KR101035130B1 - 고속철도의 이중화된 자동제어장치 - Google Patents

고속철도의 이중화된 자동제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속철도의 이중화된 자동제어장치에 관한 것으로서, 특히 센서로부터 정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 각 상황에 맞는 적절한 명령을 수행하여 기차내의 각 장치를 동작시키는 자동제어유닛을 메인제어유닛과 보조제어유닛으로 이중화하되, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이를 통해 전원을 공급받아 작동하도록 하며, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 비상시 각각 자신의 제어유닛에 속해 있는 전원릴레이를 작동시켜서 상대방의 전원을 오프시킬 수 있도록 하고, 서로간의 작동상태를 확인하면서 고장여부를 판단할 수 있도록 구성 하므로서, 고속철도 내의 자동제어유닛을 이중화하여 이상상황 발생시에도 안정적이고 신뢰성 있는 제어를 가능케 하고, 메인제어유닛과 보조제어유닛이 서로의 상태를 감시하면서 이상발생시 상대방의 전원을 직접 제어하므로 작동상의 오류를 배제할 수 있으며, 전원이 공급되지 않은 상태에서 온상태를 유지하는 전원릴레이를 통해 전원을 공급받음에 따라 소비전력이 감소되는 효과를 기대할 수 있도록 한 고속철도의 이중화된 자동제어장치에 관한 것이다.
고속철도, 이중화, 자동제어장치, 메인제어유닛, 보조제어유닛

Description

고속철도의 이중화된 자동제어장치{Redundant automatic control device}
도 1 은 본 발명의 고속철도의 이중화된 자동제어장치를 보인 블럭도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 메인 제어유닛, 11: 제 1 직렬통신포트,
12: 제 1 디지탈출력부, 13: 제 1 디지탈 입력부,
14: 제 1 전원제어출력부, 15: 제 1 전원릴레이,
20: 보조제어유닛, 21: 제 2 직렬통신포트,
22: 제 2 디지탈출력부, 23: 제 2 디지탈입력부,
24: 제 2 전원제어출력부, 25: 제 2 전원릴레이,
본 발명은 고속철도의 이중화된 자동제어장치에 관한 것으로서, 특히 고속철도 내의 자동제어유닛을 이중화하여 이상상황 발생시에도 안정적이고 신뢰성 있는 제어를 가능케하고, 메인제어유닛과 보조제어유닛이 서로의 상태를 감시하면서 이상발생시 상대방의 전원을 직접 제어하므로 작동상의 오류를 배제할 수 있으며, 전원이 공급되지 않은 상태에서 온상태를 유지하는 전원릴레이를 통해 전원을 공급받 음에 따라 소비전력이 감소되는 효과를 기대할 수 있도록 한 고속철도의 이중화된 자동제어장치에 관한 것이다.
현재 국내에는 350Km/h 의 초고속으로 운행하는 고속철도가 운행되고 있다.
이러한 고속철도는 전기를 동력원으로 하여 작동하고, 모든 장비들이 자동제어되고 있기 때문에 고속철도의 전체 시스템을 제어하는 자동제어장치의 안전도는 매우 중요하다 할 수 있다.
고속철도에 설치되어 있는 자동제어장치는 센서로부터 각종 운행정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 감시도중 발생되는 여러 가지 상황에 따라 적절한 명령을 수행하여 고속철도가 안정적으로 운행되도록 제어하는 것이다.
그러나, 종래의 고속철도의 자동제어장치는 독립적으로 설치되어 있기 때문에 고속철도 주행중 자동제어장치에 이상이 발생 하게되면 고속철도의 안전운행을 보장받을 수 없게되고, 심할경우에는 대형 사고로 발전하여 많은 인명피해를 유발 하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 센서로부터 정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 각 상황에 맞는 적절한 명령을 수행하여 기차내의 각 장치를 동작시키는 자동제어유닛을 메인제어유닛과 보조제어유닛으로 이중화하되, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이를 통해 전원을 공급받아 작동하도록 하며, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 비상시 각각 자신의 전원릴레이를 동작시킬 수 있도록 하고, 서로간의 작 동상태를 확인하면서 고장여부를 판단할 수 있도록 구성하므로서, 고속철도 내의 자동제어유닛을 이중화하여 이상상황 발생시에도 안정적이고 신뢰성 있는 제어를 가능케하고, 메인제어유닛과 보조제어유닛이 서로의 상태를 감시하면서 이상발생시 상대방의 전원을 직접 제어하므로 작동상의 오류를 배제할 수 있으며, 전원이 공급되지 않은 상태에서 온상태를 유지하는 전원릴레이를 통해 전원을 공급받음에 따라 소비전력이 감소되는 효과를 기대할 수 있도록 한 고속철도의 이중화된 자동제어장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은
청구범위 제 1 항에 의하여,
센서로부터 정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 각 상황에 맞는 적절한 명령을 수행하여 기차내의 각 장치를 동작시키는 자동제어유닛을 메인제어유닛과 보조제어유닛으로 이중화하되, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이를 통해 전원을 공급받아 작동하도록 한 것을 특징으로 한다.
청구범위 제 2 항에 의하여,
메인제어유닛과 보조제어유닛은 일정주기마다 서로의 동작상태신호를 교신할 수 있는 제 1 및 제 2 직렬통신포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제 3 항에 의하여,
상기 메인제어유닛과 보조제어유닛은 상대방으로 자신의 동작상태신호를 송신하는 제 1 및 제 2 디지탈 출력부와, 상기 디지탈 출력부를 통해 송신된 동작상 태신호를 수신하는 제 1 및 제 2 디지탈 입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제 4 항에 의하여,
상기 메인제어유닛과 보조제어유닛은 각각 자기자신의 제 1 및 제 2 전원릴레이를 동작시키는 제 1 및 제 2 전원제어출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 도 1 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도면부호 10과 20 은 메인제어유닛과 보조제어유닛을 나타낸다.
본 발명에서는 고속철도의 전반적인 동작을 제어하는 제어유닛을 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)으로 이중화한 것이 가장 큰 특징이다.
그리고, 상기 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이(15)(25)를 통해 파워소스(Power source)로부터 전원을 공급받아 작동하도록 구성한다.
상기와같이 전원이 공급되지 않은 상태, 즉, 평상시 온상태를 유지하는 전원릴레이(15)(25)에 의해 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)으로 전원이 공급되도록 함에 따라 평상시 전원릴레이(15,25)를 온상태로 유지시키는데 전원이 필요치 않게되므로 그만큼 소비전력을 감소시킬 수 있게된다.
한편, 상기 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)에는 일정 주기마다 신호를 주고받는 하트비트(Heartbeat) 교환방식으로 서로간의 작동상태를 감시할 수 있는 수단이 구비된다.
즉, 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)에 각각 제 1 및 제 2 직렬통신포트(11)(21)를 형성하므로서, 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)이 각각 제 1 직렬통신포트(11)와 제 2 직렬통신포트(21)를 통해 일정주기마다 신호를 주고 받음에 따라 상대방의 상태를 확인할 수 있으며, 나아가 상대방의 고장여부를 판단할 수 있게되는 것이다.
또한, 서로간의 작동상태를 감시하는 수단으로서 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)에는 각각 제 1 및 제 2 디지탈출력부(12,22)와 제 1 및 제 2 디지탈 입력부(13,23)가 구비된다.
상기 메인제어유닛(10)은 일정주기마다 소정의 상태신호를 제 1 디지탈 출력부(12)를 통해 보조제어유닛(20)의 제 2 디지탈 입력부(23)로 전송하여 자신의 상태를 보조제어유닛(20)에 알려주고,
상기 보조제어유닛(20)은 일정주기마다 소정의 상태신호를 제 2 디지탈 출력부(22)를 통해 메인제어유닛(10)의 제 1 디지탈 입력부(13)로 전송하여 자신의 상태를 메인제어유닛(10)에 알려주는 것이며, 이러한 동작에 의해 메인제어유닛(10)고 보조제어유닛(20)은 서로 상대방의 상태를 감시하면서 고장여부를 판단할 수 있게되는 것이다.
한편, 상기 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)에는 상대방의 고장발생시 각각 자기자신의 전원릴레이(15,25)를 강제동작시키기 위한 제 1 및 제 2 전원제어출력부(14,24)가 구성되어 있다.
상기 제 1 전원제어출력부(14)는 보조제어유닛(20)의 전원공급을 단속하는 제 2 전원릴레이(25)를 강제오프시키기 위한 제어신호를 출력하며, 상기 제 2 전원제어출력부(24)는 메인제어유닛(10)의 전원공급을 단속하는 제 1 전원릴레이(15)를 강제오프시키기 위한 제어신호를 출력한다.
이에따라, 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)은 상대방 시스템을 감시하다가 고장 및 이상이 발생할 경우 제 1 또는 제 2 전원제어출력부(14)(24)를 통해 각각 자기자신의 제 1 또는 제 2 전원릴레이(15,25)를 동작시켜 상대방 시스템이 동작하지 않도록 하는 것이다.
상기 설명과같은 본 발명에 의하면, 자동제어장치가 메인제어유닛(10)과 보조제어유닛(20)으로 이중화되고, 서로간의 동작상태를 감시하면서 이상상황 발생시 상대방 전원을 강제 오프시키므로서 어느 하나의 제어유닛이 고장나더라도 다른 제어유닛이 그 기능을 대신할 수 있게되므로 고속철도의 전체 시스템이 매우 안정적으로 작동하게된다.
또한, 고장발생시 상대방 전원을 직접 오프시킴에 따라 고장에 따른 여러가지 오류 요인을 배제시킬 수 있게된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 센서로부터 정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 각 상황에 맞는 적절한 명령을 수행하여 기차내의 각 장치를 동작시키는 자동제어유닛을 메인제어유닛과 보조제어유닛으로 이중화하되, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이를 통해 전원을 공급받아 작동하도록 하며, 메인제어유닛과 보조제어유닛은 비상 시 각각 자기자신의 전원릴레이를 동작시킬 수 있도록 하고, 서로간의 작동상태를 확인하면서 고장여부를 판단할 수 있도록 구성 하므로서, 고속철도 내의 자동제어유닛을 이중화하여 이상상황 발생시에도 안정적이고 신뢰성 있는 제어를 가능케하고, 메인제어유닛과 보조제어유닛이 서로의 상태를 감시하면서 이상발생시 상대방의 전원을 직접 제어하므로 작동상의 오류를 배제할 수 있으며, 전원이 공급되지 않은 상태에서 온상태를 유지하는 전원릴레이를 통해 전원을 공급받음에 따라 소비전력이 감소되는 효과를 기대할 수 있도록 한 고속철도의 이중화된 자동제어장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

  1. 센서로부터 정보를 수집하여 고속철도 내의 상황을 감시하고, 상기 감시되는 각 상황에 맞는 명령을 수행하여 상기 고속철도내의 각 장치를 동작시키는 자동제어유닛을 메인제어유닛과 보조제어유닛으로 이중화하되,
    상기 메인제어유닛과 상기 보조제어유닛은 각각 평상시 온상태를 유지하는 제 1 및 제 2 전원릴레이를 통해 전원을 공급받아 작동하도록 한 것을 특징으로 하는 고속철도의 이중화된 자동제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인제어유닛과 상기 보조제어유닛은 일정주기마다 서로의 동작상태신호를 교신할 수 있는 제 1 및 제 2 직렬통신포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속철도의 이중화된 자동제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인제어유닛과 상기 보조제어유닛은 상대방으로 자신의 동작상태신호를 송신하는 제 1 및 제 2 디지탈 출력부와, 상기 디지탈 출력부를 통해 송신된 동작상태신호를 수신하는 제 1 및 제 2 디지탈 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속철도의 이중화된 자동제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인제어유닛과 상기 보조제어유닛은 자기자신의 제 1 및 제 2 전원릴레이를 동작시키는 제 1 및 제 2 전원제어출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속철도의 이중화된 자동제어장치.
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