KR101303045B1 - 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법 - Google Patents

무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기관사용 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 시스템을 통해 열차의 진로 확인 및 선로전환기 방향, 신호기 상태, 앞뒤 열차 위치 확인이 용이하도록 한 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템은 현장역으로부터 다수의 열차 진로 상태 정보 데이터를 실시간으로 전송받아 표시장치에 표시하고 상기 현장역의 진로를 제어하는 열차집중제어장치(CTC)가 설치된 관제실(10); 상기 현장역의 데이터를 상기 관제실(10)로 전송하고, 상기 관제실(10)로부터 전송된 데이터를 상기 현장역의 각종 장치로 전송하며 표시하며, 상기 관제실(10)로부터 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 전송받아 상기 현장역 주변에 무선 전송하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)가 구성된 현장역 신호기기실(20);상기 현장역 무선 액세스 포인트(25)로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변(30)의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34); 및 상기 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34)에서 전송된 상기 다수의 열차 운행 정보를 표시하는 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법{Wireless communication based centralized traffic control monitoring system for engineer and method for providing driving information uging the same}
본 발명은 기관사용 열차집중제어장치 모니터링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기관사용 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 시스템을 통해 열차의 진로 확인 및 선로전환기 방향, 신호기 상태, 앞뒤 열차 위치 확인이 용이하도록 한 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열차의 운행을 위해서는 열차가 진행할 방향으로 진로를 구성해 주어야만 구성된 진로를 따라 열차가 정상적으로 운행하게 된다.
이러한 열차 진로의 취급은 관제실(혹은 사령실)의 관제사나 현장역사의 운용원에 의해서만 취급될 수 있으며, 현장역의 운용원에 의해 취급될 경우 현장역의 역 조작표시장치의 장애와 같이 현장역에서 진로를 취급할 수 없는 급박한 상황에는 관제실의 관제사가 현장역의 진로를 취급할 수 있도록 하고 있다.
이를 위해서 관제실은 현장역에 설치되고 운용되는 각종 장치를 비롯하여 취급된 진로 상태 정보를 실시간으로 전송받아 사령 조작표시장치에 표시하고 현장역의 진로를 제어할 수 있도록 하는 열차집중제어장치(Centralized Traffic Control, CTC)가 설치되어 운용되고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 열차집중제어장치를 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 열차집중제어장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 일반적인 열차진행방향에 따른 신호기를 설명하기 위한 도면이다.
종래 기술에 따른 열차집중제어장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 관제실과 현장역 신호기기실로 구성된다.
우선, 관제실은 관제시스템 서버(1), 선형정보표시장치(2), 내부 네트워크(3), 터미널서버(4) 및 관제실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(5)로 구성된다.
그리고, 현장역 신호기기실은 현장역 신호기기실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(6), 역정보전송장치(Local Data Transmission System : 이하 LDTS라 함)(7), 연동장치(8) 및 역조작표시장치(Local Control Panel : 이하 LCP라 함)(9)로 구성된다.
관제시스템 서버(1)는 LDTS(7)로부터 전송되는 모든 데이터를 처리하여 관리하고 시스템의 모든 동작을 총괄하여 제어한다.
선형정보표시장치(2)는 관제실에 설치되어 관제사가 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 관제시스템 서버(1)로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 관제사의 제어에 따라 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송한다.
내부네트워크(3)는 관제시스템 서버(1)와 관제실 내에 설치되어 있는 모든 장치들을 내부적으로 연결한다.
터미널서버(4)는 LDTS(6)로부터의 데이터를 관제실 DSU(5)로부터 수신받아 내부 네트워크(3)에 연결된 관제시스템 서버(1)로 송신하고, 관제시스템 서버(1)로부터의 데이터를 내부 네트워크(3)를 통해 수신받아 관제실 DSU(5)를 통해 LDTS(6)로 송신한다.
관제실 DSU(5)는 관제실과 현장역 사이에서 원거리 통신을 수행한다.
현장역 DSU(6)는 현장역과 관제실 사이에서 원거리 통신을 수행한다.
LDTS(7)는 관제실과 현장역 사이에서 연동장치(8)를 통해 전송받은 데이터를 가공하여 통신장비들을 거쳐 관제실로 전송하고, 관제실로부터 전송된 데이터를 가공하여 연동장치(8)로 전송한다.
연동장치(8)는 관제사 또는 운용원의 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 등의 장치로 출력하고 현장 장치들의 동작상태정보를 LDTS(7)로 전송한다.
LCP(9)는 현장역의 상황을 실시간으로 표시한다.
이와 같이 종래 기술에 따른 열차집중제어장치에 있어서는 기관사를 위한 장치는 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
이때, 기관사들이 진로를 확인하는 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이 열차의 진행방향에 따라 설치된 신호기(10)를 확인하거나, 관제사들의 무전으로 인한 음성 확인이 유일하다. 이러한 신호기(10)는 열차가 진행하는 방향으로 궤도 옆에 존재하는데, 신호기(10)의 종류는 3현시, 4현시, 5현시 등이 있고, 출발 신호, 정지 신호, 경계 신호, 감속 신호 등 그 의미에 따라 신호 표시 방식이 다르다.
도 3은 일반적인 고속철도 열차의 내부 시스템 구성도이다.
일반적인 고속철도 열차의 내부 시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 공기압력계, 정보현시 및 ATS조정패널, ATC 신호 및 속도계, 전압계, 전류계, 기관사용 컴퓨터, 시계, 보조제동변, 주제동변, 졸음방지용패달, 스피커, 출입문 WDJ 스위치, 팬토 그래프 선택스위치, 무전기 등으로 구성되어 있다.
이러한 일반적인 고속철도 열차의 철도 차량 내부 구성도에서도 알 수 있듯이 기관사들을 위한 네비게이션 역할을 하는 장치는 존재하지 않고 있다. 이러한 시스템들로는 관제사가 설정한 진로 설정 상황, 정차할 역까지의 진로 구성, 선로전환기의 방향 확인들은 불가능하다는 문제가 있었다.
따라서 도 2에 나타낸 바와 같은 신호기를 확인하여야 하는데, 오랜 경험을 가지고 있는 베테랑 기관사들은 신호기의 위치가 어디에 존재하는지 알 수 있지만, 상황에 따라 신호기를 확인하지 못하고 통과하였을 경우가 발생할 수 있고, 초보기관사는 신호기가 어디에 있는지 모르는 경우가 많아 이에 대한 보완 방법이 필요하다.
일예로 2010년 03월 전라선에서 서울~광주 구간 KTX 하행 방향으로 달리던 열차가 정차할 역인 정읍역을 통과한 뒤 그 다음 정거장(장성역)에 정차했다. 기차 내부에선 "기계 점검 때문에 장성역에 정차하겠다"는 안내멘트만 되풀이되었다.
이는 기계 점검이 필요할 수도 있지만 담당 기관사의 운전 미숙에 따른 문제가 있을 수도 있는 것으로, 초보 기관사들뿐만 아니라 오랫동안 근무한 기관사들도 신호기의 상태나 선로전화기 등의 방향을 충분히 예측하기 힘든 상황이 발생하는 경우에 대한 대비책이 필요하다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 기관사용 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 시스템을 통해 기관사가 열차의 진로 확인 및 선로전환기 방향, 신호기 상태, 앞뒤 열차 위치 확인이 용이하도록 하여 안전한 열차운행이 가능하도록 한 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템은, 현장역으로부터 다수의 열차 진로 상태 정보 데이터를 실시간으로 전송받아 표시장치에 표시하고 상기 현장역의 진로를 제어하는 열차집중제어장치(CTC)가 설치된 관제실; 상기 현장역의 데이터를 상기 관제실로 전송하고, 상기 관제실로부터 전송된 데이터를 상기 현장역의 각종 장치로 전송하며 표시하며, 상기 관제실로부터 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 전송받아 상기 현장역 주변에 무선 전송하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)가 구성된 현장역 신호기기실; 상기 현장역 무선 액세스 포인트로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트; 및 상기 다수의 선로변 무선 액세스 포인트에서 전송된 상기 다수의 열차 운행 정보를 표시하는 기관사용 모니터링 장치;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 관제실은, 현장역 신호기기실의 데이터를 처리하여 관리하고 열차스케쥴을 총괄하여 제어하는 관제시스템 서버와, 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 상기 관제시스템 서버로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 상기 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송하는 선형정보표시장치와, 관제시스템 서버와 상기 관제실 내에 설치되어 있는 장치들을 내부적으로 연결하는 내부 네트워크와, 관제실과 상기 현장역 신호기기실간 데이터를 송수신하는 터미널 서버, 터미널 서버와 현장역 신호기기실 사이에서 원거리 통신을 수행하는 관제실 DSU(Digital(Data) Service Unit)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
그리고, 현장역 신호기기실은, 관제실의 상기 관제실 DSU와 상기 현장역 신호기기실 사이에서 원거리 통신을 수행하는 현장역 DSU와, 현장역 DSU를 통해 상기 관제실과 상기 현장역 신호기기실 사이에서 송수신되는 데이터를 가공하는 역정보전송장치(LDTS)와, 역정보전송장치(LDTS)로부터 가공된 데이터 중 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 장치로 출력하고, 동작상태정보는 상기 역정보전송장치(LDTS)로 전송하는 연동장치 및 연동장치와 연결되어 상기 현장역의 상황을 실시간으로 표시하는 역조작표시장치(LCP)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
또한, 현장역 무선 액세스 포인트(AP)는 상기 현장역의 신호기기실측 DSU와 연결된 것이 바람직하다.
한편, 현장역 무선 액세스 포인트(AP)와 다수의 선로변 무선 액세스 포인트는 와이파이 기능이 추가됨이 바람직하다.
그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템은, 현장역으로부터 다수의 열차 진로 상태 정보를 실시간으로 전송받아 표시장치에 표시하고 상기 현장역의 진로를 제어하는 열차집중제어장치(CTC)가 설치되고, 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 상용 유,무선 및 와이파이망으로 전송하는 상용 네트워크 연결장치가 구성된 관제실; 현장역의 데이터를 상기 관제실로 전송하고, 상기 관제실로부터 전송된 데이터를 상기 현장역의 각종 장치로 전송하며 표시하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)가 구성된 현장역 신호기기실; 상용 유,무선 및 와이파이망으로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트; 및 다수의 선로변 무선 액세스 포인트에서 전송된 상기 다수의 열차 운행 정보를 표시하는 기관사용 모니터링 장치;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서 관제실은, 현장역 신호기기실의 데이터를 처리하여 관리하고 열차스케쥴을 총괄하여 제어하는 관제시스템 서버와, 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 상기 관제시스템 서버로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송하는 선형정보표시장치와, 관제시스템 서버와 상기 관제실 내에 설치되어 있는 장치들을 내부적으로 연결하는 내부 네트워크와, 관제실과 상기 현장역 신호기기실간 데이터를 송수신하는 터미널 서버, 터미널 서버와 현장역 신호기기실 사이에서 원거리 통신을 수행하는 관제실 DSU(Digital(Data) Service Unit)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
그리고 현장역 신호기기실은, 상기 관제실의 상기 관제실 DSU와 상기 현장역 신호기기실 사이에서 원거리 통신을 수행하는 현장역 DSU와, 현장역 DSU를 통해 상기 관제실과 상기 현장역 신호기기실 사이에서 송수신되는 데이터를 가공하는 역정보전송장치(LDTS), 역정보전송장치(LDTS)로부터 가공된 데이터 중 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 장치로 출력하고, 동작상태정보는 상기 역정보전송장치(LDTS)로 전송하는 연동장치, 연동장치와 연결되어 상기 현장역의 상황을 실시간으로 표시하는 역조작표시장치(LCP)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
그리고 기관사용 모니터링 장치는 PDA, 스마트폰, 노트북, 타블렛 PC 및 임베디드 기기 중 하나인 것이 바람직하다.
또한 기관사용 모니터링 장치에는 상기 열차집중제어장치(CTC) 콘솔 프로그램과 동일한 소프트웨어(L/S)가 설치됨이 바람직하다.
한편 기관사용 모니터링 장치는 위성항법장치(GPS)가 장착된 것이 바람직하다.
상기 현장역 무선 액세스 포인트와 다수의 선로변 무선 액세스 포인트에는 와이파이 기능을 추가됨이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법기관사용 모니터링 장치에 운행 중인 열차의 열차번호를 입력하고, 무선 망을 이용하여 관제실의 관제시스템 서버로 전송하는 단계; 관제시스템 서버에서 다수의 현장역 신호기기실의 데이터를 참조하여 상기 열차번호에 따른 현재 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차번호 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 상기 무선 망을 통해 상기 기관사용 모니터링 장치로 전송하는 단계; 및 기관사용 모니터링 장치에서 상기 전송된 상기 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 표시하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서 기관사용 모니터링 장치는 상기 열차집중제어장치(CTC)의 콘솔 프로그램과 동일한 소프트웨어(L/S)가 설치된 PDA, 스마트폰, 노트북, 타블렛 PC 및 임베디드 기기 중 하나인 것이 바람직하다.
그리고 기관사용 모니터링 장치는 위성항법장치(GPS)가 장착되어, 열차번호를 입력하고, 상기 무선 망을 이용하여 상기 관제시스템 서버로 전송하는 단계에서, 위성장치로부터 현재 열차 위치 정보를 상기 무선망을 통해 전송하는 것이 바람직하다.
한편 관제시스템 서버에서 상기 열차번호에 따른 현재 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차번호 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 상기 무선 망을 통해 상기 기관사용 모니터링 장치로 전송하는 단계는, 상기 열차의 현재 궤도의 진로 상태, 선로전환기 방향, 신호기 상태를 더 전송하는 것이 바람직하다.
그리고 무선망은, 관제실의 상기 관제시스템 서버와 연결된 내부네트워크와 상용 유무선 및 와이파이 네트워크망을 연결하는 상용네트워크 연결장치에 상기 상용 유무선 및 와이파이 네트워크망을 통해 접속되는 현장 선로변의 다수의 무선 액세스 포인트와, 관제실로부터 다수의 열차 운행상황 데이터를 전송받는 상기 다수의 현장역 신호기기실로부터 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 상기 현장역 주변에 무선 전송하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)와, 상기 현장역 무선 액세스 포인트로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트 중 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 무선 기반의 철도 네트워크망을 설치함으로써 선로전환기의 방향과, 신호기의 상태들을 기관사가 미리 파악해서 속도 조절을 할 수 있으며, 관제사가 어떠한 진로를 설정하였는지 똑같이 확인할 수 있고, 앞뒤 열차 위치 또한 파악할 수 있어 열차 충돌로부터 안전하게 주행이 가능하다.
둘째, 무선 기반의 철도 네트워크망을 설치함으로써 기관사들이 눈을 열차집중제어장치를 모니터링함으로써 열차운행 시의 시야 확보에 도움을 준다.
셋째, 열차가 역에 진입 시 정차할 것인지 통과할 것인지를 모니터링 시스템을 통해 알 수 있으므로 안전한 열차 주행이 용이해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 열차집중제어장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 일반적인 열차진행방향에 따른 신호기를 설명하기 위한 도면,
도 3은 일반적인 고속철도 열차의 내부 시스템 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템에서의 무선네트워크의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템에서의 무선네트워크의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 제1실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 8은 관제실에서 관제사들이 확인하는 관제시스템 화면을 설명하기 위한 도면,
도 9는 기관사들이 기관사용 모니터링 장치를 통해 모니터링하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템에서의 무선네트워크의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 구축하기 위한 철도 전용 무선 네트워크의 일예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 관제시스템 서버(11), 선형정보표시장치(12), 내부 네트워크(13), 터미널서버(14) 및 관제실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(15)로 구성된 관제실(10)과, 현장역 신호기기실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(21), 역정보전송장치(Local Data Transmission System : 이하 LDTS라 함)(22), 연동장치(23) 및 역조작표시장치(Local Control Panel : 이하 LCP라 함)(24)로 구성되는 현장역 신호기기실(20)로 구성되는 열차집중제어장치에서, 철도 전용 무선 네트워크를 구성하기 위하여 현장역 신호기기실(20)에는 현장역 무선 액세스 포인트(Access Point : 이하 AP라 함)(25)를 구성하고, 현장 선로변(30) 주변에는 다수의 선로변 AP(31)(32)(33)(34)를 구성한다.
우선 관제시스템 서버(11)는 LDTS(22)로부터 전송되는 모든 데이터를 처리하여 관리하고 시스템의 모든 동작을 총괄하여 제어한다. 이때, 관제시스템 서버(11)는 다수의 현장역 신호기기실(20) 각각의 LDTS들로부터 전송되는 데이터를 처리한다.
선형정보표시장치(12)는 관제실(10)에 설치되어 관제사가 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 관제시스템 서버(11)로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 관제사의 제어에 따라 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송한다.
내부 네트워크(13)는 관제시스템 서버(11)와 관제실(10) 내에 설치되어 있는 모든 장치들을 내부적으로 연결한다.
터미널 서버(14)는 LDTS(22)로부터의 데이터를 관제실 DSU(15)로부터 수신받아 내부 네트워크(13)에 연결된 관제시스템 서버(11)로 송신하고, 관제시스템 서버(11)로부터의 데이터를 내부 네트워크(13)를 통해 수신받아 관제실 DSU(15)를 통해 현장역 신호기기실(20)의 LDTS(22)로 송신한다.
관제실 DSU(15)는 관제실(10)과 현장역 신호기기실(20)사이에서 원거리 통신을 수행한다.
현장역 DSU(21)는 현장역 신호기기실(20)과 관제실(10) 사이에서 원거리 통신을 수행한다.
현장역 신호기기실(20)의 LDTS(22)는 관제실(10)과 현장역 신호기기실(20)사이에서 연동장치(23)를 통해 전송받은 데이터를 가공하여 통신장비들을 거쳐 관제실(10)로 전송하고, 관제실(10)로부터 전송된 데이터를 가공하여 연동장치(23)로 전송한다.
연동장치(23)는 관제사 또는 운용원의 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 등의 장치로 출력하고 현장 장치들의 동작상태정보를 LDTS(22)로 전송한다.
LCP(24)는 현장역의 상황을 실시간으로 표시한다.
한편, 현장역 신호기기실(20)의 현장역 무선 AP(25)는 현장역 신호기기실(20)의 DSU(21)와 연결되어 관제시스템 서버(11)로부터 열차의 종합적인 운행상황을 현장 선로변(30)의 다수의 선로변 AP(31)(32)(33)(34)로 전송한다.
다시 말하면, 철도 전용 무선 네트워크를 설치하기 위해서는 도 4에 나타낸 바와 같이 무선 AP(25)가 각 현장역마다 설치되어야 함은 물론 현장 선로변(30) 주변에도 다수의 선로변 AP(31)(32)(33)(34)를 설치하는데, 이러한 현장 선로변(30)의 무선 AP(31)(32)(33)(34)는 서로 브릿지 역할이 가능한 장치로서 열차가 다니는 궤도 옆 구조물에 설치하는 것이 바람직하며, 또한 무선 AP(31)(32)(33)(34)간에는 통신이 서로 끊어지지 않는 간격으로 설치한다.
한편, 현장역의 무선 AP(25)는 관제실(10)과 연결하기 위해 현장역의 신호기기실측 DSU(21)와 연결하여 관제실(10) 내부 관제 시스템 서버(11)와 연결이 가능하도록 네트워크를 연결한다. 이때, 무선 AP에 와이파이 기능을 추가하면 와이파이로 이용 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템에서의 무선네트워크의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템에서의 무선네트워크의 다른 예는 도 5에 나타낸 바와 같은데, 도 4에 나타낸 일예에서는 현장역 신호기기실(20)에서 무선 AP(25)를 설치하였지만, 도 5의 다른 예에서는 현재 설치 및 운용 중인 상용 유, 무선 및 와이파이(Wi-Fi) 네트워크 망(40)을 이용하기 위한 것으로, 관제실(10) 내부 네트워크(13)에 상용 유, 무선 및 와이파이(Wi-Fi) 네트워크 망(40)과 연결되는 허브장치로써 상용 네트워크 연결장치(16)를 추가로 설치한다. 그 이외의 설명은 도 4와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명 제1실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 관제실에서 관제사들이 확인하는 관제시스템 화면을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 기관사들이 기관사용 모니터링 장치를 통해 모니터링하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제1실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템은 도 6에 나타낸 바와 같이, 관제시스템 서버(11), 선형정보표시장치(12), 내부 네트워크(13), 터미널서버(14) 및 관제실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(15)로 구성된 관제실(10)과, 현장역 신호기기실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(21), 역정보전송장치(Local Data Transmission System : 이하 LDTS라 함)(22), 연동장치(23) 및 역조작표시장치(Local Control Panel : 이하 LCP라 함)(24)로 구성되는 현장역 신호기기실(20)로 구성되는 열차집중제어장치와 철도 전용 무선 네트워크를 구성하기 위하여 현장역 신호기기실(20)에는 현장역 무선 액세스 포인트(Access Point : 이하 AP라 함)(25) 및 현장 선로변(30) 주변에 다수의 선로변 AP(31)(32)(33)(34)가 구성되고, 열차(50)내에는 기관사용으로 사용할 기관사용 모니터링 장치로 PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 기타 임베디드 기기(55) 등 무선 인터넷이 가능한 임베디드 장치에 구성된다.
여기서 기관사용 모니터링 장치로 사용할 기기(PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 기타 임베디드 기기(55))에는 관제실(철도 교통관제센터)(10)에서 사용하고 있는 열차집중제어장치(CTC) 콘솔 프로그램과 동일한 소프트웨어(L/S)를 개발 및 설치한다.
설치된 프로그램에는 기관사가 열차 번호와 기관사 아이디 및 패스워드를 이용해 접속 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 열차(50)의 열차집중제어장치 모니터링 장치(51)(52)(53)(54)(55)에서 열차(50)의 열차번호를 무선 망을 이용하여 전송하면 관제실(10)의 관제 시스템 서버(11)에서 현재 열차 위치와 관제사가 취급한 진로 명과 L/S 맵(도 8 참조)의 데이터를 전송하게 된다.
열차집중제어장치 모니터링 장치(51)(52)(53)(54)(55)에서는 관제실(10)의 관제 시스템 서버(11)에서 현재 열차 위치와 관제사가 취급한 진로 명과 L/S 맵(도 8 참조)의 데이터를 수신하여, L/S 맵을 업데이트시켜 궤도의 진로 상태와 선로전환기 방향 및 신호기 상태를 도 9에서와 같이 표시하여 나타낸다.
이와 같은 경우 관제사에 의한 진로제어 확인 및 선로전환기의 방향 확인, 신호기의 개방 폐쇄 여부 확인이 관제실(10)의 관제 시스템 서버(11)로부터 데이터를 수신하여 표시하므로 기관사의 열차 운행 시 신호기의 상태들을 기관사가 미리 파악해서 속도 조절을 할 수 있으며, 관제사가 어떠한 진로를 설정하였는지 똑같이 확인할 수 있고, 앞뒤 열차 위치 또한 파악할 수 있어 열차 충돌로부터 안전하게 주행할 수 있으므로 열차운행 시의 시야 확보에 도움을 받을 수 있어 안전한 열차 주행이 가능하다.
한편, 도 5에 나타낸 바와 같은 상용 무선 망을 이용하는 방법도 동일하다.
도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명 제2실시예에 따른 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템은 도 7에 나타낸 바와 같이, 관제시스템 서버(11), 선형정보표시장치(12), 내부 네트워크(13), 터미널서버(14) 및 관제실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(15)로 구성된 관제실(10)과, 현장역 신호기기실측 DSU(Digital(Data) Service Unit)(21), 역정보전송장치(Local Data Transmission System : 이하 LDTS라 함)(22), 연동장치(23) 및 역조작표시장치(Local Control Panel : 이하 LCP라 함)(24)로 구성되는 현장역 신호기기실(20)로 구성되는 열차집중제어장치와 철도 전용 무선 네트워크를 구성하기 위하여 현장역 신호기기실(20)에는 현장역 무선 액세스 포인트(Access Point : 이하 AP라 함)(25) 및 현장 선로변(30) 주변에 다수의 선로변 AP(31)(32)(33)(34)가 구성되고, 열차(50)내의 기관사용으로 사용할 기관사용 모니터링 장치로 PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 기타 임베디드 기기(55) 등 무선 인터넷이 가능한 임베디드 장치 기기들이 구성되되, 기관사용 모니터링 장치로 PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 기타 임베디드 기기(55) 들이 위성장치(60)로부터 GPS(Global Positioning System)을 이용한 위치정보를 받도록 함으로써 열차(50)가 운행 중인 현재 위치와 속도를 좀 더 정확하게 알 수 있도록 하는 것이다.
다시 말하면 무선 기반의 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 장치에 위성항법장치(GPS)를 탑재하는 경우 열차들의 위치 확인이 더 명확해져 오차 범위를 줄일 수 있고, 앞뒤 열차와의 간격, 속도 등을 체크하여 충돌 여부에 더 효율적이게 된다.
GPS를 탑재한 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 장치에서 위성 장치(60)로부터 현재 열차 위치를 수신하여 무선 망(40)을 이용해 관제실(10)로 전송한다.
관제실(10) 내부의 관제 시스템 서버(11)에서는 이를 분석하며, 현재 궤도의 진로 상태, 선로전환기 방향, 신호기 상태를 기관사용 열차집중제어장치(CTC) 모니터링 장치에 전송하여 표시하도록 한다(도 9 참조).
이를 확인한 기관사는 좀 더 편리하게 시야 확보가 가능하다. 기관사는 열차가 운행되어야할 진로확인 및 도착 역까지의 거리 및 진로 상태 선로전환기 상태를 눈으로 확인할 수 있다. 또한 열차가 역을 정차해야 할지 통과해야 할지를 쉽게 확인할 수 있다
한편, 도 5에 나타낸 상용 무선 망을 이용하는 방법도 동일하다.
따라서 기관사의 열차 운행 시 신호기의 상태들을 기관사가 미리 파악해서 속도 조절을 할 수 있으며, 관제사가 어떠한 진로를 설정하였는지 똑같이 확인할 수 있고, 앞뒤 열차 위치 또한 GPS를 탑재한 경우에는 보다 정확히 파악할 수 있어 열차 충돌로부터 안전하게 주행할 수 있으므로 열차운행 시의 시야 확보에 도움을 받을 수 있어 보다 안전한 열차 주행이 가능하다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 관제실 11 : 관제시스템 서버
12 : 선형정보표시장치 13 : 내부 네트워크
14 : 터미널서버 15 : 관제실측 DSU
16 : 상용 네트워크 연결장치 20 : 현장역 신호기기실
21 : 현장역 신호기기실측 DSU 22 : 역정보전송장치(LDTS)
23 : 연동장치 24 : 역조작표시장치(LCP)
25 : 현장역 무선 액세스 포인트(AP) 30 : 현장 선로변
31, 32, 33, 34 : 선로변 무선 액세스 포인트(AP)
40 : 상용 유,무선 및 WiFi 네트워크 50 : 열차
51, 52, 53, 54, 55 : 기관사용 모니터링 장치
60 : 위성장치

Claims (17)

  1. 현장역으로부터 다수의 열차 진로 상태 정보 데이터를 실시간으로 전송받아 표시장치에 표시하고 상기 현장역의 진로를 제어하는 열차집중제어장치(CTC)가 설치된 관제실(10);
    상기 현장역의 데이터를 상기 관제실(10)로 전송하고, 상기 관제실(10)로부터 전송된 데이터를 상기 현장역의 각종 장치로 전송하며 표시하며, 상기 관제실(10)로부터 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 전송받아 상기 현장역 주변에 무선 전송하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)가 구성된 현장역 신호기기실(20);
    상기 현장역 무선 액세스 포인트(25)로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변(30)의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34); 및
    상기 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34)에서 전송된 상기 다수의 열차 운행 정보를 표시하는 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관제실(10)은,
    상기 현장역 신호기기실(20)의 데이터를 처리하여 관리하고 열차스케쥴을 총괄하여 제어하는 관제시스템 서버(11)와,
    상기 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 상기 관제시스템 서버(11)로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 상기 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송하는 선형정보표시장치(12)와,
    상기 관제시스템 서버(11)와 상기 관제실(10) 내에 설치되어 있는 장치들을 내부적으로 연결하는 내부 네트워크(13)와,
    상기 관제실(10)과 상기 현장역 신호기기실(20)간 데이터를 송수신하는 터미널 서버(14),
    상기 터미널 서버(14)와 현장역 신호기기실(20) 사이에서 원거리 통신을 수행하는 관제실 DSU(Digital(Data) Service Unit)(15)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    현장역 신호기기실(20)은,
    상기 관제실(10)의 상기 관제실 DSU(15)와 상기 현장역 신호기기실(20) 사이에서 원거리 통신을 수행하는 현장역 DSU(21)와,
    상기 현장역 DSU(21)를 통해 상기 관제실(10)과 상기 현장역 신호기기실(20) 사이에서 송수신되는 데이터를 가공하는 역정보전송장치(LDTS)(22)와,
    상기 역정보전송장치(LDTS)(22)로부터 가공된 데이터 중 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 장치로 출력하고, 동작상태정보는 상기 역정보전송장치(LDTS)(22)로 전송하는 연동장치(23) 및
    상기 연동장치(23)와 연결되어 상기 현장역의 상황을 실시간으로 표시하는 역조작표시장치(LCP)(24)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)는 상기 현장역의 신호기기실측 DSU(21)와 연결된 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)와 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34)는 와이파이 기능이 추가됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  6. 현장역으로부터 다수의 열차 진로 상태 정보를 실시간으로 전송받아 표시장치에 표시하고 상기 현장역의 진로를 제어하는 열차집중제어장치(CTC)가 설치되고, 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 상용 유,무선 및 와이파이망(40)으로 전송하는 상용 네트워크 연결장치(16)가 구성된 관제실(10);
    상기 현장역의 데이터를 상기 관제실(10)로 전송하고, 상기 관제실(10)로부터 전송된 데이터를 상기 현장역의 각종 장치로 전송하며 표시하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)가 구성된 현장역 신호기기실(20);
    상기 상용 유,무선 및 와이파이망(40)으로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변(30)의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(35)(36); 및
    상기 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(35)(36)에서 전송된 상기 다수의 열차 운행 정보를 표시하는 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관제실(10)은,
    상기 현장역 신호기기실(20)의 데이터를 처리하여 관리하고 열차스케쥴을 총괄하여 제어하는 관제시스템 서버(11)와,
    상기 열차의 종합적인 운행상황을 파악하고 감시할 수 있도록 상기 관제시스템 서버(11)로부터 현장정보를 전송받아 화면에 표시하고, 상기 현장역의 장치들이 제어될 수 있도록 제어 명령을 전송하는 선형정보표시장치(12)와,
    상기 관제시스템 서버(11)와 상기 관제실(10) 내에 설치되어 있는 장치들을 내부적으로 연결하는 내부 네트워크(13)와,
    상기 관제실(10)과 상기 현장역 신호기기실(20)간 데이터를 송수신하는 터미널 서버(14),
    상기 터미널 서버(14)와 현장역 신호기기실(20) 사이에서 원거리 통신을 수행하는 관제실 DSU(Digital(Data) Service Unit)(15)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    현장역 신호기기실(20)은,
    상기 관제실(10)의 상기 관제실 DSU(15)와 상기 현장역 신호기기실(20) 사이에서 원거리 통신을 수행하는 현장역 DSU(21)와,
    상기 현장역 DSU(21)를 통해 상기 관제실(10)과 상기 현장역 신호기기실(20) 사이에서 송수신되는 데이터를 가공하는 역정보전송장치(LDTS)(22)와,
    상기 역정보전송장치(LDTS)(22)로부터 가공된 데이터 중 제어명령을 현장에 설치된 궤도, 신호기, 선로전환기 장치로 출력하고, 동작상태정보는 상기 역정보전송장치(LDTS)(22)로 전송하는 연동장치(23),
    상기 연동장치(23)와 연결되어 상기 현장역의 상황을 실시간으로 표시하는 역조작표시장치(LCP)(24)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  9. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55)는 PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 임베디드 기기(55) 중 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55)에는 상기 열차집중제어장치(CTC) 콘솔 프로그램과 동일한 소프트웨어(L/S)가 설치됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55)는 위성항법장치(GPS)가 장착된 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 현장역 무선 액세스 포인트(25)와 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34)(35)(36)에는 와이파이 기능을 추가됨을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템.
  13. 제1항 또는 제6항에 기재된 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보를 제공함에 있어서,
    기관사용 모니터링 장치에 운행 중인 열차(50)의 열차번호를 입력하고, 무선 망을 이용하여 관제실(10)의 관제시스템 서버(11)로 전송하는 단계;
    상기 관제시스템 서버(11)에서 다수의 현장역 신호기기실(20)의 데이터를 참조하여 상기 열차번호에 따른 현재 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차번호 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 상기 무선 망을 통해 상기 기관사용 모니터링 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 기관사용 모니터링 장치에서 상기 전송된 상기 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 표시하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기관사용 모니터링 장치는 상기 열차집중제어장치(CTC)의 콘솔 프로그램과 동일한 소프트웨어(L/S)가 설치된 PDA(51), 스마트폰(52), 노트북(53), 타블렛 PC(54) 및 임베디드 기기(55) 중 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기관사용 모니터링 장치(51, 52, 53, 54, 55)는 위성항법장치(GPS)가 장착되어,
    상기 열차번호를 입력하고, 상기 무선 망을 이용하여 상기 관제시스템 서버(11)로 전송하는 단계에서, 위성장치(60)로부터 현재 열차 위치 정보를 상기 상용 유,무선 및 와이파이망(40)을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 관제시스템 서버(11)에서 상기 열차번호에 따른 현재 열차 위치와 진로 명과 맵 데이터 및 상기 열차번호 주변의 다수 열차의 운행상황 데이터를 상기 무선 망을 통해 상기 기관사용 모니터링 장치로 전송하는 단계는,
    상기 열차의 현재 궤도의 진로 상태, 선로전환기 방향, 신호기 상태를 더 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 무선망은,
    상기 관제실(10)의 상기 관제시스템 서버(11)와 연결된 내부네트워크(13)와 상용 유무선 및 와이파이 네트워크망(40)을 연결하는 상용네트워크 연결장치(16)에 상기 상용 유무선 및 와이파이 네트워크망(40)을 통해 접속되는 현장 선로변(30)의 다수의 무선 액세스 포인트(35)(36)와,
    상기 관제실(10)로부터 다수의 열차 운행상황 데이터를 전송받는 상기 다수의 현장역 신호기기실(20)로부터 상기 다수의 열차 운행상황 데이터를 상기 현장역 주변에 무선 전송하는 현장역 무선 액세스 포인트(AP)(25)와, 상기 현장역 무선 액세스 포인트(25)로부터의 상기 다수 열차의 운행상황 데이터를 전송받아 공중(air)으로 전송하는 현장 선로변(30)의 다수의 선로변 무선 액세스 포인트(31)(32)(33)(34) 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템을 이용한 열차 운행 정보 제공 방법.
KR1020120067627A 2012-06-22 2012-06-22 무선 통신 기반의 기관사용 열차집중제어장치 모니터링 시스템 및 그를 이용한 열차 운행 정보 제공 방법 KR101303045B1 (ko)

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