JPH0680493B2 - 並列２重系の処理装置および運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、情報データを受けて論理処理をして処理結果
を出力する２つの処理部を有する並列２重系の処理装置
および運転方法に関する。

「従来の技術」 鉄道輸送の制御システムは、安全を確保するという使命
があるので、多重系として信頼性を確保するのが一般的
であり、従来のシステムには３重系あるいは２重系があ
る。

例えば３重系のシステムにおいては、常時多数決を行な
いながら制御を行なっており、一つの系が故障を起して
も運転は継続できるようにしている。

また、２重系のシステムにおいては、仮に動作の不一致
が生じた場合、どちらが正しいかは決定できないので、
外部入力による系切換回路を持ち、使用系と待機系とを
決めて運転している。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来の技術では、３重系ある
いはそれ以上の系にあっては、制御論理を実行するとき
も出力をするときも、常に多数決をする必要があるの
で、多数決を決定する回路構成が複雑となり、システム
が高価なものになるという問題点があった。

また、２重系のシステムにおいては、コスト的には安価
になるが、故障発生時に使用系から待機系に切り換ええ
るとき瞬断が避けられず、処理の連続性が得られないた
めに運行に支障を来す場合があるという問題点があっ
た。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、２重系であって処理部の他に共有メモリや、２
重化制御部を設けていないものではあるが、故障時でも
処理の連続性を維持することができるようにした並列２
重系の処理装置および運転方法を提供することを目的と
している。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、 １ 情報データを受けて論理処理として処理結果を出力
する２つの処理部を有する並列２重系の処理装置であっ
て、処理部の他に共有メモリや、２重化制御部を設けて
いないものにおいて、 各処理部は自己診断部を有しており、各処理部にそれぞ
れ、 情報データを受ける受信部および、情報データを処理し
てその結果を処理データとして出力する論理制御部と、 少なくとも処理データを記憶するメモリと、 他方の処理部とデータを交換するデータリンク部と、 自己のモード情報を他方の処理部に出力するモード出力
部と、 他方の処理部のモード情報を受けて自己のモードと対比
するモード比較部と、 前記自己診断部，モード比較部からの情報に基づき、自
己のデータのみで動作する単独モード，相手と共働して
動作する並列モード，処理系に復帰する際の従系モード
の少なくとも３つのモードに処理部を切り換えるモード
切換部と、 自己が有するデータと前記データリンク部で交換した相
手のデータとを照合し、自己の現在のモードに応じて記
憶すべきデータを前記メモリに出力するデータ比較部
と、 を設けたことを特徴とする並列２重系の処理装置。

２ 同一の情報データが入力される並列対等な２つの処
理部により構成され、各処理部は自己診断をして自己の
異常を感知することができるようになっている並列２重
系の運転方法であって、処理部の他に共有メモリや、２
重化制御部を設けていないものにおいて、 各処理部はそれぞれ単独で動作する単独モード，対等か
つ並行に動作する並列モード，他方に従属する従系モー
ドの少なくとも３つのモードに切換可能であって、 各処理部で受けた情報データを交換して相互に比較する
とともに、各処理部のモード情報を相互に出力して交換
し、 各処理部は相互に他方になる処理部のモード状態，情報
データの一致具合と自己診断とに応じてモードを変更す
ることを特徴とする並列２重系の運転方法に存する。

「作用」 並列２重系の処理装置の２つの対等な処理部は、正常運
転では、情報データを受けて論理処理をして同一の処理
結果を出力し、共働して連続的に処理をして行き、動作
中、両処理部はそれぞれ自己診断部による自己診断を常
に行なっていて、自己診断の結果に異常があるときは処
理系から退くことができるようになっている。

正常で継続的な運転をしているとき、両処理部は並列モ
ードで並行動作している。両処理部には同一の情報デー
タが与えられ、各処理部では、受信部で情報データを受
け、論理制御部が情報データを処理してその結果を出力
し、正常であれば両処理部の出力が同一であり、当該出
力は正常な制御出力として扱われる。

各処理部では、論理制御部の出力である処理データは更
新しながらメモリに納められている。また、各処理部の
モードはモード出力部により相互に相手に伝達され、さ
らにデータリンク部を介して情報データおよび処理デー
タが相互に伝達され、データ比較部がデータの一致を確
認している。

一方の処理部において、自己診断部が異常を感知する
と、当該一方の処理部は処理系から退き、モード出力部
が他方の処理部に伝達する。

他方の処理部のモード比較部は伝達を受けてモードが変
わったことをモード切換部に知らせ、モード切換部は当
該処理部を単独モードに切り換える。単独モードになっ
た処理部は相手方の状況に関わりなく動作する。処理は
止まることなく継続する。

他方の処理部が単独モードで動作している間に一方の処
理部は修復され、処理系に復帰するため、一旦、従系モ
ードをとる。従系モードの処理部は実際には処理には参
加せず、並列モードに復帰するための準備をする。この
準備とは単独モードで動作している処理部のデータをコ
ピーして一致化することである。

従系モードにある処理部のデータ比較部は、単独モード
で動作している相手処理部の処理データを素通りさせて
自己のメモリにコピーさせる。

さらにデータ比較部は、受信部で受け取った情報データ
とデータリンク部で交換した相手処理部の情報データと
を照合し、不一致の場合は次の情報データ同志をさらに
照合して一致するまで照合を繰り返し、一致した場合、
そのことをモード切換部に伝え、モード切換部は自処理
部を並列モードに切り換える。同時に相手処理部も並列
モードになる。

このように、異常が発生した処理部は一旦処理系から退
き、修復してから復帰する。並列２重系の両処理部の少
なくとも一つは常に動作を継続しているので、切換に伴
う瞬断が発生することがない。

「実施例」 以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

各図は本発明の一実施例を示している。

第１図に示すように、並列２重系の処理装置10は、情報
データを受け論理処理をして処理結果を出力する２つの
処理部20.20を有して成る。

処理部20,20は同一の構成を有しており、全体としてみ
るとき完全に対等に動作するよう配設され、いずれも第
２図に示すような構成を有している。

各処理部20,20はいずれも自己診断部21を有していて、
それ自身を常にチェックしており、何らかの異常がおこ
ったときは直ちにわかるようになっている。

各処理部20,20の構成は同一であるので、以下では一方
のみを説明する。

処理部20は、自己診断部21のほかに、受信部22と、論理
制御部23と、メモリ24と、データリンク部25と、モード
出力部26と、モード比較部27とモード切換部28と、デー
タ比較部29とを備えて成る。

受信部22は、図外の指令部から情報データを受けて論理
制御部23,データリンク部25等へそれを伝達するもので
あり、論理制御部23は情報データを処理してその結果を
処理データとして図外の被制御部および処理部20内の必
要な部署に出力するものであり、メモリ24は少なくとも
論理制御部23から出力された処理データを記憶する。

データリンク部25は他方の処理部20のデータリンク部25
に接続し、主として処理データを相手と交換するもので
あり、完全を期するには並列２系統を設けることが望ま
しい。

モード出力部26は、自己のモード情報を他方の処理部20
に出力するものであり、モード情報としては、正常情報
WDT,従系モード情報SCM,単独モード情報SRM,並列モード
情報PRM,待機モード情報BUMがある。

モード比較部27は、他方の処理部20のモード情報を受け
て自己のモードと対比してその結果をモード切換部28,
データ比較部29などの必要な部署に伝達するものであ
る。

モード切換部28は、自己診断部21,モード比較部27から
の情報に基づき、自己のデータのみで動作する単独モー
ド，相手と共働して動作する並列モード，処理系に復帰
する際の従系モードの少なくとも３つのモードと必要に
より待機モードとに処理部20を切り換えるものである。

データ比較部29は、自己が有するデータとデータリンク
部25で交換した相手のデータとを照合し、自己の現在の
モードに応じて記憶すべきデータをメモリ24に出力する
ものである。

前記並列２重系の処理装置10は、同一の情報データが入
力される並列対等な２つの処理部20により構成され、各
処理部20は自己診断をして自己の異常を感知することが
できるようになっている並列２重系の運転方法により動
作する。

各処理部20はそれぞれ単独で動作する単独モード，対等
かつ並行に動作する並列モード，他方に従属する従系モ
ードの少なくとも３つのモードに切換可能で、さらに必
要により待機モードにも切換可能である。

各処理部20で受けた情報データを交換して相互に比較す
るとともに、各処理部20のモード情報を相互に出力して
交換し、各処理部20は相互に他方になる処理部20のモー
ド状態，情報データの一致具合と自己診断とに応じてモ
ードを変更するのである。

次に作用を説明する。

並列２重系の処理装置10の２つの対等な処理部20は、正
常運転では、情報データを受けて論理処理をして同一の
処理結果を出力し、共働して連続的に処理をして行き、
動作中、両処理部20はそれぞれ自己診断部21による自己
診断を常に行なっていて、自己診断の結果に異常がある
ときは処理系から退くことができるようになっている。

以下、モードの切換の様子を第３図に示す状態遷移図に
より説明する。第３図では、並列な両系を便宜上１系,2
系として付字で表わしてあり、また、モード出力は符号
のうえにバーのないものが正、バーの有るものが否であ
る。そして、第３図の遷移線上に明記した情報名称は、
遷移すべき状態に移るときに参照すべき名称である。

前記した単独モード情報SRMは、従系モードに遷移すべ
きか、単独モードに遷移すべきかを判断するものであ
り、従系モード情報SCMは、従系モードに遷移した系が
並列モードに復帰するために出力する情報である。この
情報は、並列モードに遷移するための（一致化を図るた
めの）要求情報である。各遷移状態において、モード出
力部26からの前記各種情報を参照して状態の遷移がなさ
れる。

正常で継続的な運転をしているとき、両処理部20,20は
並列モードで並行動作しており、モード出力部26からは
それぞれWDT1,WDT2およびPRM1,PRM2が出力している。

両処理部20,20には同一の情報データが与えられ、各処
理部20,20では、受信部22で情報データを受け、論理制
御部23が情報データを処理してその結果を出力し、正常
であれば両処理部20,20の出力が同一であり、当該出力
は正常な制御出力として扱われる。

各処理部20,20では、論理制御部23の出力である処理デ
ータは更新しながらメモリ24に納められている。また、
各処理部20,20のモードはモード出力部26により前記の
ようにWDT1,WDT2およびPRM1,PRM2が相互に相手に伝達さ
れ、さらにデータリンク部25を介して情報データおよび
処理データが相互に伝達され、データ比較部29がデータ
の一致を確認している。

例えば一方の１系の処理部20において、自己診断部21が
異常を感知すると、１系の処理部20は処理系から退き、
モード出力部26が他方の処理部20に▲▼を伝達
して異常が発生したことを知らせる。

２系である他方の処理部20のモード比較部27は伝達を受
けて１系のモードが変わったことをモード切換部28に知
らせ、モード切換部28は当該２系の処理部20を単独モー
ドに切り換える。

単独モードでは２系の処理部20のモード出力部26からは
SRMが出力され、単独モードになった２系の処理部20は
相手方の状況に関わりなく動作し、処理は止まることな
く継続する。

２系の処理部20が単独モードで動作している間に１系の
処理部20は第３図において の位置にあって修復され、処理系に復帰するため、電源
が入ると一旦、従系モード１をとる。このときモード出
力部26はSCM1を出力するとともに、WDT1を出力する。

従系モードにある１系の処理部20は実際には処理には参
加せず、並列モードに復帰するための準備をする。この
準備とは単独モードで動作している２系の処理部20のデ
ータをコピーして一致化することである。

従系モードにある１系の処理部20のデータ比較部29は、
自データと照合しても一致しないから、単独モードで動
作している相手の２系処理部20の処理データを素通りさ
せて自己のメモリ24にコピーさせる。

さらにデータ比較部29は、受信部22で受け取った情報デ
ータとデータリンク部25で交換した相手の２系処理部20
の情報データとを照合し、不一致の場合は次の情報デー
タ同志をさらに照合して一致するまで照合を繰り返す。

データが一致した場合はメモリーコピーが完了し、デー
タ比較部29はそのことをモード切換部28に伝え、モード
切換部28は自処理部20を並列モードに切り換える。同時
に相手の２系処理部20も並列モードになる。

両処理部20,20のモード比較部27はそれぞれ相手のモー
ド出力部26から受けた情報により自己が取るべきモード
を判断してモード切換部28に知らせる。またモード切換
部28が切り換えた自己のモードの変化は相手に知らせ、
最終的に並列モードではそれぞれWDT1,WDT2およびPRM1,
PRM2がモード出力部26から出力される。

このように、異常が発生した処理部20,20のいずれかは
一旦処理系から退き、修復してから復帰する。並列２重
系の両処理部20,20の少なくとも一つは常に動作を継続
しているので、切換に伴う瞬断が発生することがない。

システムの起動時に両処理部20,20が立ち上がる場合、
相互に相手のSRMを監視して一方が単独モードになった
とき他方は従系モードになり、データの一致化を図って
から並列モードになる。

また本実施例では、データリンク部25に異常があった場
合各系はBUMを出力し、自己のWDTをも勘案したうえで待
機モードを取ることができる。データリンク部25を並列
２系統設けた場合、２系統が同時に異常を起す確率は低
いので、データ照合の結果は一方の系統は一致している
はずであり、異常を発生した系統を統括しているほうの
処理部20が待機モードを取る。

「発明の効果」 本発明に係る並列２重系の処理装置および運転方法によ
れば、２つの処理部を対等な関係で相互にモードを変え
て異常が発生しても回復しながら瞬断することなく動作
を継続するようにしたので、他に共有メモリや、２重化
制御部を設けておらず処理部が２つだけの簡単なシステ
ムで確実に動作する処理装置および運転方法とすること
ができ、低コストで高い信頼性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示しており、第１図は並列２
重系の処理装置の概略ブロック図、第２図は処理部のブ
ロック図、第３図は状態遷移図である。 10……並列２重系の処理装置 20……処理部、21……自己診断部 22……受信部、23……論理制御部 24……メモリ、25……データリンク部 26……モード出力部、27……モード比較部 28……モード切換部、29……データ比較部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報データを受けて論理処理をして処理結
   果を出力する２つの処理部を有する並列２重系の処理装
   置であって、処理部の他に共有メモリや、２重化制御部
   を設けていないものにおいて、 各処理部は自己診断部を有しており、各処理部にそれぞ
   れ、 情報データを受ける受信部および、情報データを処理し
   てその結果を処理データとして出力する論理制御部と、 少なくとも処理データを記憶するメモリと、 他方の処理部とデータを交換するデータリンク部と、 自己のモード情報を他方の処理部に出力するモード出力
   部と、 他方の処理部のモード情報を受けて自己のモードと対比
   するモード比較部と、 前記自己診断部，モード比較部からの情報に基づき、自
   己のデータのみで動作する単独モード，相手と共働して
   動作する並列モード，処理系に復帰する際の従系モード
   の少なくとも３つのモードに処理部を切り換えるモード
   切換部と、 自己が有するデータと前記データリンク部で交換した相
   手のデータとを照合し、自己の現在のモードに応じて記
   憶すべきデータを前記メモリに出力するデータ比較部
   と、 を設けたことを特徴とする並列２重系の処理装置。
2. 【請求項２】同一の情報データが入力される並列対等な
   ２つの処理部により構成され、各処理部は自己診断をし
   て自己の異常を感知することができるようになっている
   並列２重系の運転方法であって、処理部の他に共有メモ
   リや、２重化制御部を設けていないものにおいて、 各処理部はそれぞれ単独で動作する単独モード，対等か
   つ並行に動作する並列モード，他方に従属する従系モー
   ドの少なくとも３つのモードに切換可能であって、 各処理部で受けた情報データを交換して相互に比較する
   とともに、各処理部のモード情報を相互に出力して交換
   し、 各処理部は相互に他方になる処理部のモード状態，情報
   データの一致具合と自己診断とに応じてモードを変更す
   ることを特徴とする並列２重系の運転方法。