(57)【要約】【課題】  複数の制御装置で制御対象を制御する場合、同時に複数の上位装置から制御指示があった場合でも、処理負荷の均等化が図れ、処理遅延を最小化出来るシステムを提供する。【解決手段】  上位装置１０と２台のプロセス制御装置１２とからなり、プロセス制御装置１２は、上位装置１０からの制御指示を受付ける手段と、共通の制御対象１７を制御する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置１２に送信する手段と受信する手段と、制御の競合チェックをする手段とを有するシステムで、プロセス制御装置１２は、上位装置１０からの制御指示の有無と制御対象１７への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置１２に送信する手段と受信する手段とを有しており、制御競合チェック手段は、制御対象の状態と制御予約の情報と、制御指示有無と実行権限の情報とを元に、制御処理実行可否の判定を行う。【選択図】        図１
2005212549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と２台のプロセス制御装置とからなり、該プロセス制御装置は、それぞれ、上位装置からの制御指示を受付ける手段と、共通の制御対象を制御する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置から受信する手段と、自プロセス制御装置における他プロセス制御装置との制御の競合チェックをする手段とを有するプロセス制御システムにおいて、
前記プロセス制御装置は、それぞれ、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置から受信する手段とを有しており、そして、前記制御の競合チェックをする手段は、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれの制御対象の状態と制御予約の情報と、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれにおける上位装置からの制御指示有無と制御対象への制御処理実行権限の情報とを元に、制御処理実行可否の判定を行い制御の競合チェックを行うことを特徴とするプロセス制御システム。
【請求項２】
上位装置からの制御指示を受付ける手段と、制御対象を制御する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置から受信する手段と、自プロセス制御装置における他プロセス制御装置との制御の競合チェックをする手段とを有するプロセス制御装置において、
上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置から受信する手段とを有し、そして、前記制御の競合チェックをする手段は、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれの制御対象の状態と制御予約の情報と、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれにおける上位装置からの制御指示有無と制御対象への制御処理実行権限の情報とを元に、制御処理実行可否の判定を行い制御の競合チェックを行うことを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項３】
制御の競合チェックをしても制御処理実行可否を判定することができないときに、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれが有する識別コードの大小で制御処理実行可否を判断する手段を有する請求項２記載のプロセス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス制御システム及びプロセス制御装置であり、特にマルチプロセッサ構成の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用信号制御システムとして、ダイヤに基づく進路設定を行う進路制御装置と、信号設備を直接制御する信号制御装置と、進路制御装置からの指示に従い、信号設備の連鎖を取りながら制御を指示する連動装置とで構成される電子連動装置が知られている。
【０００３】
このような電子連動装置は、通常、駅にひとつ構築するが、駅を分割制御可能とする設備分散型電子連動装置（特許文献１参照）がある。図１は、設備分散型電子連動装置の一例を示したもので、それぞれ多重系で構成した、進路制御装置１０ａ、１０ｂ、連動装置１２ａ、１２ｂ、信号制御装置１５で構成している。
【０００４】
進路制御装置１０ａ、１０ｂと連動装置１２ａ、１２ｂとは通信回線１１ａ、１１ｂで、連動装置１２ａ、１２ｂ間は通信回線１３、連動装置１２ａ、１２ｂと信号制御装置１５間は通信回線１４ａ、１４ｂで接続している。また、信号制御装置１５は、パラレルインターフェース及び通信回線１６により、信号設備１７に接続している。
【０００５】
信号設備１７には、図示しない信号機や転てつ機などの設備が複数台含まれる。信号制御装置１５は、各進路制御装置１０ａ、１０ｂ間及び連動装置１２ａ、１２ｂ間で共通の信号設備１７を制御するため、分割した連動装置１２ａ、１２ｂ間で、互いに相手の状態を監視して信号設備１７の制御競合をチェックする必要がある。
【０００６】
制御競合のチェックを行う手段として、（１）連動装置１２ａ、１２ｂ間で制御の問合せ・応答を行う方法と、（２）設備状態・制御状態情報を共有して双方の連動装置１２ａ、１２ｂでチェックする方法がある。
【０００７】
（１）の方法を採用した公知例に、マルチプロセッサ構成制御装置（特許文献２参照）があるが、設備分散型電子連動装置においては、進路制御装置が連動装置に指示を行ってから、信号制御装置が信号設備の制御を行い、その結果を進路制御装置で確認出来るまでの時間、すなわちシステムとしての応答時間を短縮するため、（２）の情報を共有する方法を採用している。
【０００８】
図２は、連動装置の処理概要の一例を示したもので、入力処理２０、情報交換２１、競合チェック２２、出力処理２３の処理を、一定の制御サイクル２４で繰返し実行する。
【０００９】
入力処理２０は、進路制御装置１０ａまたは１０ｂからの指示入力、及び信号制御装置１５からの信号設備状態入力を行う。情報交換２１は、連動装置１２ａ、１２ｂ間で制御に必要な情報を交換する。競合チェック２２は、各々の連動装置内における設備の競合、および連動装置同士の設備の競合をチェックする。出力処理２３は、信号制御装置１５への信号設備制御出力、及び進路制御装置１０ａまたは１０ｂへの設備状態出力を行う。
【特許文献１】特開２０００−１５９１０８号公報
【特許文献２】特開２００３−７６６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、２つの進路制御装置が同じ信号設備に対して同時に制御指示を行った場合について考える。各々の連動装置は、入力された指示に従い、図示しない仮設定処理において指定された設備の制御を予約した後、情報交換を実施する。
【００１１】
競合チェック２２においては、互いに相手装置が制御の予約を行った、すなわち制御の競合状態が発生する。制御競合が発生した場合の対応として、（１）予め連動装置の処理優先度を決めておき、優先度の高い連動装置で制御し、他方の連動装置では制御指示を取り消す方法、（２）各々の連動装置で制御指示を取り消し、進路制御装置に制御不可を応答し、進路制御装置で適切なリトライ処理を行う方法、の２案が考えられる。
【００１２】
（１）の案では、常に優先度の高い連動装置で処理されるため、常に片方の連動装置の負担が高くなる問題がある。また、（２）の案では、進路制御装置でのリトライ処理に適切なディレイを設定しないと、リトライ時にも制御の競合が再発し、結果として制御実行までの時間が遅くなる、といった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、情報交換２１で交換する情報に、進路制御装置からの制御指示の有無情報と処理実行権情報を付加する手段、及び自装置の制御指示有無と処理実行権、他装置の制御指示有無と処理実行権とから、自装置の処理実行可否を判定する手段を設けている。
【００１４】
すなわち、本発明は、上位装置と２台のプロセス制御装置とからなり、該プロセス制御装置は、それぞれ、上位装置からの制御指示を受付ける手段と、共通の制御対象を制御する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置から受信する手段と、自プロセス制御装置における他プロセス制御装置との制御の競合チェックをする手段とを有するプロセス制御システムにおいて、前記プロセス制御装置は、それぞれ、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置から受信する手段とを有しており、そして、前記制御の競合チェックをする手段は、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれの制御対象の状態と制御予約の情報と、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれにおける上位装置からの制御指示有無と制御対象への制御処理実行権限の情報とを元に、制御処理実行可否の判定を行い制御の競合チェックを行うプロセス制御システムである。
【００１５】
また、本発明は、上位装置からの制御指示を受付ける手段と、制御対象を制御する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、制御対象の状態と制御予約の情報を他プロセス制御装置から受信する手段と、自プロセス制御装置における他プロセス制御装置との制御の競合チェックをする手段とを有するプロセス制御装置において、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置に送信する手段と、上位装置からの制御指示の有無と制御対象への制御処理実行権限の情報を他プロセス制御装置から受信する手段とを有し、そして、前記制御の競合チェックをする手段は、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれの制御対象の状態と制御予約の情報と、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれにおける上位装置からの制御指示有無と制御対象への制御処理実行権限の情報とを元に、制御処理実行可否の判定を行い制御の競合チェックを行うプロセス制御装置である。
【００１６】
そして、本発明は、制御の競合チェックをしても制御処理実行可否を判定することができないときに、自プロセス制御装置及び他プロセス制御装置それぞれが有する識別コードの大小で制御処理実行可否を判断する手段を有するプロセス制御装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の制御装置で制御対象を制御する場合、同時に複数の上位装置から制御指示があった場合でも、（１）制御装置間で処理手順を調整するので処理負荷の均等化が図れる、（２）上位装置でのリトライ遅延を抑止できるので処理遅延を最小化出来る、といった効果があり、システム全体としての応答性能を確保出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明のプロセス制御システムおよびプロセス制御装置の実施例について、図面を用いて説明する。図１は、システム構成の説明図である。図２は、連動装置の制御手順の一例の説明図である。図３は、連動装置間の交換情報の一例の説明図である。図４は、制御実行権判定フローの一例の説明図である。図５は、処理手順の一例の説明図である。
【００１９】
実施例を説明する。本実施例のプロセス制御システムは、鉄道用信号制御システムであり、図１で示すように、上位装置である進路制御装置１０ａ、１０ｂと、プロセス制御装置である連動装置１２ａ、１２ｂとからなる。進路制御装置１０ａ、１０ｂは、ダイヤに基づく列車制御、下位装置からの設備状態情報に基づく列車追跡、および設備の保守管理機能を有し、待機２重系で構成される。
【００２０】
連動装置１２ａ、１２ｂは、上位装置からの進路構成指示に従い、下位装置である信号制御装置１５からの設備状態情報の連鎖を取る機能を有し、多数決３重系で構成される。信号制御装置１５は、信号設備１７からの状態入力、信号設備への制御出力を行う機能を有し、フェールセーフＣＰＵによる２重系で構成される。
【００２１】
進路制御装置１０ａ、１０ｂと連動装置１２ａ、１２ｂとは、通信路１１ａ、１１ｂで接続され、進路制御装置１０ａ、１０ｂからの指示情報、連動装置１２ａ、１２ｂからの応答情報及び設備情報を伝送する。
【００２２】
連動装置１２ａ、１２ｂ同士は、通信路１３で接続され、共通して制御する信号設備１７に関する設備状態情報及び設備予約情報を伝送する。
【００２３】
連動装置１２ａ、１２ｂと信号制御装置１５とは、通信路１４ａ、１４ｂで接続され、連動装置１２ａ、１２ｂからの制御情報、信号制御装置１５からの表示情報を伝送する。
【００２４】
図１では、通信路１３、１４ａ、１４ｂは各々独立の回線で示されているが、共通のネットワークを用いて伝送しても良い。
【００２５】
図２に、連動装置における処理手順の一例を示す。各連動装置１２ａ、１２ｂは、上位および下位装置からの情報を入力する入力処理２０、他の連動装置と設備状態及び設備予約情報を交換する情報交換２１、連動装置内および他の連動装置との連鎖状態をチェックする競合チェック２２、下位および上位装置への情報を出力する出力処理２３で構成される、一連の制御サイクル２４を、一定の制御周期で繰り返している。
【００２６】
情報交換手順では、連動装置間の伝送路１３を用いて、情報交換２５を実施する。図３に、情報交換手順で伝送する交換情報３０の構成の一例を示す。信号設備１７の現在の状態を示す設備状態情報３１、信号設備の制御（予約）状態を示す設備予約情報３２、進路制御装置からの指示の有無を示す制御指示有無３３、連動装置の競合チェック処理の実施権を示す処理実行権限３４で構成される。
【００２７】
処理実行権限「あり」の場合は、競合チェック処理にて連鎖を確認した後、制御を行うことが出来、処理実行権限「保留」の場合は、その制御サイクルでの競合チェック処理を一旦保留し、新たな制御処理は行わない。
【００２８】
図４に、競合チェック処理の実行権判定のフローチャートの一例を示す。手順４０にて、競合チェックを「実行可」にする。手順４１にて、上位装置からの指示の有無、および情報交換手段にて交換した制御指示有無３３、すなわち他の連動装置における上位装置からの指示の有無を判定し、共に指示ありの場合に手順４２に進み、そうでなければ手順４５に進む。
【００２９】
手順４２にて、自装置の処理権（処理実行権限）「あり」の場合は手順４３に進み、そうでなければ手順４５に進む。
【００３０】
手順４３にて、情報交換手段にて交換した処理実行権限３４、すなわち他の連動装置における処理権と、同じく情報交換手段にて交換した設備状態情報３１から他の連動装置の識別コードを取得し、他の連動装置の処理権が「保留」であるか、または自装置と他装置の識別コード比較により、自装置の識別コードが大きい場合は手順４４に進み、そうでない場合は手順４５に進む。手順４４にて、競合チェックを「実行可」にする。
【００３１】
手順４５にて、競合チェックを判定し、「保留」であれば手順４７に、そうでなければ手順４６に進む。手順４６にて、自装置の処理権を「あり」に設定する。手順４７にて、自装置の処理権を「保留」に設定する。
【００３２】
図５に、本フローチャートを用いた処理の手順の一例を示す。図５は、連動装置の制御サイクル単位に手順が進む様子を示しており、手順５０から手順５４までは、時間順に進行する。
【００３３】
手順５０では、連動装置１２ｂにのみ制御指示があるため、連動装置双方とも、図４の４０→４１で、４１の判定条件「自装置指示あり、かつ他装置指示あり」の条件未達のため、４５→４６のフローを進み、競合チェック「実行可」、処理権「あり」となるが、実際の制御は制御指示のある連動装置１２ｂのみとなる。
【００３４】
手順５１では、連動装置１２ａにのみ制御指示があり、手順５０と同様に、連動装置双方とも競合チェック「実行可」、処理権「あり」となり、実際の制御は連動装置１２ａで行う。
【００３５】
手順５２では、双方の連動装置に制御指示があり、識別コードを「連動装置１２ａ＜連動装置１２ｂ」とすれば、連動装置１２ａのフローは、４０→４１→４２→４３で、「他装置処理権保留、または自装置の識別コードが大」の条件未達のため、４５→４６となり、競合チェック「実行可」、処理権「あり」となり、連動装置１２ｂのフローは、４０→４１→４２→４３で、「自装置の識別コードが大」の条件適合のため、４４→４５→４７となり、競合チェック「保留」、処理権「保留」となって、実際の制御は連動装置１２ａで行われ、連動装置１２ｂの制御指示は保留状態となって次の制御サイクルに持ち越される。
【００３６】
手順５３では、連動装置１２ａに新たな制御指示と、連動装置１２ｂに持ち越された制御指示があり、連動装置１２ａのフローは、４０→４１→４２→４３で、「他装置処理権保留」の条件適合のため、４４→４５→４７となり、競合チェック「保留」、処理権「保留」となり、連動装置１２ｂのフローは、４０→４１→４２で、「自装置処理権あり」の条件未達のため、４５→４６となり、競合チェック「実行可」、処理権「あり」となって、実際の制御は連動装置１２ｂで行われ、連動装置１２ａの制御指示は保留状態となって次の制御サイクルに持ち越される。
【００３７】
手順５４では、手順５３で連動装置１２ａの制御指示が保留状態になったため、手順５１と同様であり、実際の制御は連動装置１２ａで行われる。
【００３８】
このようにして、本実施例の鉄道用信号制御システムにおいて、２つの連動装置は、制御の競合チェックを行うことにより、同時に制御指示があっても、処理負荷を均等化し、処理遅延を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】システム構成の説明図。
【図２】連動装置の制御手順の一例の説明図。
【図３】連動装置間の交換情報の一例の説明図。
【図４】制御実行権判定フローの一例の説明図。
【図５】処理手順の一例の説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１０ａ、１０ｂ  進路制御装置
１１ａ、１１ｂ、１３、１４ａ、１４ｂ、１６  通信回線
１２ａ、１２ｂ  連動装置
１５  信号制御装置
１７  信号設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005212549.tif 000005
【図４】
2005212549.tif 000006
【図５】
2005212549.tif 000007