JP4229453B2 - トンネル防災設備 - Google Patents

Description

本発明は、主制御装置と、上記主制御装置によって制御される複数の盤内モジュールと、上記主制御装置がダウンしたときに上記主制御装置に代わって上記盤内モジュールを制御するバックアップ装置とを具備する監視盤に関し、特にトンネル防災設備に関する防災受信盤等に関する。

図３は、従来の防災受信盤２００を示すブロック図である。

従来の防災受信盤２００（または中継盤）において、主制御装置１０とサブ主制御装置３０とを並列運転し、主制御装置１０がダウンしたときには、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎがデータを送信する宛先を、サブ主制御装置３０としている。または、常時各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎから、主制御装置１０とサブ主制御装置３０とに、データを送信する。

各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎは、主制御装置１０のダウンを検出し、データの送信先をサブ主制御装置３０に切り替えるか、常に主制御装置１０とサブ主制御装置３０とにデータを送る。

図４は、図３とは異なる従来の受信盤３００を示すブロック図である。

従来の受信盤３００において、主制御装置１０が壊れた場合に、この壊れた主制御装置１０を、新しい主制御装置４０と交換する（たとえば、特許文献１参照）。

従来の受信盤３００において、各盤内モジュールＭ１、Ｍ２、…、Ｍｎは、区画管理基板に相当し、主制御装置１０は、バスに接続されたＭＰＵを中心とする部位に相当する。
特開平６−２８０５００号公報

図５は、従来の防災盤２００の動作説明図である。

従来の防災盤２００において、主制御装置１０、サブ主制御装置３０のアドレスが、それぞれ、ＩＤ２５５、ＩＤ２５４に設定されているとする。そして、主制御装置１０とサブ主制御装置３０とを並列運転している場合、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎが、主制御装置１０のダウンを検出し、この検出後に、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎが所定データを送る送り先ＩＤを、ＩＤ２５４のみに変更し、この変更後は、ＩＤ２５４のみに所定データを送る。

したがって、従来の防災盤２００においては、常時、主制御装置１０とサブ主制御装置３０とにデータを送信する必要があるので、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎの処理負荷が増え、また、通信ライン内のトラフィックが増加する。この結果、データの情報量が制約されるという問題がある。

一方、従来の防災盤３００において、主制御装置１０が壊れた場合、新しい主制御装置４０に交換するので、交換作業中に、防災受信盤３００（または中継盤）を、一時的にオフする必要があるので、連続的にトンネルの環境を監視・制御しているトンネル防災設備の性格として、好ましくないという問題がある。

本発明は、バックアップに際して主制御装置とサブ主制御装置との並列運転という煩雑な処理を実行する必要がなく、また、主制御装置が壊れた場合に新しい主制御装置に交換するという防災受信盤または中継盤の監視・制御が一時的に中断することがなく、さらに、主制御装置を容易にバックアップすることができるトンネル防災設備における主制御装置のバックアップ装置およびトンネル防災設備を提供することを目的とするものである。

本発明は、バックアップ装置を介して、主制御装置からの信号線に複数のモジュールが接続され、上記主制御装置が上記複数のモジュールを制御し、上記主制御装置がダウンしたときに上記主制御装置に代わって、上記バックアップ装置が上記モジュールを制御するトンネル防災設備において、上記主制御装置がダウンしたことを検出するダウン検出手段と、上記ダウン検出手段が上記主制御装置のダウンを検出すると、バックアップ装置のノードＩＤを、主制御装置のノードＩＤに変更するノード変更手段と、上記主制御装置と上記バックアップ装置との間に接続される一方の信号線と、上記バックアップ装置と上記複数のモジュールとの間に接続される他方の信号線と、を常時は接続し、上記主制御装置がダウンしたことを判別すると、上記一方の信号線を切り離す遮断手段とを有することを特徴とするトンネル防災設備である。

本発明によれば、監視盤における主制御装置のバックアップ装置を設けるので、バックアップに際して主制御装置とサブ主制御装置との並列運転という煩雑な処理を実行する必要がなく、また、主制御装置が壊れた場合に新しい主制御装置に交換するときにおける防災受信盤または中継盤の監視・制御に関する一時的な中断が生じることがなく、さらに、主制御装置を容易にバックアップすることができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１であるトンネル防災設備の防災受信盤１００を示すブロック図である。

防災受信盤１００は、いわゆる監視盤の一種であって、主制御装置１０と、バックアップ装置２０と、モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎとを有する。

主制御装置１０は、主制御部１１と、盤内通信Ｉ／Ｆ１２と、ノードＩＤ設定部１３とを有する。

バックアップ装置２０は、主制御部２１と、盤内通信Ｉ／Ｆ２２と、ノードＩＤ設定部２３と、遮断回路２４とを有する。

遮断回路２４は、主制御装置１０の盤内通信Ｉ／Ｆ１２と、バックアップ装置２０の盤内通信Ｉ／Ｆ２２との間に接続されている。また、盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎと、バックアップ装置２０の盤内通信Ｉ／Ｆ２２とが接続されている。

つまり、主制御装置１０の盤内通信Ｉ／Ｆ１２と、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎとは、遮断回路２４を介して、接続されている。

また、主制御装置１０の主制御部１１と、バックアップ装置２０の主制御部２１とが接続され、バックアップ装置２０の主制御部２１が、主制御装置１０の主制御部１１のダウンを監視している。つまり、主制御装置１０を、ホストとし、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎを、スレーブとし、平常時は、スレーブとして動作するバックアップ装置２０が、主制御装置１０のダウンを監視している。

次に、トンネル防災設備の防災受信盤１００の動作について説明する。

図２は、トンネル防災設備の防災受信盤１００の動作説明図である。

防災受信盤１００の平常時には、つまり、主制御装置１０が正常である場合、バックアップ装置２０は、図２（１）に示すように、各モジュールと同様に、スレーブとして動作している。

そして、バックアップ装置２０が、主制御装置１０のダウンを検出すると、図２（２）に示すように、遮断回路２４をオフし、また、図２（２）に示すように、主制御装置１０の通信線を遮断し、図２（３）に示すように、バックアップ装置２０のノードＩＤ２５４を、主制御装置１０のノードＩＤ２５５に変更する。

この際、バックアップ装置がアークネットの特徴であるバーストを発生させて、リコンフィグレーションによる再構築を利用する。リコンフィグレーションによって再構築されると、図２（１）に示すバックアップ前のホスト（主制御装置１０）とスレーブ（盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎ）との関係と同じ関係が、バックアップ装置２０と盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎとの間で成り立ち、通信が成立し、主制御装置１０が行っていた機能を、バックアップ装置２０が完全に維持する。

この場合、各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎから、主制御装置１０への送信データと、主制御装置１０から各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎへの送信データとを、バックアップ装置２０が盗聴することによって、バックアップ時の情報の継続性を維持することができる。また、バックアップ装置２０が盗聴する代わりに、伝送配線とは別の伝送路を予め設け、この別の伝送路を介して、主制御装置１０の情報を、バックアップ装置２０が定期的に受信するようにしてもよく、これによって、バックアップ時の情報の継続性を維持することができる。

実施例１において、主制御装置１０は、制御情報をスレーブ（各モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎ、バックアップ装置２０）に送信し、スレーブは、最新の状態を示す情報を、主制御装置１０に送信する手順を繰り返す。

トンネル内情報（図示しない検知器の火災信号）が、盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎに入力されると、盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎは、主制御装置１０へ火災情報を通知する。火災情報を受信した主制御装置１０は、規定された処理を実行し、その一環として、盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎを介して、上記検知器の火災灯点灯を制御する。

バックアップ装置２０は、主制御装置１０と盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎとの間における通信を盗聴するか、または、主制御装置１０とバックアップ装置２０とを接続する別の伝送路を介して、主制御装置１０から、火災情報、火災制御情報を受信し、現状の状態を常に更新する。

次に、実施例１において、主制御装置１０が故障した場合の動作について説明する。

主制御装置１０が故障すると、主制御装置１０からスレーブに対する制御情報の送信が停止され、または別の伝送路による主制御装置１０からバックアップ装置２０に対する情報の送信が停止されるので、バックアップ装置２０は、この送信停止を検出することによって、主制御装置１０の故障を認識する。

主制御装置１０の故障を認識したバックアップ装置２０は、遮断回路２４をオフすることによって、主制御装置１０とスレーブ（盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎ）とを接続している通信線を切断し、バックアップ装置２０を除くスレーブ（盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎ）に、バースト信号を送信し、通信の再構築を行うとともに、バックアップ装置２０の自ノードＩＤ２５４を、主制御装置１０と同じ２５５に設定する。

バックアップ装置２０をホストとし、盤内モジュールＭ１、Ｍ２、……、Ｍｎをスレーブとして通信が確立し、また、先の検知器による火災や、検知器による火災灯点灯制御という情報も、継続して、監視・制御が可能になる。

なお、遮断回路２４のオフによる通信線の切断によって、故障の主制御装置１０が再構築後の通信に何らかの影響を与えることを防止できる。

次に、バースト信号について説明する。

バースト信号とは、１１１１１１１１０（９ビット）の信号が、２．７ｍＳの間、アークネットの回線を流れる信号である。このバースト信号によって、送信中のデータやトークンを破棄する。この通信停止状態において、バックアップ装置２０がＩＤを変更しても、通信異常は起こらない。

実施例１における盤内伝送として、トークンパッシング方式を使用している。トークンパッシング方式では、トークン（送信権）を機器で順番に回し、送信データがなければ、次の機器へトークンを渡し、送信データがあれば、トークンを受けた場合にだけ送信することができる。基本的に、ノードＩＤが小さいものから大きいものへ順に、トークンを渡す。

次に、再構築について説明する。

トークンパッシングを実現するために、各機器は、自分のＩＤと次にトークンを送る先のＩＤとを持っている。再構築という動作の主な役割は、次に送る送り先のＩＤを取得することである。

ネットワークに、機器が追加された場合と、ネットワークから、機器が離脱した場合とに、再構築が必要になる。なお、上記の場合以外でも、ノイズ等でトークンが消失した場合にも、再構築される。

次に、再構築の具体的な手順について、説明する。

まず、バースト信号を送信し、ネットワーク上のトークンを持っているノードからの送信を妨害し、どこにもトークンが存在しない状態にする。

次に、各ノードは、８６μＳ間のアイドル状態を検出した後に（２５５−自ＩＤ値）×１４７μＳの間のタイマをスタートさせる。たとえば、ＩＤ１、ＩＤ５０、ＩＤ１００、ＩＤ２００のノードがあった場合、各ノードのタイマは以下のようになる。

ＩＤ１………（２５５−１）×１４７μＳ＝３７．３３ｍＳ
ＩＤ５０……（２５５−５０）×１４７μＳ＝３０．１４ｍＳ
ＩＤ１００…（２５５−１００）×１４７μＳ＝２２．７９ｍＳ
ＩＤ２００…（２５５−２００）×１４７μＳ＝８．０９ｍＳ
そして、一番早くタイムアウトしたノード（上記例ではＩＤ２００）は、自ノード（ＩＤ２００）に、トークンを発信する。これによって、他のノードは、ネットワーク上のどこかのノードが、トークンを持ったことを認識する。

さらに、ノードを１ずつインクリメントし、トークンを送出する。つまり、ＩＤ２０１、ＩＤ２０２、ＩＤ２０３、……、ＩＤ２５５、ＩＤ１のように、ノードをインクリメントし、トークンを送出する。

トークンがＩＤ１に渡ると、ＩＤ１は、自分が送信権を得たと認識し、今度は、ノードＩＤ１が、自ノード（ＩＤ１）から順次、ノードをインクリメントし、トークンを送出する。つまり、ＩＤ１、ＩＤ２、ＩＤ３、ＩＤ４、……のように、ノードをインクリメントし、トークンを送出する。

ＩＤ２００は、ＩＤ１からトークンを送信し始めるので、ＩＤ１がトークンを渡す先であることを認識する。

上記手順を順次行い、ＩＤが１周することによって、全ノードは、トークンの渡し先を認識する。以上の処理によって、再構築が完了する。

再構築の要因が発生したことを他の機器に知らせるために、バーストを発生させる。また、上記のように機器の追加や離脱に対応して、新しい送り先を決める動作を行う必要があるので、上記再構築を実行する。

上記実施例のＩＤの設定は一例であり、主制御装置１０等に異なるＩＤを設定するようにしてもよい。

本発明の実施例１であるトンネル防災設備の防災受信盤１００のブロック図である。 防災受信盤１００の動作説明図である。 従来の防災受信盤２００を示すブロック図である。 従来の受信盤３００を示すブロック図である。 従来の防災盤２００の動作説明図である。

符号の説明

１００…防災受信盤、
１０…主制御装置、
１１、２１…主制御部、
１２、２２…ノードＩＤ設定部、
１３、２３…盤内通信Ｉ／Ｆ、
２０…バックアップ装置、
２４…遮断回路。

Claims (1)

1. バックアップ装置を介して、主制御装置からの信号線に複数のモジュールが接続され、上記主制御装置が上記複数のモジュールを制御し、上記主制御装置がダウンしたときに上記主制御装置に代わって、上記バックアップ装置が上記モジュールを制御するトンネル防災設備において、
   上記主制御装置がダウンしたことを検出するダウン検出手段と；
   上記ダウン検出手段が上記主制御装置のダウンを検出すると、バックアップ装置のノードＩＤを、主制御装置のノードＩＤに変更するノード変更手段と；
   上記主制御装置と上記バックアップ装置との間に接続される一方の信号線と、上記バックアップ装置と上記複数のモジュールとの間に接続される他方の信号線と、を常時は接続し、上記主制御装置がダウンしたことを判別すると、上記一方の信号線を切り離す遮断手段と；
   を有することを特徴とするトンネル防災設備。

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