KR101211122B1 - 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기 - Google Patents

정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 관한 것으로, 발리스에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 사용자터미널에 표시하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서, 사용자터미널의 쓰기(write) 명령에 의해 전송되는 정보갱신 데이터를 수신처리하는 중앙처리장치(CPU)와; 중앙처리장치에서 수신처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 텔레그램 신호로 인코딩 처리하는 텔레그램 인코더; 및 텔레그램 인코더에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 FSK 신호로 변조하는 FSK 변조기와 FSK 변조기에 의해 변조처리된 텔레그램 신호인 정보갱신 데이터를 텔레그램 루프 안테나를 통해서 발리스에 저장하는 텔레그램 전송부를 가진 RF 파워드라이버를 포함한다.

Description

정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기{Balise data analyzer having information update fucntion}
본 발명은 발리스 데이터 분석기에 관한 것으로, 특히 선로정보, 열차운행정보, 열차상태정보 등을 새로운 데이타로 갱신할 수 있는 정보갱신을 가진 발리스 데이터 분석기에 관한 것이다.
열차제어시스템의 구성은 일반적으로 열차진로제어, 열차집중제어, 열차간격제어로 분류된다. 열차간격제어 관련 설비는 정보 전송 및 속도 제어를 위한 신호기와 밀접한 관계를 가지며, 주로 궤도회로장치와 폐색장치를 기본으로 제어 방식에 따라 자동열차정지장치, 자동 열차제어장치, 자동열차방호장치, 자동열차운전장치, 및 자동열차감시장치 등으로 분류한다.
자동열차정지장치(ATS:Automatic Train Stop)는 열차가 폐색 구간에 설치된 신호기가 현시하는 열차 운행 제한 속도를 초과할 때, 기관사가 5초 이내에 제동을 인가하지 않는 경우에 자동으로 열차를 정지시키는 우리나라 기존선 구간 및 지하철 일부 구간에서 사용하는 열차 제어 방식을 의미한다.
자동열차제어장치(ATC:Automatic Train Control)는 열차 이동에 대한 제어 및 열차의 안전성과 열차 운영 명령을 자동으로 실행하는 장치로 자동열차방호장치, 자동열차운전장치, 및 자동열차감시장치 등의 하부 시스템 기능을 갖는다. 이는 선행 열차의 위치, 운행 진로 등 선로의 제반 조건에 따른 정보 코드가 선로를 통하여 차상으로 전송되며, 차상에서는 지상에서 전송된 정보를 표시 장치에 현시한다. 자동열차제어장치는 고속 철도 차량을 안전하고 효율적으로 이동시키기 위해 주로 사용한다.
자동열차방호장치(ATP:Automatic Train Protection)는 열차 검지, 선행 열차와 후행 열차 사이의 거리 유지, 진로 연동 및 속도 제한 등을 통해 안전한 열차 운영을 유지하는 ATC 하부 시스템으로 폐색 구간 경계 지점에 설치한 지상자(발리스, 비콘, 루프 등)를 통하여 열차간 운행 정보를 상호 교환하여 최소 제동 거리를 확보함으로서 운전 시격의 단축, 선로 용량 증가 및 열차 추돌에 따른 열차 보호를 실행한다.
자동열차운전장치(ATO:Automatic Train Operation)는 미리 설정된 프로그램에 따라 역에서의 열차 속도 감소 및 정지 관련 열차 제어 기능을 실행하는 ATC의 하부 시스템으로 ATO 장치는 종래에 승무원이 수동으로 수행하던 역간 운전, 열차 정지, 출입문 제어, 열차 출발, 안내 방송, 등을 컴퓨터 기술 개발에 적용함으로서 열차운행 상태가 열차 운행 제어 컴퓨터(TTC:Train Traffic Control)에서 감시되어 안전한 열차운행이 자동으로 실행된다.
자동열차감시장치(ATS:Automatic Train Supervision)는 열차 상태 감시 및 열차 운영 패턴을 유지하기 위해 열차 운영 명령에 대한 적절한 통제를 실행하는 ATC 하부 시스템으로 열차의 도착과 출발을 각각의 역에서 통제한다. 이는 현장의 자동장치에 의한 조정과 열차운행제어 컴퓨터(TTC) 프로그램에 의한 자동 조정으로 분류한다.
상기 자동열차방호장치(ATP)의 발리스(Balise)란 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상 간에 각종 정보를 전송하는 장치로서, 선로에 설치되는 선로변 무선통신장치와 양방향 무선통신을 통하여 선로정보(곡선,경사 등)와 열차운행정보(목표운행속도, 선행열차와의 거리, 다음 발리스 설치위치까지의 거리 등) 및, 열차상태 정보(비정상 운행정보, 비상스위치 조작정보, 문 열림 제어정보, 역 구내 운행정보 등)를 교환한다.
이처럼 발리스는 열차안전운행에 중요한 기기이다. 따라서 이미 열차 선로에 설치되어 기 사용중인 발리스의 고장 여부를 확인을 위해서는 발리스 점검기(Checker)를 구비한 특수 차량(모터카 등)이 준비되어야 하므로 발리스를 점검하는데 상당한 시간과 노력이 소요될 뿐만 아니라, 비용도 적지 않게 필요하게 되고, 또한 특수차량운행으로 발리스 고장여부 확인에 많은 인력이 동원되는 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 인해 발리스를 사용하는 현장에서는 보다 쉽고 신속하게 저비용으로 발리스를 유지보수 및 관리할 수 있는 휴대용 장치가 요구되고 있다.
이에 따라 상기의 문제점을 해결하고자 한 특허문헌 1(독립전원을 사용한 발리스 점검툴)이 등록되어 있다.
특허문헌 1은 외부로부터 전달되는 전원을 회로에 공급 및 충전하는 전원관리부와; 발리스를 동작시키도록 발리스가 필요로 하는 전력을 상기 전원관리부로부터 공급받아 발리스로 전송하는 텔래파워전송부와; 발리스가 방사하는 텔래그램의 신호를 텔래그램 Loop 안테나를 통해 수신하는 텔래그램 수신부와; FSK 신호로 변조된 텔래그램 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 FSK복조기와; 상기 FSK복조기에서 복조한 암호화 상태의 텔래그램을 전달받아 해석한 후 사용자단말기로 전송하는 텔래그램디코더를 포함하여 구성되어 있다.
그러나 상기 특허문헌 1은 발리스에 저장되어 있는 선로정보(곡선,경사 등)와 열차운행정보(목표운행속도, 선행열차와의 거리, 다음 발리스 설치위치까지의 거리 등) 및, 열차상태정보(비정상 운행정보, 비상스위치 조작정보, 문 열림 제어정보, 역 구내 운행정보 등) 등을 사용자 단말기에서 읽어들이는 리딩(reading) 기능만을 갖추고 있어서 선로, 열차운행, 열차상태 등의 정보를 변경하여야 할 필요가 있을 경우에는 사용중인 발리스는 폐기하고 변경된 정보가 저장된 새로운 발리스로 교체설치해야 함에 따라 자원낭비 등의 문제가 있다.
또한 사용자단말기와 발리스 점검툴은 RS-232 및/또는 Ethernet 유선통신을 하기 때문에 유선장비로 인해 불편하고 사용자단말기와 발리스 점검툴 사이의 케이블 단선 및 접촉불량으로 인한 통신불능의 오류가 발생할 수 있다.
대한민국등록특허 10-1011799(2011.01.24)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 발리스에 저장되어 있지만 갱신이 필요한 선로, 열차운행, 열차상태 등의 새로운 정보를 자유롭게 갱신할 수 있도록 한 정보갱신을 가진 발리스 데이터 분석기를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적은, 발리스에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 사용자터미널에 표시하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서, 사용자터미널의 쓰기(write) 명령에 의해 전송되는 정보갱신 데이터를 수신처리하는 중앙처리장치(CPU)와; 중앙처리장치에서 수신처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 텔레그램 신호로 인코딩 처리하는 텔레그램 인코더; 및 텔레그램 인코더에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 FSK 신호로 변조하는 FSK 변조기와 FSK 변조기에 의해 변조처리된 텔레그램 신호인 정보갱신 데이터를 텔레그램 루프 안테나를 통해서 발리스에 저장하는 텔레그램 전송부를 가진 RF 파워드라이버를 포함하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 의해 달성된다.
본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서, RF 파워드라이버는 반송파 27Mhz를 생성하는 발진기(OSC)와; FSK 변조기(30)에 의해 변조되고 정보갱신 데이터를 가진 반송파 27Mhz를 증폭하는 RF 증폭기; 및 RF 증폭기에 의해 증폭된 반송파 27Mhz를 필터링하는 필터(Filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서, 발리스와 유선연결되어 텔레그램 인코더에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 TTL 레벨로 발리스로 전송하는 시리얼 통신 드라이버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서, 사용자터미널과 중앙처리장치는 블루투스 무선통신하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 기술구성에 의해 발리스에 저장되어 있는 선로, 열차운행, 열차상태 등의 정보를 새로운 정보로 자유롭게 갱신저장할 수 있을 뿐만 아니라 사용자터미널이 발리스 데이터 분석기와 Blutooth 무선통신을 함으로써 유선통신에 따른 유선장비의 불필요 및 케이블 단선과 접촉불량으로 인한 통신불능 등의 오류를 해소할 수 있고, 장비설치를 신속하면서 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 사용자터미널(PDA, NoteBook), 발리스 데이터 분석기, 발리스 간의 기술구성도.
도 2는 본 발명의 발리스 데이터 분석기의 기술구성 블럭도.
도 3은 본 발명의 RF 파워드라이버의 기술구성도.
이하, 본 발명의 기술구성을 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 기술하면 다음과 같다.
본 발명의 발리스 데이터 분석기와 관련하여 사용자터미널의 읽기(write) 명령에 의해 발리스에 저장되어 있던 정보를 읽어들여 사용자터미널에 표시하는 것은 특허문헌 1에 자세히 개시되어 있으므로 이에 대해서는 설명을 생략하고, 본 발명의 주요특징인 사용자터미널의 쓰기(write) 명령에 의해 발리스에 정보갱신 데이터를 저장하는 것에 대하여만 기술하기로 한다.
본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기(100)는 발리스의 메모리에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 사용자터미널에 표시하는 읽기(read) 기능을 구비하고 한편, 철도관련 갱신정보를 발리스의 메모리에 저장하는 쓰기(write) 기능을 더 포함하고 있는 것이다.
사용자터미널과 발리스 데이터 분석기의 중앙처리장치(CPU)는 38400bps까지 통신속도를 지원하는 RS-232 Serial 통신과 10Mpbs의 Ethernet 통신을 하는 유선 통신포트와 Blutooth 통신을 하는 무선 통신포트로 구분되어 상호 데이터 통신을 하게 된다. 이에 따라 사용자터미널에서 발리스에 쓰기(write) 하려는 정보갱신 데이터를 bluetooth에 의한 무선통신으로 ESD를 통해서 중앙처리장치(CPU)로 입력하거나, RS-232 또는 Ethernet을 통하여 중앙처리장치(CPU)에 입력한다.
이렇게 사용자터미널과 발리스 데이터 분석기의 통신방식을 bluetooth에 의한 무선통신 방식으로 구현함으로써 케이블을 사용함에 따른 문제점인 케이블 단선 및 접촉불량으로 인한 통신불능을 해소하는 한편, 케이블에 따른 추가 장비를 설치하는 부분이 사라지는 장점이 있다.
본 발명의 사용자터미널에서 쓰기(write)에 의한 발리스의 정보갱신을 하기 위한 구성요소로서 중앙처리장치(10)와; 텔레그램 인코더(20)와; FSK 변조기(30)와 텔레그램 전송부(40)를 가진 RF 파워드라이버(50) 등이 발리스 데이터 분석기(100)에 구비되어 있다.
상기한 중앙처리장치(CPU)(10)는 사용자터미널에 의해 전송되는 정보갱신 데이터를 수신처리하고, 텔레그램 인코더(20)는 중앙처리장치에서 수신처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 텔레그램 신호로 인코딩 처리하고, RF 파워드라이버(50)의 FSK 변조기(30)는 텔레그램 인코더(20)에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 FSK 신호로 변조하고, RF 파워드라이버(50)의 텔레그램 전송부(40)는 FSK 변조기에 의해 변조처리된 텔레그램 신호인 정보갱신 데이터를 수신안테나인 텔레그램 루프 안테나를 통해서 발리스에 저장하게 된다.
전원부는 발리스 데이터 분석기의 각부에 동작을 할 수 있도록 전기에너지를 공급하는 부분으로서 12V 충전 밧데리를 충전시키고, 이 충전 밧데리는 RF 파워드라이버에 9V의 전력을 공급하고, FPGA 코아(CORE) 측에 정전압 회로를 거쳐서 3.3V의 전압을 공급하며, FPGA 입출력(IO) 측에 정전압 회로를 거쳐서 1.5V의 전압을 공급한다.
노트북 또는 PDA 등의 사용자터미널에서 Bluetooth에 의한 무선통신, RS-232, 또는 Ethernet에 의한 유선통신 중에서 어느 하나에 의해 저장(write)하려는 정보갱신 데이터를 중앙처리장치(10)에 전송하여 입력하고, 중앙처리장치(10)는 입력된 정보갱신 데이터를 텔레그램 인코더(20)에서 텔레그램 신호로 인코딩하여 FSK 변조기(30)로 보내고, FSK 변조기(30)는 반송파(Carrier) 주파수 27Mhz를 중앙처리장치(10)에서 보내온 정보갱신 데이터와 혼합한 후에 27Mhz를 반송파로 하여 정보갱신 데이터를 주파수편이방식(Frequency Shift Keying, 이하 FSK라 함)으로 변조한다. 여기서 반송파 27Mhz는 발진기(OSC)에 의해 생성된다. 이렇게 변조된 반송파 27Mhz로 실린 정보갱신 데이터는 RF 증폭기에 의해 증폭되어 필터(Filter)를 거쳐 텔레그램 전송부(40)에 의해 수신안테나인 텔레그램 루프 안테나를 통해 발리스에 전송되어 발리스 내부의 메모리에 저장되는 것이다.
또한, 본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기(100)는 발리스와 유선케이블에 의해 연결되어 텔레그램 인코더(20)에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 TTL 트랜지스터회로(TTL : Transistor Transistor Logic)레벨로 발리스로 전송하는 시리얼 통신 드라이버(50)를 구비하고 있다.
이에 따라 노트북 또는 PDA 등의 사용자터미널에서 Bluetooth에 의한 무선통신, RS-232 또는 Ethernet에 의한 유선통신을 통하여 발리스에 저장(write)하려는 정보갱신 데이터를 중앙처리장치에 전송한다. 이렇게 전송된 정보갱신 데이터는 텔레그램 인코더(20)에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 후에 시리얼 통신 드라이버(50)를 통하여 유선케이블에 의해 발리스로 전송되고, 발리스는 입력된 저장(Write)할 정보갱신 데이터를 내부 메모리에 저장하게 된다.
상술한 바처럼, 본 발명의 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기(100)는 노트북 또는 PDA 등의 사용자터미널에서 쓰기 명령에 의해 발리스에 정보갱신 데이터를 저장할 수 있도록 중앙처리장치(10)와; 텔레그램 인코더(20)와; FSK 변조기(30); 및 텔레그램 전송부(40) 등이 새롭게 구비되어 선로, 운행정보, 열차상태 등의 철도관련 변경정보를 수시로 사용자터미널에서 발리스에 입력저장할 수 있다. 이에 따라 발리스를 재사용할 수 있게 됨에 따라 자원을 낭비하지 않게 된다.
10 : 중앙처리장치 20 : 텔레그램 인코더
30 : FSK 변조기 40 : 텔렉그램 전송부
50 : RF 파워드라이버 60 : 시리얼 통신 드라이버
100 : 발리스 데이터 분석기

Claims (4)

  1. 발리스에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 사용자터미널에 표시하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기에 있어서,
    사용자터미널의 쓰기(write) 명령에 의해 전송되는 정보갱신 데이터를 수신처리하는 중앙처리장치(10)와; 중앙처리장치에서 수신처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 텔레그램 신호로 인코딩 처리하는 텔레그램 인코더(20); 및
    텔레그램 인코더에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 FSK 신호로 변조하는 FSK 변조기(30)와 FSK 변조기에 의해 변조처리된 텔레그램 신호인 정보갱신 데이터를 텔레그램 루프 안테나를 통해서 발리스에 저장하는 텔레그램 전송부(40)를 가진 RF 파워드라이버(50)를 포함하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    RF 파워드라이버(50)는 반송파 27Mhz를 생성하는 발진기(OSC)와; FSK 변조기(30)에 의해 변조되고 정보갱신 데이터를 가진 반송파 27Mhz를 증폭하는 RF 증폭기; 및 RF 증폭기에 의해 증폭된 반송파 27Mhz를 필터링하는 필터(Filter)를 더 포함하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    발리스와 유선연결되어 텔레그램 인코더(20)에 의해 텔레그램 신호로 인코딩 처리된 정보갱신 데이터를 수신하여 TTL 레벨로 발리스로 전송하는 시리얼 통신 드라이버(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    사용자터미널과 중앙처리장치는 블루투스 무선통신하는 것을 특징으로 하는 정보갱신 기능을 가진 발리스 데이터 분석기.
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KR101899381B1 (ko) * 2018-03-15 2018-10-29 신우이엔지 주식회사 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법
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