(57)【要約】【課題】車両の信号保安装置において健全性の高い制御装置を提供する。【解決手段】信号機を制御する制御装置で停止信号を現示している信号機を制御する制御装置を含む複数の制御装置が地上子へ送信する情報を、各制御装置が相互に比較して故障した制御装置を特定する。そのため、故障した制御装置を指令室へ迅速に通知でき、保守要員の到着及び制御装置の交換を素早く行う事ができる。これにより、運行する列車ダイヤの乱れを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両への停止信号を現示する複数の信号機と、
前記複数の信号機の各々に対応付けられて、前記複数の信号機の各々を制御する複数の制御装置とを有する故障検知システムにおいて、
前記複数の制御装置の各々は、対応付けられた地上子に車両制御情報を送信し、
前記故障検知システムは、同一の停車位置情報に基づいて前記車両制御情報を送信する複数の前記制御装置の複数の前記車両制御情報の整合性をチェックし、
該チェックの結果に基づいて前記制御装置の異常を検知する
ことを特徴とする故障検知システム。
【請求項２】
請求項１記載の故障検知システムであって、
前記制御装置は、自制御装置の前記車両制御情報と、他制御装置の前記車両制御情報との整合性をチェックし、
前記自制御装置の異常を検知した場合に、前記チェックの結果を外部に出力する
ことを特徴とする故障検知システム。
【請求項３】
請求項２記載の故障検知システムであって、
前記複数の制御装置による複数の前記チェックの結果を取得し、
前記複数のチェックの結果に基づいて、前記制御装置の異常を検知する
ことを特徴とする故障検知システム。
【請求項４】
請求項１または請求項３のいずれかに記載の故障検知システムであって、
前記同一の停車位置情報に基づいて車両制御情報を送信する複数の制御装置は、軌道に連続して配置される４つの前記制御装置である
ことを特徴とする故障検知システム。
【請求項５】
故障検知装置であって、
車両の停止信号を現示している信号機を制御する第１制御装置と、
前記第１制御装置に隣接し、かつ前記車両の進行方向に対して後方の信号機を制御する１つ以上の第２制御装置と、
複数の地上子とを有し、
前記第１制御装置及び前記第２制御装置が前記地上子へ送信する車両制御情報を、それぞれの前記制御装置が取得し、
自制御装置が送信した前記車両制御情報と、他の制御装置から取得した前記車両制御情報とを、それぞれの前記制御装置が比較し、
比較結果が同値となる場合には前記第１制御装置及び前記第２制御装置が正常であると判断し、
同値とならない制御装置が存在した場合には、当該制御装置を故障と判断する
ことを特徴とする故障検知装置。
【請求項６】
請求項５記載の故障検知装置であって、前記車両制御情報は停止点の位置情報である
ことを特徴とする故障検知装置。
【請求項７】
請求項６記載の故障検知装置であって、前記故障検知装置は、前記第１制御装置及び第２制御装置の状態を監視する１台以上の保守端末を有し、
前記保守端末は、
前記判断結果を含む故障情報を前記第１制御装置ないし前記第２制御装置から取得する
ことを特徴とする故障検知装置。
【請求項８】
請求項７記載の故障検知装置であって、前記故障検知装置は、更に車両の運行を監視する車両運行監視装置を備え、前記保守端末から前記故障情報を取得する
ことを特徴とする故障検知装置。
【請求項９】
請求項６記載の故障検知装置であって、前記故障検知装置は、前記第１制御装置及び第２制御装置の状態を監視する１台以上の保守端末を有し、
前記保守端末は、
前記第１制御装置及び第２制御装置が前記地上子へ送信する車両制御情報を取得し、
取得した前記車両制御情報を比較して、前記第１制御装置及び第２制御装置が正常か故障かを判断する
ことを特徴とする故障検知装置。
【請求項１０】
故障検知装置の故障検知方法であって、
前記故障検知装置は、
車両の停止信号を現示している信号機を制御する第１制御装置と、
前記第１制御装置の後方に隣接し後方の信号機を制御する１つ以上の第２制御装置と、
複数の地上子とを有し、
前記第１制御装置及び前記第２制御装置が前記地上子へ送信する車両制御情報を、それぞれの制御装置が取得し、
自制御装置が送信した前記車両制御情報と、他の制御装置から取得した前記車両制御情報とを、それぞれの前記制御装置が比較し、
比較結果が同値となる場合には前記第１制御装置及び前記第２制御装置が正常であると判断し、
同値とならない制御装置が存在した場合には、当該制御装置を故障と判断する
ことを特徴とする故障検知装置の故障検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障検知システム、故障検知装置及びその検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の信号保安装置の従来技術として、特開２０１１−５７０５１号公報（特許文献１）ないし特開２００９−４６０３５号公報（特許文献２）記載の技術がある。特許文献１の技術は、デジタルＡＴＣ装置（保安制御装置）の隣接する論理部を相互に専用ＬＡＮで接続し、制御境界軌道回路において列車進入側論理部と送信器を接続し、列車進出側論理部と受信器を接続する構成とする。そして、列車進入側論理部は上記専用ＬＡＮを介して送信器へ送信したＴＤ電文の内容を列車進出側論理部へ送信し、列車進出側論理部において受信器より受信したＴＤ電文の内容の正当性の確認を行う技術である。
【０００３】
特許文献２の技術は、鉄道車両に搭載される保安制御装置に関し、保安制御装置用の地上子の異常、設置不良、設定データの異常を検出する地上子チェックシステムを提供する技術である。つまり、走行する列車に搭載され列車走行時に地上子から収集した電文の内容に基づき、列車の停止制御、速度制限制御を行う保安装置、及び、保安装置の記録機能により採取した地上子の記録地上子データと、予め作成されている地上子の台帳地上子データとを比較する地上子データチェックシステムを備え、地上子の設置間隔、情報種別、信号機種別、信号現示コード、停止信号機までの距離、制限速度等の保安装置の制御に必要なデータの相違点を出力する地上子チェックシステム。保安装置は、搭載した列車の走行により収集した地上子データを地上子検測用として専用に記録する領域を持つ地上子チェックシステムに関する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５７０５１号公報
【特許文献２】特開２００９−４６０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術の車両の信号保安装置において、保安制御装置（以下、制御装置）では、隣接する制御装置が地上子へ出力している電文情報を知るような機能はない。また、複数の隣接した制御装置の状態（例えば、ＭＡ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）情報）が同じでないものを故障と判定する機能も有していない。
【０００６】
そのため、制御装置の異常、設置不良、設定データの異常、機能不全を検出することができないため、車両の運行に影響したり、想定しない位置で停止したりする等の問題が発生する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明では、複数の制御装置の出力情報を相互に比較して制御装置の故障・異常を検出する故障検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の故障検知装置は、信号機を制御する制御装置で停止信号を現示している信号機を制御する制御装置を含む複数の制御装置が地上子へ送信する情報を、相互に比較して故障した制御装置を特定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、制御装置の故障・異常を迅速に検出でき、運行する列車ダイヤの乱れを抑制できる。前述以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例でのＡＴＰシステムと隣接する制御装置の故障検知方法のイメージである。
【図２】図２は、装置の内部構成図である。
【図３】図３は、第１の異常判定テーブルの構成例である。
【図４】図４は、第２の異常判定テーブルの構成例である。
【図５】図５は、故障判定処理を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、「管理テーブル」等の表現にて各種情報を説明することがあるが、各種情報は、テーブル以外のデータ構造で表現されていてもよい。また、データ構造に依存しないことを示すために「管理テーブル」を「管理情報」と呼ぶことができる。
【００１２】
また、「プログラム」を主語として処理を説明する場合がある。そのプログラムは、プロセッサ、例えば、ＭＰ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって実行されるもので、定められた処理をするものである。なお、プロセッサは適宜に記憶資源（例えばメモリ）及び通信インターフェース装置（例えば、通信ポート）を用いながら処理を行うため、処理の主語がプロセッサとされてもよい。プロセッサは、ＣＰＵの他に専用ハードウェアを有していても良い。コンピュータプログラムは、プログラムソースから各コンピュータにインストールされても良い。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバ又は記憶メディアなどで提供されるものであっても良い。
【００１３】
また、各要素、例えば、コントローラは番号などで識別可能であるが、各要素を識別可能な情報であれば、名前など他種の識別情報が用いられても良い。本実施例の図及び説明において同一部分には同一符号を付与しているが、本発明が本実施例に制限されることは無く、本発明の思想に合致するあらゆる応用例が本発明の技術的範囲に含まれる。また、特に限定しない限り、各構成要素は複数でも単数でも構わない。
【００１４】
図１は、本実施例でのＡＴＰシステムと隣接する制御装置の故障検知方法のイメージである。本実施例では、鉄道信号制御装置１におけるＡＴＰ（Ａｕｔｏ  Ｔｒａｉｎ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）装置１１の故障を検知する方法について説明する。このＡＴＰ装置１１は、自動信号機１１１／１２１／１３１／１４１の現示情報を制御装置１１２／１２２／１３２／１４２に取込み、制御装置１１２／１２２／１３２／１４２から線路上に設置した地上子１１３／１２３／１３３／１４３へ区間最高速度や、停止位置情報であるＭＡ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）の電文を送信する。列車１６／１７に搭載された車上装置（図示せず）は地上子１１３／１２３／１３３／１４３からこの電文を受信し制御装置１１２／１２２／１３２／１４２からの情報をブレーキパターンの計算等に利用する。
【００１５】
駅間の自動信号機１１１／１２１／１３１／１４１は、内方に列車１７が在線するＲ（Ｒｅｓ：停止）現示の信号機１１１（列車１６の後方）を起点に、その列車の進行方向に対してひとつ後方の信号機１２１はＹＹ（Ｙｅｌｌｏｗ−Ｙｅｌｌｏｗ：警戒）現示、さらにひとつ後方の信号機１３１はＹ（Ｙｅｌｌｏｗ：注意）現示、その後方の信号機１４１はＧ（Ｇｒｅｅｎ：進行）現示という規則性を持っている。この４つの信号機に属する４つの制御装置が出力するＭＡは、前方のＲ現示の信号機１１１から最後方のＧ現示の信号機１４１まで同じ値（ないし同一情報）となる。本実施例では、この規則性を利用して４つの制御装置のＭＡの整合性をチェックし、同値でない制御装置が存在する場合、その制御装置を故障と判定する。そして、故障と判定された制御装置は自制御装置が故障しているという情報を駅の機器室にあるＭＰＣ（Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１５１へ通知し、ＭＰＣ１５１は主中央管制室（指令室）（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｅｎｔｅｒ：ＯＣＣ）１０にあるＴＭＳ（Ｔｒａｉｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）１０１へ通知する。なお、図１のように駅１５に、複数のＭＰＣ１５１／１５２／１５３を設けて、各ＭＰＣでＭＡを取得することもできる。
【００１６】
また、４つの制御装置のＭＡをネットワーク１５４経由で駅１５にあるＭＰＣ１５１が取得して、ＭＡの整合性をチェックすることで、制御装置の健全性の確認と故障となっている制御装置の特定を行うこともできる。
【００１７】
更に、複数のＭＰＣが同時に４つの制御装置のＭＡを取得し、それぞれのＭＰＣでＭＡの整合性をチェックし、その結果をＭＰＣ同士が確認することもできる。なお、実施例では、制御装置の数を４台としたが２台、３台ないし５台以上でも故障検知を行うことができる。ＭＰＣの数も同様である。
【００１８】
図２は、装置の内部構成図である。装置２０としては、ＴＭＳ１０１、制御装置１１２／１２２／１３２／１４２、ＭＰＣ１５１／１５２／１５３が該当する。装置２０は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、記憶部２３、入力部２４、出力部２５、表示部２６、通信部２７の構成要素を備える。
【００１９】
ＣＰＵ２１は、装置２０全体を制御するプロセッサである。メモリ２２は、各種プログラム及び各種データなどを一時的に記憶するデバイスである。記憶部２３は、各種プログラム及び各種データなどを恒久的に記憶するデバイスで、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、装置起動プログラムや装置診断プログラムなどを格納するフラッシュメモリである。入力部２４は、入力を受け付けるデバイスで、例えば、キーボードやアナログ信号入力装置、デジタル信号入力装置などである。
【００２０】
出力部２５は、情報やデータを出力するデバイスで、例えば、スピーカやプリンタ、アナログ信号出力装置、デジタル信号出力装置である。表示部２６は、情報やデータを表示するデバイスで、例えば、液晶ディスプレイや小型液晶モニタである。通信部２７は、ネットワーク１８／１５４を介しユーザ端末、他のサーバや他の装置との間を接続するデバイスである。以上の構成要素は内部バスで相互に接続される。なお、点線の表記した表示部２６を装置２０に備えない構成もできる。また、装置２０の製造コストを削減するため、他の構成要素も省いて簡素化した構成も可能である。
【００２１】
図３は、第１の異常判定テーブルの構成例である。異常判定テーブル３０は、制御装置間で取得された各ＭＡないしＭＰＣ（例えば、ＭＰＣ１５１）が取得した各ＭＡで制御装置の健全性を判定するテーブルである。“Ａ”は制御装置１１２のＭＡ、“Ｂ”は制御装置１２２のＭＡ、“Ｃ”は制御装置１３２のＭＡ、“Ｄ”は制御装置１４２のＭＡである。正常なＭＡの値を“１”、異常なＭＡの値を“０”とする。
【００２２】
“Ａ”から“Ｄ”が全て“１”であれば（表中のＮｏ．１）、全ての制御装置が正常であると各制御装置ないしＭＰＣ１５１は判断する。例えば、“Ｂ”が“０”であると（表中のＮｏ．３）、各制御装置またはＭＰＣ１５１は、制御装置１２２が異常で故障の可能性があると判断し、その情報を故障と検知した自制御装置からＭＰＣ１５１へ、ないしＭＰＣ１５１からＯＣＣ１０のＴＭＳ１０１へ通知する。
【００２３】
図４は、第２の異常判定テーブルの構成例である。異常判定テーブル４０は、各制御装置のＭＡを、ＭＰＣ１５１、ＭＰＣ１５２、ＭＰＣ１５３が取得した各ＭＡで制御装置の健全性を判定するテーブルである。“Ａ”から“Ｄ”は図３で定義したものと同じで、正常及び異常なＭＡの定義も同じである。
【００２４】
各ＭＰＣが取得した制御装置１１２から制御装置１４２のＭＡが全て“１”であれば、各ＭＰＣは全ての制御装置が正常であると判断する（表中のＮｏ．１−１）。ＭＰＣで取得したＭＡの１つが“０”、例えば、Ｎｏ．１−２のようにＭＰＣ１５３が取得したＭＡで“Ｂ”が“０”となっている場合がある。ＭＰＣ１５３は、制御装置１２２を異常と判定する。しかしながら、ＭＰＣ１５１及びＭＰＣ１５２は、取得したＭＡが全て“１”であるので、全ての制御装置が正常と判断する。そのため、ＭＰＣは多数決論理で全ての制御装置は正常と判断する。なお、この場合ではＭＰＣ１５３自体が故障している可能性があることを把握できる。
【００２５】
また、ＭＰＣで取得したＭＡの１つが“０”、例えば、Ｎｏ．３−１のように全てのＭＰＣが取得したＭＡで“Ｄ”が“０”となっている場合がある。ＭＰＣは、制御装置１３２を異常と判定する。また、Ｎｏ．３−４のようにＭＰＣ１５１及びＭＰＣ１５２が取得したＭＡで“Ｄ”が“０”であるので、ＭＰＣ１５１及びＭＰＣ１５２は、制御装置１４２が異常と判断する。
【００２６】
一方、ＭＰＣ１５３が取得した“Ｄ”が“１”であるので、ＭＰＣ１５３は全ての制御装置を正常と判断する。そのため、ＭＰＣ１５１及びＭＰＣ１５２での健全性判断と、ＭＰＣ１５３での健全性判断が異なるが、前述のように多数決理論で制御装置１４２が異常と判断する。なお、この場合においても多数決理論で少数派となるＭＰＣ１５３自体が故障している可能性も把握できる。本実施例では多数決理論で説明を行ったが、必ずしも多数決理論とする必要はなく、例えばＭＰＣごとに信頼度を設定し、信頼度の高いＭＰＣのＭＡを優先的に採用する方式を取ってもよい。また、多数決理論で同数の場合は、いずれも異常と判断してもよいし、いずれか一方を異常としてもよいし、更に別の健全性の判断を行っても良い。
【００２７】
なお、全てのＭＰＣで取得したＭＡが一致しない場合、再度ＭＡを取得して比較することで、制御装置及びＭＰＣの健全性を確認することもできる。
【００２８】
図５は、故障判定処理を示すフローチャート図である。処理の主体を制御装置のＣＰＵ２１とするが、ＭＰＣのＣＰＵでもよい。また、本処理は各制御装置で並行して実行され、健全性のチェックと異常制御装置の検知を行う処理である。
【００２９】
Ｓ５０１で、ＣＰＵ２１は、各制御装置からＭＡ値を取得する。次に、ＣＰＵ２１は、取得したＭＡが全て一致（Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ）するかを判断する。全て一致する場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１はＳ５０１を実行するため、再びＭＡ値を取得する。ＭＡ全てが一致しない場合（Ｎｏ）、異常な制御装置があると判断しＣＰＵ２１はＳ５０２を実行する。
【００３０】
Ｓ５０２で、ＣＰＵ２１は、取得したＭＡを異常判定テーブル３０に照合し、異常制御装置を特定する。例えば、“Ｄ”が“０”であれば、ＣＰＵ２１は、異常判定テーブル３０のＮｏ．５より制御装置１４２が異常であると判断する。なお、ＭＰＣ１５１でＭＡ値を照合する場合も異常判定テーブル３０で行う。また、２つ以上のＭＰＣでＭＡ値を照合する場合は、異常判定テーブル４０で行う。
【００３１】
Ｓ５０３で、ＣＰＵ２１は、特定した異常な制御装置の情報をＭＰＣ（例えば、ＭＰＣ１５１）経由でＯＣＣ１０（主中央管制室（指令室））のＴＭＳ１０１へ異常通知（異常制御装置の存在とその状態情報など）を行う。
【００３２】
Ｓ５０４で、異常な制御装置のＣＰＵ２１は、再起動するための自己リセットを実行する。
【００３３】
Ｓ５０５で、異常な制御装置のＣＰＵ２１は、再立ち上げ後（起動完了後）に異常ジャーナル情報を駅１５のＭＰＣ１５１に送信する。ＭＰＣ１５１は、受信した異常ジャーナル情報を表示部２６に表示して保守員等の装置管理者に通知する。そして、ＭＰＣ１５１は、異常原因を解析して、その解析情報である異常ジャーナル情報をＴＭＳ１０１に転送する。異常ジャーナル情報を受信したＯＣＣ１０では、異常に対する保守対応を検討する。
【００３４】
Ｓ５０６で、ＣＰＵ２１は、再び取得したＭＡが全て一致（Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ）するかを判断する。全て一致する場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は全ての制御装置が正常状態であると判断しＳ５０１を実行する。ＭＡ全てが一致しない場合（Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、異常な制御装置があると判断しＳ５０７を実行する。
【００３５】
Ｓ５０７で、ＣＰＵ２１は、取得したＭＡを異常判定テーブル３０に照合し、異常制御装置を特定する。この動作は、Ｓ５０２と同じである。
【００３６】
Ｓ５０８で、ＣＰＵ２１は、同一制御装置が２回連続して異常となったかを判断する。同一制御装置であれば（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１はＳ５０９を実行する。同一制御装置でなければ（Ｎｏ）、ＣＰＵ２１はＳ５０３を実行し、Ｓ５０７で特定した異常制御装置の情報をＯＣＣ１０に通知する。
【００３７】
Ｓ５０９で、異常制御装置のＣＰＵ２１は、装置全体の動作を停止させる。
【００３８】
以上説明したように、隣接する制御装置で停止信号を現示している信号機を制御する制御装置を起点に後方の信号機を制御する制御装置が地上子へ送信するＭＡ情報を用い、複数の制御装置のＭＡ情報を相互に比較することで、故障した制御装置を特定できる。そのため、故障した制御装置を指令室へ迅速に通知でき、保守要員の到着及び制御装置の交換を素早く行う事ができる。これにより、運行する列車ダイヤの乱れを抑制できる。
【００３９】
なお、本実施例では、制御装置のＭＡ情報を比較し健全性を判断したが、制御装置の状態情報、例えば、診断プログラムの実行結果などの診断情報などを用いても健全性を判断できる。
【００４０】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
なお、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
【００４１】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置いてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１：鉄道信号制御装置
１１：ＡＴＰシステム
２１：ＣＰＵ
３０、４０：異常判定テーブル
１０１：ＴＭＳ
１１１、１２１、１３１、１４１：自動信号機
１１２、１２２、１３２、１４２：制御装置
１１３、１２３、１３３、１４３：地上子
１５１、１５２、１５３：ＭＰＣ
【図１】
2016016840.tif 000003
【図２】
2016016840.tif 000004
【図３】
2016016840.tif 000005
【図４】
2016016840.tif 000006
【図５】
2016016840.tif 000007