KR100972469B1

KR100972469B1 - 열차관제 시뮬레이션 시스템

Info

Publication number: KR100972469B1
Application number: KR1020100037338A
Authority: KR
Inventors: 엄기태; 김주일; 엄태화
Original assignee: 대아티아이(주)
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-07-26

Abstract

열차관제 시뮬레이션 시스템이 개시된다. 열차집중제어 시스템에 일방향통신으로 연결되어 실제 운영 중인 관제데이터를 제공받는 열차관제 시뮬레이션 시스템이며, 실제 상황과 동일한 관제 데이터를 이용하여 실제적인 관제사 교육훈련을 수행할 수 있다. 저비용으로 실제 열차집중제어 시스템과 동일한 시뮬레이션 시스템을 구현할 수 있고, 매우 뛰어난 교육훈련 효과를 기대할 수 있다.

Description

열차관제 시뮬레이션 시스템{TRANSIT CONTROL SIMULATION SYSTEM}

본 발명은 열차 관제 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 특히 열차 집중 제어(Centralized Traffic Control; CTC) 시스템의 실제 운영 데이터를 이용함으로써 경제성과 효율성을 높이게 되는 열차 관제 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

철도교통은 외부로부터 방해받지 않는 전용선로의 이점으로 인해 물류에 있어서 대량성, 신속성, 정확성 등의 장점을 가진다. 그런 반면, 설비의 전용성으로 인해 새로운 선로를 신설할 경우에는 천문학적인 비용이 수반되기 때문에 철도교통의 수요가 증가함에도 불구하고 이를 수용하기 위한 새로운 선로의 신설은 막대한 자금이 소요된다. 따라서 철도교통 수요의 증가에 대처하기 위해 선로의 이용효율을 높이는 시스템이 도입되었다.

상술한 CTC 시스템 역시 그러한 맥락에서 구축되었으며, 철도의 전 구간 또는 특정 구간의 열차 운행 상태를 전자 기기를 이용하여 한 곳에서 집중적으로 제어하는 역할을 한다. 이는 소위 열차 중앙 관제 시스템이며 이를 통하여 효율적인 제어 운영이 가능하게 된다.

이와 같이 중앙에서 집중하여 열차의 전체 운행관리를 수행하는 집중제어를 수행하여야 하는 만큼 시스템이 매우 복잡한 구성을 가지게 된다. 따라서 시스템의 기계적 또는 전기적 장애가 발생할 수 있고 또한 관제사(운영자)의 오류가 있을 수 있다. 그로인해 여러가지 문제가 발생하고 있으며, 이 경우에 숙련된 관제사의 적절한 조치가 없다면 크고 작은 사고로 이어지게 된다. 그만큼 관제사는 많은 경험과 고도한 숙련이 요구된다.

그러나 지금까지는 상술한 관제 훈련을 수행할 적합한 시뮬레이션 시스템이 제공되지 못하고 있다. 기존의 관제 시뮬레이션 시스템은 단지 몇 가지 특정 상황만을 설정해 놓고 그것만을 반복하여 훈련할 수밖에 없었다. 이는 당연히 현실성이 부족할 수밖에 없고, 또한 실제 운영 상에서는 예상치 못하는 다양한 문제가 발생하고 있는데도 불구하고 그러한 훈련은 사실상 불가능하였다. 이에 대한 가장 큰 이유는 위에서 말한 바와 같이 열차집중제어 시스템 자체가 워낙 복잡하다는데 있다. 더욱이 열차 관제에서는 미리 계획된 운행계획을 벗어나는 경우가 많고 이에 대하여 적절한 조치를 취하여야 하는 것이 가장 주요한 임무 중의 하나라고 볼 수 있지만, 기존의 시뮬레이션 시스템에서는 이에 대해 훈련할 수 있는 방법이 없었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 실제 열차운행정보를 이용하여 현실감있는 훈련을 수행할 수 있는 열차관제 시뮬레이션 시스템을 제공한다.

본 발명은 실제 열차운행정보를 실시간으로 이용하여 현장 관제사와 동일한 환경에서 훈련할 수 있는 열차관제 시뮬레이션 시스템을 제공한다.

본 발명은 실제 상황과 동일한 시뮬레이션 환경을 저비용으로 구현할 수 있는 열차관제 시뮬레이션 시스템을 제공한다.

본 발명은 열차관제 시뮬레이션 시스템을 제공하며, 이 시스템은: 열차집중제어시스템과 일방향 통신으로 연결되는 통신부; 디스플레이부; 상기 통신부를 통해 상기 열차집중제어시스템의 실제 운영 중인 관제데이터를 수신하여 상기 디스플레이부에 출력하는 호스트시스템; 및 상기 디스플레이부에 출력되는 관제데이터를 변경할 수 있도록 배치되는 적어도 하나 이상의 운영자 콘솔;을 포함한다.

열차관제 시뮬레이션 시스템은 상기 관제데이터를 변경하거나 새로운 데이터를 추가함으로써 상기 관제데이터에 가상의 상황을 부여하도록 배치되는 교관 콘솔을 더 포함한다.

상기 호스트시스템은 시뮬레이션 프로그램을 구비하여, 상기 교관 콘솔의 제어하에, 상기 관제데이터를 출력하는 일반모드와 상기 시뮬레이션 프로그램으로부터 생성된 가상데이터를 출력하는 비상모드로 구분하여 동작한다.

상기 관제데이터는 선로정보, 열차운행정보, 열차번호, 및 운행스케쥴을 포함한다.

상기 호스트시스템은 실제 운영 중인 관제데이터를 실시간으로 상기 디스플레이부에 출력한다.

본 발명은 열차집중제어 시스템의 실제 운영 중인 관제데이터를 그대로 이용하여 열차관제 시뮬레이션 시스템에 적용함으로써 실제 상황과 동일한 관제사 교육 훈련이 이루어질 수 있다. 따라서 매우 실질적이고 높은 훈련성과가 기대될 수 있다. 또한 열차집중제어 시스템으로부터 일방향으로 관제데이터를 전송받는 구성을 채택함으로써 열차집중제어 시스템에는 전혀 영향을 주지 않는 안전한 시스템이 구현된다. 더욱이 기존에는 비용적인 측면에서 복잡한 실제 열차집중제어 시스템에 대한 시뮬레이터를 구축하는 것이 불가능하였지만, 본 발명에 의해 경제성있는 교육 훈련시스템을 구현할 수 있게 된다. 이는 동일한 시뮬레이션 상황을 제공하기 위해 필요한 고가의 하드웨어나 소프트웨어를 구축하지 않고서도, 실제와 동일한 관제임무를 언제든지 실행할 수 있기 때문에, 훈련생의 숙련도를 높이는데 뛰어난 효과가 있을 것이다.

도 1은 현재 사용되고 있는 열차집중제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 열차집중제어 시스템에 본 발명의 열차관제 시뮬레이션 시스템의 연결을 보여주는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 열차관제 시뮬레이션 시스템의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

본 발명은 실제로 운영되고 있는 관제 데이터를 전송 받아서 실제상황과 동일하게 시뮬레이션에 적용하는 시스템을 제공한다. 본 발명은 열차집중제어 시스템에 영향을 주지 않으면서 실제 운영되는 관제 데이터를 전송 받기 위해 일방향 통신을 이용한다. 이러한 실제 운영되는 관제 데이터는 실시간으로 시뮬레이션에 적용될 수 있다. 교관 또는 감독관은 실제 운영되는 관제 데이터에 다양한 훈련 상황 및 조건을 부여할 수 있다. 또한 훈련생은 운영콘솔을 통해 데이터를 변경함으로써 관제임무를 수행할 수 있고, 그 후 실제 관제 결과와 자신의 관제 결과를 비교해 볼 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기에 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 현재 일반적으로 사용되고 있는 CTC 시스템(100)을 설명하기로 한다.

현재 이용되고 있는 CTC 시스템(100)은 통신서버컴퓨터(110), CTC 서버컴퓨터(120), 운영자콘솔그룹(130), 대형표시반(140)을 포함한다. 도 1에서 기타 부속장치들이 보이지만 이에 대해서는 별도의 설명은 생략한다.

통신서버컴퓨터(110)는 현장(역사, 노선 등)의 전자연동장치 또는 계전연동장치(10)로부터 열차운행정보에 관한 데이터를 실시간으로 수신한 후, 수신한 데이터 패킷을 내부 포맷으로 변경하여 CTC 서버컴퓨터(120)로 전송한다. 또한 통신서버컴퓨터(110)는 CTC 시스템(100)의 제어정보를 포함하는 데이터를 전자연동장치 또는 계전연동장치(10)로 전송한다. 이와 같이 통신서버컴퓨터(110)는 타시스템과 직렬통신을 수행하도록 이중화된 LAN를 구성하고 있다.

CTC 서버컴퓨터(120)는 열차를 실시간 다중으로 감시하고 제어하는 장치이다. 이는 수신된 데이터 패킷을 내부 알고리즘으로 처리한 후에 이 정보를 표시할 운영자콘솔그룹(130)과 대형표시반(140)으로 전송하고, 자동진로제어, 열차 운행 및 이동상황의 감시 및 기록, 그리고 운영자의 각종 명령을 처리한다. CTC 서버컴퓨터(120)는 이미 열차 번호 이동 정보를 계산하고 있으며 이 정보를 선사령, 주사령, 및 신호사령콘솔그룹(131, 132, 133)에 제공한다.

본 발명의 열차관제 시뮬레이션 시스템(300)은 상술한 통신서버컴퓨터(110)와 CTC 서버컴퓨터(120)로부터 관제데이터를 일방향 통신으로 제공받게 되며, 이에 대해서는 후술한다.

운영자콘솔그룹(130)은 선사령콘솔그룹(131), 주사령콘솔그룹(132), 및 신호사령콘솔그룹(133)을 포함한다.

선사령관제사는 선사령콘솔그룹(131)의 선사령콘솔을 통해 현장 신호 제어와 열차운행 관리 기능을 수행한다. 주사령콘솔그룹(132)의 주사령관제사는 여러 개의 선사령콘솔을 관리 감독하며 선사령 콘솔의 고장시에 선사령의 기능을 수행한다. 신호사령콘솔그룹(133)의 신호사령관제사는 사령설비와 현장 신호설비의 상태를 상시 모니터링하며, 설비의 예방점검 및 유지보수 관리 기능을 수행한다. 또한 모든 운영자콘솔그룹(130)은 CTC 서버컴퓨터로부터 제공받은 열차 운행정보를 대형표시반 및 자체 디스플레이에 그래픽으로 현시한다.

대형표시반(140)은 열차 운행정보를 대형 스크린 또는 다수개의 모니터 조합에 의한 대형화면에 열차 운행정보를 그래픽 화면으로 현시한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열차관제 시뮬레이션 시스템(300)을 상세하게 설명한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열차관제 시뮬레이션 시스템(300)은 통신부(310), 호스트시스템(320), 교관콘솔(330), 운영자콘솔(340), 대형표시반(350)을 포함한다.

통신부(310)는 제1 및 제2송신부(311, 313)와 제1 및 제2수신부(312, 314)를 포함하는 서버일 수 있다. 이러한 통신부(310)는 열차집중제어 시스템(100)으로부터 일방향으로 데이터를 수신하도록 설치된다.

이를 위해 제1송신부(311)가 열차집중제어 시스템(100)의 통신서버컴퓨터(110) 측에 연결되어 통신부의 서버에 내장된 프로그램을 이용하여 운영 중인 관제데이터를 TCP/IP 통신을 통해 전송하고, 이를 제1수신부(312)가 수신하여 예를 들어 내부 고유 메모리에 저장한다. 제2송신부(313)는 열차집중제어 시스템(100)의 CTC 서버컴퓨터(120) 측에 연결되어 통신부의 서버에 내장된 프로그램을 이용하여 운영 중인 관제 데이터를 TCP/IP 통신을 통해 전송하고, 이를 제2수신부(314)가 수신하여 예를 들어 내부 고유 메모리에 저장한다.

이와 같이, 본 발명의 열차관제 시뮬레이션 시스템(300)은 열차집중제어 시스템(100)과는 독립된 시스템으로서, 열차집중제어 시스템의 통신서버컴퓨터(110)와 CTC 서버컴퓨터(120)에서 현재 운영 중인 관제데이터를 전송받기 위한 통신라인만 연결되어 있다. 이 통신은 일방향성을 갖도록 함으로써 열차관제 시뮬레이션 시스템(300)의 어떠한 운영 환경 상에서도 열차집중제어 시스템(100)에 영향을 미치지 않는다.

통신서버컴퓨터(110)와 CTC 서버컴퓨터(120)로부터 각각 데이터를 전송받는 것은 실제 사고와 같은 비상상황이 발행하였을 때나 사고 상황이 해제되어 시뮬레이션 상황을 실제 운영 상황의 관제데이터로 원상복구할 때, 상호 참조로서 이용될 수 있기 때문이다.

호스트시스템(320)은, 통신부(310)를 통해 열차집중제어 시스템(100)의 통신서버컴퓨터(110)와 CTC 서버컴퓨터(120)로부터 수신한 실제 운영 중인 관제데이터를 대형표시반(350), 운영자콘솔(340), 교관콘솔(330)에 제공하여, 예를 들어 LS(Line Station)으로 디스플레이하도록 한다. 따라서 호스트시스템(320)이 디스플레이하도록 제공하는 디스플레이부는 대형표시반(350) 뿐만 아니라 교관콘솔(330), 운영자콘솔(340)을 포함할 수 있다. 또한 운영자콘솔(340)은 후술되지만 선사령콘솔(341), 주사령콘솔(342), 및 신호사령콘솔(343)을 포함한다. 또한 호스트시스템(320)에 내장된 프로그램은 각 운영자콘솔(340)이나 교관콘솔(330)을 통해 교관이나 훈련생이 디스플레이되는 관제데이터를 변경할 수 있도록 한다. 이를 통해, 교관은 교관콘솔(330)을 통해 다양한 교육 시뮬레이션을 위한 환경을 제공할 수 있다. 또한 운영자콘솔(340)을 이용하여 훈련생이 실제 관제 훈련을 수행할 경우에도 디스플레이되는 데이터를 변경할 수 있도록 한다.

교관콘솔(330)은, 위에서 간단히 언급한 바와 같이, 디스플레이되는 관제 데이터의 일부 또는 전부를 변경할 수 있다. 다시말해서, 교관은 교관콘솔(330)을 통해 훈련시나리오의 생성, 비상상황의 임의적인 발생 등을 제공한다. 이는 디스플레이부에 표시되는 관제 데이터를 변경함으로써 수행될 수 있다. 또한 교관콘솔(330)에는 교육훈련이 종결된 후에 훈련내용 및 성과를 평가하는 기능을 가질 수 있다.

운영자콘솔(340)은, 열차집중제어 시스템(100)과 마찬가지로, 선사령콘솔(341), 주사령콘솔(342), 및 신호관제콘솔(342)을 포함하며, 이들을 통해 훈련생들이 관제 훈련을 수행할 수 있다. 이들 콘솔들은 열차집중제어 시스템의 그것들과 동일한 기능을 수행할 수 있도록 설정될 수 있다. 선사령콘솔(341), 주사령콘솔(342), 및 신호관제콘솔(342)의 훈련생들은 실제 운영 중인 관제데이터를 이용하여 실제와 동일한 상황에서 관제 훈련을 행할 수 있고, 교관이 설정하는 사고발생과 운행 환경 변화와 같은 비상상황에 대해서 훈련할 수 있다. 훈련생들이 각 운영자콘솔을 통해 디스플레이되는 관제데이터를 변경함으로써 실제 관제 임무와 동일한 훈련을 수행할 수 있다.

대형표시반(350)은, 역정보표시부(Line station display)로서, 열차 운행정보를 대형 스크린 또는 다수개의 모니터 조합에 의한 대형화면에 열차 운행정보를 그래픽 화면으로 현시한다. 본 발명에서 현시되는 관제데이터는 일반적인 관제시스템과 마찬가지로, 대형표시반(350)과 각 콘솔들의 모니터 등에도 현시되는 것이며, 따라서 디스플레이부에의 표시로 통칭될 수 있다.

본 발명에서 이용되는 실제 운영 중인 관제를 데이터를 실시간으로 이용할 수도 있고, 시간차를 두고 이용할 수도 있다. 즉, 실제 운영 중인 관제데이터를 실시간으로 디스플레이하면서 관제임무에 대한 훈련을 행하거나, 전송받은 관제데이터를 저장한 후, 필요할 때 디스플레이하면서 관제임무에 대한 훈련을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 호스트시스템(320)에 내장된 프로그램은 시뮬레이션 프로그램을 포함하여, 필요할 때는 열차집중제어 시스템(100)으로부터 전송받은 데이터가 아닌 시뮬레이션 프로그램이 제공하는 상황을 이용하도록 할 수 있다. 이는 디스플레이되는 관제데이터의 일부 또는 전부에 적용될 수 있다. 다시말해서, 어느 선로 또는 어느 역과 관련된 데이터만을 시뮬레이션 환경으로 대체할 수도 있고, 전체적으로 시뮬레이션 데이터로 대체할 수도 있다. 이는 실제 사고 상황이 발생되는 경우에 유용하게 적용될 수 있다. 일단 실제 사고 상황이 발생되게 되면 이 순간부터는 열차집중제어의 실제 운영환경과 다른 상황이 되기 때문에 사고와 관련된 선로 상황은 실 데이터를 이용하지 않으며 시뮬레이션 상황이 적용되도록 할 수 있다. 사고 상황이 관제사의 처리에 의해 해제되거나, 교관에 의해 해제되는 순간 또다시 모든 상황은 열차집중제어 시스템으로부터 제공받은 실제 운영환경과 동일하게 되도록 할 수 있다. 따라서 본 발명은 사고상황 및 운영환경의 변화와 같은 비상모드와 일반적인 운영환경이 적용되는 일반모드로 나누어 적용할 수 있다. 따라서, 일반모드에서는 열차집중제어 시스템으로부터 전송받은 실 관제데이터를 이용하여 관제사 교육 훈련을 수행하고, 사고상황 등이 발생되면 관련된 구간의 정보는 시뮬레이션 데이터로 매뉴얼 또는 자동적으로 변환하는 기능을 포함할 수 있다.

10: 전자연동장치/계전연동장치 110: 통신서버컴퓨터
120: CTC 서버컴퓨터 130: 운영자콘솔그룹
131: 선사령콘솔그룹 132: 주사령콘솔그룹
133: 신호사령콘솔그룹 140: 대형표시반
300: 열차관제 시뮬레이션 시스템 310: 통신부
311: 제1송신부 312: 제1수신부
313: 제2송신부 313: 제2수신부
320: 호스트시스템 330: 교관콘솔
340: 운영자콘솔 341: 선사령콘솔
342: 주사령콘솔 343: 신호사령콘솔
350: 대형표시반

Claims

열차집중제어시스템과 일방향 통신으로 연결되는 통신부;
디스플레이부;
상기 통신부를 통해 상기 열차집중제어시스템의 실제 운영 중인 관제데이터를 수신하여 상기 디스플레이부에 출력하는 호스트시스템; 및
상기 디스플레이부에 출력되는 관제데이터를 변경할 수 있도록 배치되는 적어도 하나 이상의 운영자 콘솔;을 포함하는,
열차관제 시뮬레이션 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 관제데이터를 변경하거나 새로운 데이터를 추가함으로써 상기 관제데이터에 가상의 상황을 부여하도록 배치되는 교관 콘솔을 더 포함하는,
열차관제 시뮬레이션 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 호스트시스템은 시뮬레이션 프로그램을 구비하여, 상기 교관 콘솔의 제어하에, 상기 관제데이터를 출력하는 일반모드와 상기 시뮬레이션 프로그램으로부터 생성된 가상데이터를 출력하는 비상모드로 구분하여 동작하는 것인,
열차관제 시뮬레이션 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 관제데이터는 선로정보, 열차운행정보, 열차번호, 및 운행스케쥴을 포함하는 것인,
열차관제 시뮬레이션 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 호스트시스템은 실제 운영 중인 관제데이터를 실시간으로 상기 디스플레이부에 출력하는 것인,
열차관제 시뮬레이션 시스템.