定されず、他の種類の異常で
あってもよい。
【0032】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、N個(N:自然数)の主系機器の処理状態に異常が
発生した場合にM個(M:2≦M≦Nなる自然数)の待
機系機器のうちのいずれかに切り替えるように構成した
ので、従来に比べてシステムダウンが起こりにくい、と
いう利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冗長系装置の一実施形態であるA
TC送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図2】従来の冗長系装置の一例であるATC送信装置
の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
10 ATC送信装置 20 ATC送信装置 A 論理部 a1 〜aN 送信器 B 論理部 b1 〜bN 1系送信器 ra1 〜raN 予備送信器 rb1 〜rbN 2系送信器 S1 〜SN スイッチ S1 ′〜SN ′ 切替スイッチ RS11〜RSNN 切替スイッチ
フロントページの続き Fターム(参考) 5H161 AA01 CC04 DD03 EE07 FF01 5H209 AA09 BB15 CC11 DD04 GG04 SS02 SS04 SS08 TT01 5K014 AA05 CA04 FA01 5K021 AA04 CC01 DD04 DD08 EE07 FF11 5K035 AA03 CC03 DD01 FF02 JJ01 LL14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同種の所定の処理機能を有するN個
    (N:自然数)の主系機器と、 前記N個の主系機器のそれぞれの処理状態を検出する検
    出手段と、 前記N個の主系機器と同種の所定の処理機能を有するM
    個(M:2≦M≦Nなる自然数)の待機系機器と、 前記検出手段により前記処理状態について異常が検出さ
    れた前記主系機器を前記M個の待機系機器のうちのいず
    れかに切り替える切替手段を備えたことを特徴とする冗
    長系装置。
  2. 【請求項2】 同種の所定の処理機能を有するN個
    (N:自然数)の主系機器に、 前記N個の主系機器のそれぞれの処理状態を検出する検
    出手段と、 前記N個の主系機器と同種の所定の処理機能を有するM
    個(M:2≦M≦Nなる自然数)の待機系機器を設け、 前記N個の主系機器のいずれかに前記処理状態に異常が
    あることが前記検出手段により検出された場合には、前
    記異常が検出された前記主系機器を切替手段により前記
    M個の待機系機器のうちのいずれかに切り替えることを
    特徴とする冗長系装置における待機系機器の切替方法。
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