JP2003244156A

JP2003244156A - 鉄道信号伝送システム

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Publication number: JP2003244156A
Application number: JP2002036167A
Authority: JP
Inventors: Koji Kondo; 幸司近藤; Tomosuke Yamamoto; 友亮山本
Original assignee: Daido Signal Co Ltd
Current assignee: Daido Signal Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP3609056B2

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送路等を汎用化しても保安性の高い鉄道信号
システムを実現する。【解決手段】鉄道の信号保安処理を行う複数の応用装置
７３，８３が伝送路６１を介して信号保安伝文をサイク
リックに伝送する鉄道信号伝送システムにおいて、伝送
路６１に、信号保安伝文の一時記憶を行う中継装置６２
が設けられ、信号保安伝文に、応用装置７３，８３につ
いて送信の度に更新される通番が含められるとともに装
置起動の度に更新される立上回数も含められるようにす
る。また、応用装置７３，８３に、立上回数８８を保持
する不揮発性メモリ８７を設ける。さらに、応用装置７
３，８３が、信号保安伝文を受信したとき、それに含ま
れていた通番と立上回数に基づいて正誤判定を行うよう
にする。これにより、中継装置６２から過去伝文が発生
してもその受け取りは回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道の信号保安
装置に組み込まれて信号保安処理およびそのための情報
伝送を行う鉄道信号伝送システムに関し、詳しくは、伝
送路の汎用化を可能とする技術に関する。信号保安は、
信号装置や，閉そく装置，連動装置，ＡＴＣ装置などの
信号保安装置により列車を防護して安全かつ効率良く輸
送を行うためのものであり、信号保安処理は、信号保安
のために行われる信号等の制御や監視などの情報処理を
いい、そのような処理に必要な情報交換を装置間で行う
ために伝送路を介して信号保安伝文の送受信が行われ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７（ａ）にブロック図を示したもの
は、信号保安装置から五台の応用装置を抽出した部分シ
ステムであり、一台の電子連動装置１０（応用装置）と
二台のＡＴＣ地上装置２０（応用装置）と二台の列車検
知装置３０（応用装置）が伝送路４０にて伝文伝送可能
に結ばれている。電子連動装置１０には、列車検知情報
に基づいて列車を安全かつ効率よく運行させるための情
報処理を行う電子連動処理遂行部１１と、端末伝送部と
の送受信伝文の編集および統括伝送部の管理・監視を行
う統括制御部１２と、それらの処理に伴う信号保安伝文
の送受信を行う統括伝送部１４とが設けられている。統
括伝送部１４はＡＴＣ地上装置２０及び列車検知装置３
０との伝文送受を担っており、そのため統括伝送部１４
には伝送路４０が接続されている。

【０００３】各ＡＴＣ地上装置２０には、制限速度情報
等に基づいて速度制御等を行うＡＴＣ処理遂行部２１
と、その情報処理等に伴う信号保安伝文の送受信を行う
端末伝送部２４とが設けられている。端末伝送部２４
は、他のＡＴＣ地上装置２０や，電子連動装置１０，列
車検知装置３０との伝文送受を担っており、そのため端
末伝送部２４にも伝送路４０が接続されている。各列車
検知装置３０には、軌道回路に付設された検知コイル等
を利用して列車検知信号の有無を検出する列車検知処理
遂行部３１と、その列車検知に伴う信号保安伝文の送受
信を行う端末伝送部３４とが設けられている。端末伝送
部３４は、他の列車検知装置３０や，電子連動装置１
０，ＡＴＣ地上装置２０との伝文送受を担っており、そ
のため端末伝送部３４にも伝送路４０が接続されてい
る。これらの電子連動装置１０，ＡＴＣ地上装置２０，
２０，列車検知装置３０，３０は、一連の伝送路４０に
よって環状・ループ状に繋がれていて、何れの相手とも
信号保安伝文を送受できるようになっている。

【０００４】図７（ｂ）にブロック図を示したものは、
そのような列車検知装置３０，３０とＡＴＣ地上装置２
０，２０とを電子連動装置１０にて連動させるようにし
た応用システムである。これは、軌道回路２上の列車１
の位置を列車検知装置３０で検出し、その列車検知情報
に基づいて電子連動装置１０が列車１の速度等を決定
し、それに応じてＡＴＣ地上装置２０が列車１の速度制
御等を行う。そして、それらの処理や動作に必要な指令
やデータ等が信号保安伝文に含められ、その信号保安伝
文が伝送路４０を介して応用装置１０，２０，３０間で
送受されるようになっている。

【０００５】なお、この明細書では各応用装置のうち他
装置との伝文伝送等を担う部分を伝送装置と呼ぶ。具体
的には、電子連動装置１０の場合、その伝送装置１３
は、ハードウェア面では統括伝送部１４だけ又は統括伝
送部１４と統括制御部１２とからなり、ソフトウェア面
では統括伝送部１４だけ又はその全部と統括制御部１２
の一部とからなる。ＡＴＣ地上装置２０の場合、その伝
送装置２３は、ハードウェア面では端末伝送部２４だけ
又はそれとＡＴＣ処理遂行部２１とからなり、ソフトウ
ェア面では端末伝送部２４だけ又はその全部とＡＴＣ処
理遂行部２１の一部とからなる。列車検知装置３０の場
合、その伝送装置３３は、ハードウェア面では端末伝送
部３４だけ又はそれと列車検知処理遂行部３１とからな
り、ソフトウェア面では端末伝送部３４だけ又はその全
部と列車検知処理遂行部３１の一部とからなる。

【０００６】従来、そのような鉄道信号・信号保安の分
野では、保安性を重視して、伝送路４０には専用回線が
採用され、伝送装置１３，２３，３３には何れもフェー
ルセーフコンピュータが採用されていた。フェールセー
フとは、例えば文献「列車保安制御システムの安全性技
術指針」（財団法人「鉄道総合研究所」発行）によれ
ば、「保安制御システムに障害が生じた場合に、対象シ
ステムを安全な状態に維持もしくは安全な状態に遷移さ
せる保安制御システムの特性」と定義されている。この
明細書でもその定義に従ってフェールセーフな装置を規
定する。「冗長化された処理結果を比較回路に入力して
誤り検出を行い、誤りが検出されたときには、装置とし
て出力を安全側に固定する」とともに「比較回路自体も
自身の故障に対して出力を安全側に固定する」ようなコ
ンピュータは、フェールセーフコンピュータである。

【０００７】そのようなフェールセーフコンピュータの
具体例を図８に２つ示したが、図８（ａ）のものは、密
結合バス同期式と呼ばれ、日本の鉄道分野では、連動装
置や，ＡＴＣ，踏切などに用いられている。また、図８
（ｂ）のものは、時間差同期式と呼ばれ、電子閉そく装
置などに採用されている。さらに、図示は割愛したが、
プログラム同期式や、２−バージョンプログラム式、セ
ルフチェッキング式などのフェールセーフコンピュータ
も鉄道信号に実用化されている。上述した伝送装置１
３，２３，３３にも、そのようなフェールセーフコンピ
ュータが、一台または複数台、組み込まれていて、何れ
もフェールセーフな装置となっている。

【０００８】そのようなフェールセーフ装置同士は、専
用の伝送路で結ばれている場合、以下の送受信手法を用
いることによりフェールセーフ伝送を行うことができ
る。即ち、伝送誤りを検出できる符号検定方式を用いる伝送断を確実に検知できるようにサイクリック伝送方
式を用いる最新性の確認のため通番を用いるという３条件を満たす伝文伝送処理を行うのである。

【０００９】これらの条件を満たすために（図８（ｃ）
参照）、伝送装置１３，２３は、他の電子機器が存在し
ない伝送路４０で結ばれ、それぞれ、５０ｍｓや１００
ｍｓ毎に繰り返して信号保安伝文４１を伝送路４０に送
出するサイクリック伝送手段１５，２５と、伝送路４０
を介して受信した伝文４１が正しいのか誤っているのか
を判別する正誤判定手段１６，２６とが、インストール
されている。サイクリック伝送手段１５，２５は、デー
タをセットした送信予定の伝文４１に対し、伝送装置１
３，２３それぞれについて送信の度に例えば＋１にて更
新される通番と、それら通番とデータとに関する例えば
ＣＲＣ等の検査符号とを付加してから、その伝文４１を
送出するようになっている。なお、伝文種別は必須では
ないが、処理の容易化等のため、ここではそれも伝文４
１に含められる。また、正誤判定手段１６，２６は、受
信した伝文４１に含まれていた検査符号や通番に基づい
て正誤判定を行っている。他の伝送装置２３，３３，３
３も同様である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の鉄道信号伝送システムでは、伝文伝送を担う伝送
路が高価になるのを避けることができない。そこで、上
述した伝送路４０に代えてイーサネット（登録商標）等
の汎用で安価な伝送路５０を採用することが考えられる
が（図９（ａ）参照）、そのような汎用ＬＡＮの場合、
伝文の一時記憶を行う中継装置が伝送路に介挿して設け
られている（図９（ｂ）参照）。

【００１１】しかも、その中継装置は、ノンフェールセ
ーフコンピュータ、即ちフェールセーフであることを保
証していない汎用の又は一般的なコンピュータとなって
いる（例えば図９（ｃ）参照）。詳述すると（図９
（ｂ）参照）、ＬＡＮ６０は、中継装置としてのスイッ
チングハブ６２と、そこから出て各伝送装置１３，２
３，３３に至る複数・多数の汎用伝送路６１とからな
り、スイッチングハブ６２がそのメモリ６３のバッファ
６４に伝送路６１経由の信号保安伝文をバッファリング
するようになっている。

【００１２】伝文のバッファリングは（図９（ｄ）参
照）、一般に、バッファ６４をリングバッファとして用
い、その中に伝送伝文６５を先入れ先出し等の手法で一
時的に蓄積するようになっている。このため、バッファ
６４には、スイッチングハブ６２からの送出を待ってい
る伝送伝文６５に加えて、送出の済んだ過去伝文６６
も、状況によっては存在する。そして、ノンフェールセ
ーフなスイッチングハブ６２が外乱や機器異常等によっ
て予期せぬ不所望な動作を行うと、過去伝文６６が伝送
路６１に送出される可能性がある。

【００１３】このように応用装置間を結ぶ伝送路にノン
フェールセーフ機器が介在する場合、そして、そのノン
フェールセーフ機器から過去伝文等の異常伝文が発生し
たとき、上述した従来の技術では、異常伝文を検出しき
れないケースも生じる。そのため、従来の技術のみで
は、フェールセーフ伝送を確保することができない。と
ころで、そのような過去伝文を検出する手法として、時
刻データを用いるものが知られている。しかしながら、
装置台数が多かったり、分散していたりすると、各装置
の時刻合わせが厄介なため、その手法も、鉄道信号伝送
システムには向かない。

【００１４】そこで、信号保安伝文の伝送路を汎用化す
るに際して、汎用の中継装置も採用したうえで、時刻デ
ータを用いなくても過去伝文を誤って受け取ることがな
いよう、信号保安伝文の付加情報や送受信時の処理に、
更なる工夫を凝らすことが技術的な課題となる。この発
明は、このような課題を解決するためになされたもので
あり、伝送路等を汎用化しても保安性の高い鉄道信号伝
送システムを実現することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第３の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００１６】［第１の解決手段］第１の解決手段の鉄道
信号伝送システムは、出願当初の請求項１に記載の如
く、鉄道の信号保安処理を行う複数の応用装置が伝送路
を介して信号保安伝文をサイクリックに伝送する鉄道信
号伝送システムにおいて、前記伝送路に、前記信号保安
伝文の一時記憶を行う中継装置が設けられ、前記信号保
安伝文に、前記応用装置それぞれについて送信の度に更
新される通番が含められるとともに（やはり前記応用装
置それぞれについて）装置起動の度に更新される立上回
数も含められるようになっている、というものである。

【００１７】具体的には、送信手段に関して、前記応用
装置が、それぞれ、通番を送信先装置毎に分けて複数ま
たは纏めて一つ記憶保持するとともに立上回数を少なく
とも一つ記憶保持していて、自装置が起動される度に前
記立上回数を更新し、前記伝送路を介する送信を行うと
き、その度に前記通番を更新するとともに、前記通番に
加えて前記立上回数も送信予定の信号保安伝文に含める
ようになっている、というものである。さらに、出願当
初の請求項２に記載の如く、容易かつ確実な具現化のた
め、前記応用装置それぞれに、不揮発性メモリが設けら
れ、そこに前記立上回数が保持されている、というもの
である。また、受信手段に関しては、出願当初の請求項
３に記載の如く、前記応用装置が、それぞれ、前記伝送
路を介して信号保安伝文を受信したとき、それに含まれ
ていた通番および立上回数に基づいて正誤判定を行うよ
うになっている、というものである。

【００１８】このような第１の解決手段の鉄道信号伝送
システムにあっては、中継装置に異常が無ければ通番に
基づく正誤判定によって従来通りフェールセーフ伝送が
確保される。また、送信の度に更新される通番だけでは
正誤判定不能な過去伝文が中継装置から伝送路に送出さ
れた場合であっても、装置起動の度に更新される立上回
数に基づく正誤判定によって、不所望な過去伝文の受け
取りは回避される。過去伝文を通番で正誤判定できない
状態は、ほとんどが、異常な通番と装置起動時の通番と
を区別しきれないことに起因するものなので、過去伝文
の受け取りは高い確度で回避されることとなる。

【００１９】このように信号保安伝文に異質な通番と立
上回数を付加して正誤判定が強化されるようにしたこと
により、中継装置の介在する汎用の伝送路を採用して
も、それでいて時刻データは用いなくても、過去伝文の
受け取りは高い確度で回避される。したがって、この発
明によれば、伝送路等を汎用化しても保安性の高い鉄道
信号システムを実現することができる。

【００２０】［第２の解決手段］第２の解決手段の鉄道
信号伝送システムは、出願当初の請求項４，５に記載の
如く、上記の第１の解決手段の鉄道信号伝送システムで
あって、送信手段および受信手段が次ようになったもの
である。すなわち、それぞれの応用装置における送信手
段は、前記伝送路を介する送信を行うとき、その送信先
から以前に受信した信号保安伝文に含まれていた立上回
数を送信予定の信号保安伝文に折返値として含めるよう
になっている。また、それぞれの応用装置における受信
手段は、前記伝送路を介して信号保安伝文を受信したと
き、それに含まれていた通番と立上回数と折返値とに基
づいて正誤判定を行うようになっている。

【００２１】このような第２の解決手段の鉄道信号伝送
システムにあっては、自機の立上回数を送信するとそれ
が通信相手から折返値となって送り返されるので、その
一致確認をとることでも、通信経路の健全性が確かめら
れる。これにより、送受信の度に伝文の伝送経路が双方
向でチェックされるので、伝文伝送の保安性がより高ま
る。したがって、この発明によれば、伝送路等を汎用化
してもより保安性の高い鉄道信号システムを実現するこ
とができる。

【００２２】［第３の解決手段］第３の解決手段の鉄道
信号伝送システムは、出願当初の請求項６に記載の如
く、上記の第１，第２の解決手段の鉄道信号伝送システ
ムであって、前記応用装置それぞれにフェールセーフコ
ンピュータが含まれているものである。この場合、各応
用装置には、複数のフェールセーフコンピュータが含ま
れていても良く、一台だけでも良い。応用装置の全体が
フェールセーフコンピュータからできていても良い。フ
ェールセーフコンピュータが応用装置の一部を占める場
合であっても、そのフェールセーフコンピュータの存在
によって応用装置のうち伝文伝送を担うところがフェー
ルセーフなものになっていれば良い。

【００２３】このような第３の解決手段の鉄道信号伝送
システムにあっては、送受信時の伝送経路の双方向チェ
ックが、フェールセーフコンピュータによって行われ
る。これにより、中継装置がフェールセーフなものでな
くても、それを含めた伝送経路における伝送が、フェー
ルセーフ伝送に匹敵するものとなる。したがって、この
発明によれば、伝送路等を汎用化してもフェールセーフ
で保安性の高い鉄道信号システムを実現することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の鉄道信号伝送システムについて、これを実施す
るための具体的な形態を、以下の第１〜第３実施例によ
り説明する。図１〜図４に示した第１実施例は、上述し
た第１〜第３の解決手段を総て具現化したものであり、
図５に示した第２実施例や、図６に示した第３実施例
は、その変形例である。なお、それらの図示に際し従来
と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、
重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を
中心に説明する。

【００２５】

【第１実施例】本発明の鉄道信号伝送システムの第１実
施例について、その具体的な構成を、図面を引用して説
明する。図１は、（ａ）が最小構成システムのブロック
図、（ｂ）が信号保安伝文のデータ構造図であり、これ
らは、従来例の図８（ｃ）と対比されるものである。ま
た、図１（ｃ）は、各応用装置における装置起動時およ
び送信時の更新処理での演算内容を示し、（ｄ）は、受
信時の正誤判定での判定条件を示している。

【００２６】この鉄道信号伝送システムが従来のものと
相違するのは、伝送路４０に代えてＬＡＮ６０が設けら
れている点と、伝送装置１３が改造されて伝送装置７３
になった点と、伝送装置２３が改造されて伝送装置８３
になった点である（図１（ａ）参照）。ＬＡＮ６０は、
課題の欄で述べたものであり、ノンフェールセーフなス
イッチングハブ６２（中継装置）と、そこから出て各伝
送装置７３，８３に至る複数・多数の汎用伝送路６１と
からなり、スイッチングハブ６２がそのメモリ６３のバ
ッファ６４に伝送路６１経由の信号保安伝文をバッファ
リングするようになっている。

【００２７】伝送装置７３，８３（応用装置）は、それ
ぞれ、従来同様にフェールセーフコンピュータからな
り、又はフェールセーフコンピュータを含んだフェール
セーフな装置となっていて、電子連動処理遂行部１１や
ＡＴＣ処理遂行部２１に対する処理や動作については同
一性または互換性を維持しているが、伝送路６１を介し
て信号保安伝文の伝送を行うサイクリック伝送手段７
５，８５及び正誤判定手段７６，８６は、従来のサイク
リック伝送手段１５，２５及び正誤判定手段１６，２６
から拡張されている。

【００２８】また、その拡張に伴って、各々に、ＥＥＰ
ＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ７７，８
７が設けられるとともに、そこに立上回数７８，８８が
記憶保持されるようになっている。例えば、この立上回
数７８，８８には８ビットや１６ビット等が割り当てら
れるのに対し、更新頻度の高い通番には３２ビット等が
割り当てられるが、それらのビット数の多寡が本発明の
実施を束縛する訳では無い。通番は、不揮発性メモリに
割り付けても、従来通りのメモリに割り付けても良い。

【００２９】サイクリック伝送手段７５は、サイクリッ
ク伝送を踏襲していることと、伝送路６１を介して信号
保安伝文を送信しようとするときその伝文に対して伝文
種別と通番とデータと検査符号とを含ませることも、従
来通りであるが、それに止まらず、装置番号と立上回数
と折返値も付加するようになっている（図１（ｂ）参
照）。装置番号は、送信元を明示するためのものであ
り、一般的なＩＰアドレス等で足りる。立上回数は、不
揮発性メモリ７７に保持されている立上回数７８が転写
される。折返値には、装置番号の同じ受信伝文であって
直前に受信したものに含まれていた立上回数が用いられ
るようになっている。

【００３０】また（図１（ｃ）参照）、サイクリック伝
送手段７５は、信号保安伝文の送信に際して、通常時に
通番を＋１して更新する他、伝送装置７３が電源投入や
リセット等にて起動されたときには、立上回数を＋１し
て更新するとともに、通番と折返値とを「０」にする。
通番一巡時には、立上回数を＋１して更新するととも
に、通番を「１」にするようになっている。サイクリッ
ク伝送手段８５も、自機である伝送装置８３の不揮発性
メモリ８７等をアクセスして、同様のことを行うように
なっている。

【００３１】正誤判定手段７６，８６は（図１（ｄ）参
照）は、伝送路６１を介して信号保安伝文を受信する
と、その伝文から抽出して得た受信立上回数と受信折返
値と受信通番とをそれぞれ記憶立上回数と自機立上回数
と記憶通番と照合するようになっている。記憶立上回数
は、それ以前の受信伝文であって装置番号の同じものか
ら得た受信立上回数を記憶保持していたものであり、自
機立上回数は、不揮発性メモリ７７，８７に現在保持さ
れている立上回数７８，８８であり、記憶通番は、以前
の受信伝文であって装置番号の同じものから得た受信通
番を記憶保持していたものである。

【００３２】その判定条件を詳述すると、通常および装
置起動時には、受信立上回数と記憶立上回数との一致、
受信折返値と自機立上回数との一致、及び受信通番が記
憶通番を超えていること、総てが満たされたときだけ受
信伝文を正しいものと判別して受け取り、それ以外のと
きは受信伝文を捨てる。一方、受信中にタイムアウトが
検知されたときには、受信立上回数と記憶立上回数との
一致、受信折返値と自機立上回数との一致、及び記憶通
番にタイムアウト進行分の数値を加えた値を受信通番が
超えていること、総てが満たされたとき受信伝文を正し
いと判別する。また、タイムアウトの検知後には、受信
立上回数と記憶立上回数との不一致、受信折返値と
「０」との一致、及び受信通番と「０」との一致、総て
が満たされたときも受信伝文を正しいものと判別する。
それ以外のときは受信伝文を捨てる。また、受信折返値
と受信通番とが共に「０」ときには受信通番を採用して
それを記憶通番に転写するが、データの採用は控えるよ
うになっている。

【００３３】この第１実施例の鉄道信号伝送システムに
ついて、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明
する。図２は、装置起動時の交信ダイアグラムであり、
図３は、受信タイムアウト発生時の交信ダイアグラムで
あり、図４は、受信タイムアウト発生に装置起動も加わ
ったときの交信ダイアグラムである。

【００３４】先ず図２を参照しながら、伝送装置７３，
８３を起動した直後における信号保安伝文の送受信状況
を説明する。伝文伝送に関しては互いに対等の立場であ
り対称的な関係もあるので、以下、主として伝送装置８
３の側から述べる。また、検査符号に基づく正誤判定は
それだけ独立して従来通り行われるのでそれには言及し
ない。さらに、装置起動によって、伝送装置７３の立上
回数７８が「Ｎ」になり、伝送装置８３の立上回数８８
が「Ｍ」になったとする。ＮやＭは適宜な整数であり、
起動前の値に＋１されたものである。

【００３５】そうすると、立上回数「Ｎ」，通番
「０」，折返値「０」の伝文Ｒ１１が、伝送装置７３か
ら伝送装置８３に送られてくるので、伝送装置８３で
は、その受信伝文Ｒ１１に基づいて、記憶立上回数が
「Ｎ」にされ、記憶通番が「０」にされる。受信通番と
受信折返値とが「０」なので、受信通番は採用される
が、受信伝文Ｒ１１のデータは採用されない。また、伝
送装置８３から伝送装置７３へは、立上回数「Ｍ」，通
番「０」，折返値「０」の伝文Ｓ２１が送られる。

【００３６】それを受信した伝送装置７３から伝送装置
８３への次の伝送サイクルでは、立上回数「Ｎ」，通番
「１」，折返値「０」の伝文Ｒ１２が伝送装置８３に送
られてくる。この受信伝文Ｒ１２に含まれていた受信折
返値「０」と伝送装置８３の自機立上回数「Ｍ」とが一
致しないので、伝送装置８３は受信伝文Ｒ１２を誤って
いるものとして捨てる。一方、伝送装置８３から伝送装
置７３へは、立上回数「Ｍ」，通番「１」，折返値
「Ｎ」の伝文Ｓ２２が送られる。

【００３７】それを受信した伝送装置７３から伝送装置
８３への次の伝送サイクルでは、立上回数「Ｎ」，通番
「２」，折返値「Ｍ」の伝文Ｒ１３が伝送装置８３に送
られてくる。この受信伝文Ｒ１３については、伝送装置
８３において、受信立上回数と記憶立上回数とが一致
し、受信折返値と自機立上回数とが一致し、受信通番が
記憶通番を超えているので、そのデータが伝送装置８３
によって正しいものと判別され応用目的の処理に採用さ
れる。一方、伝送装置８３から伝送装置７３へは、立上
回数「Ｍ」，通番「２」，折返値「Ｎ」の伝文Ｓ２３が
送られ、これも、伝送誤りがなければ同様にして、伝送
装置７３によって採用される。

【００３８】こうして、正常な交信状態が確立された後
は、何れかに受信タイムアウトが発生しない限り、受信
立上回数と記憶立上回数とが一致していること、受信折
返値と自機立上回数とが一致していること、及び受信通
番が記憶通番を超えていること、総てがチェックされる
ので、スイッチングハブ６２が誤って過去伝文を伝送路
６１に送出してしまったようなときでも、そのような異
常伝文は受信した装置によって確実に捨てられる。

【００３９】次に、そのような厳しいチェックを行うよ
うにしたときでも、伝送路６１の故障や異常等に起因す
る受信タイムアウトにも的確に対処できることを例示す
る。図３を参照しながら、時刻「＊」から時刻「＃」ま
で伝送路６１が伝送不能に陥ったとして、そのときの伝
送装置７３，８３間における信号保安伝文の送受信状況
を説明する。ここでも、伝送装置８３側から説明する。

【００４０】伝送装置７３からＬＡＮ６０を介して送ら
れてきた立上回数「Ｎ」，通番「２」，折返値「Ｍ」の
受信伝文Ｒ３１に基づいて、伝送装置８３が、記憶立上
回数を「Ｎ」にし、記憶通番を「２」にし、さらに、立
上回数「Ｍ」，通番「３」，折返値「Ｎ」の送信伝文Ｓ
４１を送出したところで、伝送が絶たれたとする。する
と、伝送装置７３から送出された立上回数「Ｎ」，通番
「３」，折返値「Ｍ」の伝文Ｒ３２は伝送装置８３によ
って受信されず、伝送装置８３が送出した立上回数
「Ｍ」，通番「４」，折返値「Ｎ」の伝文Ｓ４２も伝送
装置７３に届かない。

【００４１】そのような状態が所定数の伝送サイクルに
亘って続くと、受信タイムアウトが検知され、その後は
正誤判定の条件のうち通番に関する部分が変更される。
具体的には、受信通番が単に記憶通番を超えるだけでな
く記憶通番＋進行分を超えるときだけ正しいと判別され
るようになる。そして、ＬＡＮ６０の伝送機能が回復し
て、伝送装置７３から伝送装置８３へ例えば立上回数
「Ｎ」，通番「６」，折返値「Ｍ」の伝文Ｒ３３が送ら
れてくると、この受信伝文Ｒ３３については、伝送装置
８３において、受信立上回数と記憶立上回数とが一致
し、受信折返値と自機立上回数とが一致し、受信通番が
記憶通番「２」と進行分「３」との合計値「５」を超え
ていることがチェックされる。

【００４２】図示の場合、それらが総て満たされている
ので、その受信伝文Ｒ３３のデータが伝送装置８３によ
って正しいものと判別され応用目的の処理に採用され
る。また、その受信通番に基づいて伝送装置８３の記憶
通番が「６」に改められる。一方、伝送装置８３から伝
送装置７３へは、立上回数「Ｍ」，通番「７」，折返値
「Ｎ」の伝文Ｓ４３が送られ、これも、同様にして、伝
送装置７３によって採用される。

【００４３】なお、そのような伝送障害から回復した時
などに、スイッチングハブ６２が伝文Ｒ３２やそれと伝
文Ｒ３３との間の信号保安伝文を誤って伝送装置８３へ
送り出したとすると、それを受信した伝送装置８３で
は、その受信伝文について、受信立上回数と記憶立上回
数とが一致しているか否か、受信折返値と自機立上回数
とが一致しているか否か、受信通番が記憶通番「２」と
進行分「３」との合計値「５」を超えているか否かがチ
ェックされる。そして、この場合、受信通番と記憶通番
＋進行分との比較結果が必要条件を満たしていないた
め、その受信伝文は捨てられる。こうして、伝送不能に
よるタイムアウト発生時にも、過去伝文の受け取りが確
実に回避され、障害回復時には、的確に伝送が再開され
る。

【００４４】最後に、図４を参照しながら、伝送装置７
３を停止して再起動したとき、それに起因して伝送装置
８３側で発生する受信タイムアウトにも、本発明によれ
ば的確に対処できることを例示する。伝送装置７３から
ＬＡＮ６０を介して送られてきた立上回数「Ｎ」，通番
「２」，折返値「Ｍ」の受信伝文Ｒ５１に基づいて、伝
送装置８３が、記憶立上回数を「Ｎ」にし、記憶通番を
「２」にしたところで、伝送装置７３が停止したとす
る。

【００４５】すると、その状態で、伝送装置８３から伝
送装置７３へ送信された立上回数「Ｍ」，通番「３」，
折返値「Ｎ」の送信伝文Ｓ６１は、伝送装置７３に届い
ても受信はされない。その後の伝送サイクルで通番を＋
１しながら伝送装置８３から伝送装置７３へ幾つかの信
号保安伝文が送信されるが、それらも同様である。ま
た、その状態では、伝送装置７３は何ら伝文を送出しな
いので、所定時間の経過後、伝送装置８３では受信タイ
ムアウトが検知される。

【００４６】やがて伝送装置７３が再起動されると、伝
送装置７３では、立上回数が更新されて「Ｎ＋１」にな
り、通番と折返値が「０」にされる。そして、立上回数
「Ｎ＋１」，通番「０」，折返値「０」の伝文Ｒ５２が
伝送装置７３から伝送装置８３へ送られる。そして、こ
の受信伝文Ｒ５２に基づき、伝送装置８３では、記憶立
上回数が「Ｎ＋１」にされ、記憶通番が「０」にされ
る。受信通番と受信折返値とが「０」なので、受信通番
は採用されるが、受信伝文Ｒ５２のデータは採用されな
い。また、伝送装置８３から伝送装置７３へは、立上回
数「Ｍ」，通番「７」，折返値「Ｎ＋１」の伝文Ｓ４３
が送られる。

【００４７】その後、図４では図示を割愛したが、図２
を参照して既述した装置起動後のときと同様に伝送装置
７３，８２間でサイクリック伝送が続けられ、やがて両
者のの有効な交信が復活する。なお、相手装置の再起動
後の判定条件は、受信立上回数が記憶立上回数を上回る
ときに限ると装置交換に対応できないので、装置交換に
も対応できるよう受信立上回数が記憶立上回数を下回る
ときにも広げて緩和している。一方、そのように緩和す
ると、スイッチングハブ６２の暴走等による過去伝文を
誤って受け取るケースも生じてしまうので、そのような
ケースは、緩和した条件の判別実行を受信タイムアウト
の発生後に限定することで、回避している。こうして、
この場合も、過去伝文の受け取りが確実に回避され、再
起動後は的確に伝送が再開される。

【００４８】

【第２実施例】図５にブロック図を示した本発明の鉄道
信号伝送システムは、上述の第１実施例を拡張したもの
であり、従来例の図７のシステムと対比されるものであ
る。すなわち、スイッチングハブ６２を介在させて、一
台の電子連動装置７０（応用装置）と二台のＡＴＣ地上
装置８０（応用装置）と二台の列車検知装置９０（応用
装置）とが信号保安伝文を送受信するようになってい
る。電子連動装置７０は、既述した電子連動処理遂行部
１１を速度論理部７２に結合させたものであり、速度論
理部７２は、上述した統括制御部１２をＬＡＮ−ＩＦ
（ＬＡＮインターフェイス）に適合するよう改造したも
のであり、伝送装置７３は、速度論理部７２及びＬＡＮ
−ＩＦのハードウェアと、それにインストールされたプ
ログラムとで、具現化されている。各ＡＴＣ地上装置８
０も、同様に、ＬＡＮ−ＩＦと、それに適合するようＡ
ＴＣ処理遂行部２１を改造したＡＴＣ処理遂行部８１と
を具えており、伝送装置８３は、それらのハードウェア
とそれにインストールされたプログラムとで具現化され
ている。列車検知装置９０も、同様に、ＬＡＮ−ＩＦ
と、それに適合するよう列車検知処理遂行部３１を改造
した列車検知処理遂行部９１とを具えており、伝送装置
９３は、それらのハードウェアと、それにインストール
されたプログラムとで具現化されている。

【００４９】この場合、従来は専用の伝送路４０だった
ところが汎用のＬＡＮ６０になっているが、上述したよ
うにそれに対応して電子連動装置７０，ＡＴＣ地上装置
８０，列車検知装置９０も改造されているので、この場
合も、従来同様の高い信頼性で、信号保安伝文がＬＡＮ
６０を介して即ち伝送路６１及びスイッチングハブ６２
を介して各装置７０，８０，９０間で送受される。そし
て、軌道回路２上の列車１の位置が列車検知装置９０に
て検出され、その列車検知情報に基づき電子連動装置７
０にて列車１の速度等が決定され、それに応じてＡＴＣ
地上装置８０による列車１の速度制御等が行われる。

【００５０】

【第３実施例】図６にブロック図を示した本発明の鉄道
信号伝送システムは、上述の第２実施例を更に拡張した
ものであり、実用レベルに達している。すなわち、この
ＬＡＮ６０は、多重化に加えて多段化されて、多数のＡ
ＴＣ地上装置８０と列車検知装置９０と電子連動装置７
０とを通信可能に結んでいる。

【００５１】具体的には、Ａ系のＬＡＮには、一台また
は少数台の基幹ＬＡＮと多数の架内ＬＡＮとが設けられ
るが、基幹ＬＡＮの中継装置には例えば１００Ｍｂｐｓ
で高速のスイッチングハブ６２Ａが採用され、架内ＬＡ
Ｎには例えば１０Ｍｂｐｓのスイッチングハブ６２ａが
採用される。同様に、Ｂ系のＬＡＮでも、基幹ＬＡＮの
中継装置には１００Ｍｂｐｓのスイッチングハブ６２Ｂ
が採用され、架内ＬＡＮには１０Ｍｂｐｓのスイッチン
グハブ６２ｂが採用される。電子連動装置７０はスイッ
チングハブ６２Ａ，６２Ｂ双方に繋がれるが、ＡＴＣ地
上装置８０や列車検知装置９０は何れもスイッチングハ
ブ６２ａ，６２ｂ双方に繋がれる。

【００５２】この場合、多段化によって通信負荷が分散
され、多重化によって伝文伝送の信頼性が一層向上する
ので、多数の伝送装置・応用装置を含んだ大規模システ
ムであっても確実に而も効率良く稼動する。

【００５３】

【その他】なお、上記の各実施例では、通番や立上回数
の更新を＋１にて行うようにしたが、通番や立上回数の
更新手法は、これに限られるものでなく、例えば−１で
も良く、その他の演算を行うようにしても良い。また、
信号保安伝文には、上述した項目に限らず、その他の項
目や予備の項目などを含めるようにしても良い。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の鉄道信号伝送システムにあっては、
信号保安伝文に対し通番だけでなく異質な立上回数も付
加して正誤判定が強化されるようにしたことにより、中
継装置から過去伝文が発生してもその受け取りは高い確
度で回避されるので、伝送路等を汎用化しても保安性の
高い鉄道信号システムを実現することができたという有
利な効果が有る。

【００５５】また、本発明の第２の解決手段の鉄道信号
伝送システムにあっては、送受信の度に伝送経路が双方
向でチェックされるようにもしたことにより、伝送路等
を汎用化してもより保安性の高い鉄道信号システムを実
現することができたという有利な効果を奏する。

【００５６】さらに、本発明の第３の解決手段の鉄道信
号伝送システムにあっては、送受信時の伝送経路の双方
向チェックがフェールセーフな装置によって行われるよ
うにもしたことにより、伝送路等を汎用化してもフェー
ルセーフで保安性の高い鉄道信号システムを実現するこ
とができたという有利な効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄道信号伝送システムの第１実施例
について、（ａ）が最小構成システムのブロック図、
（ｂ）が信号保安伝文のデータ構造図、（ｃ）が送信時
等の更新処理の算出式、（ｄ）が受信時の正誤判定の条
件式である。

【図２】装置起動時の交信ダイアグラムである。

【図３】受信タイムアウト発生時の交信ダイアグ
ラムである。

【図４】受信タイムアウト発生に装置起動も加わ
ったときの交信ダイアグラムである。

【図５】本発明の鉄道信号伝送システムの第２実施例
について、（ａ）が応用装置３台のシステム構成ブロッ
ク図、（ｂ）がＡＴＣ及び列車検知への応用システムの
構成ブロック図である。

【図６】本発明の鉄道信号伝送システムの第３実施例
について、実用レベルのシステム構成のブロック図であ
る。

【図７】従来の鉄道信号伝送システムについて、
（ａ）が応用装置３台のシステム構成ブロック図、
（ｂ）がＡＴＣ及び列車検知への応用システムの構成ブ
ロック図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）が何れもフェールセー
フコンピュータのブロック図であり、（ｃ）が最小構成
システムのブロック図および伝文のデータ構造図であ
る。

【図９】課題説明用の想定図であり、（ａ）が応用装
置３台のシステムに汎用ＬＡＮを導入したときのブロッ
ク図、（ｂ）がスイッチングハブも導入したときのブロ
ック図、（ｃ）がノンフェールセーフコンピュータのブ
ロック図、（ｄ）がスイッチングハブにおけるバッファ
リングの例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０電子連動装置（フェールセーフな応用装置）１１電子連動処理遂行部（中央管理室等の機器）１２統括制御部（速度論理部）１３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）１４統括伝送部１５サイクリック伝送手段（送信手段）１６正誤判定手段（受信手段）２０ＡＴＣ地上装置（自動列車制御装置、フェールセ
ーフな応用装置）２１ＡＴＣ処理遂行部（現場の機器）２３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）２４端末伝送部２５サイクリック伝送手段（送信手段）２６正誤判定手段（受信手段）３０列車検知装置（フェールセーフな応用装置）３１列車検知処理遂行部（現場の機器）３３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）３４端末伝送部３５サイクリック伝送手段（送信手段）３６正誤判定手段（受信手段）４０伝送路（専用回線）４１伝文（信号保安伝文）５０伝送路（汎用の通信回線、ＬＡＮ、通信網）６０ＬＡＮ（Local Area Netwok、中継装置付きの通
信網）６１伝送路（汎用の通信回線）６２スイッチングハブ（ノンフェールセーフな中
継装置）６２Ａ，６２Ｂスイッチングハブ（基幹ＬＡＮの中継
装置）６２ａ，６２ｂスイッチングハブ（架内ＬＡＮの中継
装置）６３メモリ６４バッファ（信号保安伝文の一時記憶領域）６５伝送伝文（伝送途中の信号保安伝文）６６過去伝文（伝送の済んだ信号保安伝文）７０電子連動装置（フェールセーフな応用装置）７２速度論理部（統括制御部）７３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）７５サイクリック伝送手段（送信手段）７６正誤判定手段（受信手段）７７不揮発性メモリ７８立上回数８０ＡＴＣ地上装置（自動列車制御装置、フェールセ
ーフな応用装置）８１ＡＴＣ処理遂行部（現場の機器）８３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）８５サイクリック伝送手段（送信手段）８６正誤判定手段（受信手段）８７不揮発性メモリ８８立上回数９０列車検知装置（フェールセーフな応用装置）９１列車検知処理遂行部（現場の機器）９３伝送装置（応用装置のうち伝文伝送等を担う
部分）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｌ 1/16 Ｈ０４Ｌ 13/00 ３０７Ｚ 29/08 Ｈ０４Ｂ 7/26 ＲＧＦターム(参考） 5H161 AA01 CC01 CC14 CC20 FF01 FF07 5K014 AA01 DA02 EA05 5K033 AA05 BA08 BA13 CB03 DB12 5K034 AA05 DD03 FF12 HH10 NN26 5K067 AA35 BB41 BB43 EE06 EE16 HH22 HH23 KK15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄道の信号保安処理を行う複数の応用装置
が伝送路を介して信号保安伝文をサイクリックに伝送す
る鉄道信号伝送システムにおいて、前記信号保安伝文
に、前記応用装置それぞれについて送信の度に更新され
る通番が含められるとともに装置起動の度に更新される
立上回数も含められることを特徴とする鉄道信号伝送シ
ステム。
【請求項２】前記応用装置それぞれに、不揮発性メモリ
が設けられ、そこに前記立上回数が保持されていること
を特徴とする請求項１記載の鉄道信号伝送システム。
【請求項３】前記応用装置が、それぞれ、前記伝送路を
介して信号保安伝文を受信したとき、それに含まれてい
た通番および立上回数に基づいて正誤判定を行うもので
あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載され
た鉄道信号伝送システム。
【請求項４】前記応用装置が、それぞれ、前記伝送路を
介する送信を行うとき、その送信先から以前に受信した
信号保安伝文に含まれていた立上回数を送信予定の信号
保安伝文に折返値として含めるものであることを特徴と
する請求項１乃至請求項３の何れかに記載された鉄道信
号伝送システム。
【請求項５】前記応用装置が、それぞれ、前記伝送路を
介して信号保安伝文を受信したとき、それに含まれてい
た通番と立上回数と折返値とに基づいて正誤判定を行う
ものであることを特徴とする請求項４記載の鉄道信号伝
送システム。
【請求項６】前記応用装置それぞれにフェールセーフコ
ンピュータが含まれていることを特徴とする請求項１乃
至請求項５の何れかに記載された鉄道信号伝送システ
ム。