KR101234939B1 - 열차 제어 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치 - Google Patents

열차 제어 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치 Download PDF

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Abstract

열차 제어 정보의 오류를 검증할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 신호 장치는, 정해진 선로에 따라 운행되는 열차를 제어하는 신호 장치로서, 상기 열차의 열차 상태 정보를 입력 받아 상기 열차 상태 정보에 대응되는 열차 제어 정보를 각각 생성하는 복수개의 열차 상태 정보 처리부; 및 상기 생성된 각 열차 제어 정보를 서로 비교하는 열차 제어 정보 비교부; 및 상기 열차 제어 정보 비교부의 비교 결과를 기초로 상기 열차 제어 정보의 오류를 검증하여 검증 결과에 따라 열차 운행 신호를 출력하는 열차 제어 정보 검증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열차 제어 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치{Module for Controlling Train and Apparatus for Signaling Comprising That Module}
본 발명은 열차 제어에 관한 것으로, 보다 구체적으로 열차 안전 제어를 위한 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치에 관한 것이다.
고정된 선로를 주행하는 대표적인 이동체인 열차는 자동 운전 및 플랫폼에서의 정밀 정차를 위해 그 제어가 매우 중요한 문제로 인식되고 있다.
이러한 열차 제어 기술에는 고정 폐색 방식과 이동 폐색 방식이 있다. 고정 폐색 방식은, 열차의 주행 선로를 일정한 길이의 블록으로 구분하고 이를 폐색의 기본 단위로 사용하는 방식이다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 특정 블록에 열차가 들어오면 해당 블록 전체가 폐색되고, 다른 열차는 폐색되어 있는 블록으로 진입할 수 없게 된다. 따라서, 후행 열차는 선행 열차가 점유하고 있는 특정 블록의 후미를 자동 열차 보호(Automatic Train Protection: ATP) 구역으로 설정하게 된다.
다음으로, 이동 폐색 방식은 열차의 실제 위치를 기준으로 폐색 구간을 설정하는 방식으로 폐색 구간이 일정하지 않고 가변적으로 설정된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 고정적인 블록이 없이 선로 상에 열차가 실제 점유하고 있는 위치만 폐색 구간이 된다. 따라서, 열차가 이동하게 되면 폐색 구간도 열차의 위치에 따라 연속적으로 이동하게 되고, 후행 열차는 선행 열차의 후미부를 자동 열차 보호 구역으로 설정하게 된다.
상술한 바와 같은 방식들을 이용한 열차 제어 기술은, 열차의 상태 정보를 미리 정해진 알고리즘을 이용하여 연산함으로써 열차 제어를 위한 제어 정보를 생성하게 된다.
그러나, 종래에는 열차의 상태 정보 연산을 통해 생성된 열차 제어 정보의 오류를 검증할 수 있는 방법이 없어, 열차 운영 시스템의 신뢰성이 저하될 수 있고, 오류가 있는 열차 제어 정보가 생성되어 다른 장치들로 출력되는 경우 열차의 안전 사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
특히, 무인으로 운행되는 열차의 경우, 열차의 정지 명령 또는 열차의 감속 명령과 같은 열차 제어 정보에 오류가 발생하게 되면, 열차 운행에 치명적인 문제가 발생할 수 있고 이는 대형사고로 이어 질 수 있어 열차 제어 정보의 오류 검증이 필수적으로 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열차 제어 정보의 오류를 검증할 수 있는 열차 제어 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 열차 제어 정보의 오류가 발생하는 경우 Fail-Safe 기능을 수행할 수 있는 열차 제어 모듈 및 이를 포함하는 신호 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 신호 장치는, 정해진 선로에 따라 운행되는 열차를 제어하는 신호 장치로서, 상기 열차의 열차 상태 정보를 입력 받아 상기 열차 상태 정보에 대응되는 열차 제어 정보를 각각 생성하는 복수개의 열차 상태 정보 처리부; 및 상기 생성된 각 열차 제어 정보를 서로 비교하는 열차 제어 정보 비교부; 및 상기 열차 제어 정보 비교부의 비교 결과를 기초로 상기 열차 제어 정보의 오류를 검증하여 검증 결과에 따라 열차 운행 신호를 출력하는 열차 제어 정보 검증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 열차 제어 모듈은, 열차 상태 정보를 연산하여 상기 열차 상태 정보에 대응되는 열차 제어 정보를 각각 생성하는 복수개의 열차 상태 정보 처리부; 상기 각 열차 제어 정보를 서로 비교하는 열차 제어 정보 비교부; 상기 비교 결과를 기초로 상기 열차 제어 정보의 오류를 검증하고, 오류가 발생된 것으로 판단되면 열차 제어 모드에 따라 상기 열차 제어 정보의 외부 출력을 차단하기 위한 전원 공급 차단을 지시하거나 상기 열차 상태 정보의 재연산을 지시하는 열차 제어 정보 검증부; 및 상기 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단되면, 상기 전원 공급 차단 지시에 따라 상기 열차 제어 정보의 외부 출력을 차단하기 위한 전원 공급 차단 신호를 전원 공급 모듈로 전달하는 페일 세이프 기능 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 열차 제어 정보를 다른 외부 장치로 출력하기 이전에 내부 오류 발생 여부를 검증할 수 있기 때문에 열차 운영 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 내부 오류가 발생된 것으로 판단되면 외부 장치에 대한 열차 제어 정보의 출력을 차단하는 Fail-Safe 기능을 수행할 수 있어 열차 운전의 안전성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 장치 중 하나인 차상 신호 장치 및 지상 신호 장치가 적용된 열차 운영 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 모듈의 오류 검증 방법을 보여주는 플로우차트.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 본 발명에 따른 신호 장치(100)는, 열차의 상태 정보를 기초로 하여 열차의 운행에 필요한 제어 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 신호 장치(100)는 차상 신호 장치 또는 지상 신호 장치일 수 있다. 이하에서는 도 2를 참조하명, 차상 신호 장치와 지상 신호 장치에 대해 간략하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 장치 중 하나인 차상 신호 장치 및 지상 신호 장치가 적용된 열차 운영 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차상 신호 장치(200)는, 열차(210)에 탑재되어 열차(210)에 탑재된 타코 제너레이터(Taco Generator, 220)로부터 전송되는 정보를 이용하여 열차(210)의 위치 및 속도를 산출하고, 열차(210)의 속도나 위치와 같은 열차 상태 정보를 차상 신호기(202) 및 지상 신호기(232)를 이용하여 무선으로 지상 신호 장치(230)로 전송한다.
또한, 차상 신호 장치(200)는 지상 신호기(232) 및 차상 신호기(202)를 통해 지상 신호 장치(230)로부터 전송되는 열차 운행 정보를 무선으로 수신하고, 수신된 열차 운행 정보에 따라 열차의 운행을 제어하는 역할을 수행한다.
다음으로, 지상 신호 장치(230)는 열차(210)가 운행되는 선로(212) 변에 배치되어 있는 복수개의 지상 신호기(232)들과 유선 또는 무선으로 연결된다. 이러한 지상 신호 장치(230)는, 지상 신호기(232) 및 차상 신호기(202)를 통해 차상 신호 장치(200)로부터 전달되는 열차의 속도 및 위치 정보와 같은 열차 상태 정보를 이용하여 열차의 운행을 제어하기 위한 열차 운행 정보를 생성하고, 생성된 열차 운행 정보를 지상 신호기(232) 및 차상 신호기(202)를 통해 차상 신호 장치(200)로 전달한다.
또한, 지상 신호 장치(230)는 열차의 속도 및 위치 정보와 같은 열차 상태 정보와 열차 운행 정보를 종합 사령실(미도시)로 전달하는 역할을 수행한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 데이터 입출력 모듈(110), 열차 제어 모듈(120), 및 전원 공급 모듈(130)을 포함할 수 있다.
데이터 입출력 모듈(110)은, 외부 장치(미도시)로부터 열차의 상태를 나타내는 열차 상태 정보를 입력 받아 열차 제어 모듈(120)로 전달한다. 일 실시예에 있어서, 열차 상태 정보는 열차의 현재 속도에 대한 정보, 열차의 목표 속도에 대한 정보, 열차의 현재 위치에 대한 정보, 열차의 가감속에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 데이터 입출력 모듈(110)은, 열차 제어 모듈(120)로부터 전달되는 열차 운행 정보를 외부 장치로 출력한다. 일 실시예에 있어서, 열차 운행 정보는, 열차의 감속 명령 또는 열차의 정지 명령을 포함할 수 있다.
한편, 열차 제어 모듈(110)에 의해 생성된 열차 제어 정보에 오류가 발생하여 열차 제어 모듈(120)로부터 새로운 열차 운행 정보가 전달되지 않은 경우, 데이터 입출력 모듈(110)은 직전에 기록되어 있던 열차 운행 정보를 외부 장치로 출력한다.
도 1에서는 데이터 입출력 모듈(110)이 열차 상태 정보의 입력 기능 및 열차 운행 정보의 출력 기능, 즉 데이터 입력 및 출력 기능을 모두 수행하는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 데이터 입출력 모듈(110)은, 데이터 입력 기능만을 담당하는 데이터 입력 모듈과 데이터 출력 기능만을 담당하는 데이터 출력 모듈로 분리되어 구현될 수 있을 것이다.
다음으로, 열차 제어 모듈(120)은 데이터 입출력 모듈(110)로부터 열차 상태 정보를 수신하고, 수신된 열차 상태 정보를 미리 정해진 알고리즘으로 연산하여 열차 상태 정보를 생성한다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 모듈(120)은 미리 정해신 시간 범위 내에 수신된 복수개의 열차 상태 정보를 미리 정해진 알고리즘으로 각각 연산하여 각 열차 상태 정보에 상응하는 열차 제어 정보를 생성할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 열차 제어 모듈(120)은 하나의 열차 상태 정보를 수신하여 복수개로 분배한 후, 분배된 각 열차 상태 정보를 미리 정해진 알고리즘으로 각각 연산하여 열차 상태 정보 별로 각 열차 상태 정보에 상응하는 열차 제어 정보를 생성할 수 있다.
이후, 열차 제어 모듈(120)은, 생성된 각 열차 제어 정보를 비교하여 열차 제어 정보의 오류를 검증한다.
검증 결과, 열차 제어 정보에 오류가 발생된 것으로 판단되는 경우, 열차 제어 모드가 제1 모드이면 열차 제어 모듈(120)은 열차 제어 정보가 외부로 출력되는 것을 방지하기 위한 전원 공급 차단 신호를 전원 공급 모듈(130)로 전달한다. 열차 제어 모드가 제2 모드이면, 열차 제어 모듈(120)은 각각의 열차 상태 정보를 재연산하여 열차 상태 정보에 상응하는 열차 제어 정보를 재생성하고, 재생성된 열차 제어 정보를 비교함으로써 열차 제어 정보의 오류를 다시 검증한다.
한편, 열차 제어 정보에 오류가 발생되지 않은 것으로 판단되는 경우, 열차 제어 모듈(120)은, 열차 제어 정보 중 어느 하나를 열차 운행 정보로 생성하여 데이터 입출력 모듈(110)로 전달한다.
이하에서는, 이러한 열차 제어 모듈(120)의 기능을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 모듈의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 모듈(120)은, 입출력 인터페이스부(310), 열차 제어 정보 검증부(320), 복수개의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n), 열차 제어 정보 비교부(340), 및 페일 세이프 기능 수행부(350)를 포함할 수 있다.
먼저, 입출력 인터페이스부(310)는, 데이터 입출력 모듈(110)로부터 열차 상태 정보를 수신하여 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달하고, 열차 제어 정보 검증부(320)로부터 열차 운행 정보가 전달되면 이를 데이터 입출력 모듈(110)로 출력한다.
일 실시예에 있어서 이러한 입출력 인터페이스부(310)는 VME(Versa Module Eurocard) 컨트롤러를 이용하여 구현할 수 있다.
다음으로, 열차 제어 정보 검증부(320)는, 입출력 인터페이스부(310)로부터 전달받은 열차 상태 정보를 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 전달한다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는 미리 정해신 시간 범위 내에 수신된 복수개의 열차 상태 정보 각각을 열차 상태 처리부(330a~330n)로 전달할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는, 하나의 열차 상태 정보를 수신하여 복수개로 분배한 후, 분배된 각 열차 상태 정보를 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 전달할 수 있다. 즉, 열차 제어 정보 검증부(320)는 하나의 열차 상태 정보를 입력 받아, 이를 열차 상태 정보 처리부(330)의 개수만큼 복제하고, 복제된 열차 상태 정보를 각 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 전달하는 것이다.
이와 같이, 열차 제어 정보 검증부(320)가 미리 정해진 시간 범위 내에서 수신된 복수개의 열차 상태 정보를 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 전달하거나 하나의 열차 상태 정보를 복수개로 분배하여 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 전달하는 것은, 각 열차 상태 정보 별로 생성된 열차 제어 정보의 오류를 검증하기 위한 것이다.
또한, 열차 제어 정보 검증부(320)는 복수개의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로부터 각 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)가 생성한 열차 제어 정보를 수신하고, 수신된 열차 제어 정보를 열차 제어 정보 비교부(340)로 전달한다.
또한, 열차 제어 정보 검증부(320)는 열차 제어 정보 비교부(340)의 비교 결과에 기초하여 열차 제어 정보의 오류를 검증하고, 열차 제어 정보의 오류 검증 결과에 따라 복수개의 열차 제어 정보 중 어느 하나를 열차 운행 정보로 생성하여 입출력 인터페이스(310)로 제공하거나, 외부로 열차 제어 정보가 출력되는 것을 방지하기 위한 전원 공급 차단 신호를 생성하여 페일 세이프 기능 수행부(350)로 전달한다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는 열차 제어 정보의 오류 검증 결과, 열차 제어 정보에 오류가 발생된 것으로 판단되는 경우, 열차 제어 모드가 제1 모드이면 열차 제어 정보가 외부로 출력되는 것을 방지하기 위한 전원 공급 차단 신호를 생성하여 전원 공급 모듈(130)로 전달한다.
또한, 열차 제어 모드가 제2 모드이면, 열차 제어 정보 검증부(320)는 각 열차 상태 정보의 재연산을 위한 재연산 명령을 생성하여 이를 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)으로 전송함으로써, 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)가 열차 상태 정보를 재연산하여 열차 제어 정보를 다시 생성하도록 한다.
이때, 제1 모드란 비상 사태가 발생한 경우와 같이 긴급한 조치가 요구되는 긴급 모드를 의미하고, 제2 모드란 열차가 정상적으로 운행되고 있는 정상 모드를 의미한다.
한편, 열차 제어 정보에 오류가 발생되지 않은 것으로 판단되는 경우, 열차제어 정보 검증부(320)는, 열차 제어 정보 중 어느 하나를 열차 운행 정보로 생성하여 데이터 입출력 모듈(110)로 전달하고, 외부로 열차 운행 정보가 정상적으로 출력되도록 하기 위해 출력 인에이블(Enable) 신호인 전원 공급 신호(예컨대, FS_WDP: Fail-Safe Watch Dog Pulse)를 생성하여 페일 세이프 기능 수행부(350)로 제공한다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는, 각 열차 제어 정보의 차이가 미리 정해진 기준치 이하인 경우 열차 제어 정보의 오류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 각 열차 제어 정보의 차이가 상기 기준치보다 크면 열차 제어 정보의 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는, 복수개의 열차 제어 정보에 상응하는 값들 중 동일한 값의 개수가 동일하지 않은 값의 개수보다 많으면, 열차 제어 정보의 오류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 동일하지 않은 값의 개수가 동일한 값의 개수보다 많으면, 열차 제어 정보의 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, 열차 제어 정보 검증부(320)는 열차 제어 정보들에 상응하는 값들 중 동일한 값의 개수가 2/3 이상이면 열차 제어 정보의 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하고, 동일하지 않은 값의 개수가 2/3 이상이면 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단할 수도 있을 것이다.
일 예로, 열차 제어 모듈(110)이 3개의 열차 상태 정보 처리부를 포함하고, 열차 제어 정보 비교부(340)로부터, 3개의 열차 제어 정보 중 열차의 정지를 명령하는 값을 갖는 열차 제어 정보가 2개이고, 열차의 감속을 명령하는 값을 갖는 열차 제어 정보가 1개라는 결과를 전달 받은 경우, 열차 제어 정보 검증부(320)는 동일한 값의 개수가 2/3 이상이므로 열차 제어 정보의 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하고, 열차 정지를 명령하는 열차 제어 정보 중 하나를 열차 운행 정보로 생성할 수 있다.
다른 예로, 열차 제어 정보 비교부(340)로부터, 3개의 열차 제어 정보 중 열차의 정지를 명령하는 값을 갖는 열차 제어 정보가 1개이고, 열차의 감속을 명령하는 값을 갖는 열차 제어 정보가 1개이며, 열차의 계속 운행을 명령하는 값을 갖는 열차 제어 정보가 1개라는 결과를 전달 받은 경우, 열차 제어 정보 검증부(320)는 동일하지 않은 값의 개수가 2/3 이상이므로, 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단하고, 재연산 명령을 생성하거나 전원 공급 차단 신호를 생성한다.
이러한 실시예들에 따르는 경우, 재연산 요청시 열차 제어 정보들 중 열차 제어 정보 간의 차이가 기준치 보다 큰 열차 제어 정보들에 상응하는 열차 상태 정보에 대해 재연산을 요청하거나 동일하지 않은 값을 갖는 열차 제어 정보에 상응하는 열차 상태 정보에 대해 재연산을 요청할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)는 각 열차 제어 정보의 오류를 최초로 검증하는 경우에는 각 열차 제어 정보의 차이가 기준치 이하인지 여부로 열차 제어 정보의 오류를 검증하고, 각 열차 제어 정보의 오류를 재차 검증하는 경우에는 동일한 값의 열차 제어 정보의 개수와 동일하지 않은 값의 열차 정보의 개수를 이용하여 열차 제어 정보의 오류를 검증할 수 있다.
상술한 실시예들에 있어서, 열차 제어 정보 검증부(320)로부터 페일 세이프 기능 수행부(350)로 전달되는 전원 공급 신호는 하이 값을 가지는 펄스 신호이고, 전원 공급 차단 신호는 로우 값을 가지는 펄스 신호일 수 있다.
이러한 열차 제어 정보 검증부(320)는 CPU(Central Processing Unit)로 구현할 수 있다.
다음으로, 복수개의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는, 미리 정해진 알고리즘을 이용하여 열차 제어 정보 검증부(320)로부터 전달되는 열차 상태 정보를 각각 연산함으로써 각 열차 상태 정보에 상응하는 열차 제어 정보를 생성하고, 생성된 열차 제어 정보를 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달한다.
예컨대, 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 열차의 속도 정보나 열차의 위치 정보를 미리 정해진 알고리즘을 통해 연산함으로써 열차의 감속 또는 열차의 정지 여부를 결정하고, 열차의 감속을 위한 열차 제어 정보나 열차의 정지를 위한 열차 제어 정보를 생성한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 열차 제어 모듈(110)은 복수개의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)를 포함하기 때문에, 각각의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)에 의해 생성된 열차 제어 정보의 비교를 통해 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)의 내부 오류를 검증할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 모듈(110)은 3개의 열차 상태 정보 처리부를 포함할 수 있다.
이러한 경우, 각 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)로 입력되는 열차 상태 정보는 하나의 열차 상태 정보가 분배된 것이거나, 미리 정해진 시간 범위 내에서 입력된 열차 상태 정보들일 수 있다.
상술한 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 논리 연산용 DSP(Digital Signal Processor)로 구현할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서, 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 열차 제어 정보를 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달하는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 열차 제어 정보를 열차 제어 정보 비교부(340)로 직접 전달할 수도 있다.
예컨대, 열차 제어 모드가 제1 모드인 경우 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 열차 제어 정보를 열차 상태 정보 비교부(340)로 직접 전달하고, 열차 제어 모드가 제2 모드인 경우 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)는 열차 제어 정보를 열차 제어 정보 검증부(320)를 통해 열차 제어 정보 비교부(340)로 전달할 수 있다.
다음으로, 열차 제어 정보 비교부(340)는, 각각의 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)에 의해 생성된 열차 제어 정보를 수신하고, 수신된 열차 제어 정보의 동일 여부를 비교한다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 비교부(340)는 각 열차 제어 정보 간의 차이를 판단하여 그 결과값을 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달한다. 이러한 경우 상술한 바와 같이, 각 열차 제어 정보의 차이가 미리 정해진 기준치 이하인 경우 열차 제어 정보의 오류가 발생하지 않은 것으로 판단되고, 각 열차 제어 정보의 차이가 상기 기준치보다 크면 열차 제어 정보의 오류가 발생한 것으로 판단된다.
다른 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 비교부(340)는 열차 제어 정보에 상응하는 값을 서로 비교하여 동일한 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수와 동일하지 않은 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수를 판단하여 그 결과를 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달한다.
또 다른 실시예에 있어서, 열차 제어 정보 비교부(340)는 각 열차 제어 정보의 동일 여부를 최초로 비교하는 경우에는 각 열차 제어 정보의 차이를 판단하여 그 결과 값을 열차 제어 정보 검증부(320)로 제공하고, 각 열차 제어 정보의 동일 여부를 재차 비교하는 경우에는 동일한 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수와 동일하지 않은 값을 갖는 열차 정보의 개수를 판단하여 그 결과를 열차 제어 정보 검증부(320)로 전달할 수 있다.
이러한 열차 제어 정보 비교부(340)는 연산 결과 비교 처리용 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)로 구현할 수 있다.
다음으로, 페일 세이프 기능 수행부(350)는, 열차 제어 정보의 오류가 발생되어 열차 제어 정보 검증부(320)로부터 전원 공급 차단 신호가 수신되는 경우, 외부로 열차 제어 정보가 출력되는 것을 방지하기 위해 전원 공급 모듈(130)로 전원 공급 차단 신호를 전달한다.
또한, 페일 세이프 기능 수행부(350)는, 열차 제어 정보의 오류가 발생되지 않아 열차 제어 정보 검증부(320)로부터 전원 공급 신호가 수신되는 경우, 열차 운행 정보가 외부로 정상적으로 출력되도록 하기 위한 전원 공급 신호를 전원 공급 모듈(130)로 전달한다.
이때, 상술한 바와 같이, 전원 공급 신호는 하이 값을 가지는 펄스 신호이고, 전원 차단 신호는 로우 값을 가지는 펄스 신호일 수 있다.
한편, 열차 제어 모듈(120)은 메모리(360)를 더 포함할 수 있다. 메모리(360)는, 열차 상태 정보, 열차 제어 정보, 또는 열차 운행 정보를 저장하거나, 열차 제어 모듈(120)의 동작을 위한 각종 정보들이 기록된다. 예컨대, 메모리(360)는 열차 상태 정보 처리부(330a~330n)에서의 연산 수행을 위한 알고리즘이 기록될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 메모리(360)는 휘발성 소자 또는 뷔휘발성 소자로 구현될 수 있다. 예컨대, 메모리는, RAM(Random Access Memory) 또는 ROM(Read Only Memory)으로 구현될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 전원 공급 모듈(130)은 열차 제어 모듈(120)의 제어하에 신호 장치(100)에 포함된 각 모듈들에게 전원을 공급한다. 구체적으로, 열차 제어 정보의 오류가 발생되지 않은 것으로 판단되어 열차 제어 모듈(120)로부터 전원 공급 신호가 수신되면, 전원 공급 모듈(130)은, 신호 장치(100)에 포함된 각 모듈들에게 정상적으로 전원이 공급되도록 하여 열차 제어 정보를 기초로 생성된 열차 운행 정보가 외부(예컨대, 지상 신호 장치 또는 차상 신호 장치, 이하 동일)로 출력될 수 있도록 한다.
또한, 열차 제어 정보의 오류가 발생되어 열차 제어 모듈(120)로부터 전원 공급 차단 신호가 수신되면, 전원 공급 모듈(130)은 신호 장치(100)에 포함된 각 모듈들, 예컨대 데이터 입출력 모듈에 대한 전원 공급을 차단하여 열차 제어 정보가 외부로 출력되는 것을 방지한다.
한편, 도 1에서는 신호 장치(100)가 데이터 입출력 모듈(110), 열차 제어 모듈(120), 전원 공급 모듈(130)만을 포함하는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 열차의 운행 제어를 위해 요구되는 일반적인 모듈들을 더 포함할 수도 있다. 예컨대, 신호 장치(100)는 외부 장치들과의 통신을 통해 열차 상태 정보 또는 열차 운행 정보를 송수신할 수 있는 통신 모듈(미도시)더 포함할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 정보의 오류 검증 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 정보의 오류 검증 방법을 보여주는 플로우차트이다.
먼저, 복수개의 열차 상태 정보를 미리 정해진 알고리즘을 이용하여 각각 연산함으로써 각 열차 상태 정보에 상응하는 열차 제어 정보를 생성한다(S400).
일 실시예에 있어서, 복수개의 열차 상태 정보는 하나의 열차 상태 정보가 복수개로 분배된 것이거나, 미리 정해진 시간 범위 내에서 입력된 복수개의 열차 상태 정보들일 수 있다.
다음으로, 복수개의 열차 제어 정보를 비교한다(S410).
비교 결과, 각 열차 제어 정보의 차이가 기준치 이하이면, 열차 제어 정보의 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하여, 출력 인에이블(Enable) 신호를 생성하여 전원 공급 모듈로 전달하고 동일한 열차 제어 정보 중 어느 하나를 열차 운행 정보로 생성하여 외부로 출력한다(S420). 이때 출력 인에이블 신호는 외부로 열차 운행 정보가 출력 되도록 하기 위한 전원 공급 신호일 수 있다.
한편, S430의 비교 결과, 각 열차 제어 정보의 차이가 기준치보다 크면, 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단하고 열차 제어 모드를 판단한다(S430).
판단결과, 열차 제어 모드가 긴급 처리를 요구하는 제1 모드인 경우, 출력 디스에이블(Disable) 신호를 생성하여 전원 공급 모듈로 전달함으로써, 열차 제어 정보가 외부로 출력되는 것을 방지한다(S440). 이때 출력 디스에이블 신호는 열차 제어 정보가 외부로 출력 되는 것을 방지 하기 위한 전원 공급 차단 신호일 수 있다.
한편, S430의 판단 결과, 열차 제어 모드가 긴급 처리가 요구되지 않는 제2 모드인 경우 S400 내지 S440의 과정을 미리 정해진 횟수만큼 반복함으로써 열차 제어 정보의 오류를 재검증한다.
상술한 실시예에 있어서는 각 열차 제어 정보들 간의 차이가 기준치 이하인지 여부로 열차 제어 정보의 오류를 검증하는 것으로 기재하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서는, 각 열차 제어 정보에 상응하는 값들 중 동일한 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수가 동일하지 않은 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수보다 많으면 열차 제어 정보의 오류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 동일하지 않은 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수가 동일한 열차 제어 정보의 개수보다 많으면 열차 제어 정보의 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 열차 제어 정보에 상응하는 값들 중 동일한 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수가 2/3이상이면 내부 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하고, 동일하지 않은 값을 갖는 열차 제어 정보의 개수가 2/3이상이면 내부 오류가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 신호 장치 110: 데이터 입출력 모듈
120: 열차 제어 모듈 130: 전원 공급 모듈
310: 입출력 인터페이스부 320: 열차 제어 정보 검증부
330: 열차 상태 정보 처리부 340: 열차 제어 정보 비교부
350: 페일 세이프 기능 수행부 360: 메모리

Claims (14)

  1. 정해진 선로에 따라 운행되는 열차를 제어하는 신호 장치에 있어서,
    상기 열차의 열차 상태 정보를 입력 받아 상기 열차 상태 정보에 대응되는 열차 제어 정보를 각각 생성하는 복수개의 열차 상태 정보 처리부; 및
    상기 생성된 각 열차 제어 정보를 서로 비교하는 열차 제어 정보 비교부; 및
    상기 열차 제어 정보 비교부의 비교 결과를 기초로 상기 열차 제어 정보의 오류를 검증하여 검증 결과에 따라 열차 운행 신호를 출력하는 열차 제어 정보 검증부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 열차 제어 정보의 오류 검증 결과 오류가 발생된 것으로 판단되면 전원 공급 차단 신호를 출력하고, 상기 열차 제어 정보의 오류 검증 결과 오류가 발생되지 않은 것으로 판단되면 상기 열차 운행 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 열차 제어 정보 비교부의 비교 결과, 상기 각 열차 제어 정보의 차이가 기준치 이하이면 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하여 상기 열차 운행 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 열차 제어 정보 비교부의 비교 결과, 상기 각 열차 제어 정보의 차이가 기준치보다 크면, 긴급 모드인 경우 오류가 발생한 것으로 판단하고 정상 모드인 경우 상기 열차 상태 정보 처리부에 상기 각 열차 상태 정보의 재연산을 요청하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 정상 모드인 경우 상기 각 열차 제어 정보 중 그 차이가 기준치보다 큰 열차 제어 정보에 상응하는 열차 상태 정보들의 재연산을 요청하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 각 열차 제어 정보에 상응하는 값 중 동일한 값의 개수가 동일하지 않은 값의 개수보다 많으면 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하여 상기 열차 운행 신호를 출력하고,
    상기 열차 제어 정보에 상응하는 값 중 동일하지 않은 값의 개수가 동일한 값의 개수보다 많으면 긴급 모드인 경우 오류가 발생한 것으로 판단하고 정상 모드인 경우 상기 열차 상태 정보 처리부에 상기 각 열차 상태 정보의 재연산을 요청하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    미리 정해진 시간 범위 내에서 제공되는 상기 열차 상태 정보를 수신하고, 수신된 열차 상태 정보를 상기 열차 상태 정보 처리부로 각각 입력하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 신호 장치는,
    차상 장치 또는 지상 장치로부터 상기 열차 상태 정보를 수신하여 상기 열차 제어 정보 검증부로 전달하고, 상기 열차 제어 정보 검증부로부터 전달되는 열차 운행 정보를 차상 장치 또는 지상 장치로 출력하는 입출력 인터페이스부; 및
    상기 열차 제어 정보 검증부에 의해 상기 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단되면, 상기 열차 제어 정보의 외부 출력을 차단하기 위한 전원 공급 차단 신호를 전원 공급 모듈로 전달하는 페일 세이프 기능 수행부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    차상 장치 또는 지상 장치로부터 상기 열차 상태 정보를 입력받아 입출력 인터페이스부를 통해 상기 열차 제어 정보 검증부로 전달하고, 상기 열차 제어 정보 검증부로부터 상기 입출력 인터페이스부를 통해 전달되는 열차 운행 신호를 상기 차상 장치 또는 지상 장치로 출력하는 데이터 입출력 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 장치는, 상기 열차에 탑재되어 상기 열차의 운행을 제어하는 차상 신호 장치에 포함되거나 무선 링크를 통해 상기 열차에 탑재된 차상 신호 장치에 상기 열차의 운행 정보를 전송하는 지상 신호 장치에 포함되고, 상기 열차 상태 정보는 상기 열차의 속도 정보 및 위치 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 신호 장치.
  11. 열차 상태 정보를 연산하여 상기 열차 상태 정보에 대응되는 열차 제어 정보를 각각 생성하는 복수개의 열차 상태 정보 처리부;
    상기 각 열차 제어 정보를 서로 비교하는 열차 제어 정보 비교부;
    상기 비교 결과를 기초로 상기 열차 제어 정보의 오류를 검증하고, 오류가 발생된 것으로 판단되면 열차 제어 모드에 따라 상기 열차 제어 정보의 외부 출력을 차단하기 위한 전원 공급 차단을 지시하거나 상기 열차 상태 정보의 재연산을 지시하는 열차 제어 정보 검증부; 및
    상기 열차 제어 정보의 오류가 발생된 것으로 판단되면, 상기 전원 공급 차단 지시에 따라 상기 열차 제어 정보의 외부 출력을 차단하기 위한 전원 공급 차단 신호를 전원 공급 모듈로 전달하는 페일 세이프 기능 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 생성된 열차 제어 정보에 상응하는 값 중 동일한 값의 개수가 2/3 이상이면 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하고, 동일하지 않은 값의 개수가 2/3 이상이면 오류가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 모듈.
  13. 제11항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    상기 생성된 열차 제어 정보의 차이가 기준치 이하이면 오류가 발생되지 않은 것으로 판단하고 기준치보다 크면 오류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 모듈.
  14. 제11항에 있어서, 상기 열차 제어 정보 검증부는,
    미리 정해진 시간 범위 내에서 수신된 열차 상태 정보를 상기 열차 상태 정보 처리부로 각각 입력하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 모듈.
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