KR101114576B1 - 통합형 전자폐색제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통합형 전자폐색제어장치 및 중앙집중식 제어방법에 관한 것으로, 이중계 시스템으로 상대 계의 상태정보를 감시하여, 사용계 서버 장애시 대기계로 자동절체를 수행하며, 열차 추적 논리에 의한 각 폐색 구간별 속도 제어, 연동처리, 열차 운행 안전성을 검사하고 폐색장치의 신호제어를 수행하는 역제어장치; 및 상기 역제어장치와 광통신을 이용한 링네트워크로 통신을 수행하여 역제어장치로부터 수신된 제어명령을 처리하고 각종 상태정보 데이터를 전송하며, 이중계 시스템으로 상대 계의 상태정보를 감시하여, 사용계에 장애가 발생한 경우 대기계로 자동절체를 수행하는 현장출력장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 전자폐색제어장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 역제어장치와 현장출력장치 간의 네트워크망 구축으로 여러 제어정보들을 동시에 전송 가능하며, 중앙집중식으로 전송된 정보들을 통합 감시 및 관리가 가능하여 열차 운행의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 듀얼 링네트워크 망으로 구성하여 장애 발생시 자동 절체를 수행하도록 함으로써 열차 운행에 있어서 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

통합형 전자폐색제어장치{Converged Electronic Block Control System}
본 발명은 통합형 전자폐색제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ABS(자동폐색제어장치)와 ATP 차상신호시스템의 지상장치인 LEU(선로변 전자유니트)를 하나로 통합하여 구성하고, 통합형 전자폐색제어장치를 구성하는 역제어장치와 현장출력장치를 광통신 링네트워크망을 기반으로 설계하여 중앙집중식으로 통합감시 및 관리함으로써 열차 운행 및 유지보수의 효율성을 향상시킬 수 있는 통합형 전자폐색제어장치에 관한 것이다.
종래의 신호제어장치로서 자동폐색제어장치(ABS), 궤도회로제어장치, 선로전환장치, 연동제어장치, 건널목 보안장치, 열차자동제어장치(ATC, ATO, ATP, ATS, MBS) 등 수많은 제어장치가 있으며, 이 중에서 본 발명은 ABS와 ATP와 관련된 것이다.
현재 ATP 시스템에서 지상의 신호정보를 차상으로 전송하기 위한 지상정보전송장치(LEU)가 필요하며, LEU는 대부분 ABS의 옆에 설치되어 열차의 제어에 필요한 현장의 정보를 안테나를 통해 차상으로 전송한다. ABS와 LEU는 폐색구간을 기점으로 대부분의 제어가 이루어지기 때문에 대체로 같은 장소에 설치되는 것이 보통이며, 동일한 신호정보 즉, 페색구간에서의 램프의 신호정보에 의해 제어된다는 공통점이 있다. 이와 같이 ABS와 LEU는 동일 장소에서 동일한 열차의 신호정보에 의해 열차를 제어하고 있음에도 불구하고 각각 별개의 시스템으로 분리되어 설치되어 있기 때문에 동일한 정보를 각각 별개로 나누어 송수신하여 이를 신호처리한 후 열차를 제어하고 있다.
　　
따라서 종래의 ABS와 LEU에서는 램프검지부나 전원부 등과 같이 중복 설치된 부품이 증가하여 제조 원가가 높아질 뿐만 아니라, 유지 보수하는데도 많은 인력과 비용을 투자해야 하는 비효율적인 문제들이 발생하고 있다. 또한 제품을 구성하는 전체적인 부품 및 구성품이 증가함에 따라 장애 발생 빈도도 증가하고, 발생된 장애의 복구도 늦어지는 문제도 발생한다. 더구나 종래 ABS의 제어는 수많은 계전기로 구성되는 계전기로직에 의해 이루어지는 아날로그 방식이기 때문에, 장치의 규모도 지나치게 크고 고장의 발생도 잦아 이를 유지보수 하는데도 많은 어려움이 따랐다.
이러한 문제점들을 해결하고자 “등록특허 10-0730388”에서는 ABS와 LEU를 하나로 통합하여 선로변 통합제어장치를 구성하고, 각각의 제어기능을 동시에 수행할 수 있도록 고안하였다. 상기 등록특허의 발명을 통해 장치의 부품을 줄이고 구조를 단순화하는 것이 가능하며, 선로변의 각종 기구함의 수를 줄이는 것 또한 가능해짐으로써 기존 시스템의 문제점을 어느 정도 해소하였다고 볼 수 있다.
그러나 통합형 전자폐색제어장치의 역제어장치 및 현장출력장치의 구체적인 구성과 시스템 내의 장치간 통신 방식에 대한 효과적인 방법을 제시하지 못하여 여전히 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, ABS(자동폐색제어장치)와 ATP 차상신호시스템의 지상장치인 LEU(선로변 전자유니트)를 하나로 통합하여 구성하고, 통합형 전자폐색제어장치를 구성하는 역제어장치와 현장출력장치를 광통신 링네트워크망을 기반으로 설계하여 중앙집중식으로 통합감시 및 관리함으로써 열차 운행 및 유지보수의 효율성을 향상시킬 수 있는 통합형 전자폐색제어장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통합형 전자폐색제어장치는, 이중계 시스템으로 상대 계의 상태정보를 감시하여, 사용계 서버 장애시 대기계로 자동절체를 수행하며, 열차 추적 논리에 의한 각 폐색 구간별 속도 제어, 연동처리, 열차 운행 안전성을 검사하고 폐색장치의 신호제어를 수행하는 역제어장치; 및 상기 역제어장치와 광통신을 이용한 링네트워크로 통신을 수행하여 역제어장치로부터 수신된 제어명령을 처리하고 각종 상태정보 데이터를 전송하며, 이중계 시스템으로 상대 계의 상태정보를 감시하여, 사용계에 장애가 발생한 경우 대기계로 자동절체를 수행하는 현장출력장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역제어장치에 연결되어 역제어장치와 현장출력장치의 상태를 감시하고 역간에 선로점검 등의 특이사항 발생시 속도제한을 사용자가 입력할 수 있는 제어콘솔을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역제어장치와 현장출력장치는 광통신을 이용한 듀얼(이중) 링네트워크로 구성되어 1개의 링네트워크 회선에 장애가 발생시 장애가 없는 경로로 자동으로 절체를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역제어장치는 인접역의 역제어장치와는 각 역의 광단국을 이용한 별도의 통신망을 이용하여 역간 통신라인을 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역제어장치는 전자연동장치와 통신으로 인터페이스를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장출력장치는 역제어장치에 장애가 있거나, 역제어장치가 없는 구간의 경우 현장출력장치의 상태 데이터를 통해서 자체제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장출력장치는 역제어장치의 제어명령에 따라 폐색신호기, 발리스, ATS 등 각종 현장장치로 출력을 내보내는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장출력장치는 폐색신호기 각 등별 점등상태, 궤도회로 점유상태 및 궤도회로 송수신 전압을 검지하고 역제어장치로 송신하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 통합형 전자폐색제어장치의 중앙집중식 제어방법은 역제어장치와 현장출력장치 간의 광통신 링네트워크를 기반으로 하는 제어방법으로서, 현장출력장치에서 현장의 변화상태에 대한 데이터를 역제어장치로 전송하면 역제어장치에서 열차추적논리를 적용하는 단계; 역제어장치가 열차위치에 따른 출력데이터를 현장출력장치로 전송하여 현장 신호기에 신호현시하고 ATS지상자, 발리스로 출력 제어를 하는 단계; 인접 역제어장치간에 역간 데이터를 전송하여 도착역에서 열차진행상황을 인식하도록 하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 통합형 전자폐색제어장치 및 중앙집중식 제어방법에 의하면, 역제어장치와 현장출력장치 간의 네트워크망 구축으로 여러 제어정보들을 동시에 전송 가능하며, 중앙집중식으로 전송된 정보들을 통합 감시 및 관리가 가능하여 열차 운행의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 듀얼 링네트워크 망으로 구성하여 장애 발생시 자동 절체를 수행하도록 함으로써 열차 운행에 있어서 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통합형 전자폐색제어장치의 전체 시스템 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 역제어장치와 현장출력장치의 네트워크 통신 방식 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 역제어장치와 현장출력장치의 이중 링네트워크망 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 통합형 전자폐색제어장치의 통신과정을 나타내는 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 역제어장치의 장애시 현장출력장치가 자체제어를 수행하는 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 역제어장치 내의 각 프로세서간의 기능을 나타내는 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 현장출력장치 내의 각 프로세서간의 기능을 나타내는 구성도.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 ABS(자동폐색제어장치)와 ATP 차상신호시스템의 지상장치인 LEU(선로변 전자유니트)를 하나로 통합하여 구성하는 통합형 전자폐색제어장치의 네트워크망 구성과 중앙집중식 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통합형 전자폐색제어장치의 전체 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 기계실 내에 설치되는 역제어장치(100)와 선로변에 설치되어 역제어장치(100)로부터 수신된 제어명령을 처리하고 각종 상태정보 데이터를 역제어장치(100)로 전송하는 현장출력장치(200) 그리고 역제어장치(100)와 현장출력장치(200)의 통신을 위한 듀얼 링네트워크(300)로 구성된다.
상기 역제어장치(100)는 열차 추적 논리에 의한 각 폐색 구간별 속도 제어, 연동처리, 열차 운행 안전성을 검사하고 폐색장치의 신호제어를 수행하는 기능을 수행한다. 역제어장치(100)에는 역제어장치(100)와 현장출력장치(200)의 상태를 감시하고 역간에 선로점검 등의 특이사항 발생시 속도제한을 사용자가 입력할 수 있는 제어콘솔(미도시)이 연결되어 있다.
1개의 역제어장치(100)는 관내의 상, 하선 모든 현장출력장치(200) 제어가 가능하고, 인접역 역제어장치 장애 시 인접역 현장장치의 제어가 가능하도록 충분한 제어처리 용량을 갖는다.
역제어장치(100)는 전자연동장치와 광통신으로 인터페이스를 수행하여 정보를 주고 받는다. 역제어장치(100)는 인접역의 역제어장치와는 각 역의 광단국을 이용한 별도의 통신망을 이용하여 역간 통신라인을 구성한다.
상기 역제어장치(100)는 대기 이중계 시스템으로 상대계의 상태정보를 감시하여, 사용계 서버 장애시 대기계로 자동절체를 수행하여 열차운용에 지장을 주지 않게 된다.
상기 현장출력장치(200)는 역제어장치(100)와 링네트워크로 구성하여 역제어장치(100)로부터 수신된 제어명령을 처리하고 각종 상태정보 데이터를 전송할 수 있다. 역제어장치(100)의 제어명령에 따라 폐색신호기, 발리스, ATS 등 각종 현장장치로 출력을 보내게 된다. 또한 폐색신호기 각 등별 점등상태, 궤도회로 점유상태 및 궤도회로 송수신 전압을 검지하고 역제어장치로 송신할 수 있다. 필요시 건널목 보안장치와 연계하여 현장신호기, ATS 및 발리스와 상호간 제어조건을 사용할 수 있다.
현장출력장치(200)는 역제어장치(100)와의 통신상태, 입출려상태, 궤도회로 전압 등 모든 동작상태를 확인할 수 있는 표시기능을 갖추고 있다.
현장출력장치(200)는 대기 이중계 방식으로 구성하여 사용계에 고장이 발생하더라도 열차운용에 지장을 주지 않고 대기계로 자동절체를 수행하게 된다.
또한, 궤도회로와 인터페이스가 가능하며, ATS, 신호기 및 LEU와 인터페이스하여 신호현시계열에 의한 출력을 하며, 광통신 방식을 사용하여 25km 이상의 장거리 폐색을 구현하고, 역제어장치(100) 장애시 인접역 역제어장치에서 현장출력장치(200)를 제어한다.
상기 역제어장치(100)와 현장출력장치(200)간에는 광통신을 듀얼(2중계) 링네트워크(300)로 통신회선을 2중화하여 1개의 링네트워크 회선에 장애가 발생하면 장애가 없는 경로로 통신회선이 자동으로 구성된다.
상기와 같이 통합형 전자폐색제어장치를 구성하는 역제어장치(100)와 현장출력장치(200) 간에는 광통신 듀얼(이중) 링네트워크망(300)을 기반으로 하여 제어정보, 궤도정보, 감시정보 등을 동시에 전송하는 것이 가능하다. 이와 같은 네트워크망의 구축을 통해 장거리 전송된 정보들을 원격 중앙집중식으로 통합감시 및 관리하는 것이 가능해지므로 열차 운행 및 유지보수의 효율성이 향상될 수 있다.
즉, 기존 ABS 방식의 경우는 직전의 폐색제어장치 신호현시 정보만을 받아 신호를 현시하였으나, 통합형 전자폐색제어장치는 역제어장치에서 열차 추적논리에 따라 통합 제어가 가능해진 것이다. 종래 설비에서는 기존 일대일 정보전송만 가능하며, 이전 폐색유닛 제어현시만으로 신호를 제어하였다.
그러나 본 발명의 시스템 구성을 나타내는 도 1과 같이 역제어장치에서는 광통신 네트워크망을 기반으로 인접역 역제어장치 및 현장출력장치에서 장거리 전송을 통해 수집된 폐색궤도정보, 감시정보, 제어정보 등의 열차 추적논리에 따른 중앙집중식 통합 제어 수행이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 역제어장치와 현장출력장치의 네트워크 통신 방식 예시도이다.
도 2를 참조하면, 여러 제어정보를 전송 받은 역제어장치(100)에서는 구간별 신호를 현시하고, 현장출력장치(200)는 다시 역제어장치(100)로부터 제어명령을 전송 받아 통신이 이루어지게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 역제어장치와 현장출력장치의 이중 링네트워크망 구성도이다.
도 3을 참조하면, 역제어장치(100)와 현장출력장치(200)는 이중 링네트워크망(300)으로 구성되어, 장애 발생시 자동으로 절체되어 열차운행에 전혀 영향을 주지 않는 높은 신뢰성과 안전성을 지니고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 통합형 전자폐색제어장치의 통신과정을 나타내는 예시도이다.
도 4 를 참조하면, 본 발명의 역제어장치와 현장출력장치 간의 광통신 링네트워크를 기반으로 하는 구체적인 통신과정은 다음과 같다.
① 현장출력장치에서 현장의 변화상태에 대한 데이터를 역제어장치로 전송하면 역제어장치에서 열차추적논리에 의해 열차를 제어한다.
② 역제어장치가 열차위치에 따른 출력데이터를 현장출력장치로 전송하여 현장 신호기에 신호현시하고 ATS지상자, 발리스로 출력 제어를 한다.
③ 역간데이터를 전송하여 도착역에서 열차진행사항을 인식하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 역제어장치의 장애시 현장출력장치가 자체제어를 수행하는 예시도이다.
도 5를 참조하면,
① 본래 열차진행방향의 역제어장치가 제어해야 하나, 역제어장치 장애시 진행방향의 역제어장치도 장애시에는 전방 현장출력장치 상태데이터를 통해서 자체제어를 수행하도록 한다.
② 역제어장치가 없는 구간의 경우 자체제어 기능만으로 동작할 수 있도록 제작하여 현장출력장치만 사용이 가능하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 역제어장치 내의 각 프로세서간의 기능을 나타내는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 각각의 프로세서는 독립적으로 동작하며, 상호 유기적인 동작 체제를 유지한다.
통신프로세서(110)는 인접역제어장치와 통신하여 인접역제어장치의 상태정보를 알 수 있으며, 인접역제어장치의 장애시에 인접역의 현장출력장치의 제어권을 가져올 수 있다.
또한, 현장출력장치와 통신하여 현장출력장치의 상태정보, 현장장치의 상태정보 및 현장 제어정보를 가져올 수 있다.
또한, 대기계와 통신하여 사용계에 장애가 발생시 제어권을 대기계로 전환하기 위한 계 전환을 담당한다.
감시프로세서(120)는 각 프로세서의 동작 상태를 감시하고, 프로세서간 유기적인 동작을 감시하는 기능을 수행한다. 또한, 장애 발생시에 통신프로세서(110)에 계 전환을 요구한다.
화면표시프로세서(130)는 운용자 인터페이스를 담당하는 기능을 수행한다. 역제어장치에 연결된 외부 모니터에 역제어장치와 현장출력장치의 상태 표시 정보를 전송하여 정보를 디스플레이 할 수 있도록 한다.
DI/O프로세서(140)는 외부 장치와의 인터페이스를 담당하는 기능을 수행한다. 외부 장치로부터의 입력정보를 검출하고, 외부 장치로 출력정보를 송출한다.
제어프로세서(150)는 역제어장치 및 현장장치의 제어 정보를 산출하여, 장치 상태 정보에 의해 계 전환을 결정하는 기능을 수행한다. 또한, 현장 상태 정보와 제어 요구 정보에 의해 현장출력장치의 동작 정보를 산출한다.
도 7은 본 발명에 따른 현장출력장치 내의 각 프로세서간의 기능을 나타내는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 각각의 프로세서는 독립적으로 동작하며, 상호 유기적인 동작 체제를 유지한다.
통신프로세서(240)는 역제어장치, 표시부, AF궤도회로, 계간 통신 등을 관장한다.
표시부에 장치 및 현장 상태 정보를 표시하며, AF궤도회로와 통신하여 AF궤도회로 정보(DC 전압, 송신전압, 수신절류, 계전기전압)를 가져온다.
또한, 역제어장치와 통신하여 현장 상태 정보를 송출하고, 현장 제어 정보를 수신하게 된다.
또한, 대기계와 통신하여 사용계에 장애가 발생시 제어권을 대기계로 전환하기 위한 계 전환을 담당한다.
감시프로세서(250)는 각 프로세서의 동작 상태를 감시하고, 프로세서간 유기적인 동작을 감시하는 기능을 수행한다. 또한, 장애 발생시에 통신프로세서(240)에 계 전환을 요구한다.
DI/O프로세서(260)는 외부 장치와의 인터페이스를 담당하는 기능을 수행한다. 외부 장치로부터의 입력정보를 검출하고, 외부 장치로 출력정보를 송출한다.
제어프로세서(270)는 현장출력장치 및 현장장치의 제어 정보를 산출하여, 장치 상태 정보에 의해 계 전환을 결정하는 기능을 수행한다. 또한, 현장 상태 정보와 제어 요구 정보에 의해 현장출력장치의 동작 정보를 산출한다.
　
또한, 제어프로세서(270)에서 부정출력을 감시하여 부정출력 발생시 VRD 계전기 낙하로 출력전원 차단함으로써 외부출력을 봉쇄한다. 이때 신호기, ATS 지상자, 발리스는 정지를 현시한다.
본 발명에 따르면, 역제어장치와 현장출력장치 간의 네트워크망 구축으로 여러 제어정보들을 동시에 전송 가능하며, 중앙집중식으로 전송된 정보들을 통합 감시 및 관리가 가능하여 열차 운행의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 듀얼 링네트워크 망으로 구성하여 장애 발생시 자동 절체를 수행하도록 함으로써 열차 운행에 있어서 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.
100: 역제어장치 110,240: 통신 프로세서
120,250: 감시프로세서 130: 화면 표시 프로세서
140,260: DI/O 프로세서 150,270: 제어 프로세서
200: 현장출력장치 300: 듀얼 링네트워크

Claims (9)

  1. 이중계 시스템으로 상대계의 상태정보를 감시하여, 사용계 서버 장애시 대기계로 자동절체를 수행하며, 열차 추적 논리에 의한 각 폐색 구간별 속도 제어, 연동처리, 또는 열차 운행 안전성을 검사하고 폐색장치의 신호제어를 수행하는 역제어장치;
    상기 역제어장치와 광통신을 이용한 링네트워크로 통신을 수행하여 역제어장치로부터 수신된 제어명령을 처리하고 각종 상태정보 데이터를 전송하며, 이중계 시스템으로 상대 계의 상태정보를 감시하여, 사용계에 장애가 발생한 경우 대기계로 자동절체를 수행하는 현장출력장치;
    상기 역제어장치에 연결되어 역제어장치와 현장출력장치의 상태를 감시하고 역간에 선로점검의 특이사항 발생시 속도제한을 사용자가 입력할 수 있는 제어콘솔;을 포함하여 이루어지고,
    상기 현장출력장치는 역제어장치에 장애가 있거나, 역제어장치가 없는 구간의 경우 현장출력장치의 상태 데이터를 통해서 자체제어를 수행하고, 역제어장치의 제어명령에 따라 폐색신호기, 발리스 또는 ATS 중 어느 하나의 현장장치로 출력을 내보내며, 폐색신호기 각 등별 점등상태, 궤도회로 점유상태 및 궤도회로 송수신 전압을 검지하고 역제어장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 통합형 전자폐색제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 역제어장치와 현장출력장치는 광통신을 이용한 듀얼(이중) 링네트워크로 구성되어 1개의 링네트워크 회선에 장애가 발생시 장애가 없는 경로로 자동으로 절체를 수행하는 것을 특징으로 하는 통합형 전자폐색제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 역제어장치는 인접역의 역제어장치와는 각 역의 광단국을 이용한 별도의 통신망을 이용하여 역간 통신라인을 구성하는 것을 특징으로 하는 통합형 전자폐색제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 역제어장치는 전자연동장치와 통신으로 인터페이스를 수행하는 것을 특징으로 하는 통합형 전자폐색제어장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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