(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の信号ボックスについての置換として電子信号ボックスを設定するための方法であって、
既存の信号ボックスを準備するステップを備え、前記既存の信号ボックスは、鉄道輸送のために操作される要素に、当該要素を操作するために接続されており、前記既存の信号ボックスは切換ロジックを有し、
前記方法は、
前記既存の信号ボックスの前記切換ロジックを電子的に読取可能な形式で準備するステップと、
コンピュータが、変換によって、前記切換ロジックを、論理回路の電子的表現に対応する論理関数にマッピングするステップとをさらに備え、前記変換は、前記既存の信号ボックスの入力および出力のそれぞれが前記論理回路の対応する入力または出力を有し、かつ、同一の２値出力が同じ２値入力について取得されるようなものであり、前記論理関数は、ハードウェア記述言語または回路図で表現され、前記ハードウェア記述言語または回路図で表現されることは、電子半導体部品のコンフィギュラブルロジック回路を構成することを利用し、これにより、前記既存の信号ボックスの前記切換ロジックが、前記変換によって、前記機能的に等価な電子半導体部品のコンフィギュラブルロジック回路にマッピングされ、前記切換ロジックをマッピングするステップが、前記切換ロジックから論理関数を準備すること、および、前記論理関数を前記コンフィギュラブルロジック回路上にマッピングすることを含み、
前記方法は、さらに、前記コンフィギュラブルロジック回路の出力を操作されるべき既存の要素のうちの少なくともいくつかに接続するステップをさらに備える、方法。
【請求項２】
前記電子半導体部品は、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コンフィギュラブルロジック回路の出力は、集積ロジックを用いないまたは集積ロジックを用いた要素特定入出力ユニットを介して、前記操作されるべき要素に接続される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記既存の信号ボックスは、前記鉄道輸送のために操作される要素に接続されるリレー信号ボックスである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記既存の信号ボックスはリレー信号ボックスであり、前記既存の信号ボックスの前記切換ロジックを電子的に読取可能な形式で準備するステップは、前記リレー信号ボックスについての前記鉄道輸送のためのインターロック計画（Ｖ）または運行計画（Ｓ）を、当該インターロック計画または運行計画の図からスキャナでシンボルを捕捉することにより、捕捉することを含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
論理関数を比較計画（Ｖ’，Ｓ’）に再変換するステップと、
前記インターロック計画（Ｖ）または運行計画（Ｓ）と比較計画（Ｖ’，Ｓ’）との間の比較（Ｃ）を実行するステップとをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コンピュータは、前記鉄道輸送の安全性に関連しない非安全関連メタデータ（Ｍ）も生成し、
前記論理関数を再変換するステップは、前記比較計画を提示するために前記非安全関連メタデータ（Ｍ）を用いることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電子信号ボックスは、ロジックユニット（Ｌ）および複数の入出力ユニット（ＩＯk）を有し、
前記ロジックユニットは、前記入出力ユニットに星型の接続形態で接続される、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記電子信号ボックスは、ロジックユニット（Ｌ）および複数の入出力ユニット（ＩＯk）を有し、
前記ロジックユニットは、前記入出力ユニットにリング状の接続形態で接続され、前記リング状の接続形態では前記入出力ユニットは前記リング状の接続形態に沿って双方向に同時に通信する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記リング状の接続形態に沿って沿う方向に同時に通信することは、データパケットを周期的に転送することによって実行され、前記データパケットの各々は、操作される要素のそれぞれの状態を表わす、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子信号ボックスは、双方が同じ論理関数を実行してその結果をそれぞれ出力する２つの冗長なロジックユニットを有し、
前記結果が一致しない場合には、前記鉄道輸送の状態が前記入出力ユニットによって前記要素の状態を変更することにより安全状態に設定され、および／または、警告が発せられる、請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
鉄道輸送のための既存の信号ボックスを置換するものとしての電子信号ボックスであって、
前記既存の信号ボックスは、前記既存の信号ボックスが前記電子信号ボックスによって置換されて切換ロジックを含む前に、鉄道輸送のために操作される要素に接続されており、前記電子信号ボックスはコンフィギュラブルロジック回路を含む電子的ロジックユニットと前記要素を操作するための複数の入出力ユニットとを含み、前記入出力ユニットは少なくともいくつかの前記要素に接続されており、前記コンフィギュラブルロジック回路は前記既存の信号ボックスの前記切換ロジックと機能的に等価な半導体部品の電子回路であり、前記既存の信号ボックスの入力および出力のそれぞれは、前記論理回路の対応する入力または出力を有し、同一の２値出力が同じ２値入力について取得される、電子信号ボックス。
【請求項１３】
前記コンフィギュラブルロジック回路は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であることを特徴とする、請求項１２に記載の電子信号ボックス。
【請求項１４】
前記電子的ロジックユニットは、マイクロプロセッサを含まないことを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の電子信号ボックス。
【請求項１５】
前記電子的ロジックユニットと機能的に等価な第２のロジックユニットによって特徴付けられ、
前記電子的ロジックユニットおよび前記第２のロジックユニットの双方は、前記入出力ユニットへそれぞれ制御信号を出力する、請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の電子信号ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道輸送のための信号ボックスに関する。本発明は、特に、電子信号ボックスを作るための方法、および電子信号ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道輸送において現在用いられている信号ボックスの大部分は、リレー信号ボックス、すなわち、電気信号ボックスである。リレー信号ボックスにおいては、保護指向依存性は、信号リレーによって全体的に電気的に生成される。
【０００３】
これらの信号ボックスの保守および操作は、次第にコスト高でかつ問題になりつつある。さらに、既存のリレー信号ボックスの遠隔制御および自動装置への統合は、高レベルのコストを必要とする。
【０００４】
したがって、リレー信号ボックスは、次第に電子信号ボックスに置換されている。電子信号ボックスにおいては、保護指向依存性は、この目的のために設けられるコンピュータにおけるソフトウェアによって実現される。この目的を達成するために、先行技術に従う電子信号ボックスは、全体の路線図がソフトウェアの形式でマッピングされているセントラルコンピュータに基づいている。適切なソフトウェアは、それに応じて複雑になり、各駅について特別にカスタマイズされかつパラメータ化される必要があり、その結果、認証のための莫大な複雑性をもたらす。
【０００５】
また、この理由のために、リレー信号ボックスの電子信号ボックスへの置換は、プロジェクト計画のため、信号ボックスの新しい構造のため、および、特に外部装置の置換のための大きな投資を必要とし、さらに新しい認証方法も必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
国際公開ＷＯ２００５／１１３３１５は、従来型のリレーベースのシステムについての置換が意図された、鉄道信号設備についての制御システムを示す。プロセッサユニットが、リレー信号ボックスコントローラ内の個別のユニットの機能を実行するために用いられる。この目的のために用いられるユニットは、複数のマイクロプロセッサおよびメモリを有するプログラム可能なプロセッサカードである。したがって、電子信号ボックスのように、このアプローチもプログラム内で設定される指令を実行するマイクロプロセッサを含み、これは、リレーベースのシステムの切換ロジックが等価的に置換されるように実現される。マイクロプロセッサを用いる必要性の理由で、国際公開ＷＯ２００５／１１３３１５におけるプログラマブルプロセッサユニットは、認証の複雑性の点で電子信号ボックスの欠点を有する。しかしながら、プログラムされたプロセッサシステムは、それ自体、非常に複雑であり、単一のエラーによる一連の指令の実行の間のジャンプが、システムを全く異なった状態にし得、それは、認証に関して対応する結果とともに大きなリスクになり得る。
【０００７】
米国公報ＵＳ５，９２２，０３４は、鉄道信号設備についてのプログラム可能なデバイスドライバを示す。デバイスドライバは、たとえば、リレー、信号機ランプ、モータ、スイッチなどの特定の機能についての入出力ユニットとして動作する。デバイスドライバは、ＣＰＵおよびＲＡＭメモリを有する。異なるデバイスドライバは互いに直列に接続され、それらは、電子信号ボックスと見なされ得るセントラルコンピュータによって操作される。ＵＳ５，９２２，０３４に従うアプローチも、上述のシステムの欠点を有する。
【０００８】
本発明の目的は、先行技術の欠点を克服する、リレー信号ボックスの置換のための解決策を提供すること、特に、先行技術に基づいた解決策よりも実質的に少ない投資を必要とすることである。本発明によれば、その狙いは、電子信号ボックスを作るための方法および電子信号ボックスを提供することであり、それらは、変更のための過度な努力の必要性および非常に大きくなる認証の複雑性を伴わずに、リレー信号ボックスを現代の技術によって置換することを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の局面に従えば、既存のリレー信号ボックスにおける切換ロジックが、電子部品の機能的等価回路上にマッピングされる。したがって、好ましくは、機能的に同一／等価な半導体チップが、リレー回路の部品のために用いられる。
【００１０】
この場合の機能的等価回路は、コンフィギュラブルロジック回路、すなわち、その機能的構造が設定される回路である。例として、コンピュータシステムまたは一般的な制御システム−さらに、たとえば、電子信号ボックス−とは対照的に、「一般的」マイクロプロセッサによって実行されるとともにメモリ内に存在する指令のシーケンスは、したがって規定されないが、相互接続されたブロックを有する機能的構造が設定される。
【００１１】
コンフィギュラブルロジック回路の構造は、従来的な意味におけるプログラミング、すなわちプロセッサについてのソフトウェアの書き込みと混同されるべきではなく、コンフィギュラブルロジック回路の場合においては、回路構造は、ハードウェア記述言語を用いてまたは回路図の形態で生成され、これらの構造は、設定の目的のために、チップに実質的に転送される。これは、コンフィギュラブルロジック回路における特定の切換位置を活性化および／または非活性化する。これは、一般的に高度に並列形式で実行する、特別に実現されたデジタルをもたらす。なぜなら、各ユニットが、切換位置に並列に動作するからである。一方で、最速のマイクロプロセッサでさえも、並列での動作はほとんどなく、通常はまったくない。
【００１２】
コンフィギュラブルロジック回路の重要な例は、「フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）」として知られているものである。このようなアレイは、設定を記憶するメモリセル（たとえば、ＥＥＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＳＲＡＭ，フラッシュ）を有し得る。起動の際に、設定が実際の回路に転送される。１つの代替的な実施形態に従えば、ＦＰＧＡは、たとえば「アンチヒューズ」技術として知られているものを用いて切換ユニット間の接続を永続的に設定することによって、永続的にプログラムされてもよい。
【００１３】
ＦＰＧＡは、しばしば、結合プログラマブルロジック装置（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）を含むようにも考えられ、それは、コンフィギュラブルロジック回路のさらなる例である。
【００１４】
したがって、本発明のアプローチは、ソフトウェアでリレー回路を置換しようとはしていないが、−これ自体は機能するが、実現のための高レベルの複雑性に関連する−リレー回路は、同じ機能および同じ特性を提供する半導体ベースの電子回路によって置換される。
【００１５】
１つのアプローチによれば、機能的等価回路は、リレー信号ボックス切換ロジックの各入出力が機能的等価回路における対応する入力または出力を有し、同一の２値出力が同じ２値入力について取得される場合に得ることができる。
【００１６】
ロジックユニットを形成する回路に加えて、信号ボックスは、好ましくは、外部装置の要素（ポイント、信号機、線路解放ユニット、セクションブロック監視ユニット）へのインターフェースを形成する複数の入出力ユニットを有する。多くの実施形態においては、信号ボックスは、「知能」（すなわち、ロジック）を含んでいない。他の実施形態においては、たとえば、特定の信号機、ポイントなどについて、信号ボックスは、機能的ロジックを含んでもよい。それらは、操作されるべき要素のタイプに依存し、論理信号を関連する要素の物理的操作に変換するためにのみ、つまり、例として、増幅およびロジックユニットと外部装置との間の潜在的な分離のために用いられる。信号ボックスは、リレー、光カプラ、および／またはコンタクタ、および／またはそれ自体既知である他の部品を有し得る。入出力ユニットは、信号ボックスの中央部、すなわち、信号ボックスを収納しかつ本質的にロジックユニットの場所である構築物に配置され得る。これは、リレー信号ボックスが置換される場合に、その構築物の内部にある要素のみを置換および設置することが理想的に必要となることを意味する。
【００１７】
本発明に従うアプローチは、信号ボックス内の回路の実現も含み得る。
機能的等価回路の出力は、大幅なカスタマイズや置換がされる必要なく、既存の操作されるべき要素（ポイント（コントローラ）、信号機、バリヤ（バリヤコントローラ））に接続される。
【００１８】
先行技術とは対照的に、本明細書での議論の下での本発明の局面に基づくアプローチは、したがって、それ自体、ロジックユニットのソフトウェアベースの実行例の本質的に非常に強力なツールから離れており、プログラム可能なハードウェアの形態で、おそらくより複雑でかつフレキシブルでない実行例に向かう一歩を進める。
【００１９】
原則としては、ハードウェア電子回路の機能は、適切なソフトウェアによっても与えられるが、電子部品の回路に向けられた本発明の第１の局面によってなされる本質的にシンプルなステップは、多くの利点を有する。というのも、ソフトウェアの使用は、ソフトウェアが実行されるコンピュータシステムの仕様と常にリンクしており、これらは必然的に非常に複雑になる。単純な現在のコンピュータでさえも、文字通り何十億ものトランジスタ、異なるデータメモリなどを有し、これらの部品の全てが信号ボックスの部分であり、認証に考慮されなければならない。冒頭で引用された先行技術に基づくシステムのようなソフトウェア実行システムの特性は、一連の指令の連続的な実行の間にジャンプが生じることである。（たとえば、イオン化された粒子の影響に基づいた）エラーが、ジャンプアドレスがエラーを有していることを意味する場合、システムは、完全に異なる状態に陥り、全体の欠陥をもたらし得る。一方、物理的に配線されたロジック回路においては、そのようなジャンプは生じない。
【００２０】
したがって、従来のソフトウェアベースの電子信号ボックスは、適切な安全要件を依然として満たすための非常に強力なツールであるが、それらはリレー信号ボックスとは完全に異なる原理を含み、そして修正および特に認証に含まれる対応する複雑性があり、それはすべてのサブシステムもカバーする。一方、本発明の第１の局面に基づくアプローチは、コンフィギュラブルロジック回路上にマッピングされた、適合されたリレー切換ロジックの安全性の新たな検証は必要ではなく、なぜなら、これはすでに検証されているからである。
【００２１】
本発明に従った非常にシンプルなアプローチによって、リレー信号ボックスの構造が本質的に保持され、したがって実質的に比例するプロジェクト計画コストは消滅し、全体の認証プロセスも単純化することができる。さらに、信号ボックスは、少しの変化のみが外部装置に対してなされる必要のある変化がほんの少しであるように、プログラム可能なチップを用いて実行することができる。保守は、従来のリレー信号ボックスの場合よりも大幅に複雑性が低減される。最後に、遠隔制御および自動タスク、ならびに、たとえば遠隔制御システムのような上位システム、または、たとえばＥＴＣＳ（European Train Control System）のような下位システムへの統合を、ロジックチップを用いることによって、比較的容易に実行することができる。
【００２２】
電子信号ボックスについてのさらなる利点は、その速度である。従来の電子信号ボックスにおけるソフトウェアと比較して、本発明の第１の局面に従って設計された信号ボックスは、ロジック回路を用いて、数桁のオーダでより速く切換わる。
【００２３】
例として、本発明の第１の局面は、リレー信号ボックスについてのインターロック計画原理に基づき得るが、リレー信号ボックスについての運行計画原理にも基づいている。電子信号ボックスについての本発明に従ったアプローチの利点の理由によって、置換すべき信号ボックスは、その核となる機能（２値入力の機能としての２値出力）が半導体部品の固定型電子回路（一般的に、少なくとも１つのＦＰＧＡまたは同等のチップ）によって同様に置換される、ソフトウェアベースの電子信号ボックスであってもよい。
【００２４】
本発明の第２の局面に従えば、リレー信号ボックスと機能的に等価である回路の構造は、自動変換器を用いて、インターロック計画または運行計画をロジック回路内に変換することによって生成される。この場合、インターロック計画または運行計画は、図、表の形式、または、他の技術的形式とし得る。
【００２５】
自動変換器は、明示的に予め定められた仕様を用いて、電子回路をインターロック計画／運行計画に割り当てるコンピュータソソフトウェアの形態であり得る。したがって、その仕様は、いつでも最構築することができ、安全性関連システムの要件を満たすような形態としてもよい。その仕様は、認証に対して責任のある事務所によってもチェックされ得る。
【００２６】
対応する代替的な変換プログラムを有する同様のアプローチを、置換されるべきソフトウェアベースの電子信号ボックスについて選択することもでき、その変換プログラムは、ソフトの入出力ロジックに向けられ、そのロジックが変換されるロジック回路の回路レイアウトのために用いられる。
【００２７】
本発明の第１の局面と第２の局面とを組み合わせることが、特に好ましい。
変換によって得られたロジック回路の正確さを検証するために、上記回路は、任意的に、反転変換アルゴリズムを用いて、もともとのインターロック計画／運行計画についての比較形式に再び変換することができる。インターロック計画／運行計画と再変換された計画との間の比較は、安全関連検査の一部であり得る。
【００２８】
第１の実施形態によれば、反転変換は、もともとのインターロック計画Ｖ／Ｓと反転変換によって得られた比較計画Ｖ’／Ｓ’との間の比較を実行するユーザ（たとえば、鉄道専門家）によって引き継がれる。そして、比較計画Ｖ’／Ｓ’は、論理的な理由のために、もともとのインターロック計画／運行計画Ｖ／Ｓが提示されたのと同じ手法で、再び提示される。したがって、図が、たとえば提示における同じ局部点または同じ番号もしくはラベルのような類似の表現を含むこと、あるいは、たとえば同じ名称が変数や信号についての名称を用いる場合に使用されることは意味がある。このマッピングを単純化するために、変換器は、その後反転変換のために再使用されるメタデータを生成する。これらのメタデータがいかなる機能的タスクも実行しないことは言うまでもなく、メタデータは、人が読むことができる比較計画Ｖ’／Ｓ’を作成するためだけに用いられる。
【００２９】
第２の実施形態によれば、インターロック計画／運行計画と比較計画との間の比較は、コンピュータによって実行することができる。
【００３０】
例として、信号ボックスは、−それ自体公知であるように−ロジックユニットと入出力ユニットとを有し、それらの特徴は、上述のように、置換されるリレー信号ボックスのものに対応する。ロジックユニットは、好ましくは、少なくとも１つの制御用通信入力、自動化、ＥＴＳＣなどを有する。ロジックユニットは、好ましくは、そのコア内（すなわち、２値入力から２値出力を確定する要素内）に、マイクロプロセッサ、すなわち、自由にプログラム可能なユニットを含んでいない。
【００３１】
ロジックユニットは、たとえば、上記の変換によって確認された、現在の論理関数がもともとの論理関数に対応することを常に保障する補助的なシステムを有してもよい。
【００３２】
上述したように、電子回路の入出力ユニットは、好ましくは、置換されるリレーユニットに対して、外部装置（ポイントコントローラ、信号機、バリヤコントローラなど）についての同様の接続構造を有する。入出力ユニットについて、リレーユニットに対して同様の外部寸法を有することが同様に好ましい。好ましい特徴の各々は、外部装置に対してなされなくてはならない変更がほんの少しだけであること、または全く変更がないようにすることを保障するのを助ける。
【００３３】
第１の実施形態によれば、電子回路の構造および入出力ユニットの構造は、ロジックユニットが入出力ユニットに星型に接続されるようにすることができる。
【００３４】
さらなる可能性のある構造においては、論理関数Ｌは、リング形状で入出力ユニットに接続される。これは、特に配線を単純化する。リングは、並列システムの形態でも直列システムの形態でもよく、電気的または光学的形態でもよく、誤り訂正を有しても有さなくてもよく、一方向でも双方でもよい。可能性のある通信形態は、異なるコストおよび異なる特性を有し、たとえば、光学伝送リングは大きな範囲を有し得る。双方向通信は、特定のレベルのエラー冗長性を有する。
【００３５】
当然ながら、星構造とリング構造との組み合わせも考えられ、たとえば、各々が互いにリング形状に接続された１つまたはより多くの入出力ユニットを有する複数のサブユニット、ロジックユニットと星型形状のサブユニットとの接続などがある。
【００３６】
直列システムは、通常、周期的に転送されるデータパケットの使用を含む。したがって、監視することおよびその後のロギングユニット（たとえば、分離した「ブラックボックス」）へこのシステム状態を記録（記憶）することは、技術的に単純なオプションである。これは、全てのプロセスを、「ブラックボックス」Ｂに直接接続されるコンピュータによって後に解析することができることを意味する。この解析は、動作中にも役立つように実行することができる。
【００３７】
システムの安全性を増加させるために、２つのロジックユニットを直列に接続することも可能である。この場合、第１および第２のロジックユニットは、好ましくは同一の設計であり、同一の制御入力を有する。通常動作の状態においては、双方のロジックユニットからの信号は、同一のはずである。もしその信号が同一でない場合は、一方のロジックユニット、または上位システムのうちの１つにエラーがある。この場合、入出力ユニットは、「安全状態」に入り（たとえば、信号機を赤に変更し）、および／または警報を発する。適切な場合は、警報は、「ブラックボックス」Ｂによっても当然に発せられてもよい。
【００３８】
本発明の実施形態は、概略図の参照して、以下により詳細に説明される。それにおいては、同一の参照符号（識別文字）は、同じまたは類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の局面に従う、電子信号ボックスをつくるための方法を示す図である。
【図２】本発明の第２の局面に従う、電子信号ボックスについてのロジック回路を設計するための方法を示す図である。
【図３】電子回路の構造の第１の実施形態を示す図である。
【図３ａ】図３に示された実施の形態の変形例を示す図である。
【図４】電子回路の構造の、さらなる代替的な実施形態を示す図である。
【図５】２つのロジックユニットを有する、図４に示された実施形態の変形例を示す図である。
【図６】外部装置の要素との接続を概略的に示す根拠として図４に示された実施形態を示す図である。
【図７】本発明に従うタイプの信号ボックス構造の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１に示されるように、インターロック計画Ｖ（または、運行計画Ｓ、図示せず）は、コンピュータＣｏｍｐによって捕捉されるが、そのために、特殊入力ユニットＩが任意的に設けられてもよい。適切な場合は、入力ユニットは、インターロック計画の形式に同調され、たとえば、スキャナと、インターロック計画におけるシンボルを認識および捕捉するための適切なソフトウェアとを有する。インターロック計画は、初めから、すでに電気的に読出し可能な形式とされていてもよいことは言うまでもない。捕捉されたインターロック計画から、コンピュータＣｏｍｐは論理関数Ｌ＃を生成する。論理関数は、ロジック回路の電子的表現に対応する。論理関数は、プログラム可能なロジックチップ（ＦＰＧＡ）において実現される物理ロジック上にマッピングされる。
【００４１】
インターロック計画Ｖ（または、運行計画Ｓ）から論理関数Ｌ＃を生成する方法は、図２において、検証が可能な特定の実施形態で概略的に示される。インターロック計画Ｖまたは運行計画Ｓから、適当な変換プログラムＴが、論理関数Ｌ＃を確定する。ここで示された実施形態においては、変換プログラムは、メタデータを含むファイルＭも生成し、メタデータは、安全に関連しておらず、例としてインターロック計画の説明に関連した情報を含む。検証を可能とするために、反転変換プログラムＴ-1が、「リバースエンジニアリング」を用いて、論理関数Ｌ＃から比較計画Ｖ’／Ｓ’を生成し、上記比較計画は、メタデータに基づいて設計され、例として、類似の表現がなされ、または、変数もしくは信号についての名称を用いる場合には同じ名称が用いられる。比較Ｃが、検査員によって実行され、または、代替的に、コンピュータによって実行されてもよく、その場合には、メタデータは、比較計画Ｖ’／Ｓ’を生成するために用いられる代わりに、比較プログラムとして利用可能とされてもよい。
【００４２】
特定の例においては−たとえば非標準信号配置の事象においては−、ユーザは、適切に手動で制御可能な入力オプション（Ｍａｎ）を用いて、手動でカスタマイズを実行することができる。
【００４３】
その後ロジックユニットとして装備されるＦＰＧＡ上の論理関数Ｌ＃は、それ自体は公知である。
【００４４】
上述の方法の変形として、論理関数Ｌ＃に代えて、実現されたロジックユニットＬをリバースエンジニアリングすることも可能である。
【００４５】
図３は、（論理関数Ｌ＃が実現された）ロジックユニットＬと入出力ユニットＩＯ1，…，ＩＯnとの間の星型接続を示す。上述したように、すべての実施形態において、入出力ユニットは、好ましくは、もともとのリレーユニットと同様の寸法を有するとともに、外部装置との同様の接続構造も有する。これは、外部装置に対して、ほんの少しの変更だけがなされる必要がある、もしくは、全く変更が必要ないことを意味する。
【００４６】
参照符号Ｓは、入力ユニットおよび／または上位システムとの通信のための通信入力を示している。
【００４７】
図３ａに示される変形例においては、ロジックユニットＬは、入出力ユニットに星型に同様に接続されるが、これはスイッチＸを介して行なわれている。
【００４８】
図４に示される構造は、リング形状構造である。ロジックユニットＬは、リング形状で、入出力ユニットＩＯ1，…，ＩＯnに接続される。一方、星型構造の配線が並列に設計され（並列構造は、直列プロトコルのオプション使用も可能）、リング形状構造の場合には、並列設計または直列設計のいずれとしてもよい。示された例示的な実施形態においては、通信は直列であり、すなわち、ロジックユニットによってたとえば周期的に転送されるデータパケットは、全体のシステム状態（操作されるべき各要素の切換状態）を含むデータを含んでいる。各入出力ユニットはアドレス化され、要求する情報をデータパケットから取得する。各データパケットが全ての情報を含んでいるので、システムの監視および／またはロギングのためにも適している。この目的のために、信号は通信システムＣＢを介して「ブラックボックス」Ｂにも転送される。そこで、連続的に到達するデータパケットが、動作中に役に立つように、記憶および／または解析される。
【００４９】
さらなるインターフェースによって、通信された状態を、管理システムに、または、ＥＴＣＳ下の動作については「無線ブロックセンタ」（Radio Block Center：ＲＢＣ）に、確実に転送することが可能となる。管理システムまたは自動化要素によって要求されるルートをデジタル信号ボックスへ転送するために、同じ経路が用いられてもよい。
【００５０】
ロジックユニットＬに加えて、図５に示される実施形態は、機能的に等価であり、場合によっては同一の第２のロジックユニットＬ*を有する。ロジックユニットの制御入力Ｓ，Ｓ*も同一であり、かつ同じ態様で操作される。ＬおよびＬ*からの制御信号は、通信システムＣＢによって、入出力ユニットＩＯ1，…，ＩＯnへ転送される。通常動作状態においては、ＬおよびＬ*からの信号は同一のはずである。それらが同一でない場合は、ロジックユニットＬもしくはＬ*の一方、または、上位システムＳもしくはＳ*の一方にエラーがある。この場合には、入出力ユニットＩＯ1，…，ＩＯnは「安全状態」に入り（たとえば、信号機を赤に変更し）、かつ警告を発する。警告は、「ブラックボックス」Ｂによって当然に発せられてもよい。
【００５１】
冗長性を保障する２つのロジックユニットを有する実施形態は、それ自体、星型構造または混合構造についても用いられ得る。
【００５２】
多くの場合に好ましいとされる実施形態の特別な安全特徴として、ロジックユニットＬ*についてよりはロジックユニットＬについて、異なるサプライヤからの、ロジックユニットＬとは同一の設計ではない異なる形式を時折使用することが可能である。これは、多様的冗長性をもたらす。
【００５３】
本発明に従うアプローチのために、比較的単純な手段によってロジックユニットを実現できることが、本発明の全ての局面に基づく本発明に従った行動指針の大きな利点である。これは、互いに完全に独立して並列に動作する２つのロジックユニットへのアプローチを有するための第１の機会を提供し、それは、たとえば、電子信号ボックスの場合においては、事実上不可能であろう。これは、次に、安全工学においてはしばしば非常に望まれる、多様的冗長性を可能とする。
【００５４】
例として、２つのロジックユニットの独立性は、ロジックユニット同士が、中間結果を交換しないことを意味し、または一方の制御ユニットからの信号が他方の制御ユニットによっては全く処理されないことも意味し得る。
【００５５】
図６は、図４からの例を用いて、外部装置との接続を概略的に示す。太線で表示された黒線は、信号ボックスを含む構築物と「外部」との間の境界を表わしている。入出力ユニットは、各々、外部装置の操作要素に関連しており、たとえば、ユニットＩＯB1はブロックＢ１に関連し、ユニットＩＯW1はポイントＷ１に関連し、ユニットＩＯS11は信号機Ｓ１１に関連する。外部装置の既存配線と置換される信号ボックスの既存配線は、ケーブル分配器Ｖを形成し、それは、好ましくは、構築物の内部に同様にある。
【００５６】
図７は、図の下部に示される鉄道工程を有する単純な外部装置を含む例を示す。図の下半分におけるボックスＢ１およびＢ２はルートブロック１，２を示し、Ｗ１およびＷ２はポイントを示し、Ｓｉｊは信号機であり、ＧＦＭ１およびＧＦＭ２は線路解放ユニットである。図の上半分（内部装置）において、対応してラベルが付されたボックスは、それぞれの要素に関連する入出力ユニットを示す。
【００５７】
ここで示された例においては、入出力ユニットを伴うリング構造のロジックユニット（ＦＰＧＡ）のケーブルは、イーサネット（登録商標）バスのような直列設計である。ケーブル分配器から外部へ延びる外部ケーブルは、リレー信号ボックスから変更のない形式に適合され得る。
【図１】
0005881600.tif 000002
【図２】
0005881600.tif 000003
【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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