JP6286285B2 - Control system and railway signal system - Google Patents
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Description
本発明は、制御システム及び鉄道信号システムに関し、特に複数の演算部による処理結果を照合し処理中に異常が発生した場合に安全側制御を実行する制御システム及び鉄道信号システムに関する。 The present invention relates to a control system and a railway signal system, and more particularly to a control system and a railway signal system that execute safety-side control when an abnormality occurs during processing by comparing processing results obtained by a plurality of arithmetic units.
高い安全性が要求される装置やシステムにおいては、装置やシステムに異常が発生した場合でも誤動作することなく安全側制御できるように、一般的にフェールセーフな仕組みが求められる。フェールセーフを実現する一般的な方法の一つとして、演算処理部を二重化し、各処理部の結果が一致している際に当該結果を出力するものがある。これにより、演算処理部の一方に障害が発生した場合は、誤った出力がされないため、システムの安全性が保たれる。 In devices and systems that require high safety, a fail-safe mechanism is generally required so that safe control can be performed without malfunction even when an abnormality occurs in the device or system. As a general method for realizing fail-safe, there is a method in which an arithmetic processing unit is duplicated and the result is output when the results of the respective processing units match. As a result, when a failure occurs in one of the arithmetic processing units, an erroneous output is not performed, so that the safety of the system is maintained.
本技術分野の背景技術として、特開２００５−４９９６７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「フェイルセーフプロセッサは、情報を入力する入力手段及び制御演算処理を行う演算手段、さらには出力手段を多重化して構成される」「入力→演算→出力と繰り返し実行されるフェイルセーフプロセッサの各動作フェーズにおいて、入出力情報を照合し各データの異常を検出する」と記載されている。 As background art of this technical field, there is JP-A-2005-49967 (Patent Document 1). This publication discloses that a fail-safe processor is configured by multiplexing input means for inputting information, arithmetic means for performing control arithmetic processing, and further output means. “Fail to be repeatedly executed as input → calculation → output. In each operation phase of the safe processor, input / output information is collated to detect abnormality of each data ”.
前記特許文献１には、複数の装置で構成される高い安全性を要求される制御システムにおいて、当該システムを構成する各装置で、入力・演算・出力の処理を多重化し、それらの結果の全部もしくは一部を照合することによって、システムの異常を検知する仕組みが記載されている。従って、特許文献１のシステムでは、各装置にデータ照合を行うための素子や回路、もしくはソフトウエアが必要となり、開発や製造に高いコストを要する。また、システム規模の拡大に伴って照合すべきデータ量が増えると、照合に要する時間が伸びシステムの応答時間が長くなる。 In the above-mentioned Patent Document 1, in a control system that is configured with a plurality of devices and that requires high safety, input / arithmetic / output processing is multiplexed in each device constituting the system, and all of the results are obtained. Or, a mechanism for detecting a system abnormality by collating a part is described. Therefore, the system of Patent Document 1 requires elements, circuits, or software for performing data collation for each device, and requires high costs for development and manufacturing. Further, when the amount of data to be verified increases as the system scale increases, the time required for verification increases and the response time of the system increases.
そこで、本発明は、複数の装置で構成されるシステムにおいて、システム全体の製造コスト及び演算コストを低減させる制御システム及び鉄道信号システムを提供する。 Therefore, the present invention provides a control system and a railway signal system that reduce the manufacturing cost and calculation cost of the entire system in a system composed of a plurality of devices.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、入力データに基づいて演算処理を行う演算手段を２つ備える第１の処理装置と、第１の処理装置からの出力データを受信し、受信するデータに基づいて演算処理を行う演算手段を２つ備える第２の処理装置と、第２の処理装置からの出力データに基づいて制御される制御対象機器とを有する制御システムにおいて、第２の処理装置は、第２の処理装置の備える２つの演算手段による演算結果を比較し、一致している場合に演算結果を出力する比較手段を備え、第２の処理装置以外の処理装置のうち少なくとも１つは、比較手段を省略し、２つの演算手段による各々の演算結果を出力することを特徴とする。 The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. To give an example, the first processing apparatus including two arithmetic means for performing arithmetic processing based on input data, and the first processing apparatus A second processing device that includes two computing means for performing computation processing based on the received data, and a control target device that is controlled based on the output data from the second processing device. In the control system, the second processing device includes a comparison unit that compares the calculation results of the two calculation units included in the second processing device and outputs the calculation result when they match, At least one of the processing apparatuses other than the apparatus is characterized in that the comparison unit is omitted and the calculation results of the two calculation units are output.
本発明によれば、複数の装置で構成されるシステム全体の製造コスト及び演算コストを低減させる制御システム及び鉄道信号システムを提供する。 According to the present invention, there are provided a control system and a railway signal system that reduce the manufacturing cost and calculation cost of the entire system constituted by a plurality of devices.
上記した以外の課題、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。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、実施例を図面を用いて説明する。 Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings.
図７は従来の制御システムの構成例を示している。外部装置などの機器Ａからの入力情報に基づいて処理装置１、処理装置２が処理を行い、制御対象機器である機器Ｂへ処理結果を出力する場合を表している。 FIG. 7 shows a configuration example of a conventional control system. The processing device 1 and the processing device 2 perform processing based on input information from the device A such as an external device, and output the processing result to the device B that is a control target device.
処理装置１はフェールセーフの為に演算器が二重化されており、機器Ａからの入力情報は、情報を分配するインタフェース回路１３を通じて、同じデータが演算器１１と演算器１２に入力される。演算器１１と演算器１２は、同一の演算処理を行い、それぞれの演算結果１ａと１ｂとが比較器１４にて比較され、出力結果が同一であれば次の処理装置２へと出力される。 The processor 1 has a duplicated computing unit for fail-safe, and the same data is input to the computing unit 11 and the computing unit 12 through the interface circuit 13 that distributes the information input from the device A. The arithmetic unit 11 and the arithmetic unit 12 perform the same arithmetic processing, the arithmetic results 1a and 1b are compared by the comparator 14, and if the output results are the same, they are output to the next processing device 2. .
処理装置２内の処理は処理装置１と同様であり、比較器２４によって、演算器２１、演算器２２の演算結果が照合され、同一である場合に制御対象機器の機器Ｂへ演算結果が出力される。このように、従来のフェールセーフな多重化システムでは、システムを構成する装置ごとに処理が多重化され、それらの結果を照合していた。 The processing in the processing device 2 is the same as that of the processing device 1, and the comparator 24 collates the calculation results of the calculators 21 and 22 and outputs the calculation result to the device B of the control target device if they are the same. Is done. Thus, in the conventional fail-safe multiplexing system, the processing is multiplexed for each device constituting the system, and the results are collated.
本発明は多重化システムにおいて、一部の装置での照合処理を省略することで演算コスト、装置の開発・製造コストを低減させ、かつフェールセーフ性を担保しようとするものである。 The present invention is intended to reduce calculation costs, device development / manufacturing costs, and to ensure fail-safety by omitting verification processing in some devices in a multiplexing system.
本実施例では、図７と同様に機器Ａからの入力情報に基づいて処理装置１、処理装置２が処理を行い、制御対象機器である機器Ｂへ制御データを出力する制御システムの例を説明する。 In the present embodiment, as in FIG. 7, an example of a control system in which the processing device 1 and the processing device 2 perform processing based on input information from the device A and outputs control data to the device B that is a control target device will be described. To do.
図１は、本発明の制御システムの構成図の例を示している。図７と同じ構成について符号も同一となっている。本実施例のポイントは、処理装置１での処理結果１ａと１ｂを比較・照合せず、機器Ｂへ結果を出力する直前の処理装置２での比較器２４にて、比較・照合を行う点である。この際、比較器２４は、少なくとも２ａと２ｂの一致不一致を判定すればよい。また、演算器２１、２２は、２ａ，２ｂに加えて、各々の入力データである１ａ、１ｂも合わせて出力し、比較器２４で１ａと１ｂ、及び２ａと２ｂの各々の比較を行えば、不一致があったデータによって、いずれの処理装置が不具合を起こしているかを見つけることも可能となる。いずれにしても、本実施例１の構成により、図７での比較器１４を省略することができ、開発・製造コストを低減でき、かつ二重化によるフェールセーフ性を担保したシステムを実現できる。 FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of a control system of the present invention. The same components as those in FIG. The point of the present embodiment is that the processing results 1a and 1b in the processing device 1 are not compared / verified, but are compared / verified by the comparator 24 in the processing device 2 immediately before outputting the result to the device B. It is. At this time, the comparator 24 may determine at least a match / mismatch between 2a and 2b. Further, in addition to 2a and 2b, the arithmetic units 21 and 22 also output the respective input data 1a and 1b together, and the comparator 24 compares each of 1a and 1b and 2a and 2b. It is also possible to find out which processing device is malfunctioning based on the mismatched data. In any case, with the configuration of the first embodiment, the comparator 14 in FIG. 7 can be omitted, the development / manufacturing cost can be reduced, and a system that ensures fail-safety by duplication can be realized.
また、本発明では２つの演算器を有する二重化の場合で説明しているが、演算器を３つ以上設けた多重化にも同様に適用可能である。更に本実施例では、２つの処理装置の場合を説明しているが、処理装置が３つ以上である場合においても適用可能である。その場合、少なくとも、機器Ｂへ出力する直前の処理装置において照合処理を行えばよい。つまり、本発明では、安全性を担保した処理を行う際に、必ずしも全ての処理装置で照合処理を行わなくて良いという思想に基づいている。そこで、複数の処理装置がある場合、機器Ｂへ処理結果を出力する直前の処理装置以外の処理装置について、少なくとも１つの照合処理を省略すれば、開発・製造コスト低減に寄与することになる。 Further, in the present invention, the case of duplexing having two arithmetic units has been described, but the present invention can be similarly applied to multiplexing provided with three or more arithmetic units. Furthermore, in the present embodiment, the case of two processing apparatuses is described, but the present invention can also be applied to a case where there are three or more processing apparatuses. In that case, the collation process may be performed at least in the processing apparatus immediately before output to the device B. In other words, the present invention is based on the idea that the verification process does not necessarily have to be performed in all the processing apparatuses when performing a process that ensures safety. Therefore, when there are a plurality of processing devices, if at least one verification process is omitted for processing devices other than the processing device immediately before the processing result is output to the device B, this contributes to a reduction in development and manufacturing costs.
本実施例では、外部機器からの入力を処理する入力処理装置、前記入力処理装置からの情報に基づいて外部機器への制御情報を計算する演算装置、前記演算装置からの制御情報に基づいて外部機器への出力を行う出力処理装置で構成される制御システムの例を説明する。 In the present embodiment, an input processing device that processes input from an external device, an arithmetic device that calculates control information to the external device based on information from the input processing device, and an external device based on control information from the arithmetic device An example of a control system including an output processing device that outputs to a device will be described.
図２は、本発明の制御システムの構成図の例である。本実施例の制御システムは、入力処理装置１０、演算装置２０、出力処理装置３０、それらを結ぶ伝送路４０、４１で構成される。 FIG. 2 is an example of a configuration diagram of the control system of the present invention. The control system of the present embodiment includes an input processing device 10, an arithmetic device 20, an output processing device 30, and transmission lines 40 and 41 connecting them.
入力処理装置１０は、インタフェース回路１３と、入力を処理する２つの演算器１１、１２を備える。演算装置２０は、演算処理を行う２つの演算器２１、２２を備える。出力処理装置３０は、情報の照合と出力の処理を行う２つの演算器３１、３２と、出力を照合するＡＮＤ回路３３を備える。 The input processing device 10 includes an interface circuit 13 and two arithmetic units 11 and 12 that process inputs. The arithmetic device 20 includes two arithmetic units 21 and 22 that perform arithmetic processing. The output processing device 30 includes two arithmetic units 31 and 32 that perform information collation and output processing, and an AND circuit 33 that collates outputs.
次に、本実施例の制御システムの動作を説明する。 Next, the operation of the control system of this embodiment will be described.
外部機器５からの入力１は、入力処理装置１０のインタフェース回路１３で分配され、演算器１１と演算器１２に入力される。演算器１１で処理された入力情報１ａは、伝送路４０を経由して演算装置２０の演算器２１に伝送される。同様に演算器１２で処理された入力情報１ｂは、伝送路４０を経由して演算装置２０の演算器２２に伝送される。 The input 1 from the external device 5 is distributed by the interface circuit 13 of the input processing device 10 and input to the arithmetic unit 11 and the arithmetic unit 12. The input information 1 a processed by the computing unit 11 is transmitted to the computing unit 21 of the computing device 20 via the transmission path 40. Similarly, the input information 1 b processed by the computing unit 12 is transmitted to the computing unit 22 of the computing device 20 via the transmission path 40.
なお、本実施例では説明の単純化のため、外部機器が１つの場合を説明するが、入力処理装置が複数の外部機器からの入力を扱う場合も同様である。 In the present embodiment, for simplicity of explanation, a case where there is one external device will be described. However, the same applies to a case where the input processing apparatus handles inputs from a plurality of external devices.
演算装置２０の演算器２１は、入力情報１ａに基づいて外部装置６への制御情報２ａを計算し、入力情報１ａと合わせて伝送路４１を経由して出力処理装置３０の演算器３１に伝送する。同様に演算装置２０の演算器２２は、入力情報１ｂに基づいて外部装置６への制御情報２ｂを計算し、入力情報１ｂと合わせて伝送路４１を経由して出力処理装置３０の演算器３２に伝送する。 The computing unit 21 of the computing device 20 calculates control information 2a to the external device 6 based on the input information 1a, and transmits it to the computing unit 31 of the output processing device 30 via the transmission path 41 together with the input information 1a. To do. Similarly, the computing unit 22 of the computing device 20 calculates control information 2b to the external device 6 based on the input information 1b, and together with the input information 1b, the computing unit 32 of the output processing device 30 via the transmission path 41. Transmit to.
なお、このとき入力情報１ａと入力情報１ｂの情報量が多い場合には、これらの情報を圧縮して出力処理装置に伝送してもよい。但し、圧縮法や圧縮率によっては、後段の照合処理においてシステムの異常を検知できない可能性が増加するため、演算器や伝送路等の故障率、システムに要求される安全率等を考慮し、適切な圧縮法や圧縮率を決定することが必要となる。 At this time, when the information amount of the input information 1a and the input information 1b is large, the information may be compressed and transmitted to the output processing device. However, depending on the compression method and compression ratio, the possibility that the system abnormality cannot be detected in the subsequent verification process increases.Therefore, considering the failure rate of computing units and transmission lines, the safety factor required for the system, etc. It is necessary to determine an appropriate compression method and compression rate.
出力処理装置３０では、演算器３１に伝送された入力情報１ａと制御情報２ａ、演算器３２に伝送された入力情報１ｂと制御情報２ｂとを相互に交換し比較する。つまり、演算器３１は演算器２１から入力される１ａ、２ａのデータと、演算器３２から得られる１ｂ、２ｂのデータについて、１ａと１ｂとの照合、２ａと２ｂとの照合を行い、いずれも一致する場合に一致と判断する。少なくとも一方の演算器が不一致と判断した場合には、出力処理装置の制御を停止させる。例えば、他方の演算器をＮＭＩ信号を用いて停止させた後に自演算器も停止させる、他方の演算器の電源を切断した後に自演算器の電源を切断する、出力処理装置全体の電源を切断する等の方法が考えられる。 In the output processing device 30, the input information 1a and control information 2a transmitted to the calculator 31 and the input information 1b and control information 2b transmitted to the calculator 32 are mutually exchanged and compared. That is, the computing unit 31 performs collation between 1a and 1b and 2a and 2b on the data 1a and 2a input from the computing unit 21 and the data 1b and 2b obtained from the computing unit 32. Are also determined to match. If it is determined that at least one of the arithmetic units does not match, the control of the output processing device is stopped. For example, the other arithmetic unit is stopped using the NMI signal, and then the own arithmetic unit is also stopped. The other arithmetic unit is turned off and then the own arithmetic unit is turned off. The entire output processing device is turned off. The method of doing etc. can be considered.
両方の演算器が一致と判断した場合には、演算器３１は制御情報２ａに基づいて外部装置６への出力３ａを出力、演算器３２は制御情報２ｂに基づいて外部装置６への出力３ｂを出力する。最後にＡＮＤ回路３３が出力３ａと出力３ｂとの論理積３を取り、外部装置６へ論理積３を出力する。 When both the arithmetic units are determined to match, the arithmetic unit 31 outputs the output 3a to the external device 6 based on the control information 2a, and the arithmetic unit 32 outputs the output 3b to the external device 6 based on the control information 2b. Is output. Finally, the AND circuit 33 takes the logical product 3 of the output 3 a and the output 3 b and outputs the logical product 3 to the external device 6.
なお、演算器３１、演算器３２において、１ａと１ｂ、２ａと２ｂの照合を行う際に、もし１ａと１ｂが一致し、２ａと２ｂとが不一致だった場合は、入力処理装置１０は正常であり、演算装置２０に異常が発生したと判断できる。 When the calculator 31 and the calculator 32 collate 1a and 1b, 2a and 2b, if 1a and 1b match and 2a and 2b do not match, the input processing device 10 is normal. Therefore, it can be determined that an abnormality has occurred in the arithmetic unit 20.
また、本実施例では、本発明を分かりやすく説明するために、外部装置へ０、１の信号を出力する場合を想定して説明したが、伝送データを出力する場合も同様にビットごとにＡＮＤ回路で論理積を取って出力すればよい。つまり、本発明の制御システムは、上記の構成に限定されるものではなく、出力処理装置に伝送データを照合するための同期回路や複数のＡＮＤ回路を備える構成も考えられる。演算器３１、３２での照合、及び演算器３１，３２の出力３ａ、３ｂを照合するＡＮＤ回路を、合わせて比較手段と捉えても良い。もちろん、演算器３１，３２は演算器であり、かつ比較手段も兼ね備えてもよい。 Further, in this embodiment, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, it has been described assuming that signals 0 and 1 are output to an external device. What is necessary is just to output the logical product in the circuit. That is, the control system of the present invention is not limited to the above-described configuration, and a configuration in which an output processing device includes a synchronization circuit for collating transmission data and a plurality of AND circuits is also conceivable. The collation in the arithmetic units 31 and 32 and the AND circuit that collates the outputs 3a and 3b of the arithmetic units 31 and 32 may be collectively regarded as a comparison unit. Of course, the calculators 31 and 32 are calculators and may also have a comparison means.
また、本実施例は入力処理装置と出力処理装置がそれぞれ１つの場合を想定して説明したが、それぞれ複数の場合も同様である。複数の入力処理装置が２系統で処理した入力情報と、それらの入力情報に基づいて演算装置が２系統で計算した制御情報を、複数の出力処理装置で照合し、一致した場合に外部装置へ出力すればよい。 Further, although the present embodiment has been described assuming that there is one input processing device and one output processing device, the same applies to a plurality of cases. The input information processed by the two systems by the plurality of input processing devices and the control information calculated by the arithmetic device using the two systems based on the input information are collated by the plurality of output processing devices. Just output.
このように、本発明制御システムによって、システムを構成する装置ごとに入力・演算・出力の処理結果を照合することなく、システムの最終出力前にシステムへの入力情報とシステムからの出力情報の全てもしくは一部を照合する仕組みで製造コスト、及び演算コストを下げつつも、安全性の高い遠隔制御を実行することが可能になる。また、本実施例では演算装置２０を演算処理に特化させることができるため、例えば最先端の汎用機器を、それに合わせた照合装置を開発することなく置き換えて適用することができるため、システムの性能向上を容易に実現できる。 As described above, the control system according to the present invention does not collate input / arithmetic / output processing results for each device constituting the system, and all of the input information to the system and the output information from the system before the final output of the system. Alternatively, it is possible to execute remote control with high safety while lowering the manufacturing cost and the calculation cost by a mechanism for collating a part. In addition, in this embodiment, since the arithmetic device 20 can be specialized for arithmetic processing, for example, a state-of-the-art general-purpose device can be replaced and applied without developing a matching device corresponding to the device. Performance improvement can be realized easily.
本実施例では、本発明の鉄道信号システムの例を説明する。 In this embodiment, an example of a railway signal system of the present invention will be described.
図３は、本発明の鉄道信号システムの構成図である。分かりやすく説明するために、本実施例では、入力側の外部機器を閉塞区間１０７における列車の在線／非在線を検知する軌道回路装置１０５、出力側の外部機器を閉塞区間１０７への列車進入可否を示す信号機装置１０６として説明する。本実施例の鉄道信号システム１００の内部構成は図２に示した実施例２の構成と同様とすればよい。 FIG. 3 is a block diagram of the railway signal system of the present invention. For the sake of easy understanding, in this embodiment, the track circuit device 105 that detects the presence / absence of a train in the closed section 107 for the external device on the input side, and whether or not the train can enter the closed section 107 for the external device on the output side. The signal device 106 will be described. The internal configuration of the railway signal system 100 of the present embodiment may be the same as the configuration of the second embodiment shown in FIG.
軌道回路装置３０５からは閉塞区間３０７における列車在線検知結果が入力３０１として本実施例の鉄道信号システムに入力される。入力３０１は、図２での入力処理装置１０のインタフェース回路で分配され、演算器１１と演算器１２に入力される。ここでは、列車が在線していない場合に予め規定された電圧の信号が入力されるものとする。演算器１１は、予め規定された電圧の信号が入力された場合に「非在線」、それ以外の場合には「在線」を意味する入力情報１ａを作成し、伝送路４０を経由して演算装置２０の演算器２１に伝送する。同様に演算器１２も「非在線」もしくは「在線」を意味する入力情報１ｂを作成し、伝送路４０を経由して演算装置２０の演算器２２に伝送する。 From the track circuit device 305, the train presence line detection result in the closed section 307 is input as an input 301 to the railway signal system of this embodiment. The input 301 is distributed by the interface circuit of the input processing apparatus 10 in FIG. 2 and is input to the arithmetic unit 11 and the arithmetic unit 12. Here, it is assumed that a signal of a voltage defined in advance is input when the train is not present. The computing unit 11 creates input information 1 a that means “non-existing line” when a signal of a predetermined voltage is input, and “existing line” otherwise, and performs computation via the transmission path 40. The data is transmitted to the calculator 21 of the device 20. Similarly, the computing unit 12 also creates input information 1 b that means “not present line” or “present line”, and transmits the input information 1 b to the computing unit 22 of the computing device 20 via the transmission path 40.
演算装置２０の演算器２１は、入力情報１ａが「非在線」を意味する場合には「進行現示」、「在線」を意味する場合には「停止現示」に信号機装置３０６を制御するための制御情報２ａを作成し、入力情報１ａと合わせて伝送路４１を経由して出力処理装置３０の演算器３１に伝送する。同様に演算装置２０の演算器２２も入力情報１ｂに基づいて「進行現示」もしくは「停止現示」に信号機装置３０６を制御するための制御情報２ｂを作成し入力情報１ｂと合わせて伝送路４１を経由して出力処理装置３０の演算器３２に伝送する。 The arithmetic unit 21 of the arithmetic unit 20 controls the traffic signal device 306 to “progress display” when the input information 1a means “non-existing line” and “stop display” when the input information 1a means “existing line”. Control information 2a is created for transmission to the arithmetic unit 31 of the output processing device 30 via the transmission path 41 together with the input information 1a. Similarly, the arithmetic unit 22 of the arithmetic unit 20 also creates control information 2b for controlling the traffic light device 306 to "progress indication" or "stop indication" based on the input information 1b, and together with the input information 1b, a transmission line The data is transmitted to the computing unit 32 of the output processing device 30 via 41.
出力処理装置３０では、演算器３１に伝送された入力情報１ａと制御情報２ａ、演算器３２に伝送された入力情報１ｂと制御情報２ｂとを相互に交換し比較する。少なくとも一方の演算器が不一致と判断した場合には、出力処理装置の制御を停止させる。 In the output processing device 30, the input information 1a and control information 2a transmitted to the calculator 31 and the input information 1b and control information 2b transmitted to the calculator 32 are mutually exchanged and compared. If it is determined that at least one of the arithmetic units does not match, the control of the output processing device is stopped.
両方の演算器が一致と判断した場合、演算器３１は、制御情報２ａが「進行現示」を意味する場合には予め規定された電圧の信号を出力し、「停止現示」を意味する場合にはどのような電圧の信号も出力しない。同様に演算器３２も制御情報２ｂに基づいて予め規定された電圧の信号を出力する、もしくはどのような電圧の信号も出力しない。最後にＡＮＤ回路３３が演算器３１と演算器３２からの出力の論理積１０３を取り、信号機装置３０６へ論理積３０３を出力する。両方の演算器から予め規定された電圧の信号が出力されている場合に、本実施例の鉄道信号システムから予め規定された電圧の信号が出力される。それ以外の場合にはどのような電圧の信号も出力されない。 When it is determined that both the arithmetic units match, the arithmetic unit 31 outputs a signal of a predetermined voltage when the control information 2a means “progress indication”, and means “stop indication”. In some cases, no voltage signal is output. Similarly, the arithmetic unit 32 outputs a signal having a voltage defined in advance based on the control information 2b, or does not output any voltage signal. Finally, the AND circuit 33 takes the logical product 103 of the outputs from the arithmetic units 31 and 32 and outputs the logical product 303 to the traffic signal device 306. When signals of a predetermined voltage are output from both arithmetic units, a signal of a predetermined voltage is output from the railway signal system of the present embodiment. In any other case, no voltage signal is output.
信号機装置３０６は、予め決められた電圧の信号を受けた場合に閉塞区間３０７への列車進入許可を意味する緑灯を点灯させる。このように本発明の鉄道信号システムによって、軌道回路装置からの入力に基づいて信号機装置を安全を担保した上で遠隔制御することが可能になる。 The traffic signal device 306 turns on a green light indicating permission to enter the train into the closed section 307 when receiving a signal of a predetermined voltage. As described above, the railway signal system according to the present invention enables remote control of the traffic light device while ensuring safety based on the input from the track circuit device.
実施例３では、本発明を分かりやすく説明するために、１つの軌道回路装置からの入力に基づいて１つの信号機装置を制御する場合を想定して説明したが、入力側の外部機器や出力側の外部機器がそれぞれ複数の場合も同様である。例えば、入力側の外部機器としては、軌道回路装置の他に、転てつ器装置、指令員が操作する端末、進路指示を行う進路要求情報を出力する運行管理システム、列車に搭載された速度センサ、地上子アンテナ、運転台画面等が考えられる。また、出力側の外部機器としては、信号機装置の他に、転てつ器装置、地上子、軌道回路装置、指令員が操作する端末、運行管理システム、列車に搭載されたブレーキ装置や運転台画面等が考えられる。また、実施例２で説明したように、入力処理装置と出力処理装置が複数の構成も考えられる。また、出力処理装置に伝送データを照合する仕組みを備え、伝送データを出力する場合も考えられる。 In the third embodiment, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, a case where one traffic light device is controlled based on an input from one track circuit device has been described. The same applies when there are a plurality of external devices. For example, as an external device on the input side, in addition to a track circuit device, a switch device, a terminal operated by a commander, an operation management system that outputs route request information for route instructions, a speed mounted on a train Sensors, ground antennas, cab screens, etc. are conceivable. In addition to the traffic signal device, the external device on the output side includes a switch device, a ground unit, a track circuit device, a terminal operated by a commander, an operation management system, a brake device and a cab mounted on a train. A screen etc. can be considered. Further, as described in the second embodiment, a plurality of configurations of the input processing device and the output processing device may be considered. It is also conceivable that the output processing device is provided with a mechanism for collating transmission data and the transmission data is output.
例えば、図４に示すように、入力側の外部機器を運行管理システム等の進路を要求する装置４０５、複数の軌道回路装置４０６、複数の転てつ器装置４０７、出力側の外部機器を複数の転てつ器装置４０７とする鉄道信号システム４００が考えられる。なお、鉄道信号システム４００の内部構成は図２に示した実施例２の構成と同様とすればよく、詳細は後述する。 For example, as shown in FIG. 4, a device 405 that requests a route such as an operation management system for an external device on the input side, a plurality of track circuit devices 406, a plurality of switch devices 407, and a plurality of external devices on the output side A railway signal system 400 can be considered as a switch device 407. The internal configuration of the railway signal system 400 may be the same as that of the second embodiment shown in FIG. 2, and details will be described later.
鉄道信号システム４００では、複数の軌道回路装置４０６からの入力、複数の転てつ器装置４０７からの入力、運行管理システム等の進路を要求する装置４０５からの入力を、それぞれと接続された入力処理装置で処理し、列車の在線検知情報、転てつ器の状態情報、進路要求情報等を入力情報として演算装置に伝送する。 In the railway signal system 400, inputs from a plurality of track circuit devices 406, inputs from a plurality of switch devices 407, and inputs from a device 405 requesting a course such as an operation management system are connected to each of them. Processing is performed by the processing device, and the train presence line detection information, the state information of the switch, the route request information, and the like are transmitted as input information to the arithmetic device.
演算装置は、伝送された列車の在線検知情報、転てつ器の状態情報、進路要求情報から、要求された進路を構成するために転換が必要かつ、列車を脱線させる危険性無く転換できる転てつ器装置に対して、所定の方向へ転換させるための制御情報を作成し、当該転てつ器装置と接続された出力制御装置へ伝送する。 The arithmetic unit needs to change from the transmitted train presence detection information, the switch status information, and the route request information to form the requested route, and can be changed without risk of derailing the train. Control information for changing the lever device in a predetermined direction is created and transmitted to the output control device connected to the switch device.
上記までの処理をそれぞれ独立した複数系統の演算器で実行し、転てつ器装置と接続された出力処理装置で、それぞれの系統で処理した入力情報と、それらの入力情報に基づいて計算された制御情報を照合し、一致した場合に転てつ器装置に対して所定の方向へ転換を指示する信号を出力する。 The processing up to the above is executed by each of multiple independent computing units, and is calculated based on the input information processed in each system by the output processing device connected to the switch device and the input information. The control information is collated, and if they match, a signal instructing the switch device to switch in a predetermined direction is output.
なお、このとき、実施例２で説明したように、演算器や伝送路等の故障率、システムに要求される安全率等を考慮し、出力処理装置で照合する入力情報を適切に圧縮してもよい。 At this time, as described in the second embodiment, the input information to be collated by the output processing device is appropriately compressed in consideration of the failure rate of the arithmetic unit and the transmission line, the safety rate required for the system, and the like. Also good.
また、例えば、図５に示すように、入力側の外部機器を各列車に搭載された速度センサや地上子アンテナ等の列車位置速度計測装置５０５、出力側の外部機器を各列車に搭載されたブレーキ装置５０６とする鉄道信号システム５００も考えられる。なお、鉄道信号システム５００の内部構成は図２に示した実施例２の構成と同様とすればよく、詳細は後述する。 In addition, for example, as shown in FIG. 5, a train position / speed measuring device 505 such as a speed sensor or a ground element antenna mounted on each train with an external device on the input side, and an external device on the output side mounted on each train. A railway signal system 500 as a brake device 506 is also conceivable. The internal configuration of the railway signal system 500 may be the same as that of the second embodiment shown in FIG. 2, and details will be described later.
鉄道信号システム５００では、各列車に搭載された速度センサや地上子アンテナ等の位置速度計測装置５０５からの入力を各列車に搭載された入力処理装置で処理し、各列車の位置情報や速度情報等を入力情報として、無線等の伝送路を用いて演算装置に伝送する。 In the railway signal system 500, the input from the position speed measuring device 505 such as a speed sensor or a ground antenna installed in each train is processed by the input processing device mounted in each train, and the position information and speed information of each train are processed. Or the like as input information, and transmitted to a computing device using a wireless transmission path.
演算装置は、伝送された各列車の位置情報や速度情報から、他の列車と衝突の可能性の無い列車のブレーキ装置に対してブレーキを動作させないことを指示する制御情報を作成し、無線を用いて各列車のブレーキ装置と接続された出力制御装置へ伝送する。 The arithmetic unit creates control information that instructs the brake device of the train that does not collide with other trains to operate the brake from the transmitted position information and speed information of each train, and transmits the radio. Used to transmit to the output control device connected to the brake device of each train.
上記までの処理をそれぞれ独立した複数系統の演算器で実行し、列車のブレーキ装置と接続された出力処理装置で、それぞれの系統で処理した入力情報と、それらの入力情報に基づいて計算された制御情報を照合し、一致した場合にブレーキ装置に対してブレーキを動作させない信号を出力する。 The processing up to the above is executed by each of multiple independent computing units, and is calculated based on the input information processed by each system and the input information processed by the output processing device connected to the train brake device. The control information is collated, and if they match, a signal that does not operate the brake is output to the brake device.
なお、このときも実施例２で説明したように、演算器や伝送路等の故障率、システムに要求される安全率等を考慮し、出力処理装置で照合する入力情報を適切に圧縮してもよい。 At this time, as described in the second embodiment, the input information to be collated by the output processing device is appropriately compressed in consideration of the failure rate of the arithmetic unit and the transmission line, the safety rate required for the system, and the like. Also good.
このように本発明の鉄道信号システムによって、鉄道システムを構成する地上や車上に設置された複数の装置からの入力に基づいて、鉄道システムを構成する地上や車上に設置された複数の装置を十分に安全性を担保しつつ遠隔に制御することが可能になる。 Thus, by the railway signal system of the present invention, a plurality of devices installed on the ground or on the vehicle constituting the railway system based on inputs from the plurality of devices installed on the ground or on the vehicle constituting the railway system. Can be controlled remotely while ensuring sufficient safety.
図６は、実施例４、５の鉄道信号システム４００、５００の構成例を鉄道信号システム６００として示す。図６では、鉄道信号システム６００への入力装置が外部機器６５１〜６５３の３つ、出力先の外部機器が外部機器６６１〜６６４の４つとした場合の構成図である。 FIG. 6 shows a configuration example of the railway signal systems 400 and 500 according to the fourth and fifth embodiments as the railway signal system 600. FIG. 6 is a configuration diagram in the case where there are three external devices 651 to 653 as input devices to the railway signal system 600 and four external devices 661 to 664 as output destination external devices.
外部機器６５１〜６５３からの入力情報は、それぞれ入力処理装置６１１〜６１３へと入力される。入力処理装置６１１〜６１３は、例えば図２の入力処理装置１０と同様とすればよい。 Input information from the external devices 651 to 653 is input to the input processing devices 611 to 613, respectively. The input processing devices 611 to 613 may be the same as the input processing device 10 of FIG.
入力処理装置６１１〜６１３からの出力は、演算装置６２０の演算器６２１、演算器６２２へと入力される。演算装置６２０は、例えば図２の演算装置２０と同様とすれば良い。ただし、入力装置が３つあるため、各演算器への入力も３つとなる。 Outputs from the input processing devices 611 to 613 are input to the computing units 621 and 622 of the computing device 620. The arithmetic device 620 may be the same as the arithmetic device 20 of FIG. However, since there are three input devices, there are also three inputs to each arithmetic unit.
演算装置６２０からの出力は、出力処理装置６３１〜６３４へと出力される。これら出力処理装置は、例えば図２の出力処理装置３０と同様とすれば良い。 The output from the arithmetic device 620 is output to the output processing devices 631 to 634. These output processing devices may be the same as, for example, the output processing device 30 in FIG.
図５の構成であれば、入力処理装置６１１〜６１３が全て列車位置速度計測装置５０５とし、出力処理装置６３１〜６３４をブレーキ装置５０６とすればよい。 In the configuration of FIG. 5, all of the input processing devices 611 to 613 may be the train position / speed measuring device 505 and the output processing devices 631 to 634 may be the brake device 506.
図４の構成であれば、入力処理装置６１１〜６１３をそれぞれ運行管理システム４０５、軌道回路装置４０６、転てつ器装置４０７とし、出力処理装置６３１〜６３４を転てつ器装置４０７とすればよい。 In the configuration of FIG. 4, the input processing devices 611 to 613 are the operation management system 405, the track circuit device 406, and the switch device 407, and the output processing devices 631 to 634 are the switch device 407. Good.
外部からの入力機器、外部への出力機器の数については、図６ではそれぞれ３，４で説明したが、機器が増減した場合にも同様に機器を増減させれば実現できる。 The number of input devices from the outside and the number of output devices to the outside have been described with reference to 3 and 4 in FIG. 6, but can be realized by increasing or decreasing the number of devices in the same way when the number of devices increases or decreases.
なお、本発明は上記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。上記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。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
１ 外部機器からの入力
１ａ、１ｂ 入力情報
２ａ、２ｂ 制御情報
３ａ、３ｂ 出力処理装置内の演算器からの出力
３ 外部機器への出力
５、６ 外部機器
１０ 入力処理装置
１１、１２ 入力処理装置内の演算器
１３ インタフェース回路
１４、２４ 比較器
２０ 演算装置
２１、２２ 演算装置内の演算器
３０ 出力処理装置
３１、３２ 出力処理装置内の演算器
３３ ＡＮＤ回路
４０、４１ 伝送路
３００，４００、５００、６００ 鉄道信号システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input from external apparatus 1a, 1b Input information 2a, 2b Control information 3a, 3b Output from arithmetic unit in output processing apparatus 3 Output to external apparatus 5, 6 External apparatus 10 Input processing apparatus 11, 12 Input processing apparatus Computation unit 13 Interface circuit 14, 24 Comparator 20 Computation unit 21, 22 Computation unit 30 in computation unit Output processing unit 31, 32 Arithmetic unit 33 in output processing unit AND circuit 40, 41 Transmission path 300, 400, 500, 600 Railway signal system
Claims (8)
前記第１の処理装置からの出力データを受信し、受信する前記データに基づいて演算処理を行う演算手段を２つ備える第２の処理装置と、
前記第２の処理装置からの出力データに基づいて制御される制御対象機器とを有する制御システムにおいて、
前記第１の処理装置は、外部機器からのデータを前記入力データとし、
前記第１の処理装置の備える２つの演算手段による各々の演算結果を前記第２の処理装置へ出力し、
前記第２の処理装置は、前記第２の処理装置の備える２つの演算手段による演算結果を比較し、一致している場合に前記演算結果を出力する比較手段を備え、
前記第２の処理装置の備える比較手段は、前記第１の処理装置による演算結果、及び前記第２の処理装置による演算結果の各々を比較し、いずれの演算結果も各々一致している場合に前記第２の処理装置による演算結果を出力し、
前記第２の処理装置以外の処理装置のうち少なくとも１つは、前記比較手段を省略し、前記２つの演算手段による各々の演算結果を出力すること
を特徴とする制御システム。 A first processing device comprising two arithmetic means for performing arithmetic processing based on input data;
A second processing device including two calculation means for receiving output data from the first processing device and performing calculation processing based on the received data;
A control system having a control target device controlled based on output data from the second processing device;
The first processing device uses data from an external device as the input data,
Outputting each computation result by the two computing means included in the first processing device to the second processing device;
The second processing device includes a comparison unit that compares the calculation results of the two calculation units included in the second processing device and outputs the calculation result when they match.
The comparison means included in the second processing device compares each of the calculation results obtained by the first processing device and the calculation results obtained by the second processing device, and when both the calculation results match each other. Outputting a calculation result by the second processing unit;
At least one of the processing devices other than the second processing device omits the comparison unit and outputs the calculation results of the two calculation units.
前記第１の処理装置からの出力データを受信し、受信する前記データに基づいて演算処理を行う演算手段を２つ備える第２の処理装置と、
外部機器からの入力データに基づいて演算処理を行う演算手段を２つ備え、前記第１の処理装置へ演算結果を出力する第３の処理装置と、
前記第２の処理装置からの出力データに基づいて制御される制御対象機器とを有する制御システムにおいて、
前記第３の処理装置は、該第３の処理装置の備える２つの演算手段による各々の演算結果を前記第１の処理装置へ出力し、
前記第１の処理装置は、前記第３の処理装置による演算結果、及び前記第１の処理装置による演算結果のいずれも前記第２の処理装置へ出力し、
前記第２の処理装置の備える前記２つの演算手段は、互いにデータの授受を行い、前記第３の処理装置による２つの演算結果と、前記第１の処理装置による２つの演算結果を各々比較し、いずれの前記演算結果も一致している場合に、前記第１の処理装置による演算結果に基づいて、前記制御対象機器を制御する為の制御データを出力し、
前記第２の処理装置は、前記第２の処理装置の備える２つの演算手段による演算結果を比較し、一致している場合に前記演算結果を出力する比較手段を備え、
前記第１の処理装置、または前記第３の処理装置の少なくともいずれかは、前記比較手段を省略し、前記２つの演算手段による各々の演算結果を出力すること
を特徴とする制御システム。 A first processing device comprising two arithmetic means for performing arithmetic processing based on input data;
A second processing device including two calculation means for receiving output data from the first processing device and performing calculation processing based on the received data;
A third processing device that includes two calculation means for performing calculation processing based on input data from an external device, and outputs a calculation result to the first processing device;
A control system having a control target device controlled based on output data from the second processing device;
The third processing unit outputs the respective calculation result of two operation means provided in the processing apparatus of the third to the first processing unit,
The first processing device, the operation result by the third processing unit, and none of the calculation result by the first processing unit to output to the second processing unit,
The two arithmetic units included in the second processing device exchange data with each other, and respectively compare two arithmetic results by the third processing device with two arithmetic results by the first processing device. , If any of the calculation results match, based on the calculation result by the first processing device, to output control data for controlling the device to be controlled ,
The second processing device includes a comparison unit that compares the calculation results of the two calculation units included in the second processing device and outputs the calculation result when they match.
At least one of the first processing device and the third processing device omits the comparison unit and outputs the calculation results of the two calculation units.
Control system characterized by.
複数の前記外部装置と、
前記複数の外部装置の各々からデータが入力される複数の前記第３の処理装置とを有し、前記複数の第３の処理装置の各々は、前記第１の処理装置の備える２つの演算手段の各々に演算結果を出力すること
を特徴とする制御システム。 The control system according to claim 2 ,
A plurality of the external devices;
A plurality of third processing devices to which data is input from each of the plurality of external devices, and each of the plurality of third processing devices includes two arithmetic means included in the first processing device. A control system that outputs a calculation result to each of the control systems.
複数の前記制御対象機器と、
前記複数の制御対象機器の各々へ前記制御データを出力する複数の前記第２の処理装置とを有し、
前記第１の処理装置の備える２つの演算手段の各々は、前記複数の前記第２の処理装置の各々に演算結果を出力すること
を特徴とする制御システム。 The control system according to claim 2 or claim 3 ,
A plurality of devices to be controlled;
A plurality of the second processing devices that output the control data to each of the plurality of devices to be controlled;
Each of the two calculation means with which the said 1st processing apparatus is provided outputs a calculation result to each of these said 2nd processing apparatuses, The control system characterized by the above-mentioned.
前記第２の処理装置は、該第２の処理装置の備える２つの演算手段の各々から出力された制御データを比較するＡＮＤ回路を有し、前記制御データが一致している場合に該制御データを出力すること
を特徴とする制御システム。 The control system according to any one of claims 2 to 4 ,
The second processing device includes an AND circuit that compares control data output from each of the two arithmetic units included in the second processing device, and the control data is matched when the control data matches. A control system characterized by outputting
前記外部装置は軌道回路装置であり、
前記制御対象機器は信号機装置であり、
前記第３の処理装置は、前記軌道回路装置から列車在線検知結果が入力され、
前記第１の処理装置は、前記列車在線検知結果に基づいて前記信号機装置を制御するための現示情報を算出し、
前記第２の処理装置は、前記現示情報に基づいて前記信号機を制御する為の電圧信号を出力すること
を特徴とする鉄道信号システム。 The control system according to claim 2 ,
The external device is a track circuit device;
The device to be controlled is a traffic light device,
The third processing device receives a train presence line detection result from the track circuit device,
The first processing device calculates present information for controlling the traffic signal device based on the train presence line detection result,
The railroad signal system, wherein the second processing device outputs a voltage signal for controlling the traffic light based on the display information.
前記複数の外部装置は、運行管理システム、軌道回路装置、転てつ器装置で構成され、
前記第１の処理装置の備える前記２つの演算手段の各々は、前記運行管理システムからの進路要求情報と、前記軌道回路装置からの列車在線検知結果と、前記軌道回路装置からの転てつ器状態情報とに基づいて前記転てつ器装置を制御するための転換情報を算出し、
前記第２の処理装置は、前記転換情報に基づいて前記転てつ器装置を所定の方向へ転換を指示する信号を出力すること
を特徴とする鉄道信号システム。 The control system according to any one of claims 3 to 5 ,
The plurality of external devices are composed of an operation management system, a track circuit device, a switch device,
Each of the two calculation means included in the first processing device includes route request information from the operation management system, a train line detection result from the track circuit device, and a switch from the track circuit device. Calculating conversion information for controlling the switch device based on the state information,
The railroad signal system, wherein the second processing device outputs a signal that instructs the switch device to switch in a predetermined direction based on the switch information.
前記外部装置は列車の位置速度計測装置であり、
前記制御対象機器は前記列車のブレーキ装置であり、
前記第３の処理装置は、前記位置速度計測装置から位置速度情報が入力され、
前記第１の処理装置は、前記位置速度情報に基づいて前記ブレーキ装置を制御するための制御情報を算出し、
前記第２の処理装置は、前記制御情報に基づいて前記ブレーキ装置を制御する為の信号を出力すること
を特徴とする鉄道信号システム。 The control system according to any one of claims 3 to 5 ,
The external device is a train position / speed measuring device,
The device to be controlled is a brake device of the train,
The third processing device receives position speed information from the position speed measurement device,
The first processing device calculates control information for controlling the brake device based on the position speed information,
The railroad signal system, wherein the second processing device outputs a signal for controlling the brake device based on the control information.
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