KR101336877B1 - 철도의 ｉｃｔ 융합 스마트 관제 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통화 중 장애가 발생하는 경우에도 일대일 및 일대다 통화인 개별/그룹/일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 간의 통화가 단절되는 현상을 방지할 수 있는 철도의 ICT 융합 스마트 관제 통신 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

Description

철도의 ＩＣＴ 융합 스마트 관제 통신 시스템{ICT Convergence Supervisory Control Communication System for Railway}

본 발명은 스마트 관제 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 철도, 도로, 발전, 송배전시설, 공장 자동화 시설 등에 적용될 수 있는 ICT(Information Communication Technologies) 융합 무중단 통신 스마트 관제 통신 시스템에 관한 것이다.

SCADA(supervisory control and data acquisition)는 통신 경로 상의 아날로그 또는 디지털 신호를 사용하여 원격 장치의 상태 정보 데이터를 원격 단말 장치로 수집, 수신, 기록, 표시하여 중앙 제어 시스템이 원격 장치를 감시 제어하는 시스템으로, 철도, 발전, 송배전 시설, 석유 화학 플랜트, 제철 공정 시설, 공장 자동화 시설 등 여러 종류의 원격지 시설 장치를 중앙 집중식으로 감시 제어한다. SCADA 시스템과 같이 중앙 본사에서 복수의 원격지 시설을 감시 제어하기 위해서는 통신망을 통한 커뮤니케이션이 원활히 이루어져야 한다.

SCADA 시스템이 적용되는 지하철, 열차, 기차, 전철, 경전철 등의 운행을 포함하는 포괄적 의미의 철도의 중앙 사령실과 각 역사에는 중앙 사령실로부터 주요 공지 등의 전달사항을 직접 방송하는 중앙관제 방송시스템을 위한 방송장치(일명, 일제방송장치)가 구비된다. 상기 중앙관제 방송시스템은 긴급상황 발생 시 여객의 유도와 같은 비상방송이나 홍보방송 등을 위하여 설치, 운용되는 것으로, 중앙 사령실에서 다수의 역사에 직접 동시에 방송을 실시하는 것을 의미한다. 이러한 중앙관제 방송 시스템은 각 역사별로 동일한 방송을 따로따로 실시할 필요가 없으므로 편리하고, 상황에 따른 신속한 대응이 가능하다는 등의 장점이 있어, 역사 뿐 아니라 소방서, 경찰서, 여러 지역에 공장이 분산된 일반 기업체 등에 확대 적용되고 있는 추세이다.

도 1은 이러한 종래의 중앙 관제 방송 시스템을 나타낸 도면으로, 도시되는 바와 같이, 본사에 설치되는 중앙 방송장치(20)와 각 역사의 방송 장치(30)가 통신망(40)을 통해 연결된다.

한편, 종래의 중앙 관제 시스템은 도 1에 도시된 바와 같은 방송 시스템 뿐만 아니라, 중앙 사령실과 각 역사에 구비되는 비상 인터폰과 같은 단말 사이, 또는 단말 간의 통화를 지원하는 구성을 더 포함하고 있다.

상기 비상 인터폰을 포함하는 통신 시스템은 VoIP 방식을 사용할 수 있는데, 철도 시설과 같은 대규모 시설의 중앙 관제 제어 시스템의 비상 인터폰 통화는 중단되어서는 안되며, 그 저장 역시 중단되어서는 안되는 특징을 가지고 있다.

그런데, VoIP 방식에는 일대일 및 일대다 통화인 개별/그룹/일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 등의 처리시 처리 장치에 장애가 발생하는 경우 연결된 모든 단말과의 통화가 종료되는 문제를 해결하기 위해 통화 중 장애 발생 시 대기중인 다른 주장치를 통해 재연결할 수 있지만 이미 기존 통화가 종료되었기 때문에 동시 통화자들 간의 통화가 단절되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 기존에는 비상 인터폰에 대한 응대가 각 역사에서만 가능하여 역사에서 응대하지 못하는 경우, 승객은 통화가 불가능하여 사고 발생 시 민원이 발생하는 문제가 있다.

일본 공개 특허 공보 제2000-43726호 대한민국 공개 특허 제2005-0115090호

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 통화 중 장애가 발생하는 경우에도 통화가 단절되는 현상을 방지할 수 있는 철도의 ICT 융합 스마트 관제 통신 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 단말이 설치되는 복수의 역사와 통신망을 통해 연결되어 상기 단말과 통신가능하게 연결되는 본사 시스템을 포함하는 스마트 관제 통신 시스템에 있어서, 상기 본사 시스템은 범용 교환 기능의 교환기, 상기 단말 사이의 통화를 처리하는 호집중제어서버, 및 상기 단말 사이의 통화를 제어하는 통합관제서버를 포함하는 서버군을 둘 이상 포함하고, 복수의 상기 서버군에 포함되는 복수의 상기 호집중제어서버와 복수의 상기 통합관제서버가 상호 통신 가능하게 연결되는 스마트 관제 통신 시스템을 제공한다.
상기 통합관제서버는 상기 스마트관제통신시스템의 통합 관제 업무 제어신호, 상기 호집중제어서버 제어신호, 복수의 상기 단말 간 통화, 방송, 또는 장애 정보 수집에 대한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 호집중제어서버는 VoIP 기반 통화 처리 서버 장치로, 상기 단말 간 통화 또는 방송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 복수의 단말이 설치되는 복수의 역사와 통신망을 통해 연결되어 상기 단말과 통신가능하게 연결되는 본사 시스템을 포함하는 스마트 관제 통신 시스템에 있어서, 상기 본사 시스템은 범용 교환 기능의 교환기, 상기 단말 사이의 통화를 처리하는 호집중제어서버, 및 상기 단말 사이의 통화를 제어하는 통합관제서버를 포함하는 서버군을 둘 이상 포함하고, 복수의 상기 서버군에 포함되는 복수의 상기 호집중제어서버와 복수의 상기 통합관제서버가 상호 통신 가능하게 연결되고, 상기 둘 이상의 서버군 중 현용(現用) 서버군 내의 통합관제서버의 장애 발생시 예비 서버군 내의 통합관제서버에서 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버에 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템을 제공한다.
상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 상기 통합관제서버는 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버 내의 가상 IP를 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로 이동시키고, 상기 가상 IP의 이동에 따라 단말과 호집중제어서버 사이의 통화로가 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버와 설정된 통화로를 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로 이관하는 것을 특징으로 한다.
상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버와 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버 모두와 통화로가 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버는 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 기설정된 상기 통화로를 통해 단말로 통화 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생 시 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로부터 수신된 통화 데이터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 현용 서버군 내의 통합관제서버 또는 상기 예비 서버군 내의 통합관제서버는 상기 호집중제어서버의 기능을 포함하는 호집중제어 프로그램을 포함하고,
상기 현용 서버군 및 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버 모두에 장애 발생 시 상기 호집중제어 프로그램이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버 또는 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버는 상기 통합관제서버의 기능을 포함하는 통합관제 프로그램을 포함하고, 상기 현용 서버군 및 상기 예비 서버군 내의 통합관제서버 모두에 장애 발생 시 상기 통합관제 프로그램이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 단말은 비상인터폰을 포함하고, 상기 비상인터폰은 긴급통화 버튼을 포함하고, 상기 긴급통화 버튼이 입력되면, 복수의 착신지가 순서대로 설정되어 설정된 순서에 따라 착신지에서 응답이 없을 경우 다음 단계 착신지로 호출이 이전되는 것을 특징으로 한다.
상기 비상인터폰에 통신가능하게 연결된 상기 통합관제서버가 상기 비상인터폰을 호출하여 설정된 코드를 송신하고, 상기 코드에 따라 상기 비상인터폰이 종료되거나, 상기 비상인터폰으로부터 설정된 코드를 수신하면 상기 비상인터폰을 정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상인터폰은 설정된 음성 데이터가 입력되면 상기 긴급통화버튼 입력과 동일한 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 호집중제어서버는 동시통화방을 포함하고, 상기 그룹 호출 또는 상기 일제 호출 시, 상기 그룹 또는 일제 호출의 호스트 단말을 상기 동시통화방에 연결하고, 상기 그룹 또는 일제 호출 대상이 되는 단말을 상기 동시통화방에 연결하여 상기 단말이 응답하면 동시 통화를 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 호집중제어서버는 복수의 동시통화방과 상기 호스트 단말이 연결되는 전용 통화방을 포함하고, 상기 단말을 설정된 수량에 따라 상기 복수의 동시통화방에 차례로 연결하고 상기 복수의 동시통화방을 상기 호스트 단말이 연결되는 상기 전용 통화방에 연결하여 동시통화를 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 동시통화방은 상호 연결되어 동시통화가 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 서버군의 상기 호집중제어서버는 각각 동시통화방을 포함하고, 설정된 개수 이상의 단말과의 그룹 또는 일제 호출이 요구되는 경우, 상기 서버군의 호집중제어서버가 각각 설정된 개수의 상기 단말을 상기 동시통화방에 연결하고, 상기 서버군의 호집중제어서버 내의 동시통화방을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 호집중제어서버는 동시통화방을 포함하고, 상기 단말 중 호출 단말은 상기 교환기를 통해 상기 호집중제어서버에 연결되고, 상기 통합관제서버가 상기 호출 단말의 통화 그룹을 인식하여 상기 통화 그룹에 해당하는 단말들을 호출하여 상기 동시통화방에 연결하고, 연결 후, VoIP 세션을 성립하고 상기 호집중제어서버는 상기 VoIP 세션에 포함되는 발언권 정보에 따라 상기 연결된 단말들에 발언권을 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 동시통화방에 연결된 단말들은 해당 그룹 멀티캐스트 IP를 생성하여 그룹통신이 가능한 채널을 형성하고, 설정된 키를 입력하여 발언권을 확보하여 음성을 송출하면 멀티캐스트에 의한 네트워크단의 복제에 의해 상기 동시통화방에 연결된 단말 간 그룹 통화가 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 단말 호출시 상기 교환기와 상기 호출 단말의 암호키를 생성하고, 상기 호집중제어서버를 통한 호출 시 VoIP 메시지에 상기 호출 단말의 암호키를 공용키로 배포하고, 상기 단말은 수신된 공용키를 이용하여 음성 패킷을 암호화하여 멀티캐스트 RTP 데이터로 네트워크에 전송하여 암호화하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버군은 녹취서버를 추가로 포함하고, 상기 녹취서버는 미러링, 상기 단말로부터 직접 음성 데이터 수집, 또는 동시통화방으로부터 음성 데이터 수집 중 하나 이상의 방법으로 수집된 데이터를 녹취하는 것을 특징으로 한다.
상기 역사는 상기 역사의 관제 업무를 수행하는 통합모장치를 포함하고, 상기 통합모장치는 상기 단말과 상기 본사와 통신이 단절되는 경우 상기 역사에서 발생하는 통화 데이터를 녹취하고 상기 본사와 통신이 복구되면 녹취된 상기 통화 데이터를 상기 녹취서버에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 본사시스템은 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치에 연결되는 기존구간 음성 및 제어 연동장치, 및 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치를 제어하는 기존구간 주장치를 추가로 포함하고, 상기 기존구간 음성 및 제어 연동장치는 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치 운용 신호를 인터넷 프로토콜 신호로 변환하여 상기 서버군으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 기존구간 주장치는 상기 기존구간 음성 및 제어 연동장치의 상기 인터넷 프로토콜 신호를 상기 서버군과 통합하여 VoIP 프로토콜을 이용하여 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치를 통합관제하고, 상기 기존구간 주장치와 상기 서버군은 통신연결 기동신호를 송수신하여 연동을 개시하고, 상기 서버군은 상기 기존구간 관제전화장치에서 호출시 상기 기존구간 주장치로부터 전송된 음성신호 및 제어신호를 통해 상기 서버군에 연결된 통합조작반을 호출하고, 상기 제어신호는 호출한 상기 기존구간 관제전화장치의 소속 역사 정보, 통화 정보, 또는 수신자 ID를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서버군은 방송 역사, 방송 구역, 또는 방송 종류 정보를 상기 기존구간 주장치로 전송하고, 방송음원을 상기 기존구간 주장치로 송출하여 상기 기존구간 방송장치를 통해 방송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 서버군은 상기 기존구간 방송장치로 음성 신호에 특정 코드 및 펄스를 통해 해당 역사, 방송 종류, 기동 신호, 또는 종료 신호 정보를 전송하거나, 상기 정보를 별도의 제어 채널을 통해 전송하여 상기 기존구간 방송장치를 통해 방송이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 철도 내 ICT(Information and Communication Technologies)융합 무중단 스마트관제통신시스템에 따르면, 유선랜, 무선랜, 3G/4G, TRS, LTE 등 공용 또는 사설 무선 음성 및 데이터 통신망에서 PBX 또는 IP-PBX 기반에서 운용하는 유/무선단말기 또는 통신장치를 통해 개별/그룹/일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송, 음성/영상 메시징 서비스를 제공하되, 열차운행에 관한 일상 업무 및 유지보수업무, 열차사고 및 승객 민원 발생 시 등 모든 상황에서 신속하고 효율적인 업무처리를 위한 통신수단을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 ICT 융합 무중단 스마트 관제 통신 시스템은 승객과 운영자 간 최적의 통신수단을 제공하여 정확하고 빠른 상황파악 및 대처로 인명피해를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트관제통신시스템은 모든 상황에서 어떠한 장애가 발생하더라도 운영자와 승객 사이의 통화에 연속성을 보장하도록 이중화된 주장치를 통해 시스템 안전성을 보장할 수 있다. 이중화된 주장치는 호제어 처리서버(IP-PBX)와 음성/영상에 대한 개별/그룹/일제호출 및 단방향/양방향 통화, PTT 통화, 방송, 비상인터폰 통화 등을 제어하고 처리하는 서버와 녹취하는 서버로 구성되고,각 서버는 현용/현용 및 현용/예비 이중화 및 상호 연관되어 운용되므로 어떤 경우에도 통신이 단절되지 않으며, 이중화된 주장치는 현용/현용 또는 현용/예비로 동작하여, 현용 주장치 장애 발생시 예비 주장치로 서비스가 자동 이관되며, 서비스 이관시에도 기존에 통화중인 단말 간의 통화 또는 방송의 통화로를 유지할 수 있게 된다. 또한 녹취서버가 운영자와 승객 사이의 모든 통화내용을 녹취하여 비상상황 및 민원발생시 증거자료로 사용할 수 있도록 전체 통화내용을 녹취하는 기능을 제공하여 안정적이고 연속적인 무중단 서비스를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 중앙관제방송시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 3 내지 12는 본 발명의 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 이중화 제어 방법을 개략적으로 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템에서 비상 통화 제어 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시통화 제어방법을 나타낸 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템에서 개별/그룹/일제통화 및 양방향/단반향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 및 방송의 제어 방법을 설명하는 도면,
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 방송 설비 연동 제어 방법을 설명하는 도면, 그리고
도 21 및 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 기존구간 관제 전화 및 방송 통신장치와 연동 방법을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

본 발명은 여러 가지 다른 형태의 실시를 할 수 있지만, 본 발명의 양호한 실시예가 도면에 도시되고 여기에 상세히 설명하는 것은 본 개시가 본 발명의 원리를 예시한 것으로 본 발명의 넓은 범위를 예시된 실시예에 한정하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.

본 발명의 여러 가지 혁신적인 개시 내용에 대해서는 특히 본 발명의 양호한 실시예를 참조하면서 설명할 것이며, 이들 혁신적인 개시내용은 스마트관제통신 시스템 및 방법의 특정 문제점들에도 유익하게 적용할 수 있다. 그러나, 이들 실시예들은 여기의 혁신적인 개시 내용을 유익하게 사용하는 몇 가지 예들 중 하나에 불과하다. 일반적으로는, 본 명세서에 기술된 내용은 청구된 어떠한 본 발명도 한정하는 것이 아니다. 게다가, 어떤 내용은 본 발명의 어떤 특징에는 적용될 수 있지만 다른 특징에는 적용하지 못할 수도 있다. 일반적으로, 달리 언급이 없는 한, 일반성을 상실하지 않고 단일 구성 요소는 복수 개일 수도 있고 그 역일 수도 있다.

본 명세서 전체의 내용에 있어 이하의 정의를 사용한다:

본 명세서에서 철도는 지하철, 열차, 기차, 전철, 경전철, 도시철도 등의 운행을 포함하는 포괄적 의미의 철도를 의미한다.
또한, 본사는 상위에서 통신망을 통해 연결된 하위의 역사, 지사, 지국, 자국, 단말을 중앙에서 제어하는 상위국, 모국, 중앙지령실, 중앙관제센터 등을 의미하고, 역사는 상기 본사의 제어를 받는 상기 하위의 역사, 지사, 지국, 자국, 클라이언트 등을 의미하는 것으로 특정 유형에 제한되지 않으며, 이하에서 본사와 역사로 통칭하여 설명하기로 한다.
또한, 통화는 일 대 일 통화, 일 대 다수 통화, 개별/그룹/일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT(Push To Talk) 통화(일 대 일, 일 대 다, 그룹/일제지령 등을 포함), 또는 비상인터폰 통화 등의 통화와 함께 민방위 방송, 화재 경고 방송 등과 같은 방송을 포함하고, 특별한 유형에 제한되지 않으며 이하에서 통화로 통칭하여 설명한다.
또한, 단말은 본사 또는 역사에 설치되어 통화나 방송 등이 이루어지는 단말들을 의미하는 것으로 예를 들어, 유선 및 무선랜/3G/4G/LTE, Wibro/5G와 같은 전송망에 연결된 아날로그 전화기, IP 전화기, 모바일 폰, 스마트폰, 소프트웨어 폰, 무전기, 게이트웨이, 방송설비를 포함하는 것으로 특별한 유형에 제한되지 않고, 이하에서 단말이라 통칭하여 설명한다.
게이트웨이는 서로 다른 아키텍쳐의 네트워크 또는 시스템을 접속시키는 인터페이스. 예를 들면, 게이트웨이는 컴퓨터와 월드 와이드 웹을 또는 컴퓨터를 PSTN 시스템에 접속시킬 수도 있다. 게이트웨이는 스케일 가능하고 임의의 개수의 동시 호를 지원하도록 실시된다.

공중 교환 전화망(PSTN)은 전세계에 걸쳐 다양한 전화 회사 및 기관에 의해 운영되는 상호 접속된 시스템의 집합체이다.

시스템 블럭이나 절차적 단계에 제한되지 않는다(System Blocks/Procedural Steps Not Limitive).

본 발명은 예시적인 시스템 블럭도와 절차의 플로우챠트로 적절히 기술될 수 있다. 이들 항목이 당업자에게 본 발명의 개시 내용을 교시하는데 충분하지만, 이들이 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 당업자라면 시스템 블럭도는 일반성을 잃지않고 결합 및 재배열될 수도 있고 절차 단계들은 개시 내용의 일반성을 잃지 않고 동일한 효과를 달성하기 위하여 부가 또는 삭제 및 재배열될 수 있다. 이와 같이, 첨부된 예시적인 시스템 블럭도 및 절차 플로우챠트에 기술된 본 발명은 단지 개시 목적을 위한 것으로서 당업자라면 목적하는 타깃 애플리케이션에 따라 재구성될 수 있다는 것을 알아야 한다.

본 발명은 본 발명의 목적의 전 범위를 달성하기 위해 구현될 수도 있는 각종의 프로세스 및 절차에 대해 개시하고 있다. 이들 단계는 동기적으로 또는 비동기적으로 수행될 수 있다. 이와 같이, 주어진 프로세스의 특정 순서는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

운영 체제 제한 없음

게다가, 본 발명은 각종의 마이크로소프트 운영 체제를 사용하여 유익하게 실시될 수도 있으며, 절대로 본 발명의 범위를 이들 특정 소프트웨어 구성 요소에 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 특히, 여기 개시된 시스템 및 방법은 각종의 시스템에 널리 실시될 수 있으며 그 중 어떤 것은 그래픽 유저 인터페이스를 포함할 수도 있다.

데이터 구조 제한 없음

본 발명은 몇몇 양호한 실시예에서 각종의 데이터 구조로 구현될 수도 있다. 그러나, 여기에 기술된 이러한 데이터 구조의 형태는 단지 예시적인 것이다. 당업자라면 다른 각종의 데이터 구조를 본 애플리케이션에 등가적으로 사용할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 따라서, 여기에 포함된 어떤 데이터 구조도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

음성 및 영상 제한없음

본 발명의 양호한 많은 실시예들은 VoIP 애플리케이션과 관련하여 기술되어 있고, 음성 또는 영상이 TCP/IP(또는 UDP, 이하 TCP/IP로 통칭)로 전송되고 있다. 본 발명의 개시 내용은 TCP/IP 기반의 어떠한 프로토콜 스택도 수용 가능하고, 각종의 다른 데이터, 오디오, 비디오, 또는 멀티미디어 애플리케이션에도 적용될 수 있으며, 따라서 VoIP 애플리케이션은 본 발명의 개시 내용을 설명하고는 있지만, 통신 채널을 통해 통신되는 정보의 유형에 어떤 한정을 가하는 것은 절대 아니다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명의 스마트 관제 통신 시스템은 복수의 통합 관제 서버와 호집중서버를 포함하여 이중화 기술을 실현한다. 여기서 이중화 기술이란 복수의 장치를 이용하여 서비스를 구성하여 장애 발생시에도 가용성을 극대화하는 것으로, 부품 이중화에서부터 원격지 백업 서비스까지 포함하는 가용화 기술을 말하고, 물리적인 이중화를 의미할 뿐만 아니라 복수의 다중화 또한 포함하는 의미이다.

도 2는 본 발명의 스마트 관제 통신 시스템의 구성을 나타낸 블럭도로서, 도시되는 바와 같이, 본사 시스템(100), 상기 본사 시스템(100)에 연결되는 복수의 역사 시스템(300), 및 상기 본사 시스템(200)과 상기 복수의 역사 시스템(300)을 연결하는 통신망(400)으로 구성된다. 여기서 사용되는 본사, 역사 및 통신망이라는 용어는 철도 분야에서 사용되는 용어일 뿐만 아니라 관공서, 지자체, 공장, 공업단지, 기업 등에서 유사한 개념으로 사용되는 것으로, 지점, 지사, 통합 센터 등에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

삭제

본사 시스템(100)은 둘 이상의 서버군으로 이루어진 주장치(200)를 포함하여 이중화를 실현한다(도 2에서는 주장치#1(200A), 주장치#2(200B)로 도시되나, 서버군의 개수는 도시되는 바와 같이 둘로 한정되는 것이 아닌 둘 이상을 포함하는 다중화가 가능하다). 복수의 주장치(200A,200B)는 각각 IP-PBX(210A,210B), 통합관제서버(220A,220B), 호집중제어서버(230A,230B), 녹취서버, 메시징서버를 포함한다. 본사 시스템(100)에는 주장치 외에도 통합관제조작반과 유지보수조작반, 기존구간 관제전화/방송 연동장치 등을 포함할 수 있다.

IP-PBX(210)는 교환기로서 표준 프토토콜(FXS/FXS/E1, H.323, SIP, MGCP 등)을 통해 범용적인 교환기능을 수행하는 장치이다.

통합관제서버(220)는 통합 관제 업무를 제어하고, 주장치(200)에 연결되는 각종 단말의 상세 정보, 개별 호출, 그룹호출, 일제호출, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송, 장애정보 수집 등을 제어하며, 각 서버간의 이중화 제어 등을 담당하고, 통합관제서버(220)와 호집중제어서버(230)의 이중화를 제어한다.

호집중제어서버(230)는 VoIP 기반의 동시 통화 서버 장치로, 통합 관제 업무 서버(220)의 제어를 받아 모든 단말 간의 개별호출, 그룹호출, 일제호출, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 기능을 제공한다. 여기서 통화는 음성 통화와 영상 통화를 포함한다.

통합관제서버(220)는 호집중제어서버(230)를 통해 제어 및 상태 정보를 수집하여 단말간 개별, 그룹, 일제 호출, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 제어를 처리하는 서버이고, 호집중제어서버(230)는 VoIP 기반의 단말 간 통화와 방송 등 실제 통화가 이루어지는 서버이다.

통합관제조작반은 TCP/IP 기반의 사용자 프로토콜을 사용하여 관제/자동/직통 통화, 조작반 간 통화, 비상인터폰 통화 및 방송 기능의 시작 종료 등을 포함하는 사용자의 조작에 따라 상응하는 신호를 통합관제서버(220)로 전송한다. 유지보수조작반은 TCP/IP 기반의 사용자 프로토콜을 사용하여 통합관제서버(220)에 연결되어 통화내역, 방송내역, 녹취내역 검색 및 조회 기능을 제공하고, 시스템 정보 관리, 장애 정보 관리 기능을 제공하고, 통합관제조작반의 시험 기능을 제공할 수 있다.

한편, 본사시스템(100)은 도시되는 바와 같이, AFC(Automated Fare Collection), CCTV, NMS(Network Management System), 전기시계, 기존구간연동장치 등도 포함할 수 있다.

역사시스템(300)은 본사 시스템(100)을 모국(母局)으로 했을 때 철도 등의 경우 각 역사에 적용되는 자국(子局) 중 하나를 예를 들어 설명하기 위해 도시된 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 역사에 설치되는 민방위방송설비, 역사방송설비, 열차 내 단말기, 유선전화기, 무선전화기, 연선 전화, 유관기관 등과 연결되는 PSTN, 화장실 콜 폰, AFC, 인터폰, 엘리베이터인터폰, 승강장 비상인터폰, CCTV 등의 단말을 포함할 수 있다. 상기 단말은 게이트웨이(310)를 통해 통신망(400)을 거쳐 본사시스템(100)의 주장치(200)에 연결될 수도 있고, IP 폰, S/W 폰, 디지털 방송 설비, 디지털 촬상 CCTV 등의 디지털 기반 단말은 직접 통신망(400)을 통해 본사시스템(100)에 연결될 수도 있으며, 무선통신망(320)을 통해서 연결될 수도 있다. 역사 시스템은 또한 통합모장치(330), 통합방송장치, 등을 포함할 수 있다.

통합모장치(330)는 역사에 설치되는 조작반으로, 게이트웨이 없이 직접 통신망(400)을 통해 본사시스템(100)의 주장치(200)에 연결될 수 있고, 역사 내 방송 기능을 담당하는 방송설비는 통합방송장치를 거쳐 통신망을 통해 본사시스템(100)의 주장치(200)에 연결되어 제어될 수 있다.

위에 설명된 역사시스템은 실시예일 뿐이고, 다양한 형태의 통화 또는 방송을 가능하게 하는 단말들이 통신망을 통해 본사시스템(100)의 주장치(200)에 연결될 수 있다.

도 3 내지 12는 본 발명의 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 이중화 제어 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3 내지 8에서 (a)는 현용 및 예비 통합관제서버와 호집중제어서버 각각과 단말과의 연결 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 현용 통합관제서버에 장애가 발생한 경우를 나타낸 도면이고, (c)는 현용 호집중제어서버에 장애 발생시를 나타낸 도면이다.

도 3은 가상 IP 이동을 이용하는 제1 이중화방법을 나타내는 개략도이다. 도시되는 바와 같이, 현용 통합관제서버(220A)와 예비 통합관제서버(220B)는 각각 현용 및 예비 호집중제어서버(230A,B) 모두와 연결되어 제어 및 상태 정보를 수집한다. 따라서, 도 3의 (b)와 같이 현용 통합관제서버(220A)에 장애 발생하더라도, 현용 호집중제어서버(230A)는 예비 통합관제서버(220B)에도 연결되어 그 동작에 영향을 받지 않게 된다. 또한, 도 3의 (c)와 같이 현용 호집중제어서버(230A)에 장애가 발생하면, 가상 IP가 현용 호집중제어서버(230A)에서 예비 호집중제어서버(230B)로 이동하여 단말간 통화가 중단되지 않고 이루어진다. 이때, 단말의 통화로는 가상 IP의 이동에 따라 자동으로 현용 호집중제어서버(230A)에서 예비 호집중제어서버(230B)로 이동하거나, 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 단말간 직접 통신 제어 또는 통합관제서버와 IP-PBX간 통신을 통한 단말 제어를 통해, 현용 호집중제어서버에서 예비 호집중제어서버로 통화로를 이동시킨다.

도 4는 통화로를 이중화하는 제2 이중화 방법을 나타내는 개략도이다. 도시되는 바와 같이, 현용 통합관제서버(220A)와 예비 통합관제서버(220B)는 각각 현용 및 예비 호집중제어서버(230B) 모두와 연결되어 제어되고 상태정보가 수집되므로 현용 통합관제서버(220A)에 장애가 발생하더라도, 현용 호집중제어서버(230A)는 예비 통합관제서버(220B)의 제어를 받을 수 있어 동작에 영향을 받지 않는다. 그에 반해 현용 호집중제어서버(230A)는 실제 통화가 수행되는 서버이므로 장애가 발생하면 단말간 통화로가 끊어지므로, 예비 호집중제어서버(230B)에서 단말간 통화로를 재연결하거나 이관시키는 제어를 통해 단말간의 통화는 끊김 없이 이뤄지게 한다. 또한 호집중제어서버(230A)와의 통화 연결은 즉시해제 또는 설정시간 초과 후 해제 또는 통화 종료 시 해제하도록 제어된다. 단말과 호집중제어서버 사이의 통화로는 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 단말간 직접 통신 제어, 또는 통합관제서버와 IP-PBX간 통신을 통한 단말 제어에 의해, 현용 호집중제어서버에서 예비 호집중제어서버로 통화로를 이동시킨다.

도 5는 가상 IP 이관과 통화로 이중화를 함께 사용하는 제3 이중화 방법을 나타낸 개략도이다. 도시되는 바와 같이, 현용 통합관제서버(220A)와 예비 통합관제서버(220B)는 각각 현용 및 예비 호집중제어서버(230B) 모두와 연결되어 제어되고 상태정보가 수집되므로 현용 통합관제서버(220A)에 장애가 발생하더라도, 현용 호집중제어서버(230A)는 예비 통합관제서버(220B)의 제어를 받을 수 있어 동작에 영향을 받지 않는다. 또한, 현용 호집중제어서버(230A)는 실제 통화가 수행되는 서버로 장애가 발생하면 단말간 통화로가 끊어지므로, 가상 IP가 현용 호집중제어서버(230A)에서 예비 호집중제어서버(230B)로 이동하고, 예비 호집중제어서버(230B)에서 단말간 통화로를 재연결하거나 이관시키는 제어를 통해 단말간 통화는 끊김 없이 이뤄지게 한다. 또한, 현용 호집중제어서버(230A)와의 통화연결은 즉시 해제되거나, 설정시간 도과 후 해제되거나, 또는 통화 종료시 해제하도록 제어된다. 이때, 단말과 호집중제어서버와의 통화로는 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 단말간 직접 통신 제어 또는 통합관제서버와 IP-PBX간 통신을 통해 단말을 제어하여 현용 호집중제어서버(230A)에서 예비 호집중제어서버(230B)로 통화로를 이동시킨다.

도 6은 단말에서 호집중제어서버(230A,B)로의 송신 제어를 통해 통화로를 이중화하는 제4 이중화 방법을 나타낸 개략도이다. 도시되는 바와 같이, 현용/예비 통합관제서버(220A,B) 모두 현용/예비 호집중제어서버(230A,B)와 각각 연결되어 현용 통합관제서버(220A)에 장애가 발생되더라도, 호집중제어서버(230A,B)의 동작에는 영향을 미치지 않는다. 현용/예비 호집중제어서버(230A,B)와 단말 사이에는 이중화 연결되어 현용 호집중제어서버(230A)에 장애 발생 시 단말에서 예비 호집중제어서버(230B)로 통화 데이터를 송신하여 통화가 끊김 없이 이루어지고, 현용 호집중제어서버(230A)와의 통화연결은 즉시 해제되거나, 설정시간 도과 후 해제되거나, 또는 통화 종료시 해제하도록 제어된다. 이때, 단말과 호집중제어서버 사이의 통화로는 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 단말 사이의 직접 통신에 의한 제어, 또는 통합관제서버와 IP-PBX간 통신에 의한 단말의 제어에 의해, 현용 호집중제어서버에서 예비 호집중제어서버로 이동된다.

도 7은 제5 이중화 방법을 나타낸 개략도이다.

단말과 이중화된 호집중제어서버(230A,B) 사이의 다중 연결 시, 단말에서 현용 호집중제어서버(230A)와 예비 호집중제어서버(230B) 모두에 통화 데이터를 모두 전송하고, 평소에는 현용 호집중제어서버(230A)에서 통화 데이터를 단말로 송신하여 통화가 이루어지고 예비 호집중제어서버(230B)는 단말로부터 통화데이터는 수신하나 단말로 통화데이터를 전송하지는 않는데, 장애 시에는 예비 호집중제어서버(230B)가 통화 데이터를 단말로 송신함으로써 통화가 끊기지 않고 이루어진다. 단말과 현용 호집중제어서버(230A)와의 통화연결은 즉시 해제되거나, 설정시간 도과 후 해제되거나, 또는 통화 종료시 해제하도록 제어된다.

도 8은 제6 이중화 방법을 나타낸 개략도이다. 단말과 이중화된 호집중제어서버(230)가 다중 연결되고, 단말에서는 통화 데이터를 예비호집중제어서버(230B)와 현용 호집중제어서버(230A) 모두에 전송하고, 단말에서는 수신된 통화 데이터를 선별적으로 사용하여 통화로를 이중화하는 방식이다.

현용 호집중제어서버(230A)와 예비 호집중제어서버(230B)와 단말들은 이중화 연결되고, 통화 데이터가 현용 및 예비 호집중제어서버(230A,B) 모두로 송신된다. 현용 및 예비 호집중제어서버(230A,B)는 처리된 통화 데이터를 모두 단말에 송신한다. 평상시에는 단말 측에서 현용 호집중제어서버(230A)에서 송신된 통화데이터를 통화에 사용하고, 예비 호집중제어서버(230B)에서 송신된 통화데이터는 통화에 사용하지 않고, 현용 호집중제어서버(230A)에 장애 발생 시 단말 측에서 예비 호집중제어서버(230B)에서 수신된 통화 데이터를 통화에 사용하여 통화가 끊김없이 이루어질 수 있다. 단말과 현용 호집중제어서버(230A)와의 통화연결은 즉시 해제되거나, 설정시간 도과 후 해제되거나, 또는 통화 종료시 해제하도록 제어된다. 이때, 단말의 수신 통화데이터의 선별적인 사용제어는 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 단말간 직접통신제어, 또는 통합관제서버 또는 호집중제어서버와 IP-PBX간 통신을 통한 단말 제어, 또는 단말 자체의 제어기능을 통해 이루어진다.

도 9 및 도 10은 통합관제서버(220)와 호집중제어서버(230)에 상대편 서버의 서비스를 설치하여 이중화하는 제7 이중화 방법을 나타낸 개략도이다. 도 9에 도시되는 바와 같이, 이중화된 현용 및 예비 통합관제 서버 모두에 장애가 발생하더라도 단말과 개별, 그룹, 일제 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 등의 통화는 연속되어야 하므로, 호집중제어서버에 통합관제업무서비스가 설치되어 운용될 수 있다. 통합관제업무서비스는 평시에는 관련 통화 정보를 보유만 하고 있다가, 이중화된 통합관제서버(220)에 모두 장애가 발생하는 경우 구동된다. 이 서비스는 설정에 따라 통합관제서버보다 우선 동작할 수 있다. 유사한 방식으로 도 10에 도시된 바와 같이, 현용 및 예비 통합관제서버(220B)에 호집중제어서비스(221)를 설치하여 평시에는 비활성모드로 있다가, 이중화된 호집중제어서버(230) 모두 장애 상태가 되는 경우 호집중제어서비스(221)가 구동된다. 이 방식은 상기 제 1 내지 제6 이중화 방법에 모두 적용할 수 있다.

도 11 및 12는 통합관제서버와 호집중제어서버 모두에 상대편 서비스를 설치하여 이중화하거나, 한 종류의 서버만 포함하고, 상대편 서비스를 설치하여 이중화하거나, 또는 통합 서버에 두개의 서비스를 설치하여 이중화하는 제8 이중화 방법을 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 통합관제서버(220)에는 호집중제어서비스(221)를 설치하고, 호집중제어서버(230)에는 통합관제업무서비스(231)를 설치하고 각 서버는 서로 상호 연결된다. 도 12는 통합관제서버에 호집중제어서비스를 설치하거나, 호집중제어서버(230)에 통합관제업무서비스(231)를 설치하고 통합하여 운영하는 방식을 나타낸다. 이 방식은 상기 제 1 내지 제6 이중화 방법에 모두 적용할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템에서 비상인터폰이 연결되는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

비상 인터폰은 승강장 인터폰, 콜폰, AFC 인터폰, EV 인터폰 등과 같이 철도 내 설치되어 승객 또는 직원과 운영자 간의 비상 통화 수단을 제공하는 것으로 스피커폰 또는 수화기가 달리거나 둘다 포함하는 인터폰이 있다. 이에 대한 대안으로 1,2,3 단계이상의 착신지를 지정하여 역사에서 응대를 못하는 경우에도 본사에서 응대하거나 무전기나 핸드폰, 일반 전화 등으로 응대할 수 있어, 비상통화가 미응대되는 상황이 발생하지 않는다. 또한 긴급상황발생시 통합관제조작반(또는, 통합모장치)에 입력을 통해 119/112등을 긴급호출 할 수 있으며, 이 기능은 비상인터폰에서도 긴급호출하는 기능을 제공한다. 또한 비상인터폰에 두 종류의 호출버튼을 입력받아 일반호출과 긴급호출을 구분하여 호출할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 비상 인터폰 통화 제어 방법인 1,2,3 단계 호출제어 프로토콜은 다음과 같다.

먼저, 비상인터폰은 유휴 시 스피커/마이크가 비동작 상태이다. 그리고, 비상 인터폰 호출시 주장치에서 먼저 응답하여, 특정 코드를 보내 비상 인터폰의 스피커를 동작시키고, 안내멘트를 호집중제어서버에서 송출하면 스피커를 통해 출력하고, 비상인터폰은 비상인터폰 전면 디스플레이 또는 버튼 등을 통해 통화대기상태를 나타낸다.

1,2,3 단계 호출제어에서 1단계 응대는 먼저 주장치가 제1 착신지로 역사시스템(도 2의 300)의 통합모장치(도 2의 330) 또는 본사 시스템(100)의 통합관제조작반(도 2에 도시됨)을 호출한다. 그리고 제1 착신지에서 응답하는 경우, 주장치는 비상인터폰으로 설정 코드를 보낸다. 이때 비상인터폰은 마이크를 동작시키고 비상 인터폰의 디스플레이 또는 버튼으로 통화 상태로 나타내고 통화가 이루어진다. 제1 착신지 호출시, 사용자의 설정에 따라 무전기나 핸드폰 등 외부 회선을 동시 호출하는 기능을 포함할 수 있다. 무전기 등 외부 회선을 동시 호출하면 1 단계 응대자가 이동 중일 때 응대할 수 있게 된다. 제1 착신지가 통화중이거나 설정 시간동안 미응대 시, 2단계, 그 다음 3단계 응대로 진행한다. 2단계 응대와 3단계 응대는 1단계와 같은 방식으로 설정된 제2 착신지, 제3 착신지로 호출 제어하는 것이다.

3단계 이상 응대 절차 수립할 수 있고 방식은 동일하다.

한편, 비상 인터폰의 정상 동작 점검은 비상인터폰 통화로 체크한다. 먼저, 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버) 및 통합관제조작반(또는 통합모장치)에서 주기적으로 비상인터폰을 호출하여, 비상인터폰과 특정코드를 송/수신하여 동작상태를 감시 또는 종료코드를 전송하여 종료하거나, 비상인터폰이 자동종료 여부에 따라 동작상태 감시한다. 즉, 동작상태가 정상이고 강제종료되거나 자동으로 종료되면 정상으로 판단하고, 동작상태가 비정상이거나 강제종료되지 않거나 또는 자동종료되지 않으면 장애로 판단하여 동작 상태를 감시한다. 비상인터폰의 연결라인 체크는 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버)와 통합관제조작반(또는 통합모장치)에서 게이트웨이를 통해 비상인터폰 라인 연결 여부를 확인하여 정상동작 여부를 판별한다. 비상인터폰의 동작상태 체크는 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버)와 통합관제조작반에서 전원장치를 통해 비상인터폰 전원동작상태를 확인하여 정상동작 여부를 판별할 수도 있다.

주장치의 통합관제서버와 통합관제조작반(또는 통합 모장치)에 연결된 비상 인터폰을 통해 수행되는 특수 기능으로 다음과 같은 기능이 있다. 첫째로, 119,112 등 비상 긴급 호출 기능이 있다. 이는 긴급 상황 발생시 통합모장치/통합관제조작반/무전기 등에서 119/112등 관계된 유관기관을 즉시 호출하는 기능을 제공하는 것으로, 통합관제조작반(또는 통합모장치)에서는 비상인터폰장치와 통화중 통합관제조작 프로그램의 긴급호출 버튼을 눌러 기능하도록 할 수 있으며, 무전기에서는 특정코드를 경찰서와 소방서와 같은 기관을 3자 통화로 호출할 수 있다. 또한, 비상인터폰에서도 호출 가능하다.

둘째로, 긴급호출 내용의 통합관제조작반에 디스플레이하는 기능이 있다. 비상인터폰에서 상황에 맞는 긴급버튼을 누르면 통합관제조작반(또는 통합모장치)에 긴급(화재, 강도, 성추행 등)으로 디스플레이되고, 옵션에 따라 호출이 이뤄지며, 응답하면 삼자 이상의 통화를 할 수 있다. 예를 들어, 통합관제조작반(또는 통합모장치)에서“119” 버튼을 누르거나 전화기의 키패드에서 119를 누르면 통합관제조작반에“화재 등 긴급문구”로 표시할 수 있다. 통합관제조작반(또는 통합모장치)에서“112” 버튼을 누르거나 전화기의 키패드에서 112를 누르면 통합관제조작반(또는 통합모장치)에“강도, 성추행 등 긴급문구”로 표시할 수 있다.

셋째로, 음성 인식에 의한 호출 기능이 있다. 사용자의 호출버튼 입력이 없더라도, 긴급상황에 대한 음성(살려주세요, 도와줘요, 불이야 등등)이 입력되면 자동으로 비상호출로 연결되어, 통합관제조작반(또는 통합모장치) 및 열차 무선 무전기, 119/112 등과 연결될 수 있다. 통합관제조작반(또는 통합모장치) 연결과 열차 무선 무전기, 119/112 등의 연결은 사용자 설정에 의해 개별/동시 또는 1,2,3 단계 연결을 제공한다.

넷째로, 승강장 PSD 열차 비상정지 버튼 연동기능이 있다. 승강장 PSD 조작반의 비상정지 버튼과 연계하여, 열차 비상정지버튼 호출시 자동으로 비상인터폰 호출이 연결되는 기능을 제공한다. 승강장 비상인터폰 호출시에는 호출접점과 동일한 접점을 통해 연동하거나, 열차운행에 영향을 주지 않도록 비상인터폰 호출접점과 별도의 연동접점을 통해 연동한다. 비상정지버튼 동작에 의한 호출은 통합조작반에 해당역사 및 위치정보와 함께 비상정지버튼 동작을 표시한다.

다섯째로 CCTV간 비상 인터폰 호출 위치 및 호출자 영상 연동 기능이 있다. 비상인터폰 호출시 1/2/3단계 착신지에 따른 수신정보와 호출위치 정보를 CCTV에 전달하여, 해당 착신지에서 CCTV 팝업이 될 수 있도록 한다. 이 기능으로 인해, 착신지별로 비상인터폰 통화자를 확인할 수 있어, 원활한 응대가 가능하다. 기존에는 1단계 착신지 또는 호출된 위치에서만 확인할 수 있어, 2/3단계 응대자는 호출자 영상을 볼 수 없었는데, 그러한 문제를 해결한다. 카메라를 내장한 비상인터폰에서 호출시 CCTV 설비로 영상을 제공하여, 비상인터폰 호출자를 보면서 통화가 가능하다. 또한 상황발생시 비상인터폰을 1/2/3단계 착신지에서 호출하여 주변 음성을 확인하며, CCTV 설비를 통해 영상을 보고 사고처리를 할 수 있으므로, 지하철 및 경전철 열차운행에 관한 모든 상황에서 신속하고 효율적인 업무처리를 위한 통신수단을 제공한다

여섯째로, 비상인터폰 주변 음성 및 영상 모니터링 기능이 있다. 즉 상황 발생시, 비상인터폰을 1,2,3단계 착신지에서 호출하여 주변 음성을 확인하는 기능을 제공한다. 카메라가 내장된 비상인터폰의 경우, CCTV 설비를 통해 영상을 볼 수 있는 기능을 제공하여 영차 운행에 관한 모든 상황에서 신속하고 효율적인 업무처리를 위한 통신 수단을 제공한다.

일곱째로, 8단계 이상의 스피커 및 마이크 볼륨 제어 기능이 있다. 비상인터폰 통화중 주변 잡음이나 소음 때문에 승객의 음성이 들리지 않거나, 응대자의 소리가 승객에게 전달되지 않을 경우 사용하는 기능이며, 이 기능을 통해 어떤 상황에서도 효율적인 통화수단을 제공한다. 통합조작반 또는 통합모장치에서 정해진 음성코드를 보내 8단계로 스피커/마이크 볼륨제어가 가능하며, 이동중에 열차 무선 무전기에서 응대하였을 경우에도 또한 가능하다.

한편, 도 14 내지 18은 VoIP 동시 통화 제어 방법을 나타내는 도면으로 도 14는 종래의 VoIP 동시통화 제어 방법을 개략적으로 나타내고, 도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 동시통화 제어방법을 나타낸다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 관제 통신 시스템은 VoIP기반의 유/무선 단말의 개별/그룹/일제통화 및 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송을 위한 동시통화 및 대량 동시통화를 제공하는데, 통합관제서버에 의해 제어되는 호집중제어서버가 유/무선으로 연결된 모든 종류의 단말을 대상으로 비상지령을 위한 개별, 그룹 및 일제 호출, 개별/그룹/일제통화 및 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송기능을 제공한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 관제 통신 시스템은 VoIP기반의 유/무선 단말의 개별/그룹/일제통화 및 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송을 위한 동시통화 및 대량 동시통화를 제공하는데, 통합관제서버에 의해 제어되는 호집중제어서버가 유/무선으로 연결된 모든 종류의 단말을 대상으로 비상지령을 위한 개별, 그룹 및 일제 호출, 개별/그룹/일제통화 및 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송기능을 제공한다. 또한 본 실시예는 도 3 내지 12에서 설명되는 제1 이중화 방법 내지 제 8 이중화 방법에도 적용될 수 있다.

호스트 단말 및 통화대상 단말들은 유선 및 무선랜/3G / 4G / LTE, Wibro / 5G등의 전송망에 연결된 아날로그 전화기, IP 전화기, 모바일폰, 스마트폰, 소프트폰, 무전기 등을 포함할 수 있다. 각 단말간 통신 프로토콜은 표준 VoIP인 H.323/SIP/MGCP등을 기준으로 하며, G.711/729/723/H.261/H.263등 표준 코덱(광데역코덱포함)을 기반으로 한다. 여기서 사용되는 통화는 사용자 선택에 따라 TLS / SRTP 방식의 암호화를 적용한다.

도 14는 종래의 비상 지령 호출에 의한 동시 통화 방법을 나타내는 것으로, 그룹/일제 호출시 브릿지부(Bridge room)에서 각 단말을 호출하고, 호스트 단말은 대기룸(Waiting room)에 연결하고, 단말이 응답하면, 단말을 브릿지부에서 통화방으로 이동하고, 호스트 단말을 대기룸에서 통화방으로 이동하여 동시통화를 시작한다.

상기 방법에 추가적으로, 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키, 소프트키, 다이얼키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 동시 통화 방법을 설명하는 도면이다. 도 14에 도시된 종래의 방식에 의하면, 대기룸, 브릿지부, 통화방 등 방 사이의 이동이 필요하므로 이로 인해 통화지연이 발생한다. 도 15의 동시 통화 방법이 이용되면 절차를 간소화하므로 그룹/일제 호출 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송처리속도를 개선할 수 있다. 호출시 동시통화방에 호스트 단말 연결하고 대기음 송출하고(대기음 대신 묵음 송출이나 비송출도 포함), 동시 통화방에서 각 유/무선 단말 호출한다. 그리고, 각 유무선 단말이 응답하면, 호스트 단말로의 대기음 송출을 중지하고, 동시 통화를 진행한다. 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제시스템의 주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

도 16은 또 다른 방식의 비상 지령 호출 제어 방법을 나타낸다. 그룹/일제호출 할 단말이 많을 경우, 하나의 동시통화방에서 모든 단말의 동시통화를 처리할 경우, 지연시간이 많이 발생하여 통화가 정상적으로 처리되지 않을 수 있다. 도 16에서와 같이 동시통화방을 분류하여, 사용자가 지정한 단말 수량별로 호출하고, 동시통화방 간에 연결하면, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다.

동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

예를 들어, 기존의 비상 지령 통화 제어 방식에서, 단말간 통화를 동시통화로 처리하고자 한다면, 200개의 음성 및 영상의 압축/해제가 수행되므로 지연이 발생할 수 있으나, 도 16의 방식에서는 동시 통화방을 10개 생성한 다음, 통화방 당 20개의 단말을 배치하여 동시 통화를 수행하고 각 통화방 사이를 연결하여 동시 통화처리 시간을 감소시키는 것이다. 각 방당 최대 20회만 통화 데이터의 압축 해제 과정만 수행되므로 지연시간이 감소하게 되는 것이다. 이때, 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

도 17은 또 다른 방식의 비상 지령 호출 제어 방법을 나타낸다. 그룹/일제호출 할 단말이 많을 경우, 하나의 동시통화방에서 모든 단말의 동시통화를 처리할 경우, 지연시간이 많이 발생하여 통화가 정상적으로 처리되지 않을 수 있다. 따라서, 도 17과 같은 방식으로 동시통화방 별로 설정인원을 초과하면, 동시통화방을 배정하여 단말을 호출하고, 동시통화방 간에 연결하면, 이와 같은 문제를 해결할 수 있다. 또한, 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

즉, 예를 들어, 종래 방식의 경우, 50대의 단말간 통화를 동시통화로 처리하고자 한다면, 50개의 음성 및 영상의 압축/해제가 수행되므로 지연이 발생할 수 있다. 도 17의 방식에서는 예를 들어, 동시통화방을 13개를 생성한 후, 통화방 당 4개의 단말을 배치하여 동시통화를 수행하고, 각 통화방 간 연결을 하면, 동시통화 처리시간을 현저히 줄일 수 있다. 즉, 각 방당 최대 4회만 음성/영상의 압축/해제과정만 수행되므로 지연시간이 현저히 감소된다. 이때 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

마지막으로 도 18은 또 다른 방식의 비상 지령 호출 제어 방법을 나타낸다. 그룹/일제 호출 할 단말이 주장치의 처리용량을 초과할 경우, 다수의 주장치에서 단말을 호출하고 주장치 사이에 통화방을 연결하여 처리하는 기능이며, 동시통화방 운용은 전술한 비상 지령 호출 제어 방식을 모두 채용할 수 있다. 본 방법은, 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

예를 들어, 2500대의 단말을 동시통화해야 하는 경우, 1~ 500대까지는 주장치1에서, 501 ~ 1000대까지는 주장치2에서, 1001 ~ 1500대까지는 주장치3에서, 1501~2000대까지는 주장치4에서, 2001 ~ 2500대까지는 주장치5에서 동시호출하고, 주장치 1 ~ 5까지 통화방을 연결하여 동시통화를 제공하는 것이다. 이때 동시통화시 단방향/양방향 모드를 지원한다. 또한 모든 단말에서 음성/영상을 보내거나, 권한을 가진(또는 부여된) 단말(또는 복수의 단말들)만 음성/영상을 보내며 이때에도 단방향/양방향 모드를 지원한다. 권한 모드일 경우 단말은 권한 신청 및 획득을 위해 단말의 특정키(PTT키 등)를 눌러서 할 수 있으며, 특정키를 스마트관제주장치 및 단말에서 전송/수신하여 인식하는 방식은 표준 VoIP를 통한 통신과 별도의 사용자 프로토콜을 통해 할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 호집중제어서버와 단말 사이의 멀티캐스트 기능을 통한 개별, 그룹, 일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송의 제어 방법 또한 제공된다. 본 실시예의 그룹/일제 통화는 전송망의 특징, 운용 방법에 따라 1:1 방식의 유니캐스트 통화가 아닌, 멀티캐스트 방식의 개별, 그룹, 일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송을 제공하는 기능이다. 실시예에서, 단말들은 유선 및 무선랜/3G / 4G / LTE, Wibro / 5G등의 전송망에 연결된 아날로그 전화기, IP 전화기, 모바일 폰, 스마트폰, 소프트웨어 폰, 무전기, 게이트웨이 등을 대상으로 한다. 본 실시예에서, 주장치 및 단말들은 멀티캐스트의 개별/그룹/일제통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰 통화, 방송을 처리하기 위해, 멀티캐스트 모듈을 추가로 적용할 수 있다. 각 단말간 통신 프로토콜은 표준 VoIP인 H.323/SIP/MGCP등을 기준으로 하며, G.711/729/723/H.261/H.263등 표준 코덱(광대역코덱포함)을 기반으로 한다. 호출하고자 하는 단말과 IP-PBX간에 생성되는 TLS 키를 기반으로 한 그룹키를 통화그룹 단말에 배포하고, 단말은 그룹키를 이용한 음성 암호화를 수행하고, 그룹간 암호화 통신이 가능하도록 할 수 있다.

한편, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템에서 개별, 그룹, 일제 통화, 양방향/단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 방송 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 19를 이용하여 통합관제서버를 통해 발언권을 제어하고 암호화하는 방식의 실시예를 개략적으로 설명하기로 한다. 본 실시예에서, 발언권 제어를 위해 호출 단말은 IP-PBX를 통해 호집중제어서버에 연결되고, 통합관제서버에서 해당 단말의 통화 그룹을 인식하여 동일 그룹 단말기와 동시 통화 호출이 연결된다. 연결 후에는 VoIP 세션이 성립되고 호집중제어서버에서 VoIP 메시지에 포함된 발언권 정보에 따라 발언권을 할당한다.

그룹 음성 전달은 VoIP 세션에 의해 그룹 통화 단말과 연결되면, 해당 단말은 해당 그룹 멀티캐스트 IP를 생성하여 그룹 통신이 가능한 채널을 구성하고, 특정키(예를 들어, PTT 키, 소프트키, 다이얼키 등)을 입력하여 발언권을 확보한 단말에서는 음성을 송출하면, 멀티캐스트에 의한 네트워크단의 복제에 의해 동일 그룹 단말 장치와 그룹 통화가 이루어진다.

암호화는 단말 호출 시 IP-PBX와 호출 단말의 TLS 암호키를 생성하고, 호집중제어서버를 통한 동시호출시, VoIP 메시지에 호출 단말의 암호키를 공용키로 배포한다. 수신 단말은 수신된 공용키를 이용하여 음성 패킷을 암호화하여 멀티캐스트 RTP 데이터로 네트워크에 전송하여 암호화가 이루어진다.

단말 장치를 통한 발언권을 제어하는 방법을 도 19를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 호출 단말은 IP-PBX를 통해 호집중제어서버에 연결되고, 통합관제서버에서 해당 단말의 통화 그룹을 인식하여 동일 그룹 단말기와 동시 통화 호출을 연결한다. 연결 후, 단말장치는 멀티캐스트 음성 데이터에 발언권 정보를 실어보내며, 단말장치는 CSMA/CD 방식과 유사한 발언권 충돌방지 제어를 한다.

한편, 단말간 통화 이중화 방법은 다음과 같다. 단말과 이중화된 주장치 사이의 착발신 이중화 기능을 제공하기 위한 기능이다. 기존의 단말은 같은 번호로 동시에 여러 개의 채널을 연결할 수 없어 이중화 기능이 제공되지 않았으나, 스마트 통합관제시스템에서는 통화의 연속성이 매우 중요하므로 다음과 같은 이중화 기능이 제공된다.

단말에서 주장치를 호출하는 발신 방식은 다음과 같은 네가지 방식을 제공한다. 즉, 이중화된 주장치에 순번을 두어 1번 주장치 호출 후, 응답이 없으면 2번 주장치 호출,.. N번 주장치 호출을 하여 응답하는 주장치 간 통화하는 방식, 이중화된 주장치를 동시에 호출하여 첫번째로 응답한 주장치간 통화하는 방식, 이중화된 주장치를 동시에 호출하여 응답한 모든 주장치와 통화하는 방식, 이중화된 주장치를 동시에 호출하여 응답한 순서에 상관없이 통화를 시작하는 특정코드 또는 사용자 신호를 보낸 주장치간 통화하는 방식(사용자 신호는 표준 VoIP방식 또는 사용자 프로토콜 모두 지원함)을 제공한다.

또한, 주장치에서 단말로의 수신 방식은 다음과 같은 세가지 방식을 제공한다. 즉, 다중화된 주장치에서 동시 또는 순차적으로 호출 수신시, 첫번째 수신한 주장치와 통화하는 방식, 다중화된 주장치에서 동시 또는 순차적으로 호출 수신시, 수신한 모든 주장치와 통화하는 방식, 다중화된 주장치에서 동시 또는 순차적으로 호출 수신시, 수신한 순서에 상관없이 통화를 시작하는 특정코드 또는 사용자 신호를 보낸 주장치 간 통화하는 방식(사용자 신호는 표준 VoIP방식 또는 사용자 프로토콜 모두 지원함)을 제공한다.

한편, 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템에서 방송 설비 연동 제어 방법을 설명하기로 한다. 기존의 역사별 전용 방송설비로 구성된 방송장치는 물리적인 연결채널을 이용함에 따라 방송위치 및 시스템이중화에 대한 제약사항이 많았다. 이러한 제약을 극복하기 위하여, 본 실시예에서는, VoIP 기반의 통합방송관제장치를 구성하여, 증폭기 하부단을 제외한 모든 장치를 VoIP 기반으로 연결한다. VoIP 기반으로 변경함에 따라 네트워크가 연결되는 범위 내에서, 물리적인 거리와 지령단말 형태 및 외부시스템 연동 등의 제약을 해소할 수 있다. 또한, 기존장치에서는 음원소스의 이중화 구성에 어려움이 있었으나, VoIP 기반으로 구성시 호출연결을 통한 다단계 백업구성이 가능하여, 시스템의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 기존 PSTN에서 사용되는 전화음질의 코덱 외에 CD 품질의 고음질 코덱을 적용하여, 방송품질 향상을 도모할 수 있다.

VoIP 통합방송관제장치의 주요 구성요소는 다음과 같다. 즉, IP-PBX, 통합관제서버, 호집중제어서버, 역사방송제어서버/호집중제어서버, Audio Gateway, 방송지령콘솔을 포함한다.

IP-PBX는 전화 단말장치 외에 Audio Gateway, 호집중제어서버를 수용하고, 전화/VoIP/외부회선/호집중제어서버/Audio Gateway 등과 호제어 연동한다. 그리고, IP-PBX 서버는 이중화로 구성하여 시스템 안정성을 확보할 수 있다.

통합관제서버는 방송 콘솔장치 및 전화/외부회선 단말장치의 제어신호에 따라 방송역사 및 구역정보를 인식하고, 호집중제어서버를 제어하여, 방송역사 및 구역정보에 맞는 동시호출을 제어한다. 통합관제서버는 이중화로 구성하여 시스템 안정성을 확보할 수 있고, 역사방송제어서버/호집중제어서버 장애시 역사방송제어를 수행할 수 있다.

호집중제어서버는 IP-PBX 및 통합관제서버와 연동되어 사용자 제어에 의한 표준VoIP 연동을 수행하고, 개별/그룹/일제 방송의 동시통화 연결을 제공하고, 고음질코덱을 적용하여, 방송품질을 향상시킨다. 또한, 호집중제어서버는 이중화로 구성하여 시스템 안정성을 확보하고, 역사방송제어서버/호집중제어서버 장애 시 역사방송 송출을 수행할 수 있다.

역사방송제어서버/호집중제어서버는 역사에서 송출하는 자동방송, 화재방송, 음원방송, 스케쥴방송 등을 제공하고, 표준 VoIP에 기반하며, CD 음질 코덱을 적용하여 방송품질을 보장하며, 본사 시스템의 통합관제서버 및 호집중제어서버와 연동되어 시스템 이중화를 구성한다.

Audio Gateway는 고음질 코덱을 적용한 다채널 오디오 게이트웨이 장치로, 주 증폭기와 연결되어 오디오신호를 전송하고, 호집중제어서버와 VoIP 회선으로 연결되며, 통합관제서버 또는 역사 방송제어서버의 제어에 의한 Audio Matrix 기능을 수행한다. 또한, 마이크, CD, 민방위 방송, 외부회선 등의 입력기능과 다채널 출력기능을 제공할 수 있다. 방송 시작 및 종료 신호를 접점, 시리얼, TCP/IP 신호로 제공할 수 있다.

방송지령콘솔은 역사 역무실 및 본사 등 역사 전체에 대한 개별, 그룹, 또는 일제 방송이 필요한 위치에 설치된다. 방송지령콘솔은 GUI 인터페이스에 의한 터치 모니터, 마우스 등으로 간단히 조작할 수 있다. 육성방송, 음원방송, 예약방송, 스케줄방송 등의 기능을 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 녹취서버 및 통합모장치의 특수녹취기능을 설명하면 다음과 같다. 녹취서버는“통합 관제 시스템”의 모든 단말의 통화(음성 및 영상) 내용을 녹취하는 기능을 제공하며, 이중화로 운용된다. 녹취를 하는 방식은 기본적으로 미러링 방식과 단말로부터 직접 음성수집, 동시통화방에서 음성을 수집하는 방식을 사용할 수 있다. 그리고, 이와는 별도로 지연녹취기능이 있다. 녹취 서버가 설치된 본사와 역사간 통신이 단절되었을 경우, 역사에 발생하는 통화에 대해 녹취를 할 수 없게 되므로, 이러한 경우 지연녹취를 통해 어떤 경우에도 녹취가 가능하도록 제공된다. 지연 녹취절차는 본사와 역사간 통신이 단절되어 녹취서버에서 녹취가 불가능한 상태가 발생하면, 역사에서는 비상인터폰을 포함하여 각종 통화가 이뤄지면, 역사의 통합모장치가 녹취 음원을 임시로 보유한다. 그리고, 본사/역사간 통신이 복구되면, 통합모장치와 녹취서버간 표준 VoIP 또는 사용자 채널을 구성하여 녹취서버에서 통합모장치의 임시 녹취내용을 저장한다. 녹취서버가 모든 음원을 수신하면 통합모장치에서는 임시 녹취 음원을 옵션에 따라 삭제한다.

한편, 도 21 및 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트관제통신시스템의 기존구간관제방송통신장치와 연동 방법을 설명하는 도면으로, 도시되는 바와 같이, 기 구축된 기존구간 관제전화장치 및 방송장치와 신규 구간의 통합관제서버 및 호집중제어서버 사이의 연동을 통한 시스템 통합 방법이 제공된다.

기존에 운용중인 철도에는 이미 관제전화장치 및 방송장치가 구축되어 있다. 이때 해당 노선에 신규 구간이 연장되는 경우, 또는 기존관제전화 또는 방송 주장치의 교체 또는 단말장치의 교체의 경우, 기존구간 관제 전화 또는 방송 장치 또는 단말장치와 신규 통합관제시스템이 연동을 해야 하는 경우가 발생한다. 이런 경우 대부분 기존 구간의 장비들은 도입이 오래되어 제조사가 없어지거나, 단종된 제품일 경우가 많다. 이때 최신기술과 기존장치를 통합하여 신규 구간역사와 기존 구간 역사를 그룹 및 일제 호출 또는 방송을 할 수 있어야 하는데, 통합을 하지 못하면 따로 운용해야 하고, 긴급 상황 발생시 신속한 처리를 할 수 없게 되는 문제점이 있다. 본 실시예에서는 기존구간 관제전화/방송장치를 분석 및 연구하여 프로토콜 및 음성규격을 도출하여 통합을 구현할 수 있도록 한다.

도 21은 주장치 연동을 통한 기존구간의 관제전화장치 및 방송장치와 통합하는 방법을 설명한다. 도시되는 바와 같이, 기존구간 관제전화장치 및 방송장치와 음성 및 제어 연동 인터페이스를 구축한다.

기존에 운용중인 철도에는 이미 관제전화장치 및 방송장치가 구축되어 있다. 이때 해당 노선에 신규 구간이 연장되는 경우, 또는 기존관제전화 또는 방송 주장치의 교체 또는 단말장치의 교체의 경우, 기존구간 관제 전화 또는 방송 장치 또는 단말장치와 신규 통합관제시스템이 연동을 해야 하는 경우가 발생한다. 이런 경우 대부분 기존 구간의 장비들은 도입이 오래되어 제조사가 없어지거나, 단종된 제품일 경우가 많다. 이때 최신기술과 기존장치를 통합하여 신규 구간역사와 기존 구간 역사를 그룹 및 일제 호출 또는 방송을 할 수 있어야 하는데, 통합을 하지 못하면 따로 운용해야 하고, 긴급 상황 발생시 신속한 처리를 할 수 없게 되는 문제점이 있다. 본 실시예에서는 기존구간 관제전화/방송장치를 분석 및 연구하여 프로토콜 및 음성규격을 도출하여 통합을 구현할 수 있도록 한다.

도 21은 주장치 연동을 통한 기존구간의 관제전화장치 및 방송장치와 통합하는 방법을 설명한다. 도시되는 바와 같이, 기존구간 관제전화장치 및 방송장치와 음성 및 제어 연동 인터페이스를 구축한다.

그리고, 관제전화의 기존 주장치 연동을 통한 통합은 기존구간 관제전화와 통합을 위한 음성 및 제어신호 연동장치를 구성하고, 음성 및 제어신호 연동장치는 기존구간의 관제전화 운용 신호를 TCP/IP(및 UDP, 이하 TCP/IP로 칭함)신호로 변환한다. 그리고, 연장구간 관제전화 주장치에서는 기존구간 음성 및 제어신호 연동장치의 TCP/IP 신호를 연장구간과 통합하여 VoIP프로토콜을 이용한 통합관제가 가능하도록 시스템을 구성한다. 최초동작시 신규구간의 주장치에서는 기존구간의 주장치는 통신연결 기동신호를 송수신하여 연동을 개시한다. 이 구성 및 통신연결도 이중화 또는 다중화 구성으로 되어 있으며, 현용 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버) 및 기존 주장치간 연결에 장애가 발생하더라도 예비 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버)와 기존 주장치간 연결을 통해 통화진행중인 통화와 통화중인 개별/그룹/일제통화의 통화로는 유지된다.

기존구간 관제전화기에서 호출시, 기존구간 주장치로부터 전송된 음성신호와 제어신호를 통해 신규구간 주장치에 연결된 통합조작반을 호출한다. 이때 제어신호에는 호출역사 및 기능실(통신실/전기실/역무실 등)의 정보, 통화진행정보(호출/대기/응답/종료 등)가 포함되어 있으며, 추가적으로 수신자 ID(또는 기존구간 주장치 통신라인 ID 등)이 포함되어 있으며 각 정보는 각각 특정 문자 및 문자열 또는 정수의 조합으로 송수신되며, 각 단위데이터는 상위 바이트와 하위 바이트를 나누어 해당정보를 송/수신할 수 있다. 신규구간 주장치에서는 상기 정보를 통해 해당하는 통합조작반을 호출하게 된다. 이때 사용자 설정 또는 현재 통화중인 상황을 통해 유휴한 통합조작반을 선 호출하거나, 모든 관련 통합조작반을 동시에 호출 할 수 있다. 통합조작반에서 수신하면 기존구간 관제전화기와 통화가 연결되는데, 이때 음성라인이 최초에 연결될 경우, 자동으로 기존구간 주장치에서 응답신호를 보내며, 추가연결일 경우 신규구간 주장치에서 기존구간 주장치로 제어신호를 보내 응답신호를 받을 수 있다. 통화연결 해제는 기존구간 단말기에서 수화기를 내려놓거나, 통합조작반에서 호출 종료시 해제되며, 해제신호는 기존구간 주장치에서 연결 해제 신호를 수신하거나, 신규구간 주장치에서 기존구간 주장치로 연결 해제 신호를 보내 해제하게 된다.

신규구간 주장치에서 기존구간 단말기로 개별/그룹/일제호출시에는 신규/기존구간 간 음성채널 연결을 하여, 기존구간(및 신규구간) 주장치에서 연결성공신호가 오면, 이때 통합조작반에서 선택한 단말기정보(1~N, 역사정보/회선번호 등)를 기존구간 주장치로 전송하며, 기존구간단말기에서 응답신호가 오면 통화를 한다. 추가 연결이나 연결 해제시에는 상기 관제전화기 호출시와 동일한 방식으로 제어하게 된다.

관제방송 기존 주장치 연동을 통한 통합은 최초동작시 신규구간의 주장치에서는 기존구간의 주장치는 통신연결 기동신호를 송/수신하여 연동개시를 한다. 이 구성 및 통신연결도 이중화( 및 다중화) 구성으로 되어 있으며, 현용 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버) 및 기존 주장치간 연결에 장애가 발생하더라도 예비 주장치(통합관제서버 및 호집중제어서버) 및 기존 주장치간 연결을 통해 통화진행중인 통화와 통화중인 개별/그룹/일제방송의 통화로는 유지된다.

통합조작반에서 기존구간 방송을 하면, 신규구간 주장치에서는 방송역사/방송구역(상선/하선/대합실 등)/방송종류(일반/긴급/민방위 등) 정보를 기존구간 주장치로 보내게 되는데, 각 정보는 개개별로 특정 문자 및 문자열 또는 정수의 조합으로 송/수신되며, 각 단위데이터는 상위 바이트와 하위 바이트를 나누어 해당정보를 송/수신할 수 있다. 방송제어정보 전송과 동시에 방송음원을 기존 주장치로 송출하여 개별/그룹/일제방송을 하게 된다. 방송종료시에는 방송종료신호를 보내게 되는데, 이때에도 방송시작시와 동일한 방식으로 종료신호를 보내거나, 기본적인 방송종료코드만 보내 방송을 종료할 수 있다.

관제전화 단말 직접 연동을 통한 통합은 관제전화 음성/제어 신호연동장치를 통해 기존구간 단말장치와 직접 통신할 수 있도록 구성하는 것이다. 연장구간 주장치에서 기존구간 단말장치로 음성신호에 특정코드 및 펄스를 통해 역사/기능실(전기실/통신실/역무실) 등의 정보를 전송하거나, 상기정보를 별도의 제어채널을 통해 송/수신하여 제어 및 통화하게 된다. 별도의 제어채널에는 접점방식을 통해 기동/종료신호를 제어하거나 정 문자 및 문자열 또는 정수의 조합으로 송/수신되며, 각 단위데이터는 상위 바이트와 하위 바이트를 나누어 해당정보를 송/수신할 수 있다. 이를 통해 개별/그룹/일제통화를 제공하며, 수신시에도 동일한 방식을 통해 제공한다.

관제방송 역장치 직접연동을 통한 통합은 관제방송 오디오/제어 신호연동장치를 통해 기존구간 관제방송 역장치와 직접 통신할 수 있도록 구성하는 것이다. 연장구간 주장치에서 기존구간 단말장치로 음성신호에 특정코드 및 펄스를 통해 역사/방송종류/기동/종료신호 등의 정보를 전송하거나, 상기정보를 별도의 제어채널을 통해 송/수신하여 제어 및 방송하게 된다. 별도의 제어채널에는 접접방식을 통해 기동/종료신호를 제어하거나 특정 문자 및 문자열 또는 정수의 조합으로 송/수신되며, 각 단위데이터는 상위 바이트와 하위 바이트를 나누어 해당정보를 송/수신할 수 있다. 이를 통해 개별/그룹/일제방송을 제공한다.

위에서 본 발명의 스마트 관제 통신 시스템을 철도에 적용하여 설명하였으나, 철도에 한정되지 않고, 본 발명의 스마트 관제 통신시스템은 고속도로 비상 통신시스템, 터널 비상통신 시스템, 발전소 비상 통신 시스템 등 모국과 지국 간의 통신 및 방송시스템에 적용가능하다.

Claims (29)

1. 복수의 단말이 설치되는 복수의 역사와 통신망을 통해 연결되어 상기 단말과 통신가능하게 연결되는 본사 시스템을 포함하는 스마트 관제 통신 시스템에 있어서,
   상기 본사 시스템은 범용 교환 기능의 교환기, 상기 단말 사이의 통화를 처리하는 호집중제어서버, 및 상기 단말 사이의 통화를 제어하는 통합관제서버를 포함하는 서버군을 둘 이상 포함하고, 복수의 상기 서버군에 포함되는 복수의 상기 호집중제어서버와 복수의 상기 통합관제서버가 상호 통신 가능하게 연결되고,
   상기 둘 이상의 서버군 중 현용(現用) 서버군 내의 통합관제서버의 장애 발생시 예비 서버군 내의 통합관제서버에서 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버에 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 통화는 개별호출, 그룹호출, 일제호출, 양방향 통화, 단방향 통화, PTT 통화, 비상인터폰통화, 또는 방송 중 하나 이상을 포함하는 스마트 관제 통신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 통합관제서버는 상기 스마트관제통신시스템의 통합 관제 업무 제어신호, 상기 호집중제어서버 제어신호, 복수의 상기 단말 간 통화, 방송, 또는 장애 정보 수집에 대한 제어신호를 출력하는 스마트 관제 통신 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 호집중제어서버는 VoIP 기반 통화 처리 서버 장치로, 상기 단말 간 통화 또는 방송이 이루어지는 스마트 관제 통신 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 단말은 게이트웨이, 민방위방송설비, 방송설비, 열차 내 단말기, 유선전화기, 무선전화기, 연선 전화, 화장실 콜 폰, AFC, 인터폰, 엘리베이터 인터폰, 승강장 비상인터폰, CCTV, IP 폰, S/W 폰, 또는 무전기 중 하나 이상을 포함하는 스마트 관제 통신 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 상기 통합관제서버는 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버 내의 가상 IP를 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로 이동시키고, 상기 가상 IP의 이동에 따라 단말과 호집중제어서버 사이의 통화로가 이동되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버와 설정된 통화로를 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로 이관하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버와 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버 모두와 통화로가 설정되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버는 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생시 기설정된 상기 통화로를 통해 단말로 통화 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 단말은 상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버의 장애 발생 시 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버로부터 수신된 통화 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 현용 서버군 내의 통합관제서버 또는 상기 예비 서버군 내의 통합관제서버는 상기 호집중제어서버의 기능을 포함하는 호집중제어 프로그램을 포함하고,
    상기 현용 서버군 및 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버 모두에 장애 발생 시 상기 호집중제어 프로그램이 실행되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 현용 서버군 내의 호집중제어서버 또는 상기 예비 서버군 내의 호집중제어서버는 상기 통합관제서버의 기능을 포함하는 통합관제 프로그램을 포함하고,
    상기 현용 서버군 및 상기 예비 서버군 내의 통합관제서버 모두에 장애 발생 시 상기 통합관제 프로그램이 실행되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은 비상인터폰을 포함하고,
    상기 비상인터폰은 긴급통화 버튼을 포함하고, 상기 긴급통화 버튼이 입력되면, 복수의 착신지가 순서대로 설정되어 설정된 순서에 따라 착신지에서 응답이 없을 경우 다음 단계 착신지로 호출이 이전되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 비상인터폰에 통신가능하게 연결된 상기 통합관제서버가 상기 비상인터폰을 호출하여 설정된 코드를 송신하고, 상기 코드에 따라 상기 비상인터폰이 종료되거나, 상기 비상인터폰으로부터 설정된 코드를 수신하면 상기 비상인터폰을 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 비상인터폰은 설정된 음성 데이터가 입력되면 상기 긴급통화버튼 입력과 동일한 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
17. 제 2 항에 있어서,
    상기 호집중제어서버는 동시통화방을 포함하고, 상기 그룹 호출 또는 상기 일제 호출 시,
    상기 그룹 또는 일제 호출의 호스트 단말을 상기 동시통화방에 연결하고, 상기 그룹 또는 일제 호출 대상이 되는 단말을 상기 동시통화방에 연결하여 상기 단말이 응답하면 동시 통화를 진행하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 호집중제어서버는 복수의 동시통화방과 상기 호스트 단말이 연결되는 전용 통화방을 포함하고, 상기 단말을 설정된 수량에 따라 상기 복수의 동시통화방에 차례로 연결하고 상기 복수의 동시통화방을 상기 호스트 단말이 연결되는 상기 전용 통화방에 연결하여 동시통화를 진행하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 동시통화방은 상호 연결되어 동시통화가 진행되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
20. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 서버군의 상기 호집중제어서버는 각각 동시통화방을 포함하고,
    설정된 개수 이상의 단말과의 그룹 또는 일제 호출이 요구되는 경우,
    상기 서버군의 호집중제어서버가 각각 설정된 개수의 상기 단말을 상기 동시통화방에 연결하고, 상기 서버군의 호집중제어서버 내의 동시통화방을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 호집중제어서버는 동시통화방을 포함하고,
    상기 단말 중 호출 단말은 상기 교환기를 통해 상기 호집중제어서버에 연결되고, 상기 통합관제서버가 상기 호출 단말의 통화 그룹을 인식하여 상기 통화 그룹에 해당하는 단말들을 호출하여 상기 동시통화방에 연결하고, 연결 후, VoIP 세션을 성립하고 상기 호집중제어서버는 상기 VoIP 세션에 포함되는 발언권 정보에 따라 상기 연결된 단말들에 발언권을 할당하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 동시통화방에 연결된 단말들은 해당 그룹 멀티캐스트 IP를 생성하여 그룹통신이 가능한 채널을 형성하고, 설정된 키를 입력하여 발언권을 확보하여 음성을 송출하면 멀티캐스트에 의한 네트워크단의 복제에 의해 상기 동시통화방에 연결된 단말 간 그룹 통화가 진행되는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 단말 호출시 상기 교환기와 상기 호출 단말의 암호키를 생성하고, 상기 호집중제어서버를 통한 호출 시 VoIP 메시지에 상기 호출 단말의 암호키를 공용키로 배포하고, 상기 단말은 수신된 공용키를 이용하여 음성 패킷을 암호화하여 멀티캐스트 RTP 데이터로 네트워크에 전송하여 암호화하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
24. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버군은 녹취서버를 추가로 포함하고,
    상기 녹취서버는 미러링, 상기 단말로부터 직접 음성 데이터 수집, 또는 동시통화방으로부터 음성 데이터 수집 중 하나 이상의 방법으로 수집된 데이터를 녹취하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 역사는 상기 역사의 관제 업무를 수행하는 통합모장치를 포함하고,
    상기 통합모장치는 상기 단말과 상기 본사와 통신이 단절되는 경우 상기 역사에서 발생하는 통화 데이터를 녹취하고 상기 본사와 통신이 복구되면 녹취된 상기 통화 데이터를 상기 녹취서버에 저장하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
26. 제 1 항에 있어서,
    상기 본사시스템은 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치에 연결되는 기존구간 음성 및 제어 연동장치, 및 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치를 제어하는 기존구간 주장치를 추가로 포함하고,
    상기 기존구간 음성 및 제어 연동장치는 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치 운용 신호를 인터넷 프로토콜 신호로 변환하여 상기 서버군으로 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 기존구간 주장치는 상기 기존구간 음성 및 제어 연동장치의 상기 인터넷 프로토콜 신호를 상기 서버군과 통합하여 VoIP 프로토콜을 이용하여 상기 기존구간 관제전화장치 또는 방송장치를 통합관제하고,
    상기 기존구간 주장치와 상기 서버군은 통신연결 기동신호를 송수신하여 연동을 개시하고,
    상기 서버군은 상기 기존구간 관제전화장치에서 호출시 상기 기존구간 주장치로부터 전송된 음성신호 및 제어신호를 통해 상기 서버군에 연결된 통합조작반을 호출하고,
    상기 제어신호는 호출한 상기 기존구간 관제전화장치의 소속 역사 정보, 통화 정보, 또는 수신자 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
28. 제 26 항에 있어서,
    상기 서버군은 방송 역사, 방송 구역, 또는 방송 종류 정보를 상기 기존구간 주장치로 전송하고, 방송음원을 상기 기존구간 주장치로 송출하여 상기 기존구간 방송장치를 통해 방송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.
29. 제 26 항에 있어서,
    상기 서버군은 상기 기존구간 방송장치로 음성 신호에 특정 코드 및 펄스를 통해 해당 역사, 방송 종류, 기동 신호, 또는 종료 신호 정보를 전송하거나, 상기 정보를 별도의 제어 채널을 통해 전송하여 상기 기존구간 방송장치를 통해 방송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 관제 통신 시스템.

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