JP2013226926A

JP2013226926A - 鉄道保安システム

Info

Publication number: JP2013226926A
Application number: JP2012100103A
Authority: JP
Inventors: Kyohei Hayasaka; 恭平早坂; Toshimi Sano; 敏美佐野; Yuji Oshikiri; 裕史押切
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Mito Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-07

Abstract

【課題】連動装置の状態情報を取得できる可能性を高め、障害発生箇所の早期発見を可能にする鉄道保安システムを実現する。
【解決手段】鉄道保安システムは、連動装置１２からの信号設備状態情報に基づいて信号設備の入出力制御を行う電子端末と、連動装置１２からの制御電文に則し、電子端末に入出力制御情報を伝達する信号設備制御装置１５と、連動装置１２と信号設備制御装置１５間を接続する通信制御装置１３を備えている。監視端末装置１４は、第１の保守系ＬＡＮ１９及び通信制御装置１３を介して連動装置１２に、第２の保守系ＬＡＮ２０及び通信制御装置１３を介して信号設備制御装置１５に接続され、信号設備制御装置１５の制御電文に自らの状態情報を付加した情報を、通信制御装置１３を介して信号設備制御装置１５に伝達し、監視端末装置１４は、第１の保守系ＬＡＮ１９の異常時、第２の保守系ＬＡＮ２０から、連動装置１２の状態情報を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道保安システムにおける監視端末装置の状態取得機能に関するものである。

従来の鉄道保安システムでは、ダイヤ情報に基づいて列車の進路設定指示などの進路制御処理を行う進路制御装置が連動装置に指令を行い、連動装置がこの指令にしたがって、通信制御装置を経由して、複数の信号設備制御装置に制御電文を送る。制御電文を受信した信号設備制御装置は、その制御電文にしたがって、自らが所管する信号機や転轍機などの信号設備を個別に制御する電子端末に制御信号を送り、必要な信号機や転轍機の切換制御を行っている。
そして、各電子端末は、それぞれの制御状態や制御結果を信号設備制御装置、通信制御装置を経由して連動装置に返している。

一方、鉄道の運行管理を行うため、連動装置や信号設備制御装置の運転モードや通信状態などの状態情報を監視端末装置の画面に表示させる必要があるため、監視端末装置と連動装置とをそれぞれ通信制御装置を経由して保守系ＬＡＮで接続し、監視端末装置に連動装置や信号設備制御装置の状態情報を伝えるようにしている。

このような、鉄道保安システムとして、特許文献１には、駅制御装置が故障すると、継電連動装置からの情報が中央処理装置に伝送されなくなることを利用して故障を検知し、故障検知時には、伝送制御装置を起動させて、駅制御装置に代わって継電連動装置からの情報を中央処理装置に伝送するシステムが開示されている。

特許第３２０１５０２号公報

従来、監視端末装置に連動装置の状態情報を伝えるために用いる通信経路は、監視端末装置と連動装置を結ぶ保守系ＬＡＮのみであるため、この保守系ＬＡＮを遮断した時に、連動装置の状態情報が監視端末装置に届かなくなるため、状態情報が更新されなくなるという問題があった。また、監視端末装置と信号設備制御装置を結ぶ通信経路も保守系ＬＡＮのみであるため、同様の問題が発生する。

本発明は、鉄道保安システムの保守性向上を目指し、新規に装置やケーブルなどの部品を追加することなく、連動装置及び信号設備制御装置の状態情報を取得できる可能性を高め、障害発生箇所の早期発見を可能にする鉄道保安システムを実現することを課題とする。

本発明の鉄道保安システムは、この課題を解決するため、鉄道の運行を管理し進路設定の指示を行う進路制御装置と、該進路制御装置からの指示に基づいて鉄道システムの信号設備状態情報を制御電文として伝達し、該信号設備を制御する連動装置と、前記連動装置からの信号設備状態情報に基づいて前記信号設備の入出力制御を行う電子端末と、前記連動装置からの前記制御電文に則し、前記電子端末に入出力制御を行わせるための情報を伝達する信号設備制御装置と、前記連動装置と前記信号設備制御装置間を接続する通信制御装置と、第１の保守系ＬＡＮ及び前記通信制御装置を介して前記連動装置に接続されるとともに、第２の保守系ＬＡＮ及び前記通信制御装置を介して前記信号設備制御装置に接続され、前記連動装置と前記信号設備制御装置を保守する監視端末装置とを具備した鉄道保安システムにおいて、前記連動装置は、前記制御電文に自らの状態情報を付加した情報を、前記通信制御装置を介して前記信号設備制御装置に伝達し、前記監視端末装置は、前記第１の保守系ＬＡＮの異常時、前記第２の保守系ＬＡＮから、前記連動装置の状態情報を取得して表示するようにした。

同様に信号設備制御装置は、表示電文に自らの状態情報を付加した情報を、通信制御装置を介して連動装置に伝達し、監視端末装置は、第２の保守系ＬＡＮの異常時、第１の保守系ＬＡＮから、信号設備制御装置の状態情報を取得して表示するようにした。

具体的には、連動装置と各信号設備制御装置間は、連動装置からの制御電文に対し、現場機器である信号設備状態情報を通知する表示電文を応答するインタフェースを介して接続されている。連動装置は、この制御電文に自身の状態情報を追加し、送信する。信号設備制御装置は、自身の状態情報に加え、前記連動装置から受信した状態情報を第２の保守系ＬＡＮ経由で監視端末装置へ送信する。各信号設備制御装置は制御サイクル毎に更新することで連動装置の状態情報を管理している。この状態情報には、前記連動装置の運転モード、通信状態情報等が含まれる。

同様に信号設備制御装置は、表示電文に自身の状態情報を追加し、送信する。連動装置は、自身の状態情報に加え、前記信号設備制御装置から受信した状態情報を第１の保守系ＬＡＮ経由で監視端末装置へ送信する。

監視端末装置は、第１の保守系ＬＡＮ、通信制御装置を介して連動装置の状態情報を、そして、第２の保守系ＬＡＮ及び通信制御装置を介して信号設備制御装置の状態情報を受信する。第１の保守系ＬＡＮの異常等により、連動装置の状態情報を取得できなくなった場合、未受信と判断し、第２の保守系ＬＡＮを経由して前記信号設備制御装置から受信した連動装置の状態情報を参照し、監視端末装置画面に各装置の状態を表示する。

この仕組みにより、異常の装置、ＬＡＮによる影響を抑えることができ、前記監視端末装置に各装置の正確な情報を表示できる。

本発明によれば、既存の連動装置、信号設備制御装置を用いることで、新規に装置やケーブルを追加することなく、連動装置の状態情報を取得できなくなったルートとは別のルートで状態情報を取得することが可能となる。

また、異常発生時に、監視端末装置が装置状態を取得できることで、装置やＬＡＮの状態を正確に画面に表示できるようになり、障害発生箇所の特定が容易になる。

監視端末装置が取得した装置状態が異常でも、すぐに別のルートから状態情報を取得できるため、ある箇所のＬＡＮの異常によって、画面上の装置状態が一旦異常と誤って表示する事象を防ぐことができる。

本発明を適用する鉄道保安システムの構成図である。連動装置と監視端末装置の通信ができなくなった状態を示す図である。本発明の実施例１の鉄道保安システムの情報の流れを示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用する鉄道保安システムの構成図である。図１において、本システムは、進路制御装置１１、連動装置１２、通信制御装置１３、監視端末装置１４、１５_１〜１５_ｎからなる信号設備制御装置１５及び１６_１〜１６_ｎ、１６’_１〜１６’、１６”_１〜１６”_ｎからなる電子端末１６とで構成されている。

進路制御装置１１は、ダイヤ情報に基づき、列車の進路設定指示を行うなどの進路制御処理を行うもので、信頼性向上のため、主系と従系を備えた２重系の装置である。

連動論理、信号設備制御論理及び駅別データを具備した連動装置１２は、進路制御装置１１からの指示や信号機１７、転轍機１８などの信号設備それぞれの現在の状態を読み込み、安全に配慮して論理演算を実行して、各信号設備に対する状態情報を作成し、通信制御装置１３、信号設備制御装置１５及び電子端末１６のそれぞれを介して、信号機１７_１〜１７_ｎ、１７’_１〜１７’_ｎ、転轍機１８_１〜１８_ｎ等の各信号設備の状態を変化させるもので、やはり２重系の装置である。

信号設備制御装置１５のそれぞれも２重系の装置であり、連動装置１２からの信号設備状態情報に基づいて、電気的Ｉ／Ｆ（Interface）を介して、所管する各電子端末１６に、信号機１７、転轍機１８などの信号設備のそれぞれを制御するための制御情報を伝達するとともに、この制御情報による信号設備の制御結果を含め、各信号設備から状態情報を信号設備制御装置１５に出力させるよう、入出力制御を行う。この例では、信号設備制御装置１５_１は電子端末１６_１〜１６_ｎの入出力制御を行い、信号機１７_１〜１７_ｎのそれぞれを制御するための制御情報を伝達するとともに、信号機１７_１〜１７_ｎのそれぞれの状態情報を出力させ、通信制御装置１３に伝達する。信号設備制御装置１５₂〜１５_ｎについても同様である。

連動装置１２から伝達される各信号設備の状態情報には、信号設備制御装置１５のそれぞれに対応したＩＤが付されており、各信号設備制御装置１５は、連動装置１２から伝達された信号設備状態情報から、各自のＩＤが付加された制御電文を抽出し、この制御電文に基づいて、自らが所管する信号設備に対する制御情報を生成し、連動装置１２からの指令に沿って各信号設備の状態を切り換える。さらに、連動装置１２は、各信号設備の状態情報とともに自らの運転モードや通信状態などの状態情報も付加して、信号設備制御装置１５に伝達している。

電子端末１６のそれぞれは、上位の信号設備制御装置１５から受信した、信号機あるいは転轍機等の信号設備を制御するための信号設備制御情報から、電気的Ｉ／Ｆを決定して、対応する信号設備に対し、状態情報の入出力を行い、信号設備のＩ／Ｏ（Input／Output）制御を行う装置であり、一例として信号機１７への進行現示出力などを行う装置が挙げられる。

通信制御装置１３は、連動装置１２、信号設備制御装置１５及び監視端末装置１４間の通信を行うためのネットワーク制御（ルート制御やフロー制御）を行う装置であり、本システムを構成する連動装置１２及び信号設備制御装置１５を保守するための情報通信を行うための装置としても利用される。

すなわち、監視端末装置１４の機能には、連動装置１２や信号設備制御装置１５の運転モードや通信状態などの状態情報を画面に表示する機能や、連動装置１２や信号設備制御装置１５のプログラム更新時に、プログラムをローディングする機能がある。

連動装置１２から信号設備制御装置１５のそれぞれに対応するＩＤが付加された、各信号設備制御装置１５が所管する信号機１７あるいは転轍機１８等の信号設備に対する制御電文を受信した際、該当するＩＤの信号設備制御装置１５は、所管する信号設備のそれぞれに対する制御情報を生成し、制御電文内の指令を実行する。
そして、その実行結果は、対応する信号設備制御装置１５に返され、さらにその信号設備制御装置１５の運転モードや通信状態などの状態情報とともに、その信号設備制御装置のＩＤが付加された実行結果を示す表示電文を連動装置１２に返す処理を行う。

このように、連動装置１２からの制御電文に対し、信号設備制御装置１５経由の電子端末１６からの表示電文をもって、一つの制御サイクルが成立し、連動装置１２は、信号設備制御装置１５のそれぞれに対応する制御電文の送信に対し、その実行結果がＩＤ毎に返されることにより、それぞれの制御状態や制御結果を確認し、各信号設備制御装置１５において正常な制御が行われ、指令された運転モードが実行されているか、さらには通信が正常に行われているかを常時監視することができる。

なお、連動装置１２が制御を行う系統には、前述のように主系と従系があり、通常両系が正常に起動したときには、１系、２系のどちらか一方が主系となり、もう一方が従系となる。

連動装置１２両系は、同じように信号機１７や転轍機１８などの現場機器の状態を読み込み、論理処理を実行し、制御データをすべて照合した後で、両系とも制御装置１５へ制御電文を送信する。

主系と従系の違いは、主系が上位の進路制御装置１１との通信と、処理のタイミングを合わせるための同期割り込みを行う点であり、それ以外は、主系と従系に機能上の違いはない。

連動装置１２が１台で制御を行う場合には、主系のみで稼動するので、２重系で稼動中に主系が装置異常、処理異常等で停止すると、従系が主系になる機能を持つ。

一方、監視端末装置１４及び連動装置１２間、さらには、監視端末装置１４と信号設備制御装置１５間でも、それぞれのタイミングで定期的に電文を送信し、連動装置１２、信号設備制御装置１５は、各自の運転モードや他装置との通信状態に加え、他の運転モードや通信状態も、それぞれのＩＤが付された制御状態や制御結果を含めた情報として監視端末装置１４に送信する。また、監視端末装置１４からも定期的にその稼働情報を送信することで、連動装置１２、制御装置１５に監視端末装置１４の異常の有無を伝える。

監視端末装置１４は、連動装置１２、信号設備制御装置１５からの電文の受信状態を監視し、所定のＩＤの信号設備からの制御状態や制御結果が、例えば３周期以上連続で受信できない場合、このＩＤの信号設備制御装置からの電文を未受信と判断し、状態情報を不定と表示する。３周期以上連続としたのは、電文抜けやノイズ等と区別するためであり、２周期以内に電文の受信が再開した場合は、その周期から状態情報の表示を行い、未受信状態をリセットする。

図２に示すように、連動装置１２と監視端末装置１４は、第１の保守系ＬＡＮ１９、通信制御装置１３’を介して接続されている。
一方、各信号設備制御装置１〜ｎは、連動装置１２からの制御電文を、通信制御装置１３を介して受信する系統と、そして、電子端末１６から信号設備制御装置１５経由で送信される表示電文を、通信制御装置１３を介して送信する系統とによりネットワークが構築されている。
そして、この例では、信号設備制御装置１５経由の電子端末１６からの表示電文を、通信制御装置１３’を介して監視端末装置１４に送信する、冗長系の第２の保守系ＬＡＮ２０が設けられている。
これにより、監視端末装置１４は、第１の保守系ＬＡＮ１９、通信制御装置１３’を介して連動装置１２に接続されるとともに、第２の保守系ＬＡＮ２０、通信制御装置１３を介して信号設備制御装置１〜ｎに接続されている。
そして、図２は、保守系ＬＡＮ１９に障害が発生し、通信ができなくなった場合を示している。
監視端末装置１４は連動装置１２からの電文受信が途絶えたことにより、未受信と判断する。ただし、この場合でも最後に受信した情報を表示する。
次に、連動装置１２との通信が未受信となったことで、監視端末装置１４は、第２保守系ＬＡＮ２０及び通信制御装置１３’を介して送られてくる信号設備制御装置１５からの情報を判断する。通信制御装置１３’には、各信号設備制御装置１５からの状態情報がＩＤとともに集約され、しかも、連動装置１２の運転モードや通信状態などの状態情報も含まれているため、信号設備制御装置１５から返されるＩＤ毎の制御結果等の状態情報から、連動装置１２による各制御信号設備制御装置１５の制御状態や制御結果とともに、連動装置１２の状態情報を取得できた場合は、その情報を正として監視端末装置１４に表示する。連動装置１２の状態情報を取得できなかった場合は、不定とし、監視端末装置１４に表示する。

図３は、連動装置１２、信号設備制御装置１５及び監視端末装置間で行われる情報の種類と通信経路の関係図である。

連動装置１２から信号設備制御装置１５へは、制御情報、連動装置１２の運転モード、通信状態を送信し、信号設備制御装置１５から連動装置１２へは、制御情報に対する応答として表示情報、信号設備制御装置１５の運転モード、通信状態等を送信する。

連動装置１２から監視端末装置１４へは、連動装置１２の運転モード、通信状態及び信号設備制御装置１５から取得した信号設備制御装置１５の運転モード、通信状態等を送信し、監視端末装置１４から連動装置１２へは、連動装置１２を保守するための保守用情報を送信する。

そして、信号設備制御装置１５から監視端末装置１４へは、各信号設備制御装置１５の運転モード、通信状態及び連動装置１２から取得した連動装置１２の運転モード、通信状態を送信し、監視端末装置１４から信号設備制御装置１５へは、信号設備制御装置１５を保守するための保守用情報を送信する。

なお、この実施例では、監視端末装置１４が、連動装置１２からの電文受信が途絶したのを検知したとき、信号設備制御装置１５を経由して送られてくる運転モード、通信状態等の情報に基づき、システムの監視を行っているが、連動装置１２経由と信号設備制御装置１５経由の２経路の情報を常時確認しながら、採用する情報を選択するようにしてもよい。

すなわち、監視端末装置１４自身が、２経路の情報のどちらを使用すべきか常に判断し、情報を取捨選択して表示し、２経路の内の片方から装置状態を受信でき、もう片方からは受信できない場合、受信できなかった通信経路のどこかに異常があると判断し、２経路両方から受信できない場合は、監視端末装置１４そのものが異常になっていると判断する。

以上説明したように、本発明によれば、既存の連動装置、信号設備制御装置を用いることで、新規に装置やケーブルを追加することなく、連動装置または信号設備制御装置の状態情報を取得できなくなったルートとは別のルートでこの状態情報を取得することが可能となるので、高い信頼性が求められ鉄道保安システムとして広く採用されることが期待できる。

１１進路制御装置
１２連動装置
１３通信制御装置
１４監視端末装置
１５信号設備制御装置
１６電子端末
１７信号機
１８転轍機
１９第１の保守系ＬＡＮ
２０第２の保守系ＬＡＮ

Claims

鉄道の運行を管理し進路設定の指示を行う進路制御装置と、該進路制御装置からの指示に基づいて鉄道システムの信号設備状態情報を制御電文として伝達し、該信号設備を制御する連動装置と、前記連動装置からの信号設備状態情報に基づいて前記信号設備の入出力制御を行う電子端末と、前記連動装置からの前記制御電文に則し、前記電子端末に入出力制御を行わせるための情報を伝達する信号設備制御装置と、前記連動装置と前記信号設備制御装置間を接続する通信制御装置と、第１の保守系ＬＡＮ及び前記通信制御装置を介して前記連動装置に接続されるとともに、第２の保守系ＬＡＮ及び前記通信制御装置を介して前記信号設備制御装置に接続され、前記連動装置と前記信号設備制御装置を保守する監視端末装置とを具備した鉄道保安システムにおいて、
前記連動装置は、前記制御電文に自らの状態情報を付加した情報を、前記通信制御装置を介して前記信号設備制御装置に伝達し、前記監視端末装置は、前記第１の保守系ＬＡＮの異常時、前記第２の保守系ＬＡＮから、前記連動装置の状態情報を取得して表示するようにしたことを特徴とする鉄道保安システム。