JP5281566B2 - Railway security system - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道保安システムにおける連動装置の構成制御に関するものである。 The present invention relates to configuration control of an interlocking device in a railway security system.
従来の二重系連動装置では、例えば、特許文献1に示されているように、各連動装置で常時対系の異常判断を行っており、異常が検知されると、異常を検知した系が故障信号を出力し、系切換を行うことによって、待機系を使用系に切り替えていた。
In a conventional dual system interlocking device, for example, as shown in
本発明では、従来の連動装置だけの情報に加え、制御装置経由で得た対系の情報にて異常判断を行い、構成制御を行う点で異なる。また、本発明を実施する装置は、主系、従系で構成され、両系で制御出力を行うものである。 The present invention is different in that, in addition to the information of only the conventional interlocking device, the abnormality determination is performed based on the paired information obtained via the control device, and the configuration control is performed. An apparatus for carrying out the present invention is composed of a main system and a sub system, and performs control output in both systems.
また、特許文献2には、端末論理部と外部出力ユニットを制御対象に対して二重系とし、各系の外部出力ユニットに出力回路に他系の出力回路からの回り込みを防止する逆流阻止回路を挿入し、逆流阻止回路の前後に第一故障診断回路及び第二故障診断回路を接続する二重系の故障診断装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a backflow prevention circuit in which a terminal logic unit and an external output unit are dual systems with respect to an object to be controlled, and an external output unit of each system prevents a wraparound from an output circuit of another system to an output circuit. And a double fault diagnosis device is disclosed in which a first fault diagnosis circuit and a second fault diagnosis circuit are connected before and after the backflow prevention circuit.
従来、連動装置では、対系の異常判断を行う際の情報は、連動装置間を直接繋げた複数の系間ケーブルから得ていた。しかし、複数の系間ケーブルが全て同時に遮断した時に、対系の状態を判断する情報が得られず、二重系双方が主系となり、安全性を確保できない可能性があるという問題があった。 Conventionally, in the interlocking device, information for determining the abnormality of the paired system has been obtained from a plurality of intersystem cables that directly connect the interlocking devices. However, there was a problem that when all the cables between multiple systems were cut off at the same time, information to determine the status of the paired system could not be obtained, and both duplex systems would become the main system and safety could not be secured. .
本発明は、連動装置の安全性向上を目指し、新規に装置やケーブルなどの部品を追加することなく、連動装置間の系間ケーブル以外に、第三者を介して対系の異常判断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。 The present invention aims to improve the safety of the interlocking device, and can determine the abnormality of the pairing system via a third party in addition to the intersystem cable between the interlocking devices without newly adding parts such as devices and cables. The issue is to realize a railway security system.
本発明の鉄道保安システムは、鉄道の運行を管理し、進路設定の指示をする進路制御装置と、鉄道システムの信号設備を制御する2重系の連動装置と、前記連動装置からの指示で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信号設備の状態情報に則し、前記電子端末が入出力制御を行うための情報を伝える2重系の制御装置と、前記2重系の連動装置それぞれと前記2重系の制御装置それぞれとをつなぐ通信制御装置と、前記連動装置と前記制御装置を保守する監視端末装置とを具備し、前記連動装置の一方が主系として稼働している際、系間通信の異常により、当該一方の前記連動装置が停止していると判断した場合に、他方の連動装置を主系に切り替える鉄道保安システムにおいて、前記制御装置は、前記連動装置のうち、主系として稼働している連動装置からの制御電文の受信有無を示す受信管理テーブルを、前記連動装置の双方に送信し、前記連動装置は、受信した前記受信管理テーブルにより、系間通信の異常により停止していると判断した連動装置が、前記制御電文を送信していることを検知したとき、自系の連動装置を停止させることで、二重系の連動装置の双方が主系となるのを回避できることを特徴とする。 The railroad security system according to the present invention includes a route control device that manages the operation of a railroad and instructs a route setting, a dual interlocking device that controls signal equipment of the railroad system, and an instruction from the interlocking device. An electronic terminal that performs input / output control of the signal equipment, a dual control device that transmits information for the input / output control of the electronic terminal in accordance with the state information of the signal equipment from the interlocking device, A communication control device that connects each of the dual-system interlocking devices and each of the dual-system control devices, and a monitoring terminal device that maintains the interlocking device and the control device, and one of the interlocking devices is a main system In the railway safety system that switches the other interlocking device to the main system when it is determined that the one interlocking device is stopped due to an abnormality in intersystem communication , the control device Interlocking A reception management table indicating whether or not a control message has been received from an interlocking device operating as a main system, is transmitted to both of the interlocking devices, and the interlocking device uses the received reception management table to When the interlocking device that is determined to be stopped due to an abnormality in inter-communication is detected that the control message is being transmitted, both interlocking devices of the dual system can be It is possible to avoid becoming a main system .
具体的には、前記連動装置と各前記制御装置間は、前記連動装置からの制御電文に対し現場機器状態を通知する表示電文を応答するインタフェースで成り立っている。各前記制御装置は、前記連動装置からの制御電文の受信有無を管理するテーブルを、受信状態管理テーブルとして所持している。制御サイクル毎に更新することで、前記連動装置1、2系からの制御電文受信有無を管理している。
Specifically, the interface between the interlocking device and each of the control devices is composed of an interface that responds to a display telegram for notifying a field device state to a control telegram from the interlocking device. Each control device possesses a table that manages whether or not a control message is received from the interlocking device as a reception state management table. By updating each control cycle, the presence / absence of control message reception from the interlocking
前記各制御装置は、前記連動装置から制御電文を受信した際応答する表示電文内に、受信状態管理テーブル内容を付加して応答するようにした。このことで、表示電文を受け取った前記連動装置各系は、相手系の制御電文の送信状態を知ることになる。 Each of the control devices responds by adding the contents of the reception state management table in a display message that responds when a control message is received from the interlocking device. Thus, each system of the interlocking device that has received the display message knows the transmission status of the control message of the partner system.
この仕組みにより、複数の系間ケーブルが全て同時に遮断した際に発生する、両主系状態を回避する。前記連動装置1、2系から制御電文が送信されるため、その状態を前記各制御装置が、表示電文にて通知することで、両主系となった前記連動装置各系は、停止と判断した相手系から制御電文が送信されていることを知ることになる。相手系が停止していないことを知ることで、自系を停止系に遷移することで、両主系を回避する。
This mechanism avoids both main system states that occur when a plurality of intersystem cables are all interrupted simultaneously. Since a control telegram is transmitted from the
本発明によれば、既存の制御装置、通信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、系間ケーブル以外のルートで対系の異常動作を検知することが可能となる。 According to the present invention, by using an existing control device and communication control device, it becomes possible to detect an abnormal operation of a pair system in a route other than an intersystem cable without adding a new device or cable. .
また、両主系が発生すると大きく分けて2点の問題がある。1つ目は、上位の進路制御装置との通信を本来主系が行うため、送信の度に進路制御装置が認識する連動装置の主系が入れ替わり、通番が合わなくなり、通信異常となる。 In addition, when both main systems are generated, there are two main problems. First, since the main system originally communicates with the upper-level route control device, the main system of the interlocking device recognized by the route control device is replaced every time transmission is performed, and the serial numbers do not match, resulting in a communication error.
2つ目は、系間通信が全て切れた状態で発生する両主系では、系間で同期を合わせることができないので、制御データの不一致またはタイミングずれが生じ、装置異常を引き起こす。
発明を用いれば、両主系の継続を阻止できるため、上記2点の問題を解決できる。
Secondly, in the two main systems that are generated in a state where all the communication between the systems is cut off, synchronization cannot be synchronized between the systems, so that the control data does not match or the timing shift occurs, causing an apparatus abnormality.
If the invention is used, the continuation of both main systems can be prevented, so that the above two problems can be solved.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
二重系連動装置では、信頼性とフェールセーフ性を確保するため、相互に関連させあい、動作を行っている。両系に同じデータを入力し、同期をとって、同じように処理を行い、通常時は同じ結果を得ることができる。また、片方の系で異常が発生し、停止した場合でも、もう片方の系が単独で制御を行い、連続稼動を継続させる。 In the dual system interlocking device, in order to ensure reliability and fail-safety, operations are performed in association with each other. The same data can be input to both systems, synchronized and processed in the same way, and the same result can be obtained in normal times. Even if an abnormality occurs in one system and it stops, the other system performs control independently and continues continuous operation.
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、制御装置15、及び電子端末16からなる。
FIG. 1 is a configuration diagram of a railway security system to which the present invention is applied. In FIG. 1, the system includes a
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2重系の装置である。
The
連動論理と信号設備制御論理を具備した連動装置12は、進路制御装置11からの指示や信号設備(信号機17や転轍機18など)の状態を読み込み、安全に配慮して論理演算を実行して、信号設備(信号機17や転轍機18など)の状態情報を作成し、通信制御装置13−制御装置15−電子端末16を介して信号設備の状態を変化させる2重系の装置である。
The
制御装置15は、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則して、電気的I/F(Interface)で設備を制御するための情報を電子端末16に伝える。
The
電子端末16は、設備を制御するための情報から、電気的I/Fを決定して出力を行い、信号設備のIO(Input/Output)制御を行う装置である。例えば、信号機17への進行現示出力などを行う装置である。
The
通信制御装置13は、連動装置12と制御装置15及び監視端末装置14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)を行う装置である。本装置は、連動装置12、制御装置15及び監視端末装置14間の通信制御を行うものである。
The
監視端末装置14は、本システムを構成する連動装置12及び制御装置15を保守する装置として設置される。
The
図2は、連動装置12と制御装置15、電子端末16との間の通信シーケンスを示す図である。図2に示すように周期1で通番1の制御電文と通番1の表示電文の関係を、「同一制御周期内で同一通番の制御電文と表示電文のやり取り」として、正常な通信が行われていると判断する。このとき、連動装置12から制御装置15経由で、電子端末16に送信する制御指示電文を制御電文、制御指示を受けて、制御装置15経由の電子端末16から連動装置12に送信する信号設備状態情報電文を表示電文とする。
FIG. 2 is a diagram illustrating a communication sequence between the
連動装置12からの制御電文に対し、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り立つ。
One control cycle is established with a display message from the
電子端末16の信号設備に対するIO(Input/Output)制御は、連動装置12からの制御電文により行われ、制御の結果として表示電文を連動装置12に送信する。連動装置12からの制御電文は、連動装置12が持つ「駅別データ」により決定される。
IO (Input / Output) control for the signal equipment of the
連動装置12が制御を行う状態には、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。
The state in which the
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、制御データを全て照合した後で、両系とも制御装置15へ制御電文を送信する。
Similarly, both systems of the
主系と従系の違いは、上位の進路制御装置11との通信は主系が行う点と、処理のタイミングを合わせるための同期割り込みを主系が行う点であり、それ以外は、主系と従系に機能上の違いはない。
The difference between the main system and the subordinate system is that the main system performs communication with the host
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。そのため、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。
When control is performed by one
図3は、連動装置の系間通信を簡略化して示した図である。対系停止判断の説明に不要な部分は割愛している。対系を停止と判断する要因には、連動装置12系間の3つのルートの通信状態がある。1つ目は、データ照合ボード間のRS−485で結ばれた系間ウォッチドッグタイマによる異常検出である。2つ目は、各系の通信ボード間をETH(ETHernet:登録商標、「ETH」と称する。)で結んだ系間通信の受信タイムアウト検知である。3つ目は、各系の汎用CPU(B)間をETHで結んだ系間通信の受信タイムアウト検知である。
FIG. 3 is a diagram showing simplified inter-system communication of the interlocking device. Parts that are not necessary for the explanation of the decision to stop the system are omitted. Factors that determine that the paired system is stopped include the communication status of three routes between the
実際に連動装置12が停止した場合には、この3つ全てで異常が検出される。しかし、ケーブル抜け、もしくはケーブル断等ケーブル本体の異常でも同じ結果となるため、安全側に作用させることを目的として、どれか1つでも異常を検知した場合、従系側を停止させる。
When the interlocking
3つのルート全てで異常を検知する時は、連動装置12が停止した場合以外に、3ルートが同時にケーブル抜け、もしくはケーブル断等ケーブル本体の異常が同時に発生した場合が考えられる。
When detecting an abnormality in all three routes, in addition to the case where the interlocking
後者の場合、連動装置12停止と区別できないため、従系が対系停止と考え、主系になり、両主系の状況になる。
In the latter case, since it cannot be distinguished from the interlocking
図4は、本発明による対系異常検知の仕組みである。図4において、12は連動装置、15は制御装置を示している。
FIG. 4 shows a mechanism for detecting anomalies in the system according to the present invention. In FIG. 4,
上記両主系状況の時、連動装置12−2が停止と考えた連動装置12−1からも制御装置15は制御電文を受信しており、制御装置15の受信管理テーブルでは、両系から受信有りとセットされる。この情報が表示電文として、制御装置15から連動装置12−2へ送信され、連動装置12−2は、停止しているはずの対系連動装置12−1が制御装置15へ電文を送信していることを確認する。これにより、両主系を検知して、自系を停止へ遷移させる。
The
3つの系間ケーブル以外の通信ルートとして、進路制御装置11との通信を利用する案も検討した。進路制御装置11は、進路制御装置11が認識している連動装置12主系以外から主系であるとの電文を受けると、連動装置12の系切換が発生したと判断する。両主系となると連動装置12から電文を受信するたびに系切換が発生したと判断する状況となる。駅の指令員等がこの現象を確認することで、両主系の検知は可能である。しかし、連動装置12と制御装置15間は、データ照合、CRCチェック、通番チェックなどの合理性チェックをお互いに行ったうえで送受信するフェールセーフ通信であるが、進路制御装置11は保安装置ではないため、進路制御装置11と連動装置12間は、フェールセーフ通信の対象ではない。データの信頼性を考慮して制御装置15経由を採用した。
As a communication route other than the three intersystem cables, a proposal for using communication with the
図5は、本発明の実施例1の鉄道保安システムの対系異常検知のフローである。図5のステップ401において、連動装置12系間の読出しデータに異常がある時に処理がスタートし、ステップ402において、運転状態が2重系運転か否かの判定を行う。運転状態が書き込まれたテーブルの読出し結果を基にして判定を行う。
FIG. 5 is a flowchart for detecting anomalies in the railway safety system according to the first embodiment of the present invention. In step 401 of FIG. 5, the process starts when there is an abnormality in the read data between the interlocking
2重系運転(YES)の場合は、ステップ403において、連動装置12系間の3本のルートそれぞれについて異常判定を行い、対系停止判定処理を行う。その結果、ステップ404に移行して、対系停止か否かで分岐する。対系停止(YES)の場合は、ステップ405に移行して、対系は停止したと判断して、異常処理を行う。対系停止以外(NO)の場合は、ステップ406に移行して、継続して異常が発生していないかどうか、対系突発停止監視処理を行う。
In the case of dual system operation (YES), in step 403, an abnormality determination is made for each of the three routes between the interlocking
ステップ402において、2重系運転以外(NO)の場合は、ステップ403、404までは、2重系運転の時と同じ処理を行う。ステップ404において、対系停止(YES)の場合は、ステップ407に移行する。対系停止以外(NO)の場合は、ステップ408に移行する。 In step 402, when the operation is other than the dual operation (NO), the same processing as in the dual operation is performed up to steps 403 and 404. If it is determined in step 404 that the system is stopped (YES), the process proceeds to step 407. If it is other than stopping the system (NO), the process proceeds to step 408.
以下、本発明に関する新規追加部分の処理となる。ステップ407において、連動装置12対系から制御装置15に送信があるかどうかの判定を行う。対系から制御装置15に送信無し(NO)の場合は、ステップ408に移行し、対系連動装置12から制御装置15への送信回数を数える対系送信カウンタをクリアする。
Hereinafter, the processing of the newly added portion relating to the present invention will be described. In step 407, it is determined whether there is a transmission from the interlocking
対系から制御装置15に送信有り(YES)の場合は、ステップ409に移行して、送信有りの状態が何回連続したか判定する。規定回数以上連続した(YES)場合は、停止したと考えていた対系から制御装置15へ送信があると判断し、ステップ410に移行して、異常処理を行う。規定回数未満(NO)の場合は、ステップ411に移行して、対系送信カウンタを更新する。 If there is a transmission from the counterpart system to the control device 15 (YES), the process proceeds to step 409, and it is determined how many times the transmission state is continued. If it continues for more than the specified number of times (YES), it is determined that there is a transmission from the counter system that is considered to have been stopped, and the process proceeds to step 410 to perform an abnormality process. If it is less than the prescribed number (NO), the process proceeds to step 411 to update the counter transmission counter.
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 制御装置
16 電子端末
17 信号機
18 転轍機
19 テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (1)
鉄道システムの信号設備を制御する2重系の連動装置と、
前記連動装置からの指示で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信号設備の状態情報に則し、前記電子端末が入出力制御を行うための情報を伝える2重系の制御装置と、
前記2重系の連動装置それぞれと前記2重系の制御装置それぞれとをつなぐ通信制御装置と、
前記連動装置と前記制御装置を保守する監視端末装置とを具備し、前記連動装置の一方が主系として稼働している際、系間通信の異常により、当該一方の前記連動装置が停止していると判断した場合に、他方の連動装置を主系に切り替える鉄道保安システムにおいて、
前記制御装置は、前記連動装置のうち、主系として稼働している連動装置からの制御電文の受信有無を示す受信管理テーブルを、前記連動装置の双方に送信し、
前記連動装置は、受信した前記受信管理テーブルにより、系間通信の異常により停止していると判断した連動装置が、前記制御電文を送信していることを検知したとき、自系の連動装置を停止させることで、二重系の連動装置の双方が主系となるのを回避するようにしたことを特徴とする鉄道保安システム。 A route control device for managing the operation of the railway and instructing the route setting;
A dual interlocking device that controls the signal equipment of the railway system;
An electronic terminal that performs input / output control of the signal equipment in accordance with an instruction from the interlocking device;
In accordance with the state information of the signal equipment from the interlocking device, a dual control device that conveys information for the electronic terminal to perform input / output control;
A communication control device connecting the respective control unit of the double-system and the interlocking system wherein each of the double-system,
When the interlocking device and a monitoring terminal device that maintains the control device are provided, and one of the interlocking devices is operating as a main system, the one interlocking device is stopped due to an abnormality in intersystem communication. In the railway security system that switches the other interlocking device to the main system when it is determined that
The control device transmits a reception management table indicating whether or not a control message is received from the interlocking device operating as a main system among the interlocking devices to both of the interlocking devices,
When the interlocking device that is determined to be stopped due to an abnormality in intersystem communication is detected by the received reception management table that the interlocking device is transmitting the control message, the interlocking device is A railway security system characterized by avoiding both of the interlocking devices of the double system becoming the main system by stopping .
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