講演５

鉄道における安全技術と鉄道製品認証
鉄道認証室長田代維史－69－

鉄道における安全技術と鉄道製品認証
鉄道認証室長田代 維史

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

講演内容
1. 高安全化努力の事例
2. 安全性実現の考え方
3. 機能安全規格
4. 鉄道の安全関連規格と認証
5. まとめ

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory－71－１．高安全化努力の事例

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory3

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

4

輸送人数に見る日本の鉄道の実績
4.3

8.2
9.5

0.87 0.2 0.5
1.5
0Japan (1998)
China (2001)
India (2000)

22.9

Germany (2000)

17France(2000)
Italy (2000)
45

U.K. (2000)
Korea (2000)
220

10.2

U.S.A (1997)
Thailand (1994)
Norway(2001)
Myanmar (1998/99)

Annual passenger number (in 100 million persons)

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

4－72－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

ATC（自動列車制御）技術史‘60

地上→車上伝送媒体

レ｜
ル

‘70

‘80

‘90

‘00

‘10

1961 営団日比谷線ATC
1964 東海道新幹線ATC
1965 LZB（独国鉄）
1981 TVM300 （仏国鉄）
2000～在来線・新幹線デジタルATC（日本）1984 BART CBTC（米）1988 CARAT（鉄道総研）
1991 ETCSプロジェクト開始（EU)2003 CBTC規格化（IEEE）
2006 CBTC使用開始（ニューヨーク地下鉄）
2011 ATACS使用開始（仙石線）

無線

独立行政法人

平成26年度
平成26年度5

交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

交通安全環境研究所講演会

日本が先行したATC技術
ATC車上速度列車速度検知速度照査
ブレーキ制御制限速度情報弁別

制限速度の段階

制限速度決定独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

列車検知

6－73－ATC地上
平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

ATCの安全技術 (1/3)＊：危険側故障率＜10-9/時：SIL4相当以上

・ＡＴＣの高安全機能(*)- 区間毎の列車検知機能- 区間毎の制限決定機能- 制限速度情報弁別機能- 列車速度検知機能- 速度照査機能- ブレーキ制御機能
独立行政法人

平成26年度
平成26年度7

交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

交通安全環境研究所講演会

ATCのリスク識別の考え方 (2/3)
支障・事故

複合故障

不正操作

単純故障、バグ、設計不具合
設計対処可

保守不全

人的要因

設計外対応

リスク分析による識別独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

8－74－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

ATCの安全技術 (3/3)＊：全て開発着手時点から開始

・ＡＴＣの高安全化努力(*)- 機能・インタフェースの確定- リスク要因分析- 危険側故障率計算- 高安全化設計（高信頼・フェイルセーフ）- 保全・保守システム構築- 運用ルールの確立
独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

9

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

２．安全性実現の考え方

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

10－75－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

鉄道の安全思想
・日本の鉄道の安全思想- 確実な安全の達成を目指す- 安全性水準は、従来と同等またはそれ以上

・欧州流の安全規格の精神- 製造物責任対応の証拠として安全努力の全プロセスを文書化

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory11

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

鉄道におけるリスク許容の考え方
MEM (ドイツ流)：Minimum Endogenous Mortality
日本流- 合理的に死者率が最小であること

GAMAB (フランス流)：Globalement Au Moins Aussi Bon(globally at least as good)- 全体として、従来と同等またはそれ以上（比較法）の安全性を有すること

国際規格

ALARP (英国流)：As Low As Reasonably Practicable- リスクを「受容可能」なレベルに抑えること- 対策コストは合理的な範囲でなければならない

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

12－76－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

３．機能安全規格

独立行政法人

平成26年度
平成26年度13

交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

交通安全環境研究所講演会

欧州起源の機能安全規格の背景

製造物責任指令
責任緩和条項

安全性達成マネジメントの証拠の文書化を要求

IEC 61508シリーズ
業務プロセス規格

技術仕様的規格独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

14－77－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

機能安全規格の要求

15

技術的メカニズム(ALARP, GAMAB)（目標） （手段）
機能メカニズム

構想・目標設定・安全性技術・
高信頼化技術・設計・製造・検査・出荷・据付・立ち上げ・運用・監視など

組織的メカニズム(ライフサイクル管理）
PDS・PDCA・組織管理・実行管理・評価・能力管理・文書管理など

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

両方の証
拠を要求

平成26年度
平成26年度15

交通安全環境研究所講演会

機能安全規格におけるライフサイクル
1. 構想

PDCA思想2. 適用範囲の定義

品質計画

計画
Plan実施Do

5. システム要求事項の割当て

品質管理

評価Check

7. 製造

品質保証品質向上改善
Act

3. リスク解析
4. システム要求事項

6. 設計

8. 据付け9. 機能と安全性の検証
10. 受入れ12. 性能監視11. 運用と保守

13. 変更と改良

14. 使用停止と廃棄

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

16－78－平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

安全関連規格体系と鉄道
ISO/IEC ガイド51

A 規格
・全規格類に共通の基本概念、 設計原則

B 規格
・広範な機械類全般の安全性規格

ISO：機械系

IEC：電気系

ISO 13849-1 システム安全規格
ISO 13849-2 安全関連部品規格
ISO 13851 両手操作制御装置規格
ISO 13852 安全距離規格
ISO 13856 マットセンサ規格
ISO 14118 突然の起動防止規格
ISO 14119 インタロック規格
ISO 14120 ガードシステム規格
ISO 14122 階段類の規格

C 規格
・特定分野の製品の安全性規格

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

IEC 60204 電気設備安全規格
IEC 13850 非常停止規格
IEC 61496 センサ一般安全規格
IEC 62046 センサ応用規格

IEC 61508
電気・電子装置の機能安全規格

IEC 60947 スイッチ類規格IEC 61000-4 EMC規格
IEC 60076 トランス規格
IEC 60079 防爆安全規格

鉄道分野IEC 62278 (RAMS規格）

17

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

４．鉄道の安全関連規格と認証

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

18－79－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

RAMS規格適用の実態
ライフサイクル段階

12345678910111213
14

適用

欠落

2014年4月、O&M関連ライフサイクル段階の修正
案提出承認(INE/TC9/CAG)(主査：日本）

信号車両
主機

車両
補機

独立行政法人車体1919交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

地上電力
平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

認証スキームとライフサイクル管理
ISO/IEC 17065
構想～,設計ISO 9001

システム
1a
システム
3

製造

製造者
対象

据付～受入れ非リンク
非カバー

運用、保守、保全～
使用停止
廃棄独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

事業者
対象

20

－80－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

認定機関ネットワーク
ILAC/IAF（国際試験所認定協力機構/国際認定フォーラム）EA（欧州認定協力機構）

APLAC/PAC

SADCA（アジア太平洋試験所認定協力機構/太平洋認定協力機構）

IAAC（米州認定協力機構）（南部アフリカ開発協力機構（認定））独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

21

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

５．まとめ

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

22－81－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

まとめ(1/2)
内外の安全手法の比較
比較項目

安全性評価の考え方

日本流

ＧＡＭＡＢに近い

国際規格

ＧＡＭＡＢまたはALARP

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

リスク分析
手法

安全性目標
決定手法

FMEA、FTAなど。ほぼ共通

文書作成手法

既存の保安 ・安全性計算書
レベル製品と ・設計文書
同等
リスク分析に ・ライフサイクルと基づく積上げ
PDCAベース
算定・評価観点別文書23

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

まとめ(2/2)課 題
・鉄道安全関連規格への適合性認証における安全性・信頼性評価手法について- 日本で実績ある評価手法の維持・普及- 欧州流評価方法との融合- 規格に適合した文書作成手法の普及
・鉄道安全関連規格の体系について- IEC、ISOにおける、日本の鉄道の強みが生きる規格の開発

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

24－82－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会

交通安全環境研究所は国際規格活動と規格適合性認証を通じて、日本の鉄道技術の維持・発展および、鉄道システムの海外展開に貢献したい。
関係各位の御理解、御支援をお願い申し上げます。

独立行政法人交通安全環境研究所

National Traffic Safety and Environment Laboratory

25－83－

平成26年度
平成26年度

交通安全環境研究所講演会