JPH07295844A - Fail-safe controller and train controller - Google Patents

Fail-safe controller and train controller

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JPH07295844A
JPH07295844A JP6092186A JP9218694A JPH07295844A JP H07295844 A JPH07295844 A JP H07295844A JP 6092186 A JP6092186 A JP 6092186A JP 9218694 A JP9218694 A JP 9218694A JP H07295844 A JPH07295844 A JP H07295844A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing device
fail
output
processing
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP6092186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihide Nagatsugi
由英 永次
Makoto Nomi
誠 能見
Hiroyuki Akiyama
弘之 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6092186A priority Critical patent/JPH07295844A/en
Publication of JPH07295844A publication Critical patent/JPH07295844A/en
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

PURPOSE:To assure the correctness of a computing process itself and also assure the fail-safe performance for the real-time control. CONSTITUTION:An output collation type processor 2 is provided on a stage following a bus collation type processor 1. The processor 2 performs the input/ output processing of the real-time data having the dependence on time among the necessary processings. Meanwhile the processor 1 performs the input/output processing or the data having no dependence on time. These processors 1 and 2 exchange the necessary information with each other and also carry out each allotted processing. The input/output processing related to the real-time control is carried out by the processor 2, and the information having no dependence on time is processed by the processor 1. Furthermore the necessary information are exchanged between both processors 1 and 2. So that the fail-safe performance is secured for the processing related to the real-time control and the accurate processing is assured. Then the correctness and the fail-safe performance can be secured for both processors as a whole.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
を用いたフェイルセーフ制御装置に係り、特に、鉄道車
両の制御等の高いフェイルセーフ性が要求される制御に
使用して好適なフェイルセーフ制御装置及び該装置を使
用した列車制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fail-safe control device using a microcomputer, and particularly to a fail-safe control device suitable for use in control requiring high fail-safety such as control of railway vehicles. And a train control device using the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、鉄道車両等の制御は、誤った演
算に基づく制御が行われた場合、人命にかかわる事故に
つながる恐れがあるため、その制御装置は、フェイルセ
ーフ性が要求されている。このような要求を満たすこと
のできるフェイルセーフ制御装置として、従来からいく
つかの方式によるものが開発、実用化されている。
2. Description of the Related Art In general, control of a railway vehicle or the like may lead to a human life accident if the control based on an erroneous calculation is performed. Therefore, the control device is required to have a fail-safe property. . As a fail-safe control device capable of satisfying such demands, various types of fail-safe control devices have been developed and put into practical use.

【0003】その1つは、フェイルセーフ性を備える素
子を用いて制御装置を構成し、制御装置を構成する回路
そのものにフェイルセーフ性を持たせるようにしたもの
である。リレー回路によるものは、その代表的なもので
あるが、制御機能の高度化に伴い、現在では制御対象に
直接接続される部分にその使用が限定されるようになっ
てきている。
One of them is to configure a control device by using an element having a fail-safe property so that a circuit itself constituting the control device has a fail-safe property. The relay circuit is a typical one, but with the advancement of the control function, its use is now limited to the part directly connected to the controlled object.

【0004】これに代わり近年、マイクロコンピュータ
等のフェイルセーフ性の無いハードウェアで演算処理を
行い、ハードウェアの処理状況あるいは出力結果をなん
らかの手段でチェックすることによって故障を検出し、
その際に不安全側の動作を行わないように装置を構成す
る方法が主流となりつつある。
Instead of this, in recent years, arithmetic processing is performed by hardware such as a microcomputer having no fail-safe property, and the failure is detected by checking the processing status of the hardware or the output result by some means,
At that time, a method of configuring a device so as not to perform an unsafe operation is becoming mainstream.

【0005】前述したマイクロコンピュータを使用する
制御装置は、その故障検出方法として、故障検出回路を
内蔵した自己診断型の処理装置を用いるものと、処理装
置を多重化してその複数の処理装置の動作を比較して故
障を検出する照合型の処理装置を用いるものとの2つの
方法の一方が使用されている。本発明は、このうち後者
の照合型の処理装置を用いるものに関するものである。
The control device using the microcomputer described above uses, as its failure detection method, a self-diagnosis type processing device having a built-in failure detection circuit and an operation of a plurality of processing devices by multiplexing the processing devices. Are used to detect faults by using a collation type processing device. The present invention relates to one using the latter collation type processing device.

【0006】照合型の処理装置は、照合方式の相違によ
り、バス照合型と出力照合型との2つが存在する。
There are two types of collation type processing devices, a bus collation type and an output collation type, depending on the difference in the collation method.

【0007】バス照合型の処理装置を用いるものは、複
数の処理装置(CPU)を同期して動作させ、バス上の
データを各ビット毎に常時比較し、不一致が発生した場
合に異常発生とみなすものである。この方式は、バス上
に現われるデータの全てをチェックすることができるた
め、処理装置の処理過程における誤りを直ちに検出する
ことができ、このため、処理そのものを間違いなく実行
させることができるという利点を有している。
In the case of using a bus collation type processing device, a plurality of processing devices (CPUs) are operated in synchronization, data on the bus is constantly compared bit by bit, and when a mismatch occurs, an error occurs. It is considered. Since this method can check all the data appearing on the bus, it is possible to immediately detect an error in the processing process of the processing device, and therefore the advantage that the processing itself can be executed without fail. Have

【0008】出力照合型の処理装置を用いるものは、複
数のCPUが外部に対して行う出力を比較し、不一致が
発生した場合に異常発生とみなすものである。この方式
は、複数のCPUを同期させる必要が無いため、入出力
タイミングの制御を比較的簡単に行うことができるとい
う利点を有している。
In the case of using an output collation type processing device, outputs output from a plurality of CPUs to the outside are compared, and when a mismatch occurs, it is considered that an abnormality has occurred. This method has an advantage that the input / output timing can be controlled relatively easily because it is not necessary to synchronize a plurality of CPUs.

【0009】なお、この種の出力照合型の処理装置を用
いたフェイルセーフ制御装置に関する従来技術として、
例えば、特開昭63−271540号公報等に記載され
た技術が知られている。
As a prior art relating to a fail-safe control device using this type of output collation type processing device,
For example, the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-271540 is known.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述したバス照合型の
処理装置を用いる従来技術は、複数のCPUを同期して
動作させるために、CPU相互間でクロックを共有して
おり、クロックに異常が生じた場合、全てのCPUの処
理に影響を及ぼしてしまうという問題点を有している。
このため、この従来技術は、クロックに異常が生じた場
合、時間依存性を持つ情報の処理に異常を生じさせ、実
時間制御に関連した処理を行う場合にフェイルアウトと
なってしまうという問題点を生じる。
In the prior art using the above-described bus collation type processing device, the clocks are shared between the CPUs in order to operate a plurality of CPUs in synchronization, and there is an abnormality in the clocks. If it occurs, there is a problem that it affects the processing of all CPUs.
Therefore, this conventional technique has a problem in that, when an abnormality occurs in a clock, an abnormality occurs in processing of information having time dependency, and a failure occurs when processing related to real-time control is performed. Cause

【0011】また、出力照合型の処理装置を用いる従来
技術は、複数のCPUのそれぞれの最終出力のみを比較
しているため、出力信号に異常が生じるまでの間、内部
に生じた異常が潜在化してしまい異常の発見が遅れると
いう問題点を有している。また、この従来技術は、出力
が信号のオン/オフではなく、ビット列で表されるよう
な場合、その照合が回路的に難しいという問題点を有し
ている。
Further, in the prior art using the output collation type processing device, since only the final outputs of a plurality of CPUs are compared, an internal abnormality may occur until an abnormality occurs in the output signal. However, there is a problem in that the abnormality is delayed and the discovery of the abnormality is delayed. Further, this conventional technique has a problem that, when the output is represented by a bit string rather than on / off of a signal, the matching is difficult in terms of a circuit.

【0012】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、CPUの演算過程そのものの正当性を保証する
ことができ、かつ、実時間制御におけるフェイルセーフ
性を確実に保証することができるフェイルセーフ制御装
置を提供することにあり、また、この装置を使用した列
車制御装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to ensure the validity of the arithmetic process itself of the CPU, and to ensure the fail-safe property in real-time control. Another object of the present invention is to provide a fail-safe control device that can be used, and also to provide a train control device that uses this device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、バス照合型の処理装置の後段に出力照合型の処理装
置を設け、必要な処理のうち、時間依存性を持つ実時間
データの入出力及び処理を出力照合型の処理装置に実行
させ、時間依存性を持たないデータの入出力及び処理を
バス照合型の処理装置に実行させるようにし、また、こ
れらの処理装置が相互に必要な情報を交換するようにす
ることにより達成される。
According to the present invention, an object of the present invention is to provide an output collation type processing unit in the subsequent stage of a bus collation type processing unit, and among the necessary processes, real-time data having time dependence. The output collation type processing device executes the input / output and the processing of the above, and the bus collation type processing device executes the input / output and the processing of the data having no time dependence, and these processing devices mutually perform the processing. This is achieved by having the necessary information exchanged.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、実時間制御に関連した入出力及び処
理を出力照合型の処理装置で行っているので、実時間制
御に関連した処理のフェイルセーフ性を確保することが
でき、また、時間依存性のない情報の処理をバス照合型
の処理装置で行っているので、これらの処理の正確性を
保証することができる。本発明は、このように、両処理
装置間で処理を分担し、かつ、必要な情報を交換し合う
ことによって、装置全体としての処理の正当性とフェイ
ルセーフ性とを確保することができる。
According to the present invention, since the input / output and the processing related to the real-time control are performed by the output collation type processing device, the fail-safe property of the processing related to the real-time control can be ensured. Since the processing device of the bus collation type processes the information having no time dependency, the accuracy of these processes can be guaranteed. As described above, according to the present invention, the processing is shared between the two processing devices, and necessary information is exchanged with each other, whereby the correctness and fail-safety of the processing of the entire device can be ensured.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明によるフェイルセーフ制御装置
の一実施例を図面により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fail-safe control device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の一実施例によるフェイルセ
ーフ制御装置の構成を示すブロック図、図2は本発明を
適用した列車制御装置の構成を示すブロック図、図3は
本発明を適用した列車制御装置の機能構成を説明するブ
ロック図、図4はバス照合型の処理装置の構成を示すブ
ロック図、図5はCPUの内部構成を示すブロック図、
図6バス照合回路の構成を示すブロック図、図7は入出
力制御装置の構成を示すブロック図、図8は出力照合回
路の構成を示すブロック図である。図1〜図8におい
て、1はバス照合型の処理装置、2は出力照合型の処理
装置、3はリレーユニット(RYU)、4は信号通信送
受信器(TRX)、5は送受信アンテナ、6は速度発電
機、7はブレーキ制御ユニット(BCU)、8は車両の
車輪、9はレール、10、20a、20bはクロックジ
ェネレータ(CPG)、11a、11b、21a、21
bはマイクロコンピュータ(CPU)、12はバス照合
回路(BCMP)、13a〜13c、23a、23bは
通信制御回路(CCU)、15a、15bは制御信号バ
スドライバ、16a、16bは制御ゲート、17a、1
7bは双方向データバスドライバ、22は出力照合回路
(OCMP)、24a、24bはパルスカウンタ(CN
T)である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fail-safe control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a train control device to which the present invention is applied, and FIG. 3 is applying the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the train control device, FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a bus matching type processing device, and FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a CPU.
6 is a block diagram showing the configuration of the bus collating circuit, FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the input / output control device, and FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the output collating circuit. 1 to 8, 1 is a bus collation type processing device, 2 is an output collation type processing device, 3 is a relay unit (RYU), 4 is a signal communication transceiver (TRX), 5 is a transmission / reception antenna, and 6 is Speed generator, 7 brake control unit (BCU), 8 vehicle wheels, 9 rails, 10a, 20b clock generators (CPG), 11a, 11b, 21a, 21
b is a microcomputer (CPU), 12 is a bus verification circuit (BCMP), 13a to 13c, 23a and 23b are communication control circuits (CCU), 15a and 15b are control signal bus drivers, 16a and 16b are control gates, 17a, 1
7b is a bidirectional data bus driver, 22 is an output matching circuit (OCMP), and 24a and 24b are pulse counters (CN).
T).

【0017】本発明の一実施例によるフェイルセーフ制
御装置は、図1に示すように、バス照合型の処理装置1
と、出力照合型の処理装置2とにより構成されている。
バス照合型の処理装置1は、2つのCPU11a、11
bと、これらのCPUのバス上のデータの各ビットの照
合を行い、不一致があったときにCPUにその旨を報告
するバス照合回路12と、出力照合型の処理装置2との
間のデータの送受信を制御する通信制御回路13a、1
3bと、外部装置との間のデータの送受信を制御する通
信制御回路13cとを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, a fail-safe control device according to an embodiment of the present invention is a bus collation type processing device 1.
And an output collation type processing device 2.
The bus collation type processing device 1 includes two CPUs 11a and 11a.
b, data between the bus collation circuit 12 that collates each bit of data on the bus of these CPUs and reports the fact to the CPU when there is a discrepancy, and the output collation type processing device 2. Communication control circuit 13a, 1 for controlling transmission and reception of
3b and a communication control circuit 13c for controlling the transmission / reception of data to / from an external device.

【0018】また、出力照合型の処理装置2は、2つの
CPU21a、21bと、これらのCPUの演算結果の
出力を照合する出力照合回路22と、バス照合型の処理
装置21の間のデータの送受信を制御する通信制御回路
23a、23bと、外部装置との間のデータの入出力を
制御するインタフェース回路であり、図示例では、後述
する速度発電機からの速度パルスをカウントするカウン
タ(CNT)24a、24bとを備えて構成されてい
る。
Further, the output collation type processing device 2 stores data between the two CPUs 21a and 21b, the output collation circuit 22 for collating outputs of the calculation results of these CPUs, and the bus collation type processing device 21. An interface circuit that controls input / output of data between the communication control circuits 23a and 23b that controls transmission / reception and an external device. In the illustrated example, a counter (CNT) that counts speed pulses from a speed generator described later. 24a, 24b.

【0019】前述した本発明によるフェイルセーフ制御
装置を応用した列車制御車上装置とその周辺装置とを図
2に示している。図示列車制御車上装置は、バス照合型
の処理装置(FS−CPU)1と、入出力制御装置(F
S−IOU)として使用される出力照合型の処理装置2
と、リレーユニット(RYU)3と、信号通信送受信器
(TRX)4と、送受信アンテナ5と、速度発電機6
と、ブレーキ制御ユニット(BCU)7とを備えて構成
されている。
FIG. 2 shows a train control onboard device and its peripheral devices to which the failsafe control device according to the present invention is applied. The illustrated train control onboard device includes a bus verification type processing device (FS-CPU) 1 and an input / output control device (F
Output collation type processing device 2 used as S-IOU)
, A relay unit (RYU) 3, a signal communication transceiver (TRX) 4, a transmission / reception antenna 5, and a speed generator 6
And a brake control unit (BCU) 7.

【0020】図2において、信号通信送受信器(TR
X)4は、地上の信号通信装置からレールを介して在線
軌道回路から周期的に送られてくる先行列車の位置デー
タを受信する。この受信データは、FS−CPU1に取
り込まれ、後述する処理のために使用される。
In FIG. 2, a signal communication transceiver (TR
X) 4 receives the position data of the preceding train which is periodically sent from the track circuit on track via the rail from the signal communication device on the ground. This received data is taken into the FS-CPU 1 and used for the processing described later.

【0021】一方、出力照合型の処理装置(以下、FS
−IOUという)2は、車輪の車軸に設置された速度発
電機6によって検出された距離パルスを取り込み、これ
により、自列車の位置を計算して先行列車との位置差を
検出し、自列車の制限速度を算出すると共に、現在の自
列車の速度を算出する。そして、出力照合型の処理装置
2は、現在の自列車の速度が算出した制限速度を上回っ
た場合に、ブレーキ指令を発し、リレーユニット3を介
してブレーキユニット7を制御して、列車を安全に運行
させる。
On the other hand, an output collation type processing device (hereinafter referred to as FS
-IOU) 2 takes in the distance pulse detected by the speed generator 6 installed on the axle of the wheel, thereby calculating the position of the own train and detecting the position difference from the preceding train, The speed limit of the train is calculated, and the current speed of the own train is calculated. Then, when the current speed of the train exceeds the calculated speed limit, the output verification type processing device 2 issues a brake command and controls the brake unit 7 via the relay unit 3 to secure the train. To operate.

【0022】この場合、FS−CPU1は、地上との交
信及び制限速度パターンの算出の処理を分担し、FS−
IOU2は、その制限速度パターンに基づいた時々刻々
のブレーキ制御指令の算出の処理を分担している。な
お、図2において、NBFは常用ブレーキ指令、EBF
は非常ブレーキ指令、FDFはFS−CPU1の故障検
出信号を示している。
In this case, the FS-CPU 1 shares the processing of communication with the ground and calculation of the speed limit pattern, and the FS-CPU 1
The IOU 2 shares the process of calculating the brake control command every moment based on the speed limit pattern. In FIG. 2, NBF is a regular brake command, EBF is
Indicates an emergency brake command, and FDF indicates a failure detection signal of the FS-CPU1.

【0023】リレーユニット3は、交番化されたブレー
キ指令の交流増幅、その整流及びリレーの駆動を分担し
ている。ブレーキ指令が交番化されているのは、制御装
置の故障により制御装置出力あるいはリレー駆動回路が
ブレーキを緩解することを防止するもので、交番停止を
ブレーキ作用に取り決め、制御装置の故障時に、ブレー
キ指令を交番停止として、ブレーキを作用側にすること
により、制御のフェイルセーフ性を得るためであり、従
来より採用されている方法である。
The relay unit 3 is responsible for AC amplification of the alternating brake command, its rectification, and drive of the relay. The brake command is alternated to prevent the control device output or the relay drive circuit from loosening the brake due to the failure of the control device. This is to obtain fail-safety of control by changing the command to alternate stop and setting the brake to the operating side, which is a method that has been conventionally adopted.

【0024】次に、図3を参照して、図2に示した列車
制御車上装置の機能について説明する。
Next, the function of the train control onboard device shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

【0025】FS−CPU1は、地上から受信した先行
列車位置等のデータのエラーの有無を、データ受信エラ
ーチェック機能によりチェックし、エラーが無い場合、
その先行列車位置のデータXpをファイル参照エラーチ
ェック機能に渡す。ファイル参照エラーチェック機能
は、その先行列車位置のデータXpと、FS−IOU2
からの受け取った自列車位置のデータXfとにより、そ
の間の路線の勾配情報、曲線・分岐器等の速度制限情報
を線路データファイルから取り出し、それらのデータの
チェックを行った後、制限速度計算機能にそのデータを
転送する。制限速度計算機能は、受け取ったデータに基
づいて先行列車に追突せず、かつ、途中の速度制限をオ
ーバーしないように運転するための制限速度パターンV
p(xi)を計算する。このとき、勾配情報は、列車の
有効減速度を算出するために用いられる。
The FS-CPU 1 checks the presence or absence of an error in the data such as the position of the preceding train received from the ground by the data reception error check function, and if there is no error,
The data Xp of the preceding train position is passed to the file reference error check function. The file reference error check function uses the data Xp of the preceding train position and FS-IOU2.
Based on the train position data Xf received from, the slope information of the route between them and the speed limit information such as curves and turnouts are extracted from the line data file, and after checking those data, the speed limit calculation function Transfer the data to. The speed limit calculation function is based on the received data, and does not collide with the preceding train and does not exceed the speed limit on the way.
Calculate p (xi). At this time, the gradient information is used to calculate the effective deceleration of the train.

【0026】図3内に示されるxiは、勾配変化、速度
制限等によるパターンの変曲点であり、Vp(xi)
は、その点における制限速度である。このようにして計
算された制限速度パターン{Vp(x0)、Vp(x
1)、〜、Vp(xn)}は、チェックされた後、FS
−IOU2に渡される。なお、この制限速度パターンの
代わりに、速度ではなくその自乗で表したパターンとす
ることができ、速度の場合に距離に対して放物線となる
制限速度パターンを、直線で表すことが可能となり、F
S−IOU2内における内挿演算を線形計算により行う
ことができるようにすることができる。
Xi shown in FIG. 3 is an inflection point of the pattern due to gradient change, speed limitation, etc., and Vp (xi)
Is the speed limit at that point. The speed limit patterns {Vp (x0), Vp (x
1), ~, Vp (xn)} are checked and then FS
-Passed to IOU2. Note that instead of this speed limit pattern, it is possible to use a pattern expressed by its square instead of speed, and in the case of speed, it is possible to express a speed limit parabolic pattern with a straight line as F
The interpolation calculation in S-IOU2 can be performed by linear calculation.

【0027】前述した列車制御の例は、路線条件を車上
装置のデータとして保持し、そのデータに基づいて列車
の制御を行うというものである。このようなシステム
は、誤った処理によって誤った速度パターンが生成され
ると、最悪の場合、前方の列車との衝突という事態も生
じることになる。すなわち、前述のような列車制御シス
テムは、生成されたパターンデータが1ビットでも誤っ
ていた場合、数値的にはまったく別のものになってしま
うため、データの処理及びそのデータのチェックが確実
に実行されなければならない。
The example of the train control described above is that the route condition is held as data of the on-board device and the train is controlled based on the data. In such a system, if an incorrect speed pattern is generated by an incorrect process, in the worst case, a collision with a train ahead will also occur. That is, in the train control system as described above, if the generated pattern data is erroneous even if it is 1 bit, it will be completely different numerically. Must be carried out.

【0028】このため、本発明によるフェイルセーフ制
御方式が適用される列車制御装置は、FS−CPU1を
2重系バス照合型の処理装置により構成し、このFS−
CPU1に、車上装置のデータとして保持している路線
条件から制限速度パターンの算出を行わせるようにして
いる。なお、図では省略されているいるが、FS−CP
U1内の処理は全て2重化されており、各系で計算され
た制限速度パターンは、バス照合により誤りのないこと
を確認した後、FS−IOU2に出力される。
Therefore, in the train control device to which the fail-safe control system according to the present invention is applied, the FS-CPU 1 is constituted by a dual system bus collation type processing device.
The CPU 1 is made to calculate the speed limit pattern from the route condition held as the data of the on-board device. Although not shown in the figure, FS-CP
All the processing in U1 is duplicated, and the speed limit pattern calculated in each system is output to FS-IOU2 after confirming that there is no error by bus collation.

【0029】一方、制限速度パターンデータを渡された
FS−IOU2は、まず、速度発電機入力車輪系補正機
能により速度発電機6より入力された速度パルスの補正
を行って、その速度パルスを距離積算機能及び速度検出
機能に渡す。距離積算機能は、速度パルスを積算して自
列車位置Xf(t)を算出し、速度検出機能は、周期タ
イマ機能からの信号と速度パルスとにより、自列車位置
Xf(t)の時間変化分である自列車速度Vf(t)を
算出する。自列車位置Xf(t)は、FS−CPU1に
与えられると共に、制限速度補間機能に渡され、自列車
速度Vf(t)は、ブレーキ制御演算制御機能に渡され
る。
On the other hand, the FS-IOU2, to which the speed limit pattern data has been passed, first corrects the speed pulse input from the speed generator 6 by the speed generator input wheel system correction function, and the speed pulse is converted into the distance. Pass to the integration function and speed detection function. The distance integration function integrates the speed pulses to calculate the own train position Xf (t), and the speed detection function uses the signal from the cycle timer function and the speed pulse to determine the time change amount of the own train position Xf (t). The train speed Vf (t) is calculated. The own train position Xf (t) is given to the FS-CPU 1 and also passed to the speed limit interpolation function, and the own train speed Vf (t) is passed to the brake control calculation control function.

【0030】制限速度補間機能は、自列車位置Xf
(t)及びFS−CPU1より受け取った制限速度パタ
ーン列{Vp(x0)、Vp(x1)、〜、Vp(x
n)}に基づいて、Xi<Xf<Xi−1、すなわち、
制限速度パターンから自列車位置を内包する変曲点の対
Vp(xi)、Vp(xi−1)を選択し、その間を内
挿により補間して自列車位置Xfにおける制限速度Vp
(xf)を算出する。
The speed limit interpolation function is used for the train position Xf.
(T) and the speed limit pattern sequence {Vp (x0), Vp (x1), ..., Vp (x) received from the FS-CPU1.
n)} based on Xi <Xf <Xi−1, that is,
From the speed limit pattern, a pair of inflection points Vp (xi) and Vp (xi-1) that include the own train position are selected, and the space between them is interpolated by interpolation to set the speed limit Vp at the own train position Xf.
Calculate (xf).

【0031】ブレーキ指令演算制御機能は、入力される
制限速度Vp(xf)と現在の列車速度Vf(t)とを
比較し、比較の結果、Vf>Vpであれば常用ブレーキ
指令を出力し、さらに、Vf>Vp+α(αは定数:例
えば、5km/h)であれば非常ブレーキ指令を出力
す。なお、図では省略しているが、FS−IOU2内に
おける処理は全て2重化されており、これらの各系のブ
レーキ指令出力は、比較照合することにより最終的な出
力が決定され、RYU3を介してBCU7に与えられ
る。
The brake command calculation control function compares the input speed limit Vp (xf) with the current train speed Vf (t), and if Vf> Vp as a result of the comparison, outputs a regular brake command. Further, if Vf> Vp + α (α is a constant: for example, 5 km / h), an emergency brake command is output. Although not shown in the figure, all the processing in the FS-IOU2 is duplicated, and the final output of the brake command output of each of these systems is determined by comparing and collating the RYU3. Via BCU7.

【0032】このとき、各系のブレーキ指令及び最終的
に出力されるブレーキ指令は、交番信号として出力さ
れ、ブレーキ作用を示す場合が交番停止、ブレーキ緩解
を示す場合が交番信号として出力される。これは、出力
回路の故障等によりブレーキが作用しなくなることを防
止し、フェイルセーフ化を図るものである。なお、前述
した説明は、ブレーキ制御を例として行ったが、列車自
動運転において、力行指令すなわち加速指令を出力する
場合も同様である。
At this time, the brake command of each system and the finally output brake command are output as an alternating signal, and when the braking action is shown, the alternating stop is output, and when the braking action is shown, the alternating signal is output. This prevents failing of the brake due to a failure of the output circuit or the like, and achieves fail-safe. In the above description, the brake control is taken as an example, but the same applies to the case of outputting a power running command, that is, an acceleration command in automatic train operation.

【0033】このFS−IOU2は、速度パルスの計
数、積算等の実時間制御に関連した入出力及び処理を行
っているため、実時間制御に関連した処理のフェイルセ
ーフ性を確保することのできる出力照合型の処理装置に
より構成される。
Since the FS-IOU2 performs input / output and processing related to real-time control such as counting and integration of speed pulses, it is possible to secure fail-safety of processing related to real-time control. It is composed of an output collation type processing device.

【0034】前述したように構成される本発明によるフ
ェイルセーフ制御方式が適用された列車制御装置におい
て、さらに、FS−CPU1とFS−IOU2との間で
は、FS−CPU1の故障の有無を示すFD信号の受け
渡しが行われている。このFD信号は、FS−CPU1
の正常を交番信号で示し、故障を交番の停止で示してい
る。従って、FS−IOU2は、FD信号の交番が停止
した場合、FS−CPU1が故障となったことを知るこ
とができ、これにより、列車を安全側に制御することが
可能となる。
In the train control device to which the fail-safe control method according to the present invention having the above-mentioned configuration is applied, further, between the FS-CPU1 and the FS-IOU2, the FD indicating the presence / absence of a failure of the FS-CPU1. Signals are being passed. This FD signal is the FS-CPU1
Is indicated by an alternation signal, and a failure is indicated by an alternation stop. Therefore, when the alternation of the FD signal is stopped, the FS-IOU2 can know that the FS-CPU1 has failed, and thus the train can be controlled on the safe side.

【0035】さらに、FS−CPU1とFS−IOU2
とは、通信ポートを介して互いにデータ交換をすること
が可能であり、例えば、FS−CPU1からFS−IO
U2に送られたデータを再度FS−CPU1に返送し、
FS−CPU1がFS−IOU2の受け取ったデータの
誤りの有無をチェックし、誤りを検出した場合、FD信
号の交番を停止させ、FS−IOU2に、列車の制御を
安全に行うための処理を行わせるようにすることができ
る。
Furthermore, FS-CPU1 and FS-IOU2
Is capable of exchanging data with each other via a communication port. For example, FS-CPU1 to FS-IO
The data sent to U2 is sent back to FS-CPU1 again,
The FS-CPU1 checks whether or not there is an error in the data received by the FS-IOU2, and if an error is detected, it stops the alternation of the FD signal and performs processing for the FS-IOU2 to safely control the train. It can be made possible.

【0036】前述した列車制御のためのフェイルセーフ
制御方式は、路線情報等の検索、制限速度パターンの計
算等、時間依存性を持たない固定データに関する処理
を、バス照合型の処理装置であるFS−CPU1に行わ
せ、速度、距離等時間依存性を持つ情報に関連した処理
を、出力照合型の処理装置であるFS−IOU2に行わ
せている。
The fail-safe control system for train control described above is a bus collation type processing device for processing fixed data having no time dependency, such as retrieval of route information and calculation of speed limit patterns. -The CPU 1 is caused to perform processing related to information having time dependency such as speed and distance to the FS-IOU 2 which is an output collation type processing device.

【0037】このように、出力照合型の処理装置である
FS−IOU2に、列車の現在位置情報Xf(t)、速
度情報Vp(xf)の生成の処理を行わせるようにした
理由は、このような処理のために、速度発電機6からの
距離パルス信号をカウントする必要があるが、CPUの
クロックが狂った場合、バス照合型の処理装置にこのよ
うな処理を行わせた場合、パルス信号を誤ってカウント
してしまい、速度及び現在位置を誤って認識してしまう
ことになり、非常に危険であるからである。
The reason why the FS-IOU2, which is an output collation type processing device, is made to perform the process of generating the current position information Xf (t) of the train and the speed information Vp (xf) is as described above. For such processing, it is necessary to count the distance pulse signal from the speed generator 6, but when the clock of the CPU goes wrong, when the bus collation type processing device is caused to perform such processing, the pulse signal is generated. This is because the signals are mistakenly counted and the speed and the current position are mistakenly recognized, which is very dangerous.

【0038】すなわち、FS−CPU1によりこのよう
な情報を処理させた場合、2つのCPU間でクロックを
共有しているために、クロック異常が生じた場合、両方
のCPUの演算が同時に狂ってしまい、処理結果の相違
により異常の発見をすることができないという危険性が
ある。従って、時間依存性のある情報の処理を、CPU
毎に独立したクロックを持つ出力照合型の出力装置であ
るFS−IOU2に分担させることにより、前述のよう
な問題を解決することができる。そして、時間依存性の
ない情報の処理は、クロック異常により処理速度の面で
は影響を受けるが、処理精度そのものには影響を与えな
いので、FS−CPU1に処理を行わせても問題が生じ
ることがない。
In other words, when such information is processed by the FS-CPU 1, the clocks are shared between the two CPUs, and if a clock error occurs, the operations of both CPUs will go wrong at the same time. There is a risk that an abnormality cannot be found due to the difference in processing results. Therefore, the processing of time-dependent information is processed by the CPU.
The above-mentioned problem can be solved by sharing the task with the FS-IOU2 which is an output collation type output device having an independent clock for each. The processing of information having no time dependency is affected by the clock abnormality in terms of processing speed, but does not affect the processing accuracy itself, so that a problem may occur even if the FS-CPU 1 performs processing. There is no.

【0039】次に、図4を参照して、バス照合型の処理
装置の構成を説明する。
Next, with reference to FIG. 4, the configuration of the bus collation type processing device will be described.

【0040】CPU11a、11bは、2重系処理装置
を構成するものであり、共通に設けられるクロックジェ
ネレータCPG10によって同期して動作する。CPU
11a、11bのそれぞれから出力されるバス上の出力
信号は、バス照合回路BCMP12により、各ビットご
とに照合されている。
The CPUs 11a and 11b form a dual system processing device, and operate in synchronization with a common clock generator CPG10. CPU
The output signal on the bus output from each of 11a and 11b is collated for each bit by the bus collating circuit BCMP12.

【0041】シリアル通信制御回路CCU13a、13
b、13cは、FS−IOU2、対地上送受信装置の制
御装置、回路等とのデータ送受信の通信制御を行うポー
トであり、図には3個のポートを示している。このポー
トの個数は任意であり、また、図には示されていない
が、外部バスインターフェースを設けることもできる。
Serial communication control circuit CCU 13a, 13
Reference numerals b and 13c denote ports for performing communication control of data transmission / reception with the FS-IOU2, a control device of the ground transmission / reception device, a circuit, and the like, and three ports are shown in the drawing. The number of these ports is arbitrary, and although not shown in the figure, an external bus interface can be provided.

【0042】制御信号バスドライバ15a、15bは、
CCU13a、13bを2重系のCPU11a、11b
のそれぞれから共通にアクセスすることが可能に構成さ
れており、双方向データバスドライバ17a、17b
は、CCU13a、13bとCPU11a、11bと
が、双方向に相手側にアクセスすることが可能に構成さ
れている。また、制御ゲート16a、16bは、CPU
11a、11bからの出力のうちどちらの出力を有効に
するかを決定するゲートである。図示例では、制御ゲー
ト16a、16bが、単純に、CPU11aを常時有効
としているが、CPU11bを常時有効としてもよく、
その他の方法により何れか一方を有効とするように制御
してもよい。
The control signal bus drivers 15a and 15b are
CCUs 13a and 13b are dual CPUs 11a and 11b
Are configured so that they can be commonly accessed from each of the bidirectional data bus drivers 17a and 17b.
Is configured so that the CCUs 13a, 13b and the CPUs 11a, 11b can bidirectionally access the other party. The control gates 16a and 16b are CPUs.
It is a gate that determines which of the outputs from 11a and 11b is valid. In the illustrated example, the control gates 16a and 16b simply enable the CPU 11a at all times, but the CPU 11b may always be enabled at all times.
It may be controlled so that one of them is made effective by other methods.

【0043】前述のように構成されるバス照合型の処理
装置1は、その内部において、2重系を構成するCPU
11a、11bが同一のクロックで駆動され、常時同期
して動作しており、外部から非同期で入力される信号
は、常に同期化して2重系のCPU11a、11bに供
給される。バス照合回路12は、このように常時同期し
て動作しているCPU11a、CPU11bのバスサイ
クル毎にそのデータD0a−D7a、D0b−D7bの
対応するビット毎を比較照合しており、1ビットでも不
一致が発生した場合、エラー信号BERを出力し、各C
PU11a、11bに割込み信号(マスクすることので
きない割込みNMI)として供給する。
The bus collation type processing device 1 configured as described above has a CPU which constitutes a dual system inside thereof.
The signals 11a and 11b are driven by the same clock and always operate in synchronization with each other. A signal that is asynchronously input from the outside is always synchronized and supplied to the dual CPUs 11a and 11b. The bus collating circuit 12 compares and collates corresponding bits of the data D0a-D7a and D0b-D7b for each bus cycle of the CPU 11a and CPU 11b which are always operating in synchronization in this way, and even one bit does not match. Error occurs, an error signal BER is output and each C
It is supplied to the PUs 11a and 11b as an interrupt signal (interruption NMI that cannot be masked).

【0044】前述の構成において、メモリは、各CPU
11a、11bの内部に存在し、CPU11a、11b
の外部とバスを経由して入出力されるデータも照合の対
象となる。各CPU11a、CPU11bの外部に設け
られるメモリは、データ照合の対象となり、各CPU1
1a、CPU11bで使用されるローカルメモリをその
対象とする必要のある場合、これらのCPU11a、C
PU11bの外部ローカルバス上にメモリを接続するよ
うにすればよい。
In the above structure, the memory is the CPU
CPUs 11a and 11b that exist inside 11a and 11b
Data that is input or output via the bus from outside the computer is also subject to verification. A memory provided outside each of the CPUs 11a and 11b is a target of data collation, and each CPU 1
1a, CPU 11b, if it is necessary to target the local memory used by these CPUs 11a, C
A memory may be connected to the external local bus of the PU 11b.

【0045】次に、CPU11a、11bの内部の構成
を図5を参照して説明する。
Next, the internal structure of the CPUs 11a and 11b will be described with reference to FIG.

【0046】CPU11a、CPU11bは、共に同一
に構成され、マイクロプロセッサ111と、プログラム
及び固定データを格納する読み出し専用メモリ(RO
M)113と、書き込み可能なメモリ(RAM)114
と、制御周期等の制御に用いるプログラマブルタイマ
(PTM)115と、通信制御等におけるデータ伝送を
CPUに代わり、専用の回路により高速で行うダイレク
トメモリアクセスコントローラ(DMAC)112と、
CPUをその外側のバスと分離するためのバスゲート1
16とを備えて構成されている。
The CPU 11a and the CPU 11b have the same configuration, and the microprocessor 111 and a read-only memory (RO for storing programs and fixed data).
M) 113 and writable memory (RAM) 114
A programmable timer (PTM) 115 used for controlling a control cycle and the like, and a direct memory access controller (DMAC) 112 for performing data transmission in communication control etc. at high speed by a dedicated circuit instead of the CPU,
Bus gate 1 for separating the CPU from the outside bus
And 16 are provided.

【0047】前述した構成を有するCPU11a、11
bは、その全てをワンチップに集積したワンチップマイ
クロコンピュータであり、すでに実用化され市販されて
いるワンチップマイクロコンピュータをそのまま利用す
ることができる。入出力される各信号は、外部インター
フェースバス信号を主体として、読み出しデータストロ
ーブRD(出力)、書き込みデータストローブWR(出
力)、アドレス線A0〜A15(出力)、データ線D0
〜D7(入出力)、メモリアクセス待ち制御線WAI
(入力)、割り込み要求信号IRQ(入力)、バスエラ
ー割り込み(または、ノンマスカブル割り込み)NMI
(入力)、DMA転送要求信号DREQ(入力)、DM
A転送確認信号DACK(出力)、クロック信号CKで
あり、その動作は一般のマイクロコンピュータシステム
と同様であり、その詳細は省略する。なお、図示例で
は、データを8ビット、アドレスを16ビットの構成と
して示したが、バス上のデータのビット数、アドレスビ
ット数は任意に設定することができる。
The CPUs 11a and 11 having the above-mentioned configuration
Reference numeral b is a one-chip microcomputer in which all of them are integrated in one chip, and a one-chip microcomputer which has already been put into practical use and is commercially available can be used as it is. Each of the input and output signals is mainly composed of an external interface bus signal, read data strobe RD (output), write data strobe WR (output), address lines A0 to A15 (output), data line D0.
~ D7 (input / output), memory access wait control line WAI
(Input), interrupt request signal IRQ (input), bus error interrupt (or non-maskable interrupt) NMI
(Input), DMA transfer request signal DREQ (input), DM
The A transfer confirmation signal DACK (output) and the clock signal CK have the same operations as those of a general microcomputer system, and the details thereof will be omitted. In the illustrated example, the data has a structure of 8 bits and the address has a structure of 16 bits, but the number of bits of data on the bus and the number of address bits can be set arbitrarily.

【0048】次に、図6を参照してバス照合回路12の
構成を説明する。
Next, the configuration of the bus matching circuit 12 will be described with reference to FIG.

【0049】バス照合回路12は、複数の排他的論理和
(EOR)ゲート121と、論理和(OR)ゲート12
2、125と、論理積(AND)ゲート123、124
と、フリップフロップ126とにより構成される。排他
的論理和(EOR)ゲート121は、2重系CPUから
のデータバス上の信号を各ビット毎に比較するものであ
り、一致の場合その出力を“0”に、不一致の場合その
出力を“1”とする。論理和(OR)ゲート122は、
全てのビットの比較結果の総和を取るものであり、その
出力は、両CPU間のデータに1ビットでも相違があっ
た場合に“1”、全ビットが一致した場合に“0”を示
す。
The bus matching circuit 12 includes a plurality of exclusive OR (EOR) gates 121 and a logical OR (OR) gate 12.
2, 125 and AND gates 123, 124
And a flip-flop 126. The exclusive OR (EOR) gate 121 compares the signal on the data bus from the dual CPU for each bit, and outputs the output to "0" when they match and the output when they do not match. Set to "1". The logical sum (OR) gate 122 is
The sum of the comparison results of all the bits is obtained, and the output thereof shows "1" when there is a difference of even one bit in the data between both CPUs, and "0" when all the bits match.

【0050】この信号は、データの読み書きを制御する
信号RDa、RDb、WRa、WRbをAND、ORし
た信号の後縁でフリップフロップ126に取り込まれ、
バスエラー信号BERとされ。こり信号BERは、各C
PUに対する割り込み信号として供給され、各CPU
は、この割込み信号に基づいてエラー処理を行う。
This signal is taken into the flip-flop 126 at the trailing edge of the signal obtained by ANDing and ORing the signals RDa, RDb, WRa and WRb for controlling the reading and writing of data.
Used as a bus error signal BER. Crash signal BER is C
Supplied as an interrupt signal to the PU, each CPU
Performs error processing based on this interrupt signal.

【0051】次に、図7を参照して、出力照合型の処理
装置であるFS−IOU2の構成を説明する。FS−I
OU2は、すでに図1により説明した構成を備えてい
る。
Next, the configuration of the FS-IOU2, which is an output collation type processing device, will be described with reference to FIG. FS-I
The OU 2 has the configuration already described with reference to FIG.

【0052】図7において、2重系の処理装置を構成す
るCPU21a、21bは、CPU11a、11bと同
一の構成を有し、クロックパルスジェネレータ20a、
20bからのクロックにより、それぞれ独立に駆動され
る。シリアル通信制御回路CCU23a、23bは、F
S−CPU1、その他の制御機器、回路等と接続され
て、これらの機器との間の通信の制御を行い、パルスカ
ウンタCNT24a、24bは、速度発電機からの速度
パルスをカウントする。この結果は、列車の現在位置及
び速度を算出するために使用される。出力照合回路OC
MP22は、CPU11a、11bの出力を比較照合
し、その結果に基づいて、常用ブレーキ指令、非常ブレ
ーキ指令を出力する。
In FIG. 7, CPUs 21a and 21b constituting the dual processing device have the same configuration as CPUs 11a and 11b, and clock pulse generator 20a and
It is driven independently by the clock from 20b. The serial communication control circuits CCU 23a and 23b are F
The pulse counters CNT24a and 24b are connected to the S-CPU1, other control devices, circuits, and the like to control communication with these devices, and the pulse counters CNT24a and 24b count speed pulses from the speed generator. This result is used to calculate the current position and speed of the train. Output matching circuit OC
The MP22 compares and collates the outputs of the CPUs 11a and 11b, and outputs a regular brake command and an emergency brake command based on the result.

【0053】前述した構成のFS−IOU2は、処理の
チェック方式として、バス照合ではなく出力照合を用い
ていること、2つのCPUがそれぞれ独立したクロック
で駆動されている点を除いて、FS−CPU1とほぼ同
一に構成される。
The FS-IOU2 having the above-mentioned configuration uses the output verification instead of the bus verification as the processing check method, except that the two CPUs are driven by independent clocks. It is configured almost the same as the CPU 1.

【0054】次に、図8を参照して、出力照合回路22
の構成を説明する。
Next, referring to FIG. 8, the output collating circuit 22
The configuration of will be described.

【0055】出力照合回路22は、出力レジスタ220
a、220bと、比較器221、222とにより構成さ
れる。出力レジスタ220a、220は、2重系を構成
するCPU21a、21bからの出力のそれぞれが一旦
格納され、ここで常用ブレーキ指令NB(NBa及びN
Bb)、非常ブレーキ指令EB(EBa及びEBb)に
変換される。両系からの常用ブレーキ指令NBa、NB
bは、比較器221により比較され、非常ブレーキ指令
EBa、EBbは、222で比較される。その結果は、
常用ブレーキ指令NBFあるいは非常ブレーキ指令EB
Fとして出力される。
The output collating circuit 22 has an output register 220.
a and 220b and comparators 221 and 222. The output registers 220a and 220 temporarily store the respective outputs from the CPUs 21a and 21b forming the dual system, and here, the normal brake commands NB (NBa and NBa) are stored.
Bb) and the emergency brake command EB (EBa and EBb) are converted. Regular brake commands NBa, NB from both systems
b is compared by the comparator 221, and the emergency brake commands EBa and EBb are compared by 222. The result is
Regular brake command NBF or emergency brake command EB
It is output as F.

【0056】比較器221、222は、図示のように、
2つのフリップフロップを接続して構成され、両系統か
らの入力が共に交番信号であるときのみ、その出力を交
番信号とする。前述した例におけるブレーキ指令は、ブ
レーキ緩解を交番信号で、ブレーキ動作を交番停止で表
しているので、両系統からのブレーキ出力のうち、いず
れか一方でも交番停止となると、比較器の出力も交番停
止して、ブレーキを動作させることになる。
The comparators 221 and 222 are, as shown,
It is configured by connecting two flip-flops, and only when the inputs from both systems are alternating signals, the output is used as an alternating signal. In the brake command in the above example, the brake relieving is represented by an alternating signal, and the braking operation is represented by an alternating stop.Therefore, if either one of the brake outputs from both systems is in an alternating stop, the output of the comparator is also an alternating It will stop and operate the brake.

【0057】前述した本発明の一実施例によるフェイル
セーフ制御方式によれば、制御上必要となる情報のう
ち、時間依存性を持たない情報の処理を、バス照合によ
る2重系演算部で行わせているので、より正確な処理を
行わせることができる。また、実時間制御に関連した処
理を、出力照合による2重系演算部で行わせているの
で、装置の異常による実時間情報の狂いに対してもフェ
イルセーフな演算を保証することができる。
According to the fail-safe control method according to the above-described embodiment of the present invention, of the information necessary for control, the information having no time dependency is processed by the dual system arithmetic unit by bus collation. Therefore, more accurate processing can be performed. Further, since the processing related to the real-time control is performed in the dual system operation unit by the output collation, the fail-safe operation can be guaranteed even when the real-time information is misaligned due to the abnormality of the device.

【0058】これにより、本発明の一実施例によるフェ
イルセーフ制御方式によれば、制御の過程で必要となる
情報及び処理の正当性をバス照合による2重系演算部に
より保証することができ、最終的な出力のフェイルセー
フ性を出力照合による2重系演算部が保証しているた
め、装置全体として、処理の正当性を保証しつつ、実時
間制御を安全に行うことが可能となる。
As a result, according to the fail-safe control method according to the embodiment of the present invention, the information necessary in the control process and the correctness of the processing can be guaranteed by the dual system arithmetic unit by the bus collation. The final system fail-safe property is guaranteed by the dual system operation unit by output collation, so that it is possible to perform real-time control safely while assuring the correctness of the process as a whole device.

【0059】また、このようなフェイルセーフ制御を応
用した列車の制御装置は、車上装置のデータとして保持
している路線条件から制限速度パターンの算出を行わせ
る処理をバス照合型の処理装置により行わせることによ
り、パターンデータの正当性を保証することができ、実
時間制御に関連した処理である速度パルスの計数、積算
等の入出力及び処理を出力照合型の処理装置に行わせる
ことにより、実時間制御に関連した処理のフェイルセー
フ性を確保することができ、装置全体としてのフェイル
セーフ性のより高いものとすることができる。
In the train control device to which such fail-safe control is applied, the bus collation type processing device performs the process of calculating the speed limit pattern from the route condition held as the data of the on-board device. By doing so, it is possible to guarantee the correctness of the pattern data, and by having the output collation type processing device perform input / output and processing such as speed pulse counting and integration, which are processing related to real-time control. The fail-safe property of the processing related to the real-time control can be secured, and the fail-safe property of the entire device can be made higher.

【0060】前述した本発明の実施例は、バス照合型の
処理装置及び出力照合型の処理装置のそれぞれを、2重
系に構成されたCPUにより構成するとして説明した
が、本発明は、各処理装置をさらに多数のCPUにより
構成してもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, the bus collation type processing device and the output collation type processing device are each configured by the CPU configured in the dual system. The processing device may be composed of a larger number of CPUs.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、C
PUの演算過程そのものの正当性を保証することがで
き、かつ、実時間制御におけるフェイルセーフ性を確実
に保証することができるフェイルセーフ制御装置を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, C
It is possible to provide a fail-safe control device that can guarantee the validity of the PU calculation process itself and can reliably guarantee the fail-safe property in real-time control.

【0062】また、本発明によれば、このようなフェイ
ルセーフ制御装置を、列車の制御装置に応用することに
より、装置全体としてのフェイルセーフ性のより高い列
車の制御装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, by applying such a fail-safe control device to a train control device, it is possible to provide a train control device having higher fail-safety as a whole. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるフェイルセーフ制御装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fail-safe control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を適用した列車制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a train control device to which the present invention has been applied.

【図3】本発明を適用した列車制御装置の機能構成を説
明するブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a train control device to which the present invention has been applied.

【図4】バス照合型の処理装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a bus verification type processing device.

【図5】CPUの内部構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a CPU.

【図6】バス照合回路の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a bus matching circuit.

【図7】入出力制御装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an input / output control device.

【図8】出力照合回路の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an output comparison circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バス照合型の処理装置 2 出力照合型の処理装置 3 リレーユニット(RYU) 4 信号通信送受信器(TRX) 5 送受信アンテナ 6 速度発電機 7 ブレーキ制御ユニット(BCU) 8 車両の車輪 9 レール 10、20a、20b クロックジェネレータ(CP
G) 11a、11b、21a、21b マイクロコンピュー
タ(CPU) 12 バス照合回路(BCMP) 13a〜13c、23a、23b 通信制御回路(CC
U) 15a、15b 制御信号バスドライバ 16a、16b 制御ゲート 17a、17b 双方向データバスドライバ 22 出力照合回路(OCMP) 24a、24b パルスカウンタ(CNT)
1 Bus collation type processing device 2 Output collation type processing device 3 Relay unit (RYU) 4 Signal communication transceiver (TRX) 5 Transmission / reception antenna 6 Speed generator 7 Brake control unit (BCU) 8 Wheels of vehicle 9 Rails 10, 20a, 20b Clock generator (CP
G) 11a, 11b, 21a, 21b Microcomputer (CPU) 12 Bus collation circuit (BCMP) 13a to 13c, 23a, 23b Communication control circuit (CC)
U) 15a, 15b Control signal bus driver 16a, 16b Control gate 17a, 17b Bidirectional data bus driver 22 Output matching circuit (OCMP) 24a, 24b Pulse counter (CNT)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個のマイクロコンピュータを用い、
その出力を比較して処理結果の相違を検出することによ
り処理の誤り、及び、自装置の故障を検出し、制御対象
を制御するフェイルセーフ制御装置において、複数のマ
イクロコンピュータの処理結果をバス上で比較すること
により誤りを検出する第1の処理装置と、複数のマイク
ロコンピュータの外部への出力を比較することにより誤
りを検出する第2の処理装置とを備え、前記第1の処理
装置は、時間依存性を持たないデータの処理を行い、前
記第2の処理装置は、時間依存性を持つデータの処理を
行うことを特徴とするフェイルセーフ制御装置。
1. A plurality of microcomputers are used,
In the fail-safe control device that controls the control target by detecting the error of the process and the failure of its own device by comparing the output and detecting the difference of the process result, the process results of multiple microcomputers are And a second processing device for detecting an error by comparing outputs of a plurality of microcomputers to the outside, the first processing device comprising: A fail-safe control device that processes data having no time dependency, and the second processing device processes data having time dependency.
【請求項2】 複数個のマイクロコンピュータを用い、
その出力を比較して処理結果の相違を検出することによ
り処理の誤り、及び、自装置の故障を検出し、制御対象
を制御するフェイルセーフ制御装置において、複数のマ
イクロコンピュータの処理結果をバス上で比較すること
により誤りを検出する第1の処理装置と、複数のマイク
ロコンピュータの外部への出力を比較することにより誤
りを検出する第2の処理装置とを備え、前記第1の処理
装置は、記憶装置に記憶されたデータに基づく処理を行
い、前記第2の処理装置は、制御対象とのデータの入出
力に関する処理を行うことを特徴とするフェイルセーフ
制御装置。
2. A plurality of microcomputers are used,
In the fail-safe control device that controls the control target by detecting the error of the process and the failure of its own device by comparing the output and detecting the difference of the process result, the process results of multiple microcomputers are And a second processing device for detecting an error by comparing outputs of a plurality of microcomputers to the outside, the first processing device comprising: A fail-safe control device that performs a process based on data stored in a storage device, and the second processing device performs a process related to input / output of data to / from a control target.
【請求項3】 複数個のマイクロコンピュータを用い、
その出力を比較して処理結果の相違を検出することによ
り処理の誤り、及び、自装置の故障を検出し、制御対象
を制御するフェイルセーフ制御装置において、複数のマ
イクロコンピュータの処理結果をバス上で比較すること
により誤りを検出する第1の処理装置と、複数のマイク
ロコンピュータの外部への出力を比較することにより誤
りを検出する第2の処理装置とを備え、前記第1の処理
装置は、出力がビット列等、数値として表される処理を
行い、前記第2の処理装置は、出力が信号のオン/オフ
等2値で表される処理を行うことを特徴とするフェイル
セーフ制御装置。
3. A plurality of microcomputers are used,
In the fail-safe control device that controls the control target by detecting the error of the process and the failure of its own device by comparing the output and detecting the difference of the process result, the process results of multiple microcomputers are And a second processing device for detecting an error by comparing outputs of a plurality of microcomputers to the outside, the first processing device comprising: , The output performs a process represented by a numerical value such as a bit string, and the second processing device performs a process represented by a binary output such as ON / OFF of a signal.
【請求項4】 前記第1処理装置において処理の誤りが
検出された場合、その処理誤りの検出情報を前記第2の
処理装置に伝送することを特徴とする請求項1、2また
は3記載のフェイルセーフ制御装置。
4. The processing error detection information is transmitted to the second processing device when a processing error is detected in the first processing device. Fail-safe control device.
【請求項5】 前記第1の処理装置は、前記第2の処理
装置が必要とする制御パラメータを演算により求め、こ
の制御パラメータを第2の処理装置に伝送することを特
徴とする請求項1ないし4のうち1記載のフェイルセー
フ制御装置。
5. The first processing device obtains a control parameter required by the second processing device by calculation and transmits the control parameter to the second processing device. The fail-safe control device according to 1 to 4.
【請求項6】 前記第2の処理装置は、第1の処理装置
から受信した前記制御パラメータを第1の処理装置に返
送し、前記第1の処理装置は、自装置が送信した制御パ
ラメータと第2の処理装置から受信した制御パラメータ
とを照合することにより伝送誤りを検出することを特徴
とする請求項5記載のフェイルセーフ制御装置。
6. The second processing device returns the control parameter received from the first processing device to the first processing device, and the first processing device receives the control parameter transmitted by itself. The fail-safe control device according to claim 5, wherein a transmission error is detected by collating with a control parameter received from the second processing device.
【請求項7】 前記第1の演算部は、第2の処理装置か
らの返送された制御パラメータにより伝送誤りを検出し
た場合、伝送誤り検出情報を第2の処理装置に伝送する
ことを特徴とする請求項6記載のフェイルセーフ制御装
置。
7. The first arithmetic unit transmits the transmission error detection information to the second processing device when a transmission error is detected by the control parameter returned from the second processing device. The fail-safe control device according to claim 6.
【請求項8】 前記第2の処理装置は、処理誤り検出情
報または伝送誤り検出情報を受信した場合、制御対象に
対する停止指令を発行することを特徴とする請求項4な
いし7のうち1記載のフェイルセーフ制御装置。
8. The method according to claim 4, wherein the second processing device issues a stop command to the control target when receiving the processing error detection information or the transmission error detection information. Fail-safe control device.
【請求項9】 前記第1の処理装置は、通信により送ら
れた先行列車位置に関する情報と、車上に記憶された路
線形状、速度制限、車両性能に関する情報を用いて列車
位置に対応した許容速度を計算する演算を行い、前記第
2の処理装置は、列車の現在位置、速度の計算及び許容
速度と列車速度の比較によりブレーキ指令、力行指令の
少なくとも一方を決定する演算を行うことを特徴とする
請求項1ないし8のうち1記載のフェイルセーフ制御装
置を使用した列車制御装置。
9. The first processing device uses the information about the position of the preceding train sent by communication and the information about the route shape, the speed limit, and the vehicle performance stored on the car to allow the train position to accept. The second processing device performs a calculation for calculating a speed, and the second processing device performs a calculation for determining at least one of a brake command and a powering command by calculating the current position of the train, the speed, and comparing the allowable speed with the train speed. A train control device using the fail-safe control device according to claim 1.
JP6092186A 1994-04-28 1994-04-28 Fail-safe controller and train controller Pending JPH07295844A (en)

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