JP5951520B2 - 多重系処理システム - Google Patents

Description

本発明は、多重系処理システムに関する。例えば、通常モード時に所望の業務処理を実行する主系の処理装置と、当該主系の処理装置に障害が発生した場合、当該主系の処理装置に代わって所望の業務処理を代行して継続する従系の処理装置と、を有する多重系処理システムに関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００１−１６７０６２号公報（特許文献１）、特開平９−２８８５８９号公報（特許文献２）がある。

この特許文献１には、課題として、「多重系汎用計算機システムにおける疎結合システムの計算機の監視を高速、確実に行うことにある。」を挙げ、その解決手段として、「汎用計算機（１）と（２）をＬＡＮ接続し、両計算機とシステム監視装置をシリアル伝送により接続するシステム構成、また、汎用計算機（１）と（２）とシステム監視装置をＬＡＮ接続するシステム構成のように、複数の汎用計算機からなる多重系汎用計算機システムにおいて、計算機（１）と（２）と別にシステム監視装置を設け、各計算機からシステム監視装置に一定周期で運転情報を送信し、システム監視装置では計算機（１）から運転情報を一定周期内に受信しないとき、計算機（１）の異常と判断し、計算機（１）に停止指令を送信すると共に、計算機（２）にシステムバックアップ発生情報を送信し、計算機（２）内の構成制御処理を行う。」と記載されている。
また、特許文献２には、課題として、「部分的なバックアップによる小規模のハードウェアで現用系の即応性に貢献した二重系でダウン時に、直ちにバックアップを行なうシステム・バックアップ方法を得る。」を挙げ、その解決手段として、「一部のプログラムと一部のデータをバックアップするようにし、一部のデータをバックアップ計算機に送って記憶する第１のステップと、各ホスト計算機の障害が検出されると、バックアップ計算機が端末群に障害通知を送信する第２のステップと、以降の端末群への動作を代替し、バックアップ・データベースへのデータ更新を行い、稼働ジャーナルを記録する第３のステップと、障害が軽障害の場合は、障害から回復したホスト計算機の復旧通知を受けて上記稼働ジャーナルの転送をする第４のステップと、上記稼働ジャーナルの転送が終わると、ホスト計算機は正常動作に戻る第５のステップとから構成される。」と記載されている。

特開２００１−１６７０６２号公報 特開平９−２８８５８９号公報

前記特許文献１には、複数のホスト計算機とバックアップ計算機とで相互に監視し、１つのホスト計算機に障害が発生した場合、バックアップ計算機から端末コントロールＵＮＩＴに障害発生を通知し、縮退モードに切り替え、バックアップ計算機により、業務を代行して継続するシステム・バックアップ方法が記載されている。
また、前記特許文献２には、主系の計算機に異常が発生した場合、主系の計算機に停止指令を送信すると共に、従系の計算機にバックアップ発生情報を送信し、当該従系の計算機内の構成制御処理を行う計算機システム監視方式が記載されている。

つまり、従来技術は、２重系構成の計算機において、一方の計算機が異常となった場合、他方の計算機単独にてシステムの動作をバックアップするシステム構成となっている。

しかし、係る主系、従系の２重化構成の計算機システムにあっては、両系の計算機（処理装置）が、何らかの原因で共に停止すると、システムとして動作を継続することができない。換言すれば、両系の計算機が停止し、システムに支障が発生することまでは考慮されていなかった。

そこで、本発明は、主系、従系の２重化構成の処理装置が、ともに停止した場合であっても、システムとしての動作の一部を継続することができる多重化処理システムを提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、主従系の処理装置からの生存情報と接点情報変化がともに所望の一定時間途絶えた場合、主従の処理装置がともに停止と判断し、システムを自動的にバックアップするバックアップ装置、を有する。

本発明によれば、２重系処理システムにおいて、主従系の処理装置がともに停止時に陥っても、バックアップ装置によりシステムとしての業務処理動作を継続可能となる多重系処理システムを提供することができる。

また、例えば、主従系の処理装置の異常をソフトウェア異常とハードウェア異常のＡＮＤ条件成立で検知することにより、バックアップモードへの誤切替を、従来以上に防止することができる。
上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の多重系処理システムの構成を示す構成図である。 多重系処理システムの主従系の処理装置が正常に動作している場合の各情報の流れを示す説明図である。 主従系の処理装置に異常が発生し、バックアップ装置により、異常検知する場合の説明図である。 バックアップ装置によるバックアップモード時に主系の処理装置が復旧した場合の説明図である。 バックアップ装置の一構成図例を示すブロック図である。

以下、本発明を、図面を参照して説明する。

例えば、本発明の多重系処理システムは、主系の処理装置と、従系の処理装置と、バックアップ装置と、を有し、前記バックアップ装置は、前記主系の処理装置及び前記従系の処理装置に接続し、当該両系の処理装置の障害有無を示す生存情報及び接点情報変化を監視する監視部と、前記両系の処理装置の障害有無を示す生存情報及び接点情報変化がともに所定時間途絶えた場合、当該両系の処理装置が停止したと判断し、前記両系の処理装置による通常モードから前記バックアップ装置によるバックアップモードへ切替える異常検知部と、前記生存情報の受信停止と前記接点情報の変化停止のＡＮＤ条件の成立を以って、前記両系の処理装置の一部の処理を代行する制御信号を出力する処理部と、を有することを特徴とする。

多重系処理システムであって、前記両系の処理装置と前記バックアップ装置がフリーランデュアル（処理装置両系とバックアップ装置がそれぞれデータ受信、処理を実行し、処理装置主系のみが制御出力を実行する）で処理可能に実行する構成であることを特徴とする。

多重系処理システムであって、前記両系の処理装置の生存情報は、ソフトウェア検知であり、前記接点情報変化は、ハードウェア検知であり、当該ソフトウェア検知とハードウェア検知のＡＮＤ条件の成立で前記バックアップ装置がシステムとしての動作を行う状態の前記バックアップモードに切替えることを特徴とする。

多重系システムであって、前記バックアップモード時における前記バックアップ装置は、前記両系の処理装置の復旧を検知した場合、前記通常モードへの切替要求情報をモード切替指令入力にて通常モードへの切替を促す端末に送信し、前記通常モードへの自動切替えを行わず、前記端末からモード切替を可能とすることを特徴とする。

多重系システムであって、前記バックアップ装置は、前記通常モードに切替えた場合、制御情報の出力を停止し、前記主系の処理装置に通常モード切替完了情報を出力することを特徴とする。
以下、その具体例について説明する。

図１は、本発明の多重系処理システムの構成図である。同図において、多重系処理システムは、主系の処理装置１１、従系の処理装置１２、バックアップ装置２１、を有する。そして、これらの装置は、イーサネットワーク６１を介してマンマシン端末３１、サーバ４１、外部インターフェース装置５１などに接続する。

主系の処理装置１１及び従系の処理装置１２は、外部装置、例えば鉄道において線路上の特定区間に列車が存在するかどうかを電気的に検知し、信号装置を動かすために用いられる軌道回路図（図示せず）からの処理要求（外部情報）に応じて列車追跡処理を実行し、軌道回路情報から列車の在線位置を特定する。また、ダイヤ管理処理で管理する当日実施ダイヤに従い列車の運行を制御するに当たり、進路制御処理による信号機制御要求（制御情報）を外部装置側に出力する。処理装置は、システム管理（通常モード／バックアップモード等のモード管理等）、時刻管理、前述の列車追跡、手動進路制御（本例では、これらの処理を最低限と称する）の機能を有する。この処理装置については、本発明の本質でないので、詳細説明は省略する。

バックアップ装置２１は、多重系処理システムの主従系の処理装置１１、１２がともに異常と判断された場合、当該処理装置のプログラムの一部の処理、つまり多重系処理システムの動作に最低限必要とされる処理を実行するものである。そして、バックアップ装置２１は、例えば、図５に示す如く、生存情報監視部２１１、接点情報変化監視部２１２、異常検知部２１３、モード管理部２１４、処理部２１５、を有する。バックアップ装置２１については後述する。

生存情報監視部２１１は、主従系の処理装置１１、１２に接続し、当該両系の生存情報３を監視する。接点情報変化監視部２１２は、主従系の処理装置１１、１２に接続し、両系の接点情報変化４を監視する接点インターフェース（以下、接点ＩＦと言う）である。

生存情報とは、処理装置１１、１２が、ソフトウェアに基づき、所望の処理を正常に実行しているか否かを判断するために定周期で送受信し合う情報である。つまり、生存情報の受信が一定時間停止し続けた場合には、処理装置の一部にソフトウェア異常が発生していることを示す情報である。

接点情報変化とは、処理装置１１、１２が、ハードウェアに基づき、所望の処理を正常に実行しているか否かを判断するためにＯＮ（１）からＯＦＦ（０）を１サイクルとする定周期のＤＩ／ＤＯ変化である。つまり、接点情報の変化が一定時間停止し続けた場合には、処理装置の一部にハード異常が発生していることを示す情報である。

マンマシン端末３１は、処理装置１１、１２の異常発生時の警報及び異常復旧報知、異常モードから通常モードへの切替入力、履歴情報などの閲覧を可能とする。
サーバ４１は、処理装置１１、１２の異常・復旧とモード切替の履歴情報を蓄積し、閲覧可能とする。

外部ＩＦ装置５１は、主従系の処理装置１１、１２を制御する外部装置（図示せず）との間のプロトコル変換を行う。

図５は、バックアップ装置２１の一構成例を示すブロック図である。同図において、生存情報監視部２１１、接点情報変化監視部２１２は、主従系の処理装置１１、１２の生存情報（３）、接点情報変化（４）を監視する。

異常検知部２１３は、生存情報（３）と接点情報変化（４）とを受け、両方情報がアンド（以下、ＡＮＤ条件と言う）で一定時間を検知できない場合、主系の処理装置１１と従系の処理装置１２の両系に異常が発生したと判断する。

モード管理部２１４は、異常検知部２１３からの検知結果を受け、モードを切り替え、管理するものであって、モード切替部２１４１、モード切替完了情報通知部２１４２、モード復旧監視部２１４３、を有する。

モード切替部２１４１は、異常検知部２１３が主従系の処理装置がともに異常であると判断した結果を出力したとき、当該結果を受け、モードを通常モード（処理装置１１、１２による処理モード）からバックアップモード（バックアップ装置２１による処理モード）へ切替える。

切替完了情報通知部２１４２は、モード切替が完了したことを示す切替完了情報（６）を主系の処理装置１１に定周期で通知する。

異常検知部２１３は、主系の処理装置１１からの生存情報及び接点情報変化を監視する。

処理部２１５は、モード管理部２１４によるモード切替をもって、つまり生存情報（３）の受信停止（ソフトウェアによる異常検知）と接点情報変化（４）の検知停止（ハードウェアによる異常検知）のＡＮＤ条件の成立をもって、処理装置の一部（最低限）の処理を代行する。

以下、各部の動作について説明する。図２は、主従系の処理装置が正常に動作している時の状態を説明する図である。

同図において、主系の処理装置１１は、正常動作時には、制御情報（信号機制御要求）（１）を、イーサネット６１及び外部ＩＦ装置５１を介して外部装置である連動装置（図示せず）に出力する。また、外部装置から外部ＩＦ装置５１を介して送信される処理要求の外部情報（２）を受信し、当該外部情報に基づき所望の処理を実行する。当該外部情報（２）は、例えば、外部装置である連動装置が検知する軌道回路落下状態や信号機制御状態である。そして、この外部情報を受けた主系の処理装置１１は、所望のアプリケーション処理を実行し、制御情報（１）を出力するものである。
なお、外部情報（２）は、バックアップ装置２１、マンマシン端末３１、サーバ４１にも供給される。

また、主系の処理装置１１は、通常とおり正常に動作していることを示す生存情報３を従系の処理装置１２、バックアップ装置２１、マンマシン端末３１、サーバ４１に出力する。

このとき、従系の処理装置１２も生存情報（３）をバックアップ装置２１、マンマシン端末３１、サーバ４１に出力する。

また、主系の処理装置１１及び従系の処理装置１２は、ともに接点情報変化（４）をバックアップ装置２１に出力する。

主系の処理装置１１、従系の処理装置１２及びバックアップ装置２１は、それぞれがフリーランデュアルで処理を実行する。制御情報（１）の出力については、主系の処理装置１１のみが行う。

図３は、主系の処理装置１１及び従系の処理装置１２が、ともに何らかの原因で異常となった場合において、バックアップ装置２１にて、その異常を検知する様子を示す図である。

同図において、主従系の処理装置１１、１２がともに異常発生により、それぞれの処理動作が停止した場合、バックアップ装置２１は、生存情報監視部２１１、接点情報変化監視部２１２により、主従系の処理装置１１、１２から生存情報（３）と接点情報変化（４）を検知することができなくなる。

バックアップ装置２１は処理装置両系から生存情報（３）と接点情報変化（４）の両方を一定時間検知できない場合、異常検知部２１３により、主系の処理装置１１と従系の処理装置１２の両系に異常が発生したと判断し、モード切替部２１４１により、モードを通常モード（処理装置１１、１２側）からバックアップモード（バックアップ装置２１側）へ切替える。

バックアップ装置２１は、生存情報（３）の受信停止（ソフトウェアによる異常検知）と接点情報変化（４）の検知停止（ハードウェアによる異常検知）のＡＮＤ条件の成立をもって、両系の処理装置１１、１２に異常が発生したと判断することにより、両系の処理装置１１、１２の異常検知の誤り（誤検知）によるバックアップモードへの誤切替を防止することができる。

また、バックアップ装置２１側へのバックアップモード切替後、バックアップ装置２１は、モード復旧監視部２１４３により、処理装置１１、１２の復旧を監視するとともに、処理部２１５により、外部ＩＦ装置５１に対し、制御情報（１）を出力することにより、システムとしての動作を継続することができる。
但し、バックアップ装置２１の処理部２１５がバックアップするのは、システムの継続に最低限必要な主要機能（システム管理、時刻管理、列車追跡、手動進路制御）のみである。

図４は、バックアップモードによるバックアップ処理時に主系の処理装置１１が復旧した場合における説明図である。

同図において、バックアップ処理時に主系の処理装置１１が、異常原因を解消し、正常状態に復旧した場合、バックアップ装置２１は、生存情報監視部２１１、接点情報変化監視部２１２により、主系の処理装置１１からの生存情報（３）、または接点情報変化（４）を検知する。これにより、主系の処理装置１１は、復旧を検知する。

バックアップ装置２１は、主系の処理装置１１の復旧をモード復旧監視部２１４３により検知し、また生存情報監視部２１１、または接点情報変化監視部２１２により生存情報（３）、または接点情報変化（４）を検知すると、マンマシン端末３１に対し、通常モードへの切替要求情報（５）を送信する。

マンマシン端末３１は、切替要求情報（５）を受信すると、通常モードへの切替要求の報告をサーバ４１に対して報知すると同時に、モード切替指令入力を実行可能とする。

バックアップ装置２１の処理停止中に主系の処理装置１１が復旧した場合、主系の処理装置１１は、バックアップ装置２１からの切替要求情報（５）を受信しない。これにより、処理装置１１はバックアップ装置２１の異常と判断し、通常モードで復旧する。

マンマシン端末３１からのモード切替指令入力により、通常モードに切替えた場合、バックアップ装置２１は、制御情報（１）の出力を停止し、処理装置１１に、上述した通常モード切替完了情報（６）を送信する。

主系の処理装置１１は、通常モード切替完了情報（６）を受信した後、制御情報（１）の出力を開始する。

この方式により、バックアップ装置２１と処理装置１１の両方から制御情報（１）を重複して出力することを防止する。

通常モードからバックアップモード、及びバックアップモードから通常モードへの切替履歴を、サーバ４１にて蓄積する。これにより、切替履歴は、サーバ４１及びマンマシン端末３１にて閲覧可能である。

以上述べたように、本実施例では、主従の処理装置の両系とバックアップ装置がそれぞれフリーランデュアルで稼働（主系の処理装置のみが制御情報を出力）し、主従の処理装置の最低限である一部の重要情報（モード情報、時刻情報、列車追跡情報）を定周期で一致させることによりバックアップ装置によるシステムのバックアップを可能とする。

バックアップ装置は、両系の処理装置の状態を、両系の処理装置からの生存情報（ソフトウェアによる）と接点情報変化（ハードウェアによる）により一定周期で監視し、それらのＡＮＤ条件の成立により、両系の処理装置の異常と判断し、自動でバックアップモードに切替える。

バックアップ装置が通常モードかバックアップモードかを管理し、生存情報の異常と接点情報変化の異常のＡＮＤ条件の成立で両系の処理装置の異常と判断することにより、異常の誤検知によるバックアップモードへの誤切替を防止することができる。

バックアップモード時に片系の処理装置、または両系の処理装置が復旧した場合には、自動で通常モードに切替えず、処理装置は、復旧をマンマシン端末３１に報知した上で、マンマシン端末３１に対して通常モードへの切替に関する指令入力を促す。

マンマシン端末からの指令入力により、バックアップモードから通常モードに切替えることが可能であり、処理装置は重要情報をバックアップ装置から引き継ぐことができる。

通常モード及びバックアップモードへの切替履歴（例えば、過去２カ月分）を収集し、履歴情報を参照することが可能である。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１１ 処理装置主系
１２ 処理装置従系
２１ バックアップ装置
３１ マンマシン端末
４１ サーバ
５１ 外部ＩＦ装置
６１ イーサネットワーク
７１ 接点ＩＦ
（１） 制御情報
（２） 外部情報
（３） 処理装置の生存情報
（４） 処理装置の接点情報変化
（５） 通常モードへの切替要求情報
（６） 通常モード切替完了情報

Claims (4)

1. 主系の処理装置と、従系の処理装置と、バックアップ装置と、を有し、
   前記バックアップ装置は、前記主系の処理装置及び前記従系の処理装置に接続し、当該両系の処理装置の異常有無を示す生存情報及び接点情報変化を監視する監視部と、前記両系の処理装置の異常有無を示す生存情報及び接点情報変化がともに所定時間途絶えた場合、当該両系の処理装置が異常であると判断する異常検知部と、前記異常検知部が異常と判断したとき、前記両系の処理装置による通常モードから前記バックアップ装置によるバックアップモードへ切替える切替部と、前記生存情報の受信停止と前記接点情報の変化停止のＡＮＤ条件の成立をもって、前記両系の処理装置の一部の処理を代行する処理部と、を有することを特徴とする多重系処理システム。
2. 請求項１に記載の多重系処理システムであって、
   前記両系の処理装置の生存情報は、ソフトウェア検知情報であり、前記接点情報変化は、ハードウェア検知情報であり、当該ソフトウェア検知情報とハードウェア検知情報のＡＮＤ条件の成立で前記バックアップ装置がシステムとしての動作を行う状態の前記バックアップモードに切替えることを特徴とする多重系処理システム。
3. 請求項１に記載の多重系処理システムであって、
   前記バックアップモード時における前記バックアップ装置は、前記両系の処理装置の復旧を検知した場合、前記通常モードへの切替要求情報をモード切替指令入力にて通常モードへの切替を促す端末に送信し、前記通常モードへの自動切替えを行わず、前記端末からモード切替を可能とすることを特徴とする多重系処理システム。
4. 請求項３に記載の多重系処理システムであって、
   前記バックアップ装置は、前記通常モードに切替えた場合、当該バックアップ装置からの制御情報の出力を停止し、前記主系の処理装置に通常モード切替完了情報を出力することを特徴とする多重系処理システム。
   

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