JPH02156301A - 鉄道用現場機器制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄道における信号機やレールの分岐装置等の
現場機器を制御する装置に関する。

（従来の技術） 鉄道においては、ある列車の存在を他の列車に知らせた
り進行すべき方向を指示する信号灯の点灯を制御したり
、レールのポイントを切替えるためのレールの分岐装置
を制御する必要がある。

第７図に、従来のこのような現場機器を制御する装置の
構成を示す。現場機器７は、ここでは列車を営業線及び
留置線間で入場あるいは退場させたりするときに使用す
る信号灯が相当する。この信号灯には、左進行用（ＬＦ
）、中央通過用（ＣＴ）及び右進行用（ＲＴ）の３種類
がある。

ＣＰＵ　Ｉ　１、ＣＰＵｌＩ２、ＣＰＵｌｌｌ３は、こ
れらの信号灯のうちいずれを点灯するかを指示するもの
であり、安全を期すためそれぞれのＣＰＵが独立して演
算をし、命令をする。尚、それぞれのＣＰＵは全く同じ
プログラムで動作するが、処理が終了するタイミングに
ずれが出ないように、同期リンクライン４で結合されて
いる。

ＣＰＵ　Ｉ　１、ＣＰＵｌＩ２、ＣＰＵｌｌｌ３からの
命令信号は、それぞれ人出力部１７１、人出力部［７２
、人出力部ｌｌｌ７３に与えられる。

それぞれの入出力部を経た命令信号は、多数決部７４へ
与えられる。ここで３つの命令信号のうち２つの一致し
た信号を、多数決の原理に基づいて選ぶ。

選ばれた１つの命令信号は、インターフェイス部７５を
経て現場機器７としての信号灯に与えられる。

次に、入出力部１１の構成を第８図に示す。データバス
１１よりＣＰＵ１１からの命令信号が、バッファ回路８
１を経由してトランジスタ８２をオンさせると、リレー
８３か励磁されて接点８４が閉じる。このバッファ回路
８１、トランジスタ８２、リレー８３、接点８４を有し
た回路を、それぞれの３種類の信号灯毎に対応させて備
えている。

ＣＰＵｌＩ２とＣＰＵｌｌｌ３の回路構成も同様である
。

第９図に、この入出力部１１．　　ＩＩ２．　ｎＩ３か
らの１−号を受けとる多数決部７４、及びインターフェ
イス部７５、信号灯３１〜３４の回路構成を示す。まず
多数決部７４についてであるが、上述したそれぞれの接
点８４を進行方向別に３つのブロック７４Ａ、７４Ｂ、
７４Ｃに組合わせ、ある１つのブロックに２以上のＣＰ
Ｕから点灯命令信号がきた場合にその進路方向の信号灯
への信号線が導通されるようになっている。例えば、左
進行用（Ｌ　Ｆ）の接点としてそれぞれのＣＰＵＩ、ｎ
。

■に対応した接点ＬＦＩ７４ａ、ＬＦＩＩ７４ｂ。

ＬＦｍ７４ｃから成るブロック７４Ａがあり、これら３
種類の接点のうち２種類ずつを組合わせて直列に接続し
たものが３つ並列に接続されている。

従って、このうちの２種以上の接点が閉じれば導通する
ことになる。右進行用（ＲＦ）、中央通過用（ＣＴ）に
ついての接点の組合わせであるブロック７４Ｂ１７４Ｃ
についても同様である。

これらのそれぞれのブロック７４Ａ、７４Ｂ。

７４Ｃは、インターフェイス部７５に接続されている。

ブロック７４ＡはリレーＬＦ７５ａに、ブロック７４Ｂ
はリレーＣＴ７５ｂに、ブロック７４ＣはリレーＲＴ７
５ｃに接続されている。ブロック７４Ａにおいて導通が
あると、リレーＬＦ７５ａが励磁されて接点ＬＦ７５ｄ
が閉じる。そしてこの接点ＬＦ７５ｄに接続された左進
行用信号灯３１及び共通信号灯３４が点灯する。他の右
進行用信号灯３３、中央通過用信号灯３２の点灯につい
ても同様である。

（発明が解決しようとする課題） しかしこのような鉄道用現場機器制御装置には、次のよ
うな問題があった。

まず第一に、フェイルセーフが完全に確保されていない
点である。３つのＣＰＵＩＩ、ＩＩ２゜■３においてそ
れぞれ独立して演算して命令を下し、その３つの命令に
ついて多数決部７４において、２つを選び出すことによ
って信頼性は確保されてはいる。しかし、例えばインタ
ーフェイス部７５のリレー７５ａ、７５ｂ、７５ｃのい
ずれかが故障しても、ＣＰＵＩＩ、ＩＩ２．ｌｌｌ３に
おいてこの”１１態を知ることかできない。従って点灯
すべき信号が点灯されず、鉄道上の重大な事故を招く虞
れがある。

第二に、多数決部７４において多くのリレーを使用して
いるため、装置全体として大型、重量でかつ高価なもの
となる。

本発明は上記問題を解決するためのものであり、フェイ
ルセーフ性に優れ信頼性が高く、かつ小型軽量化を図る
ことのできる鉄道用現場機器制御装置を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の鉄道用現場機器制御装置は、鉄道用現場機器の
動作を命令するための命令信号を発生する動作指令手段
を３つ以上の奇数個Ｈし、それぞれの前記動作指令手段
が独立して命令を行う動作命令部と、前記動作命令部の
前記動作命令手段からのそれぞれの前記命令信号を与え
られ、このうちの過半数の前記命令信号が一致している
場合に、一致した前記命令信号を選び出す多数決部と、
この一致した前記命令信号を前記現場機器に人力する命
令信号入力部とを備えた鉄道用現場機器制御装置におい
て、前記多数決部及び命令信号入力部は、固体素子より
成るリレーと固体素子より成る論理素子を用いて構成さ
れており、前記命令信号入力部は、前記リレーが前記命
令信号に従って動作しない場合にこの現象を読取り、前
記リレーは故障したとしてこのことを前記動作命令部に
伝える故障読取り手段をさらに有することを特徴として
いる。

ここで前記多数決部は、前記論理素子に前記前記動作命
令部が発生したクロック信号を与え、前記論理素子から
の出力信号に前記クロック信号が含まれていない場合に
前記論理素子は故障したとしてこのことを前記動作命令
部に伝える故障読取り手段をさらに有することを特徴と
するものであってもよい。

（作　用） 動作命令部のそれぞれの動作命令手段から命令信号が多
数決部に与えられた際に、固体素子より成るリレーと固
体素子より成る論理素子を用いて過半数の一致している
命令信号を選び出すため、機械的動作をするリレーを用
いた場合に比較して小型かつ軽量化された多数決部によ
りこの動作が行われる。また、この一致した命令信号が
多数決部から命令信号入力部に与えられた際に、この命
令ｔ＝号に従ってリレーが動作しない場合にこの現象を
読取り、リレーは故障したとして動作命令部に伝えるた
め、動作命令部はリレーが故障した事実を知らされる。

さらに多数決部において、動作命令部から論理素子にク
ロック信号が与えられ、論理素子からの出力にこのクロ
ック信号が含まれていないとき、この論理素子は故障し
たとしてこのことを動作命令部に伝える機能をさらに有
することにより、動作命令部は論理素子が故障した事実
を知らされる。

（実施例） 本発明の一実施例について、その構成を表した第１図を
参照して説明する。

従来の装置を示した第７図と比較し、入出力部７１．７
２．７３の機能と多数決部７４の機能とをまとめて多数
決部５とした点が異なっている。

これに伴って、インターフェイス部６の構成内容も異な
るが、このインターフェイス部６は命令信号入力部に相
当する。他の従来と同一の要素については説明を省略す
る。

多数決部５の基本構成を詳細に表したものが第２図であ
る。このような回路構成を、右進行用、左進行用、中央
通過用のそれぞれの信号灯毎に対応させて３つ備えてい
る。

ＣＰＵＩＩ、ＣＰＵ■２．ＣＰＵＩ［Ｉ３から例えば左
進行用の信号灯を点灯させる命令信号が、多数決部に入
力されたとする。ＣＰＵＩＩからの信号はＡＮＤゲート
１２ａとＡＮＤゲート１２ｃに、ＣＰＵｌＩ２からの信
号はＡＮＤゲート１２ｂとＡＮＤゲート１２ａに、ＣＰ
Ｕｌｌｌ３からの信号はＡＮＤゲート１２ｂとＡＮＤゲ
ート１２ｃにそれぞれ与えられる。そしてＡＮＤゲート
１２ａ。

１２ｂ、１２ｃからの信号がＯＲゲート１２ｄに与えら
れる。これにより、ＣＰＵＩＩ、ＣＰＵ［２，ＣＰυ■
３から過半数の２以上の点灯を命令する信号が与えられ
た場合には、この３つのＡＮＤゲートのうち、少なくと
も１つからはこの命令信号が出力されることになる。従
って、この３つのＡＮＤゲートから少なくとも１つの命
令信号がＯＲゲート１２ｄに与えられた場合に、その信
号がＯＲゲート１２ｄから出力される。

このＯＲゲート１２ｄから出力された命令信号はトラン
ジスタ１３に与えられるとこのトラジスタ１３がオンさ
れる。

バッファ回路部１４は、バッファ回路１４ａ。

バッファ回路１４ｂ、バッファ回路１４ｃを有しており
、後述するインターフェイス部６からのリードパック信
号を受けて、ＣＰＵ　Ｉ　１゜ＣＰＵｌＩ２．ＣＰＵｍ
３に送り返すものである。

他の右進行用、中央通過用の信号灯に対応した回路構成
についても同様である。

第３図にインターフェイス部６の構成を示す。

上述した左進行用、右進行用、中央通過用毎に設けられ
ている３つのトランジスタ１３からの命令信号が、それ
ぞれバッファの役目も果たすインバータ回路２１，２２
．２３に与えられる。そして反転されたそれぞれの信号
がソリッドステート・リレー２４，２５．２６に人力さ
れる。第４図はこのソリッドステート・リレーの構成を
示したもので、発光回路２４ａに電圧が加えられると、
即ちここでは命令信号が与えられると、光信号が受光回
路２４ｂに向けて発生される。これにより受光回路２４
ｂに接続された点弧回路２４ｃがドライブされて最終段
のトライアック２４ｄのスイッチが閉じる。

ソリッドステート・リレー２４が閉じると左進行用信号
灯３１と３つの共通信号灯３４とが点灯する。同様に、
ソリッドステート・リレー２５が閉じると中央通過用信
号灯３２と３つの共通信号灯３４が、ソリッドステート
・リレー２６が閉じると右進行用信号灯３２と３つの共
通信号灯３４が点灯する。

リードパック２７，２８．２９は、バッファ回路と、抵
抗及びコイルからなる整流回路とを有しており、それぞ
れソリッドステート・リレー２４゜２５．２６が命令信
号を受けたにもかかわらず閉じない場合に、このような
故障を読取るものであり、故障読取り手段に相当する。

そして例えば左進行用信号灯に対応したソリッドステー
ト・リレー２４の故障がリードパック２７により検知さ
れると、端子３５から第２図における端子１５に接続さ
れたそれぞれのバッファ回路１４ａ、１４ｂ。

１４ｃを介してＣＰＵＩＩ、１２．Ｉ３に故障が生じた
ことが伝えられる。他のソリッドステート・リレー２５
．２６が故障した場合についても同様であり、それぞれ
の信号灯に対応して存在するバッファ回路１４ａ、１４
ｂ、１４ｃを介してＣＰＵＩ　１．［２，Ｉ３に通知さ
れる。

このように本実施例では、インターフェイス部６のソリ
ッドステート・リレー２４，２５．２６のいずれかが故
障すると、ＣＰＵＩＩ、［２゜■３にこのような事態が
生じたことが直ちに通知される。このため迅速な対応を
行って重大な列車事故の発生を回避することができる。

また、従来の入出力部１１．　　［２，Ｉ［Ｉ３の機能
と多数決回路部の機能とを１つの多数決部５として構成
し、さらに機械的動作をするリレーを用いることなく固
体素子のソリッドステート・リレーを用いて構成してい
る。このため、装置全体として小型軽量化をはかること
ができる。特に最近ではＡＳＩＣ技術等を用いることに
よりゲートアレイ化を容易に行うことができるため、大
幅に集積・小型化が実現される。これに伴って構成部品
の数も大幅に減少されるため信頼性をも向上させること
が可能である。

次に第２の実施例について説明する。これは現場機器７
が、レールのポイント切替えを行う分岐装置である場合
にＩＩ当する。第５図にこの場合の多数決部５の構成を
示す。第２図に示された、第１の実施例の多数決部５と
比較して異なるのは、ＡＮＤＮ−ゲート１におけるＡＮ
Ｄゲート４１ａ。

ＡＮＤゲート４１ｂ、ＡＮＤゲート４１ｃにＣＰＵ　Ｉ
　１．　　■２．■３からのクロック信号が与えられて
いる点である。これにより、これらのＡＮＤゲート４１
ａ、４１ｂ、４１ｃのうち２個以上正常であれば、トラ
ンジスタ４３からはこのクロック信号により励振波形と
なった命令信号が出力されることになる。

このような励振波形出力は、第６図に示されたインター
フェイス部６における、レールのポイントを切替えるた
めの転轍リレー６５のような、電流の流れる向きによっ
て２つのポジションをとる機器のドライブに適している
。

第６図において、レールを定位置Ｎに設定するようにポ
イントを切替えたい場合には、トランジスタ４３Ｎがド
ライブされるように命令信号及びクロック信号がこのト
ランジスタ４３に与えられる。これに伴って励振出力が
トランス５１に与えられて二次側に電流が流れ、ブリッ
ジ回路５２により整流されてリレー５３の一方向に電流
が流れる。Ｎ側の常開接点７１が閉じ、常閉接点７２が
開き、Ｒ側の各接点７３．７４は現状を保つ。これによ
り転轍リレー６５にはこの図で左方向に電流が流れ、図
示されていない２種類のうちの一接点が閉じる。これに
よりレールがＮ側の定位置になるようポイントが切替わ
る。

レールを反定位置Ｒに設定するようにポイントを切替え
たい場合には、トランジスタ４３Ｒがオンされ、その結
果として転轍リレー６５に逆向きの電流が流れ、２種類
のうちのもう一方の接点が閉じる。

このような第２の実施例の場合には、ＡＮＤゲート４１
ａ、４１ｂ、４１ｃのうち２つ以上が故障した場合には
、クロック信号がＯＲゲート１２ｄより出力されないた
めトランジスタ４３から励振出力が出力されない。従っ
て定位置Ｎ側を例にとれば、トランス５１の二次側に電
流が流れず、常開接点７１は開いたままであり、第５図
におけるバッファ回路部１４でこの故障した事実が検知
される。そしてバッファ回路部１４からＣＰＵＩＩ、Ｉ
Ｉ２，１１１３へこのことが伝えられる。

これにより、この実施例では論理素子が故障した場合に
ただちに検知されるため、迅速な対応を施すことにより
鉄道事故の発生を防ぐことができ、信頼性の高いもので
あるということができる。

以上説明した実施例はいずれも一例であって、本発明を
限定するものではない。例えば、現場機器としては進行
方向表示用の信号灯やレール分岐装置に限られず、列車
の存在位置を検出するために一定距離毎にレールに設け
られた軌道リレー等の、他の現場機器の制御を目的とし
たものであってもよい。また動作命令手段としてのＣＰ
Ｕの数は３つに限られず、３以上の奇数であればよい。

また第２図又は第５図に示された多数決部は、いずれも
固体素子より成るリレー、論理素子により構成されてい
るが、その構成内容はいずれも一例にすぎず、動作命令
手段からのそれぞれの命令信号のうち過半数の一致した
信号を選び出せるものであればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の鉄道用現場機器制御装置は
、多数決部が固体素子より成るリレー論理素子を用いて
構成されているため、装置全体として小型軽量化を図る
ことができる。

また命令信号入力部において、リレーが命令信号に従っ
て動作しない場合にこの現象を読取り、動作命令部にこ
の故障した事実を伝えるため、故障に対して迅速な対応
が可能であり、重大な列車事故を回避することが可能で
あるため、フェイルセーフ性に優れ、信頼性の高いもの
であるということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による鉄道用現場機器制御装
置の構成を示したブロック図、第２図は同装置の多数決
部の構成を示したブロック図、第３図は同装置のインタ
ーフェイス部の構成を示したブロック図、第４図は同イ
ンターフェイス部におけるソリッドステート・リレーの
構成を示したブロック図、第５図は本発明の他の実施例
による鉄道用現場機器制御装置の多数決部の構成を示し
たブロック図、第６図は同装置のインターフェイス部の
構成を示したブロック図、第７図は従来の鉄道用現場機
器制御装置の構成を示したブロック図、第８図は同装置
の入出力部の構成を示したブロック図、第９図は同装置
の多数決部及びインターフェイス部の構成を示したブロ
ック図である。 １・・・ｃｐｕＩ、　２・・・ＣＰＵＩＩ、３・・・Ｃ
ＰＵｎ１、４・・・同期リンクライン、５・・・多数決
部、６，７５・・・インターフェイス部、７・・・現場
機器、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、４１ａ、４１ｂ。 ４　］　］ｃ−−−−−−ＡＮＤゲート１２ｄ、４１ｄ
−・・ＯＲゲート１２ｄ、１３．４３・・・トランジス
タ、１４ａ、１４ｂ、　　１４ｃｍ・・バッファ回路、
２１．２２．２３・・・インバータ回路、２４．２５．
２６・・・ソリッドステート・リレー２７．２８．２９
・・・リードパック、３１・・・左進行用信号灯、３２
・・・中央通過用信号灯、３３・・・右進行用信号灯、
３４・・・共通信号灯、５１．６１・・・トランス、５
２．６２・・・ブリッジ回路、６５・・・転轍リレー、
７１，７２．７３・・・入出力部、７４・・・多数決回
路部、８１．８５・・・バッファ回路、８３・・・リレ
ー、８４・・・接点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄道用現場機器の動作を命令するための命令信号を
   発生する動作指令手段を３つ以上の奇数個有し、それぞ
   れの前記動作指令手段が独立して命令を行う動作命令部
   と、 前記動作命令部の前記動作命令手段からのそれぞれの前
   記命令信号を与えられ、このうちの過半数の前記命令信
   号が一致している場合に、一致した前記命令信号を選び
   出す多数決部と、 この一致した前記命令信号を前記現場機器に入力する命
   令信号入力部とを備えた鉄道用現場機器制御装置におい
   て、 前記多数決部及び命令信号入力部は、固体素子より成る
   リレーと固体素子より成る論理素子を用いて構成されて
   おり、 前記命令信号入力部は、前記リレーが前記命令信号に従
   って動作しない場合にこの現象を読取り、前記リレーは
   故障したとしてこのことを前記動作命令部に伝える故障
   読取り手段をさらに有することを特徴とする鉄道用現場
   機器制御装置。 ２、前記多数決部は、前記論理素子に前記前記動作命令
   部が発生したクロック信号を与え、前記論理素子からの
   出力信号に前記クロック信号が含まれていない場合に前
   記論理素子は故障したとしてこのことを前記動作命令部
   に伝える故障読取り手段をさらに有することを特徴とす
   る請求項１記載の鉄道用現場機器制御装置。