JP7280966B2 - 鉄道ブレーキシステムの滑止装置の動作を監視する監視装置 - Google Patents
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Description
EN50126「車両アプリケーション。信頼性、可用性、保守性、及び安全性(RAMS)の仕様及びデモンストレーション。基本的な要件及び一般的なプロセス(Railway applications. The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS). Basic requirements and generic process)」、
EN50128「鉄道アプリケーション-通信、信号伝達及び処理システム-鉄道制御及び保護システム用のソフトウェア(Railway applications - Communications, signaling and processing systems - Software for railway control and protection systems)」、
EN50129「鉄道アプリケーション。通信、信号及び処理システム。信号伝達のための安全に関する電子システム(Railway applications. Communication, signaling and processing systems. Safety related electronic systems for signaling)」
を考慮する必要がある。
サービスブレーキ機能の実現に用いられる電子システムは、一般に、上述した規格で定められた規定に従って作成でき、その実現をSIL2以下の安全レベルに制限する。
緊急ブレーキ機能の実現に用いられる電子システムは、上記規則で定められた規定に従って作成でき、その実現をSIL3以上の安全レベルに制限する。
車軸の推定瞬間線形速度401が、少なくとも既定の時間TP1、許容範囲405内である場合、
車軸の推定瞬間線形速度501が、少なくとも既定の時間TP2、所定の加速度閾値Asよりも高い瞬間加速度を有することを特徴とする場合、
滑止装置703,803が正常に動作していると判定され得ることが好ましい。
滑り状態の少なくとも1つの車軸に関連するブレーキシリンダの瞬間圧力604の値が、ブレーキシリンダへの圧力値が一定に保たれる「維持」状態、又は、ブレーキシリンダへの圧力値がゼロである「空」状態を表すと共に、当該瞬間圧力604に関連する瞬間線形速度値606が、既定の時間TP3、車両602の線形的な基準速度に実質的に等しいことを特徴とする場合、
滑り状態の少なくとも1つの車軸に関連するブレーキシリンダの瞬間圧力604の値が「維持」状態又は「空」状態を表すと共に、当該瞬間圧力604に関連する瞬間線形速度値607が、既定の時間TP3、既定値Asよりも低い加速度で許容範囲605から外れることを特徴とする場合、
滑止装置703,803が正常に動作していないと判定され得ることが好ましい。
各滑止バルブユニット117,...,120のタイミング装置826,827に関連する内部カウンタ828,829の現在の残りの時間値を再び読み取り、
計測対象の残り時間を延長する場合、関連する車軸112,...,115に関連するタイミング装置826,827を「再びトリガ」し、タイミング装置826,827に適切な予めロードされた時間値T1,T2を用いて、タイミング装置826,827に関連する内部カウンタ828,829を再設定し、
計測対象の残り時間をゼロにする場合、関連する車軸112,...,115に関連するタイミング装置826,827を「リセット」し、タイミング装置826,827に関連する内部カウンタ828,829をゼロにするように構成できる。
Claims (26)
- 鉄道ブレーキシステムの滑止装置(703,803)の動作を監視する監視装置(701,801)であって、
前記滑止装置は、
少なくとも2つの車軸(102,...,105)の瞬間速度信号を受信し、
電気バルブユニット(117,...,120)を用いて、前記車軸(102,...,105)に関連するブレーキシリンダ(111,...,114)への圧力を制御し、
前記車軸(102,...,105)に関連するブレーキシリンダ(111,...,114)への圧力を制御することにより、前記車軸(102,...,105)の停止を防ぎ、かつ、車軸(102,...,105)の滑りを制御するように構成されており、
前記電気バルブユニット(117,...,120)はそれぞれ、2つの空気電磁弁(220,221)を備え、
各空気電磁弁(220,221)はそれぞれ、タイミング装置(210,212,726,727,826,827)を備えており、タイミング装置は、個別の空気電磁弁(220,221)の供給時間を測定するように構成され、また、測定された前記個別の空気電磁弁(220,221)の供給時間が予めロードされた既定の時間値(T1,T2)を超える場合、それぞれが、前記個別の空気電磁弁(220,221)への電力供給を停止する信号を生成するように構成されており、
前記監視装置(701,801)は、
前記滑止装置(703,803)によって制御される前記車軸(102,...,105)に関連する推定瞬間線形速度(301,...,304)を取得し、
車軸(102...105)に関連する推定瞬間線形速度(301,...,304)と、鉄道車両の線形的な基準速度(306)とを比較し、
前記ブレーキシリンダ(111,...,114)への圧力の状態を監視し、
滑り状態の各車軸について、前記車軸(102...105)に関連する前記ブレーキシリンダ(111,...,114)への各圧力と、前記鉄道車両の線形的な基準速度(306)に関し、滑り状態の前記車軸(102...105)に関連する前記推定瞬間線形速度(301...304)それぞれの既定の傾向を含む既定の動作条件に応じて、前記滑止装置(703,803)が正常に動作しているか否か判定し、
前記監視装置(701,801)が、前記滑止装置(703,803)が正常に動作していないと判定した場合、前記タイミング装置(210,212,726,727,826,827)が、前記予めロードされた時間(T1,T2)を計測する間、滑り状態の前記車軸(102...105)に関連するタイミング装置(210,212,726,727,826,827)の少なくとも1つにおいて、前記予めロードされた時間値(T1,T2)を維持し、減らし、又はキャンセルするように構成されており、
前記監視装置(701,801)と前記滑止装置(703,803)との間の連続した制御処理が正しく設定されていない場合、前記滑止装置(703,803)が正常に動作していないと判定される、
監視装置(701,801)。 - 前記監視装置が、滑止装置(703,803)が正常に動作していると判定した場合、滑り状態の前記車軸(102)に関連する前記タイミング装置(726,727,826,827)が、前記予めロードされた時間(T1,T2)を計測する間、前記タイミング装置(726,727,826,827)の少なくとも1つにおいて、前記予めロードされた時間(T1,T2)を維持し、又は増やすように構成された、請求項1に記載の監視装置(701,801)。
- 滑り状態の前記車軸が、以下の既定の動作条件、すなわち、
前記車軸の推定瞬間線形速度(301,...,304)のそれぞれが、少なくとも1つの既定の時間(TP1)、許容範囲(405)内である場合、
前記車軸の推定瞬間線形速度(301,...,304)のそれぞれが、少なくとも1つの既定の時間(TP2)、所定の加速度閾値(As)よりも高い瞬間加速度を有することよって特徴付けられる場合
のいずれかであると想定される場合、
前記滑止装置(703,803)が正常に動作していると判定される、請求項1又は2に記載の監視装置(701,801)。 - 滑り状態の少なくとも1つの前記車軸が、以下の既定の動作条件、すなわち、
滑り状態の少なくとも1つの車軸に関連する前記ブレーキシリンダの瞬間圧力(604)の値が、前記ブレーキシリンダへの圧力値が一定に保たれる「維持」状態、又は、前記ブレーキシリンダへの圧力値がゼロである「空」状態を示すと共に、前記瞬間圧力(604)に関連する瞬間線形速度値(606)が、既定の時間(TP3)、車両(602)の線形的な基準速度に実質的に等しいことによって特徴付けられる場合、
滑り状態の少なくとも1つの前記車軸に関連する前記ブレーキシリンダの瞬間圧力(604)の値が、前記「維持」又は前記「空」状態を示すと共に、前記瞬間圧力(604)に関連する瞬間線形速度値(607)が、既定の時間(TP3)、既定値(As)よりも低い加速度で許容範囲(605)外に生ずることによって特徴付けられる場合
のいずれかであると想定される場合、
前記滑止装置(703,803)が正常に動作していないと判定される、請求項1~3のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。 - 前記連続した制御処理は、前記監視装置(701,801)によって生成され、かつ、前記滑止装置(703,803)によって受信される第1のマスター信号(901)と、前記滑止装置(703,803)で生成され、かつ、前記監視装置(701,801)によって受信される第2のスレーブ信号(902)との交換を含み、
前記第1のマスター信号(901)は、前記監視装置(701,801)によって決定された連続的な論理状態の遷移(S1,...,Sn)を有し、前記第2のスレーブ信号(902)は、前記第1のマスター信号(901)の前記遷移(S1,...,Sn)に応答して前記滑止装置(703,803)によって生成された、応答に基づく論理状態の遷移(A1,...,An)を有し、
前記応答に基づく論理状態の遷移(A1,...,An)は、前記第1のマスター信号(901)の対応する遷移(S1,...,S3)から始まる時間TOK内に生じる必要があり、その結果、前記滑止装置(703,803)が正常に動作していると見なされる、請求項4に記載の監視装置(701,801)。 - 前記連続した制御処理は、
前記監視装置(701,801)によって生成され、かつ、前記滑止装置(703,803)によって受信された情報の要求(1030)と、
前記情報の要求(1030)に対する応答(1031)と
の連続的な生成を含み、
前記応答(1031)は、前記滑止装置(703,803)によって生成され、かつ、前記監視装置(701,801)によって受信され、
前記情報の要求は、前記監視装置(701,801)の不揮発性メモリに予めロードされた既定のリスト(1020)からランダムに前記監視装置(701,801)によって取得され、
前記応答(1031)は、前記滑止装置(703,803)及び前記監視装置(701,801)によって独立して算出され、
前記監視装置(701,801)が、前記監視装置(701,801)によって算出された応答と、前記滑止装置によって送信された前記応答(1031)とが一致すると判定する場合、前記滑止装置(703,803)は、正常に動作していると見なされる、請求項4に記載の監視装置(701,801)。 - 前記ブレーキシリンダ(111,...,114)の圧力状態の監視は、各ブレーキシリンダ(111,...,114)に関連する各滑止バルブユニット(117,...,120)の固有の圧力センサ(222,223)によって直接行われ、
2つの空気電磁弁(220,221)の一方は、空気充填式電磁弁(220)であり、
前記圧力センサ(222,223)はそれぞれ、前記滑止バルブユニット(117,...,120)の各空気充填式電磁弁(220)の上流のブレーキ圧と、各ブレーキシリンダ(111,...,114)の圧力とを示す、請求項1~6のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。 - 前記ブレーキシリンダ(111,...,114)の圧力状態の監視は、各ブレーキシリンダ(111,...,114)に関連する各滑止バルブユニット(117,...,120)に関する制御信号(208,209)の状態を監視することによって間接的に行われる、請求項1~6のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記予めロードされた時間値(T1,T2)は、0秒以上10秒未満の値である、請求項1~8のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記車軸(102...105)の前記推定瞬間線形速度(301,...,304)と、少なくとも1つの導出された仮想速度(305)とを処理することにより、前記鉄道車両の線形的な基準速度(306,402,502,602)を算出するように構成された、請求項1~9のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 同じ鉄道列車に関連する他の監視装置又は滑止装置に関連する車軸の他の瞬間速度値を処理することにより、関連する鉄道車両の線形的な基準速度(306,402,502,602)を算出するように構成され、
前記他の監視装置及び滑止装置は、通信ネットワークを介して前記監視装置(701,801)に接続される、請求項10に記載の監視装置(701,801)。 - 許容範囲(405,505,605)は、前記線形的な基準速度(402,502,602)の関数である、請求項3~11のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記他の瞬間速度値は、前記監視装置の開発(701,801)に用いられるセキュリティレベルと等しい、又は、前記セキュリティレベル以上のセキュリティレベルに従う通信ネットワークを介して、EN50159の基準に準拠した他の生成装置によって送信される、請求項11に記載の監視装置(701,801)。
- 前記滑止装置(703,803)にコマンドを送信するように構成されており、
前記コマンドは、制御出力(208,209)への論理遷移を必要とするコマンドであり、接続手段(750,850)を介して送信され、
前記接続手段(750,850)は、1以上のデジタル信号又は通信チャネルを含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。 - 計測対象の残り時間を延長する場合、各滑止バルブユニット(117,...,120)のタイミング装置(726,727)から現在の残りの時間値を再び読み取り、再び読み取られた値よりも高い値を、前記タイミング装置(726,727)に再びロードするように構成され、又は、
計測対象の残り時間を削減し、又はヌル値にする場合、再び読み取られた値よりも低い値又は0で、前記タイミング装置(726,727)を再設定する、請求項1~14のいずれか1項に記載の監視装置(701)。 - 各滑止バルブユニット(117...120)のタイミング装置(826,827)に関連する内部カウンタ(828,829)の現在の残りの時間値を再び読み取り、
計測対象の残り時間を延長する場合、関連する車軸(112,...,115)に関連するタイミング装置(826,827)を「再びトリガー」し、前記タイミング装置(826,827)に適切な予めロードされた時間値(T1,T2)を用いて、前記タイミング装置(826,827)に関連する内部カウンタ(828,829)を再設定し、
計測対象の残り時間をゼロにする場合、関連する車軸(112,...,115)に関連するタイミング装置(826,827)を「リセット」し、前記タイミング装置(826,827)に関連する内部カウンタ(828,829)をゼロにするように構成された、請求項1~15のいずれか1項に記載の監視装置(801)。 - 前記タイミング装置(726,727,826,827)を間接的に「再びトリガー」して、瞬間推定線形速度(301,...,304)の1つが許容範囲(405)から出るのに十分な圧力変化(404)を引き起こすように構成され、
前記圧力変化(404)は、適切な信号(720,721,820,821)に作用することによって得られる、請求項1~16のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。 - 滑止バルブユニット(117,...,120)を直接駆動するための適切な信号(720,721,820,821)を用いて滑止装置(703,803)を抑制し、他の信号(732,733,832,833)を用いて、滑止アルゴリズムを処理するように構成された、請求項1~17のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 適切な信号(720,721,820,821)を用いて滑止装置(703,803)を抑制し、かつ、他の信号(732,733,832,833)を用いて滑止バルブユニット(117,...,120)を直接制御して、アンチロックアルゴリズムを処理するように構成された、請求項1~18のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記監視装置(701,801)の正常な動作を監視するように構成された「ウォッチドッグ」回路(706,806)であって、滑止バルブユニット(117,...,120)に適切なソレノイド(714,715,814,815)の供給分岐に直列に配置されたスイッチング素子(710,810)を備えた「ウォッチドッグ」回路を備え、
前記「ウォッチドッグ」回路(706,806)が、前記監視装置(701,801)の動作が正常と判定した場合、前記スイッチング素子(710,810)は、前記「ウォッチドッグ」回路(706,806)によって閉状態にされ、
前記「ウォッチドッグ」回路(706,806)が、前記監視装置(701,801)の動作が異常と判定した場合、前記スイッチング素子(710,810)は、前記「ウォッチドッグ」回路(706,806)によって開状態にされる、請求項1~19のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。 - 緊急スイッチング素子(704,804)が、前記スイッチング素子(710,810)に並列に配置されており、
前記緊急スイッチング素子(704,804)は、緊急要求信号(705,805)が「非アクティブ」状態のときに閉状態であり、
前記緊急スイッチング素子(704,804)は、緊急要求信号(705,805)が「アクティブ」状態のときに開状態である、請求項20に記載の監視装置(701,801)。 - 規格EN50128及びEN50129に関するSILが3以上のレベルに従って開発された、請求項1~21のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記他の瞬間速度値は、前記監視装置(701,801)の開発に使用された安全レベル以上のレベルに従い、規格EN50128、EN50129に準拠した生成装置によって生成される、請求項11に記載の監視装置(701,801)。
- 冗長マイクロプロセッサ回路、プログラム可能な冗長論理回路、又は少なくとも1つのマイクロプロセッサ回路及び少なくとも1つのプログラム可能な論理回路によって実現される、請求項1~23のいずれか1項に記載の監視装置(701,801)。
- 前記タイミング装置(726,727)及び付属の論理機能(722,723,734,735)が、監視装置内において実現される、請求項1~24のいずれか1項に記載の監視装置(701)。
- 前記タイミング装置(726,727)及び前記付属の論理機能(722,723,734,735)と同等の機能が、ソフトウェアコードによって実現され、又はプログラム可能な論理回路内に実装される、請求項25に記載の監視装置(701)。
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