JP6647996B2 - 連動データ検証装置及び連動データ設計検証システム - Google Patents

連動データ検証装置及び連動データ設計検証システム Download PDF

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Description

本発明は、信号機や転てつ機を制御する連動装置で使用する連動データが、正しく作成されていることを検証する連動データ検証装置及び連動データ設計検証システムに関する。
鉄道信号システムにおいて、信号機や転てつ機などの各現場機器が複数設置される拠点となる駅には、各現場機器の制御のために連動装置が設置される。連動装置は、進路の設定操作により、転てつ機を所定の方向に転換させ、転てつ機を鎖錠し、列車に対して信号機に進行現示を行うことで走行を許可する。また、列車走行状況を軌道回路により把握し、列車走行に合わせて信号機を停止現示にしたり、転てつ機の鎖錠を解く。さらには進路に支障が及ばないよう各機器間に一定の連鎖関係を持たせる機能を有している。
これらの機能(動作条件)を示す条件表として、連動図表が用いられる。連動図表は線形や設備設置場所などを示す配線略図と、連動装置の制御条件を示す連動表から構成されている。一般に、連動装置は、連動図表をもとに作成された連動データによって、所定の機能を実現している。
連動データの一形態として、結線図を用いる方法が知られており、さらには連動図表から結線図を自動作成する手法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
連動図表をもとに自動作成された結線図は、基本的な部分は網羅されているが、実際に使用する結線図とするためには、たとえば、以下の理由により設計者が手を加える必要がある。
(1)各機器との入出力部分に機械的なリレーを使用する際、リレーの接点が不足するために補助リレーを設ける必要が生じる。この場合、補助リレーを動作させるための回路を設計者が追加する。
(2)補助リレーの動作が正しいことを照査するため、所定の回路に補助リレーの接点を追加する必要が生じる。例えば、信号制御リレーの補助リレーが不正に動作した場合は接近鎖錠が解けない様に、接近鎖錠回路の表示鎖錠条件に補助リレーの接点を設計者が追加する。
(3)その他、一定の決まりにより、本来のリレー接点を補助リレー接点に置き換える。
特開2013−001224号公報
ところで、特許文献1で示すような、自動作成された結線図は、生成論理に誤りがなければ、連動図表通りの動作になると考えられる。しかしながら、設計者が手を加えた結線図は、人為的ミスが混入する恐れがあり、連動図表どおりの動作とならない可能性があることから、対策の技術が求められていた。すなわち、何らかの方法で結線図などの連動データに誤りがないことを検証する技術が必要である。
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。
本発明は、鉄道信号システムにおける連動装置の動作条件が記述された連動図表をもとに連動データ生成装置によって作成された結線図に対して、少なくとも一部に作業者による編集を加えて得られた最終結線図からなる連動データを、検証する連動データ検証装置であって、前記連動データから、記載内容を抽出する名称抽出部と、前記抽出された記載内容を表形式の連動変換表に変換する変換表作成部と、前記連動データのもととなった前記連動図表と前記連動変換表とを、それらを比較可能に出力する出力部と、前記連動図表と前記連動変換表とを比較することで、前記連動データに含まれる名称誤り又は過不足条件の有無を判別する比較検証部と、前記変換表作成部によって前記連動データから前記連動変換表に変換されず、前記比較検証部で判別できない、前記連動変換表とは無関係な条件の有無を判別する過剰条件検証部と、を備える。
また、前記連動データについて、自己照査条件の照合による検証を行う条件照合部を備えてもよい。
本発明の連動データ設計検証システムは、上記の連動データ検証装置と、前記連動図表をもとに前記結線図を自動的に作成する前記連動データ生成装置と、を備える。
本発明によると、連動装置の動作条件が記述された連動図表をもとに作成された連動データを検証する技術を提供できる。
実施形態に係る、連動データ設計検証システムの概要を示すブロック図である。 実施形態に係る、連動データ設計検証システムによる処理の概略を説明するチャート図である。 実施形態に係る、結線図の例と、名称抽出定義の例、生成された連動変換表を示す図である。 実施形態に係る、結線図の例と、変換定義の例、追記された連動変換表を示す図である。 実施形態に係る、連動図表と、結線図の例、修正の際に誤った結線図の例と、誤った結線図をもとに生成された連動変換表を示す図である。 実施形態に係る、結線図の例と、照合定義の例を示す図である。 実施形態に係る、結線図の例を示す図である。 実施形態に係る、結線図と論理式の例を示す図である。
次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。
図1は、連動データ設計検証システム10の概要を示すブロック図である。図2は、連動データ設計検証システム10による処理の概略を説明するチャート図である。
連動データ設計検証システム10は、連動データ生成装置30と、連動データ検証装置50とを備える。連動データ生成装置30は、連動図表A1をもとに結線図A2を自動的に作成する。結線図A2は、複数の結線図の集合体であり、各結線図には"てこ反応回路"や"信号制御回路"などの回路名がそれぞれ付与されている。
上述のように、連動データ生成装置30で作成された結線図A2に対して設計者等の作業者が加工を施す場合がある。そこで、連動データ検証装置50は、連動データ生成装置30で作成された結線図A2に対して設計者等の作業者が加工を施した場合に、加工後の結線図(最終結線図A3)が適切であるか否かを検証する。
ここでは、(1)連動データが連動図表で指示されたとおりの条件を有することの検証(検証1_S10)と、(2)連動データの合理性に関して検証する検証(検証2_S20)と、を実行可能となっている。
これら検証を実行するために、連動データ検証装置50は、最終結線図取得部51と、出力部52と、第1検証部61と、第2検証部62とを備える。最終結線図取得部51は、最終結線図A3を取得し、記載内容を抽出して第1検証部61及び第2検証部62へ通知する。最終結線図A3としては、例えば、CADデータや紙ベースのデータが用いられる。
第1検証部61の処理を次に具体的に説明する。
(1)検証1_S10について
検証1_S10では、連動装置を動作させる為の最終結線図A3と、あらかじめ作成した各種定義を用いて、表形式のデータ(連動変換表A4)を作成する。連動変換表A4と連動図表の比較を行うことにより、最終結線図A3に、必要な条件が過不足無く含まれていることを検証する。
第1検証部61は、変換表作成部63と、名称抽出部64と、比較検証部66とを備える。
検証(A):連動変換表A4の作成
第1段階として、名称抽出部64は、検証の対象となる駅に設けられている"進路"や"転てつ機"といった基本となる名称を抽出する。変換表作成部63は、その抽出結果をもとに連動変換表A4の基本部分を作成する。なお、名称抽出部64は名称を抽出する機能とともに、後述する条件抽出及び変換機能も有する。
"進路"の抽出方法の例として、信号制御回路を用いる方法を説明する。
信号制御回路は、1つの進路に対して1回路が作成され、回路を構成するコイルの動作により、その進路に対して列車の進行を許可する信号機が進行現示となり、落下により停止現示となる。そのコイル名は、"進路"名に、識別するための名称(以下、「識別名称」)である"HR"を組み合わせている。例えば進路"1RA"に対する信号制御回路のコイル名は"1RAHR"となっている。したがって、信号制御回路のコイル名から、識別名称となる"HR"を除くことで、進路名を抽出することができる。抽出を行う回路名や、識別名称、種別を記載した名称抽出定義D1を用意することで、結線図(最終結線図A3)と名称抽出定義D1をもとにして連動変換表A4を生成できる。
図3は、結線図(最終結線図A3)の例と、名称抽出定義D1の例、生成された連動変換表A4を示す。図3(a)の結線図には、信号制御回路の例として、1RAHRと1RBHRの2回路が記載されている。図3(b)は名称抽出部64に備わる名称抽出定義D1の例を示している。名称抽出定義D1には、抽出を行う回路名として"信号制御回路"、識別名称として"HR"、種別として"進路"が記載されている。図3(c)の連動変換表A4には、表作成開始の時点では1行目の列タイトルのみが雛形として用意されており、以降で説明する処理によって行が追加されていく。
名称抽出部64は、名称抽出定義D1に記載された回路名"信号制御回路"を結線図内で検索し、コイル名"1RAHR"を識別する。名称抽出部64は、このコイル名から名称抽出定義D1に記載された識別名称"HR"を抜いた名称"1RA"を抽出する。変換表作成部63は、この名称"1RA"を連動変換表A4の名称欄に記載する。あわせて名称抽出定義D1に記載された種別"進路"を、連動変換表A4の種別欄に記載する。
図3(a)に示すように、信号制御回路には、コイル名"1RBHR"も存在するので、同様の処理を繰り返すことで、連動変換表A4の名称欄に"1RB"、種別欄に"進路"が記載される。以上の処理を繰り返すことにより、図3(c)に示すような連動変換表A4が生成される。
なお、進路名の抽出は、"信号制御回路"とは限らず、"てこ反応回路"などの他の回路を用いることも可能であり、名称抽出定義D1を書き換えることにより対応できる。同様に、転てつ機名の抽出は、"転てつ鎖錠回路"等を用いるように名称抽出定義D1を作成すれば良く、他の種別についても同様に名称抽出定義D1を適宜変更することで抽出が可能である。
検証(B):連動変換表各欄への条件記入
第2段階として、連動変換表A4の所定の欄(鎖錠欄、信号制御欄、進路鎖錠欄、接近鎖錠欄など)に記載する条件名を抽出する。
例として、"信号制御欄"に記載する"軌道条件"の抽出手順を説明する。
各進路ごとに設けられる信号制御回路には、その進路に対する信号機を停止現示にするための軌道条件が挿入されている。軌道条件となる接点名は、"軌道回路"名に"R"を加えた名称となっており、その接点形態は扛上接点(リレーが動作した際に構成される接点)となっている。したがって、信号制御回路に含まれる接点名や接点形態から、軌道条件を抽出することができる。
図4に、結線図(最終結線図A3)の例と、変換定義D2の例、追記された連動変換表A4を示す。図4(a)の結線図(最終結線図A3)には、信号制御回路の例として、1RAHRと1RBHRの2回路が記載されている。図4(b)の変換定義D2には、抽出を行う回路名として"信号制御回路"、識別条件として"軌道条件"、識別名称として"R"、接点形態として"扛上接点" 、出力先欄名として"信号制御欄"が記載されている。図4(c)の連動変換表A4は、図3で示した第1段階の処理により、"1RA"と"1RB"の2行が追加されており、以下の処理によって条件が追加されていく。
名称抽出部64は、条件抽出及び変換機能として、変換定義D2に記載された回路名"信号制御回路"を結線図内で検索し、コイル名"1RAHR"の回路を識別する。名称抽出部64は、この回路に含まれる接点名を検索し、変換定義D2に記載された識別名称"R"及び接点形態"扛上接点"が合致する接点を抽出する。図4(a)では、"21TR"と"1RATR"が抽出される。
名称抽出部64は、"21TR"と"1RATR"のそれぞれから変換定義D2に記載された識別名称"R"を抜いた名称"21T"と"1RAT"とを軌道条件として抽出する。
コイル名"1RAHR"の回路が示す進路名は、図3で示した第1段階の処理により、 "1RA"と抽出されているので、名称抽出部64は、連動変換表A4の名称欄"1RA"が示す行の、変換定義D2に記載された出力先"信号制御欄"に、軌道条件"21T"と"1RAT"を記入する。
信号制御回路には、コイル名"1RBHR"の回路も存在するので、同様の処理を繰り返すことで、連動変換表A4の名称欄"1RB"の"信号制御欄"に、軌道条件"21T"と"2RBT"を記入する。以上の処理を繰り返すことにより、図4(c)に示すような連動変換表A4が生成される。さらに、様々な変換定義D2を用意する事で、連動変換表A4の"信号制御欄"以外の欄についても、同様に条件が生成される。
目視による比較(C):連動変換表と連動図表の比較による、結線図の検証
第3段階の処理として、第1及び第2段階の処理で生成された連動変換表A4と、結線図(最終結線図A3)を作成した際に使用した、もととなる連動図表の比較を行う。作業者が比較を行う場合、出力部52が、生成された連動変換表A4を印刷出力したり、所定のモニタに表示出力する。
結線図が正しく作成されていれば、結線図作成で用いた連動図表の表部分と生成された連動変換表A4は一致する。逆に、結線図に所定の条件が不足していたり、過剰であれば、連動図表の表部分と生成された連動変換表は一致しない。したがって、連動変換表A4と連動図表を見比べることで、結線図が正しく作成されていることが検証できる。
図5に、連動図表A6と、結線図A21の例、修正の際に誤った結線図A22の例と、誤った結線図A22をもとに生成された連動変換表A41を示す。なお、ここでは比較例として、信号制御欄の比較を行うこととする。
図5(a)の連動図表A6では、進路"1RA"の信号制御欄は"21T"と"1RAT"が記載されている。同様に進路"1RB"の信号制御欄は"21T"と"1RBT"が記載されている。
図5(b)は連動図表A6にもとづいて作成された結線図A21の例であり、進路"1RA"に対する結線図"1RAHR"には、信号制御欄に記載された軌道条件に列車が無い場合に信号機を進行現示させる条件として、"21TR"と"1RATR"が挿入される。同様に結線図"1RBHR"には、"21TR"と"1RBTR"が挿入される。
図5(c)は誤った結線図A22の例として、図5(b)における"1RBHR"回路の条件"1RBTR"が"2RBTR"と誤っている場合を示している。
図5(d)は誤った結線図A22をもとに、第1及び第2段階の処理で生成された連動変換表A41であり、進路"1RA"に対する信号制御欄は、"21T"と"1RAT"、進路"1RB"に対する信号制御欄は、"21T"と"2RBT"が記載されている。
図5(a)の連動図表A6と図5(d)の連動変換表A41とを比較すると、進路"1RA"に対する信号制御欄は一致し、結線図A22が正しいことが検証できる。また、進路"1RB" に対する信号制御欄は一致しないので、結線図A22に誤りがあることが検証できる。
この様にして、連動図表A6と連動変換表A4、A41を比較することにより、結線図(最終結線図A3)に対する誤りの有無を検証することができる。
第1〜第3段階の処理により、設計者等の作業者が加工した最終結線図A3の検証を効果的に行うことができる。なお、結線図は鉄道会社によって標準結線図が異なる場合が多いが、定義(名称抽出定義D1及び変換定義D2)を書き換えることで対応できる。
検証(D):連動変換表と連動図表の機械的比較
なお、連動図表A6がデータとして用意されている場合、比較検証部66が、連動図表A6と連動変換表A41とを機械的に比較する。その場合、比較検証部66は、図5(e)のような不一致部分とその内容を示す不一致リストA5を生成し、出力部52を用いて出力する。
(2)検証2_S20について(連動データの合理性に関する検証)
つづいて、第2検証部62の処理について説明する。第2検証部62は、条件照合部67と過剰条件検証部68とを備え、次に説明する処理を行う。
結線図に含まれる条件が正しい場合、及び名称が誤っている場合、若しくは条件の過不足については、第1検証部61による検証、すなわち、連動変換表A4を用いた検証が可能である。しかし、結線図には自己照査条件が挿入される他に、無関係な条件(過剰条件)が挿入されることが想定され、いずれも何らかの手段で検証する必要がある。そこで、条件照合部67が第4段階の処理として自己照査条件に関する検証、過剰条件検証部68が第5段階の処理として過剰条件に関する検証を行う。これらの検証処理により、より確かな結線図の検証を行うことができる。
検証(E):自己照査条件に関する結線図の検証
条件照合部67は、第4段階の処理として、各回路に対する自己照査条件の照合による検証を行う。ここでは例として、信号制御回路に含まれる自己照査条件の照合を説明する。
各進路に対する信号制御回路には、進路が構成されていることを確認するためのてこ反応条件や、鎖錠されていることを確認する為の接近鎖錠条件などが挿入されている。これらの条件は、リレー名称から識別条件を抜いた名称が、当該回路の進路名と一致している。キーワードとなる進路名が同じ名称であるので、これらを自己照査条件と呼んでいる。
例えば、進路"1RA"に対する信号制御回路に挿入される"接近鎖錠条件"は、"進路"名に"ASR"を加えた名称"1RAASR"となっており、接点形態は落下接点(リレーが落下した際に構成される接点)となっている。したがって、信号制御回路に含まれる接点名や接点形態から、接近鎖錠条件を抽出することができる。
図6に、結線図の例と、照合定義D3の例を示す。図6(a)の結線図A3には、信号制御回路の例として、1RAHRと1RBHRの2回路が記載されている。但し、2RAHRの接近鎖錠条件を、本来挿入される条件"1RBASR"ではなく"2RBASR"と誤っている例としている。
図6(b)の照合定義D3には、抽出を行う回路名として"信号制御回路"、識別条件として"接近鎖錠条件"、識別名称として"ASR"、接点形態として"落下接点"が記載されている。
照合定義D3に記載された回路名"信号制御回路"を結線図内で検索すると、コイル名"1RAHR"の回路が見つかる。この回路に含まれる接点名を検索し、照合定義D3に記載された識別名称"ASR"及び接点形態"落下接点"が合致する接点を抽出する。図6(a)では、"1RAASR"が抽出される。"1RAASR"から照合定義D3に記載された識別名称"ASR"を抜いた名称"1RA"が接近鎖錠条件に対する名称として抽出される。
コイル名"1RAHR"の回路が示す進路名は、第1段階の処理で"1RA"と処理されており、上記で抽出された接近鎖錠条件に対する名称"1RA"と一致するので、結線図が正しいと検証できる。
同様に、コイル名"1RBHR"の回路からは、接近鎖錠条件に対する名称として"2RB"が抽出される。コイル名"1RBHR"の回路が示す進路名は、"1RB"であるが、上記で抽出された接近鎖錠条件に対する名称"2RB"と一致しないので、結線図が誤っていると検証できる。検証結果は、出力部52を用いて画面に表示したり、ファイルに出力する。
検証(F):過剰条件に関する結線図の検証
第5段階の処理として、過剰条件検証部68が過剰条件に関する検証を行う。上述の第2段階の処理で、各回路に挿入された連動図表にもとづく条件はすべて照合される。また、第4段階の処理で、各回路に挿入された自己照査条件はすべて照合される。以上の照合により、本来は全条件の照合が完了するはずであるが、結線図に関係のない過剰条件が挿入されている場合は、未照合のまま残る形になる。このため、第4段階の処理までの照合結果をチェックし、過剰な条件が無いことを検証する。
図7に、信号制御回路の例を示す。コイル"1RBHR"に関する信号制御回路では、図3(a)と比較して"2RBTR"を"2RBVR"と誤ったり、"1RBASR"の接点形態を誤って扛上接点とした例とした。
コイル"1RAHR"に関する信号制御回路では、第2段階の処理において、軌道条件"21TR"と"1RATR"、第4段階の処理で接近鎖錠条件"1RAASR"が照合されており、未照合条件はない。これにより、過剰条件はないと検証できる。
一方、コイル"1RBHR"については、第2段階の処理で、軌道条件"21TR"が照合されているが、"2RBVR"は識別名称が相違するため軌道条件として照合されず、"1RBASR"は接点形態が相違するため接近鎖錠条件とは照合されずに、いずれも未照合となる。このため、"2RBVR"、"1RBASR"は過剰条件として判断できる。以上の手法により、過剰条件に関する結線図の検証を行うことができる。検証結果は、出力部52を用いて、画面に表示したり、ファイルに出力する。
つぎに、変形例を説明する。
上述の例では、連動データとして結線図を用いたが、電子連動で使用する、結線図と等価となる論理式を用いることもできる。論理式とは、結線図をリレー名称と接点の記号、接続記号などを、図形ではなく文字列で示したテキストデータである。
図8に、結線図(最終結線図A3)と論理式の例を示す。図8(a)の結線図を論理式に展開したものが図8(b)である。
論理式の基本的なフォーマットを説明する。リレー接点の名称については、そのままの文字列を名称とする。例えば、"21TR"と表記する。接点形態については、落下接点のみ上記の文字列に"/"を付加する。例えば、"1RAASR/"と表記する。
各リレー接点間の接続を示す情報として、接点同士を直列で接続する場合、各名称の間に"*"を挿入する。接点同士を並列で接続する場合、各名称の間に"+"を挿入する。なお、直列と並列が組み合わされている結線図に関しては、算数の計算式と同様に"*"が優先されるものとして、適宜"("と")"を挿入する。コイルについては、コイル名の前に"="を挿入する。この様に表現された論理式は、結線図と等価な表現ができるので、本検証装置を用いて検証することができる。
以上、本実施形態によると、連動データ(結線図や論理式)をもとに、連動図表と等価の連動変換表を生成し、連動図表と比較することにより、連動データを検証できる。さらに、自己照査条件の照合や、過剰条件の検索により、さらに詳細に連動データを検証できる。これにより、結線図作成の過程で発生した不具合(人為的ミスや連動データ生成装置の不備)を検証することができる。
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10 連動データ設計検証システム
30 連動データ生成装置
50 連動データ検証装置
51 最終結線図取得部
52 出力部
61 第1検証部
62 第2検証部
63 変換表作成部
64 名称抽出部
66 比較検証部
67 条件照合部
68 過剰条件検証部

Claims (3)

  1. 鉄道信号システムにおける連動装置の動作条件が記述された連動図表をもとに連動データ生成装置によって作成された結線図に対して、少なくとも一部に作業者による編集を加えて得られた最終結線図からなる連動データを、検証する連動データ検証装置であって、
    前記連動データから、記載内容を抽出する名称抽出部と、
    前記抽出された記載内容を表形式の連動変換表に変換する変換表作成部と、
    前記連動データのもととなった前記連動図表と前記連動変換表とを、それらを比較可能に出力する出力部と、
    前記連動図表と前記連動変換表とを比較することで、前記連動データに含まれる名称誤り又は過不足条件の有無を判別する比較検証部と、
    前記変換表作成部によって前記連動データから前記連動変換表に変換されず、前記比較検証部で判別できない、前記連動変換表とは無関係な条件の有無を判別する過剰条件検証部と、
    を備えることを特徴とする連動データ検証装置。
  2. 前記連動データについて、自己照査条件の照合による検証を行う条件照合部を備えることを特徴とする請求項1に記載の連動データ検証装置。
  3. 請求項1又は2に記載の連動データ検証装置と、
    前記連動図表をもとに前記結線図を自動的に作成する前記連動データ生成装置と、
    を備えることを特徴とする連動データ設計検証システム。
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