JP2003015702A

JP2003015702A - フェールセーフ情報処理装置

Info

Publication number: JP2003015702A
Application number: JP2001200983A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Ikeda; 尚弘池田; Noriharu Amitani; 憲晴網谷; Kenichi Kaito; 健一海東; Manabu Nishio; 学西尾
Original assignee: Hitachi Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP4164628B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２重系で構成された情報処理装置の処理能力
を増やす。【解決手段】ＣＰＵ（Ａ系）１１，ＤＳＰ（Ａ系）１
３，及びＤ／Ａ（Ａ系）１９とＡ／Ｄ（Ａ系）２０とで
１次局となる情報処理手段を構成し、ＣＰＵ（Ｂ系）１
２，ＤＳＰ（Ｂ系）１４，及びＤ／Ａ（Ｂ系）２２とＡ
／Ｄ（Ｂ系）２２とで２次局となる情報処理手段を構成
する。上位装置から伝達される情報は前記１次局を介し
て２次局へ伝達されるようにし、１次局、２次局は、上
位装置から伝達される情報の処理分担を予め定め、処理
された情報は、前記１次局、２次局が出力する信号で開
閉制御されるリレー接点を介して所定の出力レベルに増
幅して送出する。１次局、２次局は、それぞれ送出され
る前記情報の出力レベルが所定の範囲を外れていると判
定したとき、前記リレー接点を開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道用保安装置に
用いる情報処理装置に係り、特に２重系で構成された情
報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道は旅客を運送する関係上、安
全性が重視される。このため、鉄道用保安装置では、各
種処理装置を二重系にしてフェールセーフ装置を構成し
ている。処理装置としてコンピュータ（ＣＰＵ）を使用
する場合、二重系の動作システムとしては、下記のよう
なものが知られている。（１）バス照合形二重系図３にバス照合形二重系のフェールセーフ装置のブロッ
ク図を示す。このシステムは、２台のＣＰＵ３１，３２
に常にクロックレベルで同一の動作をさせ、比較器３３
で両者のデータを比較し、比較不一致となった場合に、
ＦＳＡＮＤ回路３５を停止させてリレー３６をオフし、
制御出力をフェールセーフ側とする。ＣＰＵ３１，３２
は、通常、クロックのエッジに同期して各データ・制御
信号を取りこむ。従ってこの方式は、２台のＣＰＵを完
全に同期させて動作させる必要があるため、ＣＰＵへの
入力信号の同期化回路３４が必要となる。（２）出力照合形二重系図４に出力照合形二重系のフェールセーフ装置のブロッ
ク図を示す。このシステムは、２台のＣＰＵ４１，４２
に同一の動作をさせ、各ＣＰＵの出力結果をＤＰＲＡＭ
４３を用いてお互いに照合し、不一致の場合はＣＰＵか
らの交番信号（励振出力）の出力を停止して制御出力を
フェールセーフ側とする。バス照合形二重系と異なり、
同期化回路は不要である。

【０００３】前記（１）の手法では、同期化回路等の余
分なハードウェアが必要となり、装置内の部品点数が増
加する。しかも２台のＣＰＵに全く同じ動作をさせてい
るため、論理的には１台のＣＰＵと同一の処理能力しか
持たない。

【０００４】一方前記（２）の手法では、同期化回路等
の余分なハードウェアは不要であるが、２台のＣＰＵに
同一の動作をさせるのは前記（１）の手法と同じであ
り、従って処理能力は論理的には１台のＣＰＵと等価で
ある。

【０００５】また、前記（１）、（２）の手法によるフ
ェールセーフ装置は、出力信号を単一のリレーで制御す
る方式であり、故障が発生しない正常状態では、リレー
接点はオン状態を継続している。通常、リレー接点は一
定時間間隔以内で開閉することを前提として作られてお
り、上述のように故障が発生しなければ動作しないとい
う使用方法では、接点が溶着故障する危険性がある。

【０００６】さらに、近年、鉄道用保安装置（ＡＴＣ装
置）は、ディジタル伝送を行なうことを主眼として開発
されており、このようなシステムでは上位装置から下位
装置まで、ネットワーク（ＬＡＮ）で接続されている。
このようなネットワークと前記従来例（１）、（２）の
ような装置を接続しようとすると、同一動作をするＣＰ
Ｕが２台存在するため、２本のケーブルを敷設する必要
が出てくる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ェールセーフ装置は、２組のハードウェアを備えている
が、実質的には、１組のハードウェアと同等の処理能力
しか発揮できない。また、２組のハードウェアを備える
ことから、上位装置とネットワークで接続するために
は、２本のケーブルで接続する必要が出てくる。さら
に、正常状態ではリレーが動作しないので、動作の頻度
が少なく接点溶着の危険性がある。

【０００８】本発明の課題は、２重系で構成された情報
処理装置の処理能力を増やすことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】通常の２重系の装置で
は、先に述べたように、２重系を構成する２つの機器
が、それぞれまったく同一の処理を行うために、２つの
機器があっても１つの機器と同じ処理能力しか発揮でき
ない。発明者らは、例えば鉄道用保安装置では、出力さ
れる信号のレベル（出力レベル）が、処理の正確さを反
映していることに着目し、入力される情報の処理の全部
を２重系を構成する２つの機器それぞれに実行させるの
ではなく、一部は２つの機器それぞれに実行させ、残り
の一部を分担させることで、処理能力を増大させるとと
もに、外部に出力される情報の出力レベルが所定の範囲
内にあるかどうかを、前記２つの機器でともに確認し、
所定の範囲内にないとき、情報の出力を停止すること
で、フェールセーフ性を維持した。

【００１０】すなわち、上記目的を達成する本発明は、
上位装置から伝達される複数種類の情報をそれぞれ処理
する２組の情報処理手段を備え、前記情報処理手段で処
理された情報を、前記情報処理手段が出力する信号で開
閉制御されるリレー接点を介して出力し、所定の出力レ
ベルに増幅して送出するよう構成された情報処理装置に
おいて、ａ．前記２組の情報処理手段の一方を１次局、
他方を２次局とし、前記上位装置から伝達される情報は
前記１次局を介して２次局へ伝達されるよう構成されて
いることと、ｂ．前記１次局、２次局は、上位装置から
伝達される複数種類の情報のうちのどの情報を処理する
のかが予め定められていることと、ｃ．前記１次局、２
次局は、それぞれ送出される前記情報の出力レベルが所
定の範囲内にあるかどうかを確認し、所定の範囲を外れ
ていると判定したとき、前記リレー接点を開くよう構成
されていること、を特徴とする。

【００１１】１次局、２次局は、上位装置から伝達され
る複数種類の情報のうちのどの情報を処理するのかを予
め定められており、１次局、２次局のそれぞれが全部の
情報を処理するのではないので、１次局、２次局とも
に、処理の余力が生じる。また、前記１次局、２次局
は、それぞれ送出される前記情報の出力レベルが所定の
範囲内にあるかどうかを確認し、所定の範囲を外れてい
ると判定したとき、前記リレー接点を開くので、情報処
理装置から外部への信号出力が停止されるので、誤信号
が外部に送出されることがなく、処理のフェールセーフ
性が維持される。

【００１２】前記リレー接点は、前記２組の情報処理手
段双方にそれぞれ接続された２組のリレー接点を含んで
構成され、これら２組のリレー接点は一方が動作系、他
方が待機系として機能し、動作系のリレー接点は閉じ、
待機系のリレー接点は開くように制御されるとともに、
所定の時間間隔もしくは上位装置からの指令に基づく前
記２組の情報処理手段からの信号で動作系と待機系が切
り替えられるように構成されていることが望ましい。こ
のように構成すれば、装置に異常がなくてもリレー接点
が開閉されるので、接点の溶着の惧れはなくなる。

【００１３】前記１次局、２次局は、それぞれ自局及び
前記リレー接点の動作を診断し、異常と判断したとき、
リレー接点を開くように構成されていることが望まし
い。

【００１４】また、前記２組の情報処理手段は、前記リ
レー接点の開閉制御のための信号としてエッジ位置の異
なる同じ交番信号を出力するよう構成され、２組の情報
処理手段から出力された交番信号は交流アンプに入力さ
れて整流されて前記リレー接点のリレーを駆動する。

【００１５】上記情報処理装置を２組組み合わせ、一方
が動作系、他方が待機系となる二重系を構成し、動作系
の情報処理装置の１次局もしくは２次局が異常と判断し
てリレー接点を開いたとき、待機系の情報処理装置が動
作系に切り替わるように構成してもよい。

【００１６】さらに、情報処理装置を２組組み合わせ、
一方が動作系、他方が待機系となる二重系を構成したも
のにおいて、２組の情報処理装置の出力側のそれぞれに
切り替え手段を介して模擬負荷を接続し、待機系の情報
処理装置は動作系の情報処理装置と同様の処理を実行す
るとともに、処理結果は前記模擬負荷に送出されるよう
に構成すれば、動作系の情報処理装置に異常が生じた場
合でも、切り替え手段を切り替えるだけで、外部への出
力を切れ目なく継続できる。

【００１７】上記構成によれば、１次局のみが上位装置
と通信すればよいので、例えばネットワークを介して上
位装置から情報を受信する場合、ネットワークと情報処
理装置を接続するケーブルは１本でよい。また、１次
局、２次局がお互いに通信する手段を設ければ、自系診
断・他系診断を実施し、異常検知時は交番信号出力を停
止して装置の出力を制御するリレーをオフし、外部に対
する信号出力を停止することが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本実施の形態は、鉄道用保安装置
（ＡＴＣ装置）の地上側設備において、軌道（レール）
に列車制御信号（ＡＴＣ信号）と列車検知信号（ＴＤ信
号）を送信し、軌道からＴＤ信号を受信する機能を有す
る情報処理装置、云いかえると送受信機である。

【００１９】図２に、鉄道用保安装置（ＡＴＣ装置）の
全体構成を示す。図示の装置では、論理部２０１で車両
の停止点情報等を含む電文を作成し、ＡＴＣ−ＬＡＮと
呼ぶネットワークを介して下位装置であるノード２０２
に伝達する。ノード２０２の配下には、軌道回路と同数
の送受信機がＩ／ＯＬＡＮと呼ぶネットワークで接続
されて機器室２０３に分散配置されており、ノード２０
２は受け取った電文をこのネットワークを介して配下の
送受信機に伝達する。電文を受け取った送受信機は、そ
の電文を適切な周波数で変調してキャリアに乗せ、ＰＡ
（パワーアンプ）により電力増幅して軌道（レール）に
送信する。軌道を走っている電車２０４がこの変調され
た電文を受信し、ブレーキ制御等を行なう。

【００２０】図１に本実施の形態の送受信機の系統構成
を示す。図示の送受信機は、Ｉ／ＯＬＡＮ１系及びＩ／
ＯＬＡＮ２系にそれぞれ接続されて電文処理・信号レ
ベル制御を行なうＤＳＰボード１系１，ＤＳＰボード２
系２と、ＤＳＰボード１系１，ＤＳＰボード２系２にそ
れぞれ接続されて低電圧の信号を電力増幅するＰＡ（１
系）２７、ＰＡ（２系）２９と、ＰＡ（１系）２７、Ｐ
Ａ（２系）２９にそれぞれ接続され２台のＰＡの出力を
切り替える切り替えリレーＣＯＲ２８，３０と、切り替
えリレーＣＯＲ２８，３０にそれぞれ接続された模擬負
荷とを含んで構成されている。

【００２１】ＤＳＰボード１系１，ＰＡ（１系）２７、
リレーＣＯＲ２８及び模擬負荷は、それだけで送受信機
の機能を有し、同様に送受信機の機能を持つＤＳＰボー
ド２系２，ＰＡ（２系）２９、リレーＣＯＲ３０及び模
擬負荷と組み合わされて、一方を動作系、他方を待機系
とする二重系を構成している。

【００２２】ＤＳＰボード１系１，ＤＳＰボード２系２
は同一の構成なので、ＤＳＰボード１系１の構成につ
き、説明する。ＤＳＰボード１系１は、Ｉ／ＯＬＡＮ
１系に接続されてネットワーク制御（ネットワークとの
送受信）を行なうＣＡＮ１５と、このＣＡＮ１５に接続
されたバス３ａと、このバス３ａにＤＰＲＡＭ１７を介
して接続されたバス３ｂと、このバス３ａに接続された
ＣＰＵ（Ａ系）１１と、このＣＰＵ（Ａ系）１１に接続
された送受信タップ１８と、この送受信タップ１８及び
前記バス３ｂに接続されたＣＰＵ（Ｂ系）１２と、前記
バス３ａに接続されたスイッチ・ＬＥＤ１６と、前記バ
ス３ａ，バス３ｂにそれぞれ接続され周波数変調やディ
ジタルフィルタ等の信号処理を専門に行うＤＳＰ（Ａ
系）１３，ＤＳＰ（Ｂ系）１４と、前記ＣＰＵ（Ａ系）
１１，ＣＰＵ（Ｂ系）１２双方にそれぞれ接続され交番
信号を整流する交流アンプであるＦＳＡＮＤ・ＦＳＡＭ
Ｐ２３，２４と、このＦＳＡＮＤ・ＦＳＡＭＰ２３，２
４にそれぞれ接続され、整流された交番信号で駆動され
るカットリレー２５，２６と、前記ＤＳＰ（Ａ系）１３
に入り側、出側をそれぞれ接続したＤ／Ａ（Ａ系）１９
とＡ／Ｄ（Ａ系）２０と、前記ＤＳＰ（Ｂ系）１４に入
り側、出側をそれぞれ接続したＤ／Ａ（Ｂ系）２２とＡ
／Ｄ（Ｂ系）２１と、を含んで構成されている。

【００２３】ＣＰＵ（Ａ系）１１，ＤＳＰ（Ａ系）１
３，及びＤ／Ａ（Ａ系）１９とＡ／Ｄ（Ａ系）２０とで
１次局となる情報処理手段が構成され、ＣＰＵ（Ｂ系）
１２，ＤＳＰ（Ｂ系）１４，及びＤ／Ａ（Ｂ系）２２と
Ａ／Ｄ（Ｂ系）２２とで２次局となる情報処理手段が構
成されている。すなわち、情報処理手段は２重化されて
いる。但し、１次局と２次局は、上位装置から伝達され
る複数種類の電文の全てを同じように処理するのではな
く、それぞれ処理を担当する電文の種類が決められてお
り、その内容は各ＣＰＵのプログラムで規定されてい
る。

【００２４】Ｄ／Ａ（Ａ系）１９とＤ／Ａ（Ｂ系）２２
の出側は、それぞれ動作系のカットリレー２５，待機系
のカットリレー２６の双方に接続され、カットリレー２
５，２６それぞれは、さらに、ＣＰＵ（Ａ系）１１とＣ
ＰＵ（Ｂ系）１２の双方に接続されている。ここでいう
動作系、待機系は説明のための割り振りであり、動作
系、待機系は必要に応じて入れ替わるようになってい
る。

【００２５】ＣＰＵ（Ａ系）１１とＣＰＵ（Ｂ系）１２
は、共通の機能と互いに異なる機能を持ち、したがって
動作を制御するプログラムは、部分的には共通である
が、残部が異なるプログラムで動作するようになってい
る。

【００２６】カットリレー２５，２６の出側は、前記Ｐ
Ａ（１系）２７に接続され、ＰＡ（１系）２７は前記Ｃ
ＯＲ（１系）２８に接続されている。ＣＯＲ（１系）２
８は、保安器を介して軌道回路に接続されている。ＣＯ
Ｒ（１系）２８はまた、ＣＰＵ（Ａ系）１１，ＣＰＵ
（Ｂ系）１２双方に接続されているとともに、模擬負荷
が接続されている。

【００２７】ＰＡ（１系）２７はまた、Ａ／Ｄ（Ａ系）
２０とＡ／Ｄ（Ｂ系）２１の入り側に接続され、軌道回
路は保安器を介してＡ／Ｄ（Ａ系）２０とＡ／Ｄ（Ｂ
系）２１の入り側に接続されている。

【００２８】ＤＰＲＡＭ１７は、ＣＰＵ１１，１２が互
いに通信媒体として用いるものである。ＰＡ（１系）２
７はＤＳＰボード１系が出力する低電圧の信号を増幅す
るパワーアンプである。前記送受信タップ１８は一種の
スイッチであり、ＰＡの増幅の度合が設定されている。

【００２９】前記ＤＳＰボード（２系）２は、前記ＤＳ
Ｐボード（１系）１と同様に構成され、ＰＡ（２系）２
９、ＣＯＲ（２系）３０、および模擬負荷が前記ＰＡ
（１系）２７、ＣＯＲ（１系）２８、および模擬負荷と
同様な系統構成で接続されている。

【００３０】ＰＡ２７，２９はＤＳＰボードが出力する
低電圧の信号を増幅するパワーアンプであり、ＣＯＲ２
８，３０は、２台のＰＡ２７，２９の出力を切り替える
切り替えリレーである。

【００３１】以下、上記構成の装置の動作を説明する。
まず、図示されていない上位装置からＩ／ＯＬＡＮ１
系を介して動作系／待機系の認識を指示する電文が送ら
れると、ＣＡＮ１５がこの電文を受信する。ＣＡＮ１５
はこの電文を受信すると、１次局のＣＰＵ１１に割り込
みをかけ、受信した電文を伝達する。ＣＰＵ１１は電文
を取得すると、ＤＰＲＡＭ１７を介して２次局のＣＰＵ
１２にこの電文を伝達する。

【００３２】ＣＰＵ１１、１２は電文をそれぞれ解読
し、例えば動作系と指示された場合は、互いに９０度位
相がずれた同じ交番信号を生成してＦＳＡＮＤ・ＦＳＡ
ＭＰ２３に出力する。

【００３３】ＦＳＡＮＤ・ＦＳＡＭＰ２３はＣＰＵ１
１、１２から入力された交番信号を整流し、動作系であ
るカットリレー２５を駆動（接点をオン）する。両ＣＰ
Ｕは同時にＣＯＲ２８を駆動（接点をオン）する。カッ
トリレー２５及びＣＯＲ２８の各接点の状態はＣＰＵ１
１、１２に入力され、リレーの制御状態（励磁の有無）
と接点状態の整合が確認される。リレーの制御状態と接
点状態が整合していなければ、ＣＰＵ１１、１２は直ち
に交番信号の出力を停止するとともに、その旨をＣＡＮ
１５を介して上位装置に伝達する。交番信号の出力停止
により、カットリレー２５はオフとなる。

【００３４】なおこのとき、図示されていない前記上位
装置からＩ／ＯＬＡＮ２系を介してＤＳＰボード（２
系）２にも電文が伝達されており、こちらでは待機系の
カットリレーを駆動し、ＣＯＲ３０はオフのままとなっ
ている。

【００３５】また、本実施の形態では、ＣＰＵ１１、１
２が出力する交番信号は、互いに９０度位相がずれたも
のであるが、交番信号の立ち上がり位置（エッジ）がず
れていれば、必ずしも９０度位相がずれたものでなくと
もよい。

【００３６】続いて前記上位装置からＡＴＣ電文が送ら
れてくると、前述の動作系／待機系認識指示時と同様な
手順を経て、ＣＰＵ１１、１２が電文を解読する（ＡＴ
Ｃ電文を受信したことを知る）。ＣＰＵ１１、１２のプ
ログラムには、ＡＴＣ電文の処理は２次局が担当し、次
に述べるＴＤ電文の処理は１次局が担当することが規定
されており、ＣＰＵ１２が電文をＤＳＰ１４に伝達す
る。ＣＰＵ１２はまた、送受信タップ１８を読み取り、
送信レベルを決定してこのレベルデータをＤＳＰ１４に
伝達する。ＤＳＰ１４は、ディジタルデータである電文
をディジタル信号処理によってＭＳＫ信号に変換し、Ｄ
／Ａ２２に送りこむ。Ｄ／Ａ２２は送りこまれたＭＳＫ
信号をＡＴＣ信号の情報を持つアナログ信号に変換し、
指定のレベルで出力する。このＡＴＣ信号は、先にカッ
トリレー２５がオンされているので、この接点を介して
ＤＳＰボード１の外に出力される。

【００３７】出力されたＡＴＣ信号は、ＰＡ２７によっ
て電力増幅され、すでに先にオンとなっているＣＯＲ２
８及び保安器を経て軌道回路に送出される。

【００３８】このとき、ＰＡ２７から送出される信号の
レベルがある範囲を外れることは、正常な列車制御がで
きなくなることを意味するから、そのような事態を防ぐ
ために、ＰＡ２７から前記ＡＴＣ信号の電圧信号・電流
信号をＡ／Ｄ２０，Ａ／Ｄ２１、ＤＳＰ１３，１４を介
してＣＰＵ１１、１２にフィードバックさせ、両ＣＰＵ
で監視する。ＣＰＵ１１、１２は、フィードバックされ
た信号のレベルが送受信タップ１８に設定された規定値
の範囲外になった場合、ＰＡの故障と判断し、交番信号
の出力を停止してカットリレー２５をオフさせるととも
に、ＣＯＲ２８もオフし、ＡＴＣ信号が軌道回路に出力
されるのを防ぐ。

【００３９】次に前記上位装置からＴＤ電文が送られて
くると、前記ＡＴＣ電文の場合と同一の手順によりＣＰ
Ｕ１１、１２が電文を解読し、ＣＰＵ１１が電文をＤＳ
Ｐ１３に伝達する。ＣＰＵ１１は同時に送受信タップ１
８の設定値を読み取ってＤＳＰ１３に伝達する。ＡＴＣ
電文の場合と同様に、ＤＳＰ１３でＭＳＫ信号に変換さ
れたＴＤ信号は、ＰＡ２７，ＣＯＲ２８，保安器を介し
て軌道回路に送出される。ＰＡ２７のフィードバック信
号をＣＰＵ１１、１２で監視し、フィードバックされた
信号のレベルが送受信タップ１８に設定された規定値の
範囲外になった場合、交番信号の出力を停止するのも、
ＡＴＣ電文の場合と同様である。

【００４０】上述のように、ＡＴＣ電文がＣＰＵ１２−
ＤＳＰ１４のルートで処理され、ＴＤ電文がＣＰＵ１１
−ＤＳＰ１３のルートで処理されるから、ＡＴＣ電文と
ＴＤ電文の平行処理が可能となり、ＣＰＵ１１、１２の
処理能力を増加させる効果がある。つまり、一方の情報
処理手段がＡＴＣ電文の処理中にＴＤ電文を受信した場
合でも、他方の情報処理手段が直ちにＴＤ電文の処理を
実行できるし、一方、ＡＴＣ電文を処理した側は、次に
処理すべき情報が受信されるまで、他の作業を行なうこ
とができる。

【００４１】上述の動作は、上位装置から送られてくる
電文に基づく動作であるが、これらの電文は、通常、一
定の時間間隔で送られてくる。電文が送られない時間帯
では、ＤＳＰボード１，２は、情報処理装置内部の診断
動作を実行する。

【００４２】内部の診断は、ＣＰＵ１１、１２に接続さ
れているメモリの健全性チェック、カットリレー２５，
２６の接点の整合性チェック、ＣＯＲ２８，３０の接点
の整合性チェック、ＤＳＰ１３，１４内のメモリの健全
性チェック、などである。これらのチェックの結果、異
常が発見された場合、ＣＰＵ１１、１２は交番信号の出
力を停止し、カットリレー２５の出力をオフとするとと
もにＣＯＲ２８をオフし、軌道回路に対して信号が送出
されるのを防ぐ。

【００４３】一方、リレーの接点チェック結果、前記Ｐ
Ａのフィードバック信号の監視結果、送受信タップ１８
の読み取り結果等は、一定時間間隔で、ＤＰＲＡＭ１８
を介してＣＰＵ１１、１２間で交換され、各ＣＰＵが自
系の判定結果と他系の判定結果を比較する。比較の結果
不一致となった場合は、ＣＰＵ１１、１２はただちに交
番信号の出力を停止し、カットリレー２５の出力をオフ
とするとともにＣＯＲ２８をオフし、軌道回路に対して
信号が出力されるのを防ぐ。

【００４４】すなわち、前記チェックで異常が発見され
た場合、及び前記比較の結果が不一致の場合、装置のど
こかが異常を生じ、軌道回路に出力する信号が正常な信
号でないと判断し、軌道回路に対して信号が出力される
のを防ぐことによって制御を安全側に維持するフェール
セーフシステムとなっている。

【００４５】また、スイッチ・ＬＥＤ１６は、主に外部
に対する表示機能を担い、上位装置との通信状況・ＤＳ
Ｐボードの動作情況の表示や、ネットワークにおけるア
ドレス設定のためのものである。スイッチ・ＬＥＤ１６
は、上位装置と通信するＣＰＵ１１によって制御され
る。

【００４６】ＤＳＰボード１を含む送受信機（情報処理
装置）が上位装置から待機系を指示する電文を受信した
場合は、上記一連の動作の中で、カットリレー２５の代
わりにカットリレー２６を駆動（オン）し、ＣＯＲ２８
をオフする。するとＣＯＲ２８の出力は保安器から模擬
負荷に切り替わり、ＤＳＰボード１を含む送受信機（情
報処理装置）は動作系のときと同等の動作（上位装置か
らの電文受信、ＭＳＫ信号出力、自系／他系診断）を行
なう。すなわち、待機系の情報処理装置は、動作系の情
報処理装置と同じ動作を行なうが、最終的な情報の送出
は模擬負荷に対して行なわれるのである。このときは、
ＤＳＰボード２が動作系となっており、ＣＯＲ３０から
の出力が保安器を介して軌道回路に出力されるようにな
っている。

【００４７】カットリレー２５，２６の動作系と待機系
の切り替えは上位装置からの電文によるが、定められた
期間ごと、例えば１日単位で行なうようにする。このよ
うに動作系と待機系を定められた期間ごとに切り替える
ことで、システムの故障の有無と関係なく、カットリレ
ー２５，２６が定期的に作動する。この結果、リレー接
点の溶着などの惧れが少なくなる。

【００４８】なお、本実施の形態では、ＤＳＰボード１
を含む送受信機とＤＳＰボード２を含む送受信機が組み
合わされ、ＤＳＰボード１を含む送受信機（情報処理装
置）を動作系、ＤＳＰボード２を含む送受信機（情報処
理装置）を待機系とする二重系が構成されている。切り
替えリレーＣＯＲ２８，３０も、ＤＳＰボードの動作系
と待機系の切り替えに伴なって定期的に作動するので、
リレー接点の溶着などの惧れが少なくなる。

【００４９】この二重系は上位装置からの指令で定期的
に動作系と待機系を切り替えるだけでなく、動作系の送
受信機の１次局と２次局の一方あるいは双方が交番信号
の出力を停止してリレー接点を開いた場合は、上位装置
は、待機系だった送受信機を動作系に切り替える。待機
系から動作系に切り替わった送受信機（情報処理装置）
は、切り替えリレーＣＯＲをオンし、それまで模擬負荷
に出力していた信号を保安器を介して軌道回路に送出す
る。したがって、軌道回路に出力される信号が中断され
ることがない。

【００５０】本実施の形態ではまた、１次局のＣＰＵ１
１がＣＡＮ１５を介してネットワーク（Ｉ／ＯＬＡ
Ｎ）から受信した電文を２次局のＣＰＵ１２に伝送する
ので、ネットワークとＤＳＰボード１系を接続するケー
ブルは１本でよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、２重化された情報処理
手段の処理能力を増やすことが可能になるとともに、２
重化された情報処理手段を持つ情報処理装置とネットワ
ークを１本のケーブルで接続できるようになる。また、
情報処理装置からの情報の出力経路に配置されたリレー
の接点溶着の惧れをなくすことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す系統図であ
る。

【図２】本発明が適用されるシステムの全体構成の例を
示す系統図である。

【図３】従来技術の例を示す系統図である。

【図４】従来技術の他の例を示す系統図である。

【符号の説明】

１ＤＳＰボード（１系）２ＤＳＰボード（２系）３ａ，３ｂバス１１ＣＰＵ（Ａ系）１２ＣＰＵ（Ｂ系）１３ＤＳＰ（Ａ系）１４ＤＳＰ（Ｂ系）１５ＣＡＮ１６ LED，スイッチ１７ＤＰＲＡＭ１８送受信タップ１９Ｄ／Ａ（Ａ系）２０Ａ／Ｄ（Ａ系）２１Ａ／Ｄ（Ｂ系）２２Ｄ／Ａ（Ｂ系）２３，２４ＦＳＡＮＤ・ＦＳＡＭＰ２５カットリレー（動作系）２６カットリレー（待機系）２７ＰＡ（１系）２８切り替えリレーＣＯＲ（１系）２９ＰＡ（２系）３０切り替えリレーＣＯＲ（２系）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者網谷憲晴茨城県ひたちなか市市毛1070番地株式会社日立製作所交通システム事業部水戸交通システム本部内 (72)発明者海東健一東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者西尾学東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内Ｆターム(参考） 5B034 AA01 AA02 BB01 DD01 DD07 5B083 AA00 BB01 BB02 CD11 CE00 DD09 EE05 EE11 5H161 AA01 CC02 CC13 DD03 EE07 FF01 FF07 5H209 AA09 DD04 EE11 HH13 SS01 SS05 SS07 SS08 SS09 TT05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上位装置から伝達される複数種類の情報
をそれぞれ処理する２組の情報処理手段を備え、前記情
報処理手段で処理された情報を、前記情報処理手段が出
力する信号で開閉制御されるリレー接点を介して出力
し、所定の出力レベルに増幅して送出するよう構成され
た情報処理装置において、ａ．前記２組の情報処理手段の一方を１次局、他方を２
次局とし、前記上位装置から伝達される情報は前記１次
局を介して２次局へ伝達されるよう構成されていること
と、ｂ．前記１次局、２次局は、上位装置から伝達される複
数種類の情報のうちのどの情報を処理するのかが予め定
められていることと、ｃ．前記１次局、２次局は、それぞれ送出される前記情
報の出力レベルが所定の範囲内にあるかどうかを確認
し、所定の範囲を外れていると判定したとき、前記リレ
ー接点を開くよう構成されていること、を特徴とするフ
ェールセーフ情報処理装置。
【請求項２】請求項１記載のフェールセーフ情報処理
装置において、前記リレー接点は、前記２組の情報処理
手段双方にそれぞれ接続された２組のリレー接点を含ん
でなり、これら２組のリレー接点は一方が動作系、他方
が待機系として構成され、動作系のリレー接点は閉じ、
待機系のリレー接点は開くように制御されるとともに、
所定の時間間隔もしくは上位装置からの指令に基づく前
記２組の情報処理手段からの信号で動作系と待機系が切
り替えられるように構成されていることを特徴とするフ
ェールセーフ情報処理装置。
【請求項３】請求項１または２記載のフェールセーフ
情報処理装置において、前記１次局、２次局は、それぞ
れ自局及び前記リレー接点の動作を診断し、異常と判断
したとき、リレー接点を開くように構成されていること
を特徴とするフェールセーフ情報処理装置。
【請求項４】請求項１〜３のうちのいずれか１項に記
載のフェールセーフ情報処理装置において、前記２組の
情報処理手段は、前記リレー接点の開閉制御のための信
号としてエッジ位置の異なる同じ交番信号を出力するよ
う構成され、２組の情報処理手段から出力された交番信
号は交流アンプに入力されて整流されて前記リレー接点
のリレーを駆動することを特徴とするフェールセーフ情
報処理装置。
【請求項５】請求項３に記載のフェールセーフ情報処
理装置が２組組み合わされて、一方が動作系、他方が待
機系となる二重系を構成し、動作系の情報処理装置の１
次局もしくは２次局が異常と判断してリレー接点を開い
たとき、待機系の情報処理装置が動作系に切り替わるよ
うに構成されていることを特徴とするフェールセーフ情
報処理装置。
【請求項６】請求項５に記載のフェールセーフ情報処
理装置において、２組のフェールセーフ情報処理装置の
出力側のそれぞれに切り替え手段を介して模擬負荷が接
続され、待機系の情報処理装置は動作系の情報処理装置
と同様の処理を実行するとともに、処理結果は前記模擬
負荷に送出されるように構成されていることを特徴とす
るフェールセーフ情報処理装置。