KR101344419B1 - 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법 - Google Patents

운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호스트 컴퓨터에 TCP/IP 방식 또는 광통신 방식으로 접속해서 모의운전연습기의 운행 조건에 따른 기관사의 반응시간을 정밀하게 측정할 수 있는 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법에 관한 것이다.본 발명은 열차/전동차 평가시스템(90)이 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)의 성능을 진단한 다음, 상기 평가시스템(90)의 지시에 따라 기관사가 모의운전을 실시할 수 있도록 하기 위한 환경을 제공하는 모의운전연습기(100); 상기 모의운전연습기(100)의 시뮬레이터 호스트컴퓨터(130)에 탑재되어 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수수하여 처리하는 기능을 수행하는 연동드라이버(190); 상기 모의운전연습기(100)와 상기 평가시스템(90)과의 사이에서 상호 필요한 정보를 수수할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트웍(200); 및 상기 네트웍(200)을 통해 상기 모의운전연습기(100)와 접속된 후, TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네크웍(200)을 통해 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수신하여 처리하는 상기 평가시스템(90), 여기서, 상기 평가시스템(90)에는 상기 평가시스템(90)의 전체적인 동작을 제어하는 한편 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수집 분석하여 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하고, 훈련 결과를 평가하는 성능진단 및 훈련평가프로그램이 탑재되어 상기 모의운전연습기(100)의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T3)과, 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T8-T5)을 측정하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법{Response time check capable train driver to event given by evaluation system of simulator and response time check method using the same}
본 발명은 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호스트 컴퓨터에 TCP/IP 방식 또는 광통신 방식으로 접속해서 모의운전연습기의 운행 조건에 따른 기관사의 반응시간을 정밀하게 측정할 수 있는 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법에 관한 것이다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 시뮬레이터의 구성과 그 동작과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 모의운전연습기의 블록 구성도이다.
종래의 시뮬레이터의 구성은 도 1에서 보는 바와 같이, 교관석시스템(20)과 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 훈련에 임하는 기관사에게 기지 및 본선구간의 선로를 따라 현시되는 장면을 3차원 컴퓨터그래픽영상 또는 실사영상으로 스크린 또는 모니터를 통해 제공하는 영상시스템(10)과, 교육훈련의 목적에 맞게 모의운전연습기의 운영환경을 제어하여 기관사의 교육훈련에 필요한 조건을 설정하고, 훈련상황을 모니터링하며, 훈련결과를 평가하는 등 훈련조건의 설정, 모니터링 및 평가에 필요한 상황을 종합적으로 제어하는 교관석시스템(20)과, 하드웨어인터페이스(70)를 통해 기관사의 운전 결과를 입력받고, 이를 교관석시스템(20)에서 설정한 운전 조건과 비교하여 열차의 동특성을 계산한 후, 이를 이용하여 ATC, ATO, TWC, TCMS, 공압계통 등 열차운전시스템을 시뮬레이션 한 다음, 그 결과를 선택적으로 모션시스템(40), 음향시스템(50), 선로정보현시시스템(60), 교관석시스템(20)으로 제공하는 시뮬레이션용 호스트컴퓨터(30)와, 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 기관사에게 실제 열차/전동차 운전시에 주어지는 상황과 동일한 상황을 부여하여 실질적인 운동감을 제공하는 모션시스템(40)과, 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 실제 열차/전동차 운전시에 주어지는 상황과 동일한 음향효과(엔진 기동, 바람소리, 레일접지 등)를 제공하여 승무원에게 사실감을 부여하는 음향시스템(50)과, 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 기관사에게 선로의 구배, 곡율, 신호기 위치, 전철기 위치 등 실제 선로상에 나타나는 것과 동일한 각종 정보를 현시하는 선로정보현시시스템(60)과, 운전실(80)에 설치된 마스콘, 역전기, 스위치류, 인티케이터류 및 호스트컴퓨터(30)와의 통신을 위하여 디지털 입출력, 아날로그 입출력 신호를 처리하는 하드웨어인터페이스(70)와, 실제 전동차/열차의 운전실과 동일하게 제작되어 훈련에 임하는 기관사에게 전동차/열차의 운전실과 동일한 운전 환경을 제공하는 운전실(80)로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 열차/전동차 모의운전연습기는 열차의 동특성을 계산하는 동력학 모듈, 열차장치 시뮬레이션모듈, 전기회로 시뮬레이션 모듈, 고장상황발생 모듈 등이 실행되는 호스트컴퓨터(30)와 이 호스트 컴퓨터에 제어신호를 주어 훈련에 필요한 환경을 설정하여 주는 교관석시스템(20), 그리고 운전자에게 현장감을 제공하기 위한 각종 모션, 영상, 음향시스템(10, 40, 50, 60) 등이 운전실(80)내의 기계장치와 상호 연동되면서 작동되는 것으로서, 위와 같은 연동 동작이 진행됨과 동시에 교관석시스템(20)에서는 호스트컴퓨터(30)로부터 열차의 위치 및 속도, 스위치상태, 인디케이터 상태, 압력계의 지시값 등과 같은 각종 운전 정보를 수집하여 분석한 후, 그 분석 결과를 가지고 훈련을 받는 기관사의 훈련 내용을 평가한 다음, 최종적으로 평가보고서를 작성하게 된다.
그러나 상기와 같이 구성된 종래의 모의운전연습기는 어떠한 통일된 기준에 의해 제작된 것이 아니라 각각의 모의운전연습기를 제작하는 제작사가 스스로 정한 기준에 따라 제작된 것으로서, 각각의 모의운전연습기마다 훈련 수행 시 운전실(80)에 부여하는 상황이 각기 다를 뿐만 아니라, 교관석시스템(30)에서 수행하는 훈련 결과에 대한 평가방법(혹은 알고리즘)도 각각의 모의운전연습기마다 모두 다르다.
따라서 종래의 모의운전연습기에서는 한 사람이 서로 다른 모의운전연습기에서 훈련을 실시할 경우, 동일한 기관사가 훈련을 수행하고 평가되었음에도 불구하고 그 평가결과가 현저히 다르게 나오는 경우가 많았으며, 그로 인해 그 평가 결과에 대해 신뢰성과 객관성을 부여하기가 어려웠다.
모든 열차/전동차는 각각의 차종에 따라 각기 다른 운전특성을 가지고 있다. 따라서 기관사를 훈련하고 그 능력을 평가함에 있어서, 각각의 열차/전동차의 특성에 맞추어 훈련을 수행하고 그 결과를 평가하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 현재 운용되고 있는 열차/전동차의 종류나 기관사들의 운전환경에 비추어 볼 때, 그것은 현실적으로 불가능하다.
한편, 현재 국내에서 운용되고 있는 열차/전동차의 운전 특성이나 기관사들의 운전 환경은 대체로 유사한 측면이 있다. 따라서 기관사를 훈련하거나 기관사의 운전 능력을 평가함에 있어서 비록 서로 다른 모의운전연습기에 의해 훈련을 수행하고 훈련 결과를 평가한다고 하더라도 그 훈련 결과에 객관성만 부여될 수 있다면 그리 큰 문제가 되지 않는다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 이미 보급되어 있는 모든 모의운전연습기를 교체하여 하나로 통일하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이는 대단히 많은 비용을 필요로 할 뿐만 아니라 각 제작사의 규격이나 사양을 통일하여야 하는 등 실질적으로 해결이 어려운 수많은 선결문제를 가지고 있으며, 다른 한편으로는 각 제작사의 창의력을 저하시켜 신기술 제품을 저해하는 부정적인 효과를 가져오기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 이미 제작된 모의운전연습기를 활용할 경우, 해당 모의운전연습기가 과연 교육훈련에 적합한 운전연습조건(견인 및 제동운전특성 또는 성능)을 모두 갖추고 있는 여부를 아는 것이 매우 중요하다. 그러나 종래의 모의운전연습기를 활용할 경우, 해당 모의운전연습기 실제로 객관적이고 합리적인 운전연습조건을 모두 갖추고 있는지 여부를 확인하는 것이 현실적으로 불가능하다.
따라서 기존에 이미 운용중이 모의운전연습기 뿐만이 아니라 향후에 제작될 모의운전연습기에서 실시하는 모든 훈련결과를 객관적으로 평가하는 한편, 실제로 훈련평가에 사용되는 모의운전연습기가 교육훈련에 적합한 제반 조건을 구비하고 있는지 여부를 사전에 평가할 수 있어야 한다.
도 2는 도 1에 나타낸 모의운전연습기에서의 이벤트 반응시간 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타낸 모의운전연습기에서의 이벤트 반응시간 측정 방법은 도 2에 나타낸 바와 같이, 평가시스템에서 이벤트가 발생된 시점인 T0에서 평가시스템이 기관사의 조작반응의 결과인 스위치값의 변화값이 평가 시스템의 입력값으로 들어오는 T9까지의 차이가 기관사가 이벤트에 대한 반응시간으로 나타난다.
이를 식으로 표현하면
응답시간 = T9 - T0
그러나 실제적인 기관사의 반응시간은 측정해야할 값이 나타나는 현상에 따라서 도 13에 나타낸 것처럼 하드웨어 계기류 및 램프류인 경우는 T7 - T3, 영상시스템의 경우 T7 - T4, 장비류의 표시장치인 경우는 T8 - T5이 되어야 한다.
따라서 기존의 평가 시스템은 이벤트 발생 시에 실제 발생사건과 기관사가 발생된 이벤트에 반응하는 시간 간격을 측정하는데 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호스트 컴퓨터에 TCP/IP 방식 또는 광통신 방식으로 접속해서 모의운전연습기의 운행 조건에 따른 기관사의 반응시간을 정밀하게 측정할 수 있는 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 및 그를 이용한 운전자 반응시간 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템은 영상시스템(110), 교관석시스템(120), 호스트컴퓨터(130), 모션시스템(140), 음향시스템(150), 선로정보현시시스템(160), 하드웨어인터페이스(170) 및 운전실(180)로 이루어져, 열차/전동차 평가시스템(90)이 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)의 성능을 진단한 다음, 상기 평가시스템(90)의 지시에 따라 기관사가 모의운전을 실시할 수 있도록 하기 위한 환경을 제공하는 모의운전연습기(100); 상기 모의운전연습기(100)의 시뮬레이터 호스트컴퓨터(130)에 탑재되어 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수수하여 처리하는 기능을 수행하는 연동드라이버(190); 상기 모의운전연습기(100)와 상기 평가시스템(90)과의 사이에서 상호 필요한 정보를 수수할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트웍(200); 및 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네크웍(200)을 통해 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수신하여 처리하는 상기 평가시스템(90), 여기서, 상기 평가시스템(90)에는 상기 모의운전연습기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 한편 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수집 분석하여 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하고, 훈련 결과를 평가하는 성능진단 및 훈련평가프로그램이 탑재되어 상기 모의운전연습기(100)의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T2)과, 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T8-T5)을 측정하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정방법은, 모의운전연습기(100)로부터 성능진단 및 훈련평가에 대한 요청이 있으면, 평가시스템(90)이 상기 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)를 호출하여 해당 모의운전연습기(100)를 평가시스템(90)에 접속하도록 요청하는 단계(R1)와; 평가시스템(90)로부터 접속요청을 받은 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)는 네트웍(200)을 통해 평가시스템(90)에 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 평가시스템(90)으로 전송하는 단계(R2)와; 모의운전연습기의 접속이 확인되면, 평가시스템(90)은 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)로 연동드라이버(190)를 전송하여 모의운전연습기를 초기화하도록 하는 한편, 당해 모의운전연습기(100)에 대한 시스템 제원을 보내줄 것을 요청하는 단계(R3)와; 해당 모의운전연습기(100)로부터 시스템의 제원이 전송되어 오면, 평가시스템(90)은 모의운전연습기의 성능을 진단하는 단계(R4)와; 해당 모의운전연습기(100)로 훈련하고자 하는 내용을 전송하여줄 것을 요청하는 단계(R5)와; 평가시스템(90)은 모의운전연습기(100)로부터 훈련 결과에 대한 정보(내용)를 전송받아 DB화하여 저장 관리하는 한편, 기관사의 훈련내용을 평가하여 모의운전연습기(100)로 훈련결과를 전송하고 접속을 해제하는 단계(R6, R7, R8, R9)로;이루어지되, 상기 모의운전연습기(100)의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T3)과, 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T8-T5)을 측정하는 것에 따라 운전자의 반응시간을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 열차/전동차 모의운전연습기의 자체 성능을 객관적으로 평가할 수 있고, 훈련내용을 정량적으로 평가할 수 있다.
둘째, 기존의 모의운전연습기에 비해 견인 및 제동 특성을 객관적으로 평가할 수 있다.
셋째, 열차/전동차의 정위치 정차 시 정밀하게 표준 운전선도를 따른 표준속도를 따르면서 운전했는지, 얼마나 정밀하게 정거장 사이의 운전시간을 준수하며 운전했는지를 정량적으로 평가할 수 있다.
넷째, 고장 및 돌발 상황에 대한 기관사의 고장 및 돌발 처치능력 및 숙달도를 객관적으로 평가할 수 있다.
다섯째, 평가 시스템에 대한 이벤트(돌발 또는 고장상황) 발생시 기관사가 실제로 이를 인지하고 이에 대한 반응조치 시간까지의 차이를 정확하게 측정하여 공정한 평가를 할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 모의운전연습기의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 나타낸 모의운전연습기에서의 이벤트 반응시간 측정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 소프트웨어 인터페이스를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 무인운전에 의한 성능진단 절차도면,
도 6은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 수동운전에 의한 성능진단 절차도면,
도 7은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템모의 운전연습기의 훈련평가 절차도면,
도 8은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템에 의해 현시되는 운전선도,
도 9는 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템에서의 표준운전선도와 실제운전선도에 의한 오차를 나타내는 상세도(속도와 거리),
도 10은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템에서의 표준운전선도와 실제운전선도에 의한 오차를 나타내는 상세도(시간과 거리),
도 11은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템 성능진단 및 훈련평가장치와 모의운전연습기간에 적용되는 통신프로토콜의 예시도,
도 12는 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 실질적인 통신과정을 나타내는 절차도
도 13은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 이벤트 반응시간 측정 방법을 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 3은 본 발명에 따른 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이 영상시스템(110), 교관석시스템(120), 호스트컴퓨터(130), 모션시스템(140), 음향시스템(150), 선로정보현시시스템(160), 하드웨어인터페이스(170) 및 운전실(180)로 이루어져, 열차/전동차 평가시스템(90)이 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)의 성능을 진단한 다음, 상기 평가시스템(90)의 지시에 따라 기관사가 모의운전을 실시할 수 있도록 하기 위한 환경을 제공하는 모의운전연습기(100)와; 모의운전연습기(100)의 시뮬레이터 호스트컴퓨터(130)에 탑재되어 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수수하여 처리하는 기능을 수행하는 연동드라이버(190)와; 모의운전연습기(100)와 평가시스템(90)과의 사이에서 상호 필요한 정보를 수수할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트웍(200)과; TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네크웍(200)을 통해 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수신하여 처리하는 상기 평가시스템(90); 여기서 평가시스템(90)에는 모의운전연습기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 한편, 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수집 분석하여 모의운전연습기의 성능을 진단하고, 훈련 결과를 평가하는 성능진단 및 훈련평가프로그램이 탑재되어 구성됨을 특징으로 한다.
TCP/IP(또는 광통신)으로 지정된 포트번호 2002번으로 접속한다. 이때, 하드웨어적으로 TCP/IP(또는 광통신)에 접속이 성공하면 훈련시작명령, 고장이벤트발생, 표준속도 코드 리스트 전송 등 훈련 환경 설정을 위한 정보를 평가시스템(90)에서 모의운전연습기 호스트 시스템 즉 호스트 컴퓨터(130)로 전송하고 이 정보를 수신한 호스트 컴퓨터는 그에 대한 응답으로 열차/전동차의 위치, 속도, 스위치류, 계기류에 대한 정보를 전송한다. 모든 정보는 평가시스템(90)의 저장장치(하드 디스크 등)에 저장되고, 이를 성능 평가와 훈련 내용 결과 평가에 사용한다.
본 발명에 사용되는 모의운전연습기의 세부 구성은 도3에서 보는 바와 같이 기존에 사용되던 모의운전연습기(도1의 10 내지 80 참조)가 그대로 사용되므로 대부분 구성을 기본적으로 종래의 모의운전연습기의 구성과 대동소이하다.
다만, 본 발명에 사용되는 모의운전연습기는 네트웍(200)에 접속되어 TCP/IP방식으로 모의운전연습기(100)와 데이터통신을 하기 위한 연동드라이버를 호스트컴퓨터(130)에 추가로 구비하여야 한다는 점에서 하드웨어적 구성을 달리하고 있고, 또 연동드라이버에 의해 평가시스템(90)과 상호 인터페이스되면서 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하고, 훈련을 수행하는 한편, 훈련 후 그 결과를 평가한다는 점에서 그 방법적 구성을 달리하고 있다는 차이가 있다.
따라서 이후 동작과정을 설명하는 부분에서는 종래의 모의운전연습기가 동작하는 과정에 대해서는 그 설명을 생략하게 될 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 도4 내지 도12를 참조하여 설명한다.
우선 본 발명에 의한 열차/전동차 모의운전연습기 성능진단 및 훈련평가시스템의 동작환경은 다음과 같은 조건을 구비하여야 한다.
① 상기 평가시스템(90)은 팬티엄급 이상의 컴퓨터로 이루어진다.
② 상기 평가시스템(90)에 탑재되는 성능진단 및 훈련평가 프로그램(400)과 상기 모의운전연습기(100)의 시뮬레이터 호스트컴퓨터(130)에 탑재되는 연동드라이버(190)는 윈도우 환경하에서 실행된다.
③ 네트웍(200)을 통한 프로토콜은 TCP/IP를 기본으로 한다.
④ 시스템과 네트웍(200)의 연결은 특정되지는 않으나 광통신을 포함한 유무선 통신의 어느 것을 선택해도 무방하다.
⑤ 통신망의 형식은 패킷통신망으로 한다.
이하에서는 도 3과 같이 구성된 본 발명의 모의운전연습기 성능진단 및 훈련평가시스템에서의 모의운전연습기에 대한 전체적인 성능진단 및 훈련평가 과정을 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가를 위해 관리자는 평가시스템(90)를 네트웍(200)에 접속한다.
네트웍(200)으로 평가시스템(90)의 접속이 끝나면 관리자는 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)를 호출하여 해당 모의운전연습기(100)를 평가시스템에 접속하도록 요청한다.
이때 평가시스템(90)은 클라이언트 모드로 호스트컴퓨터(100)에 접속하는 형식을 취하게 되며, 통신방식은 TCP/IP 통신방식이고, 접속되는 Port No.는 2002가 된다.
평가시스템(90)으로부터 접속요청을 받은 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)는 네트웍(200)에 모의운전연습기(100)를 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 평가시스템(90)으로 전송한다.
이때, 호스트컴퓨터(130)는 당해 모의운전연습기(100)가 본 발명에 의한 모의운전연습기 성능진단 및 평가시스템의 기능을 수용할 수 있는지 여부를 1차적으로 검토한 후, 그 접속의 수락 여부를 결정하게 된다.
이어서 모의운전연습기의 접속이 확인되면, 평가시스템(90)은 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)로 연동드라이버(190)를 전송하여 모의운전연습기를 초기화하도록 하는 한편, 당해 모의운전연습기(100)에 대한 시스템 제원을 보내줄 것을 요청한다.
이에 응답하여 해당 모의운전연습기(100)로부터 시스템의 제원이 전송되어 오면, 평가시스템(90)은 먼저 모의운전연습기의 성능을 진단하고, 다시 해당 모의운전연습기(100)로 훈련하고자 하는 내용을 전송하여줄 것을 요청함과 동시에, 또한 위 훈련내용 전송요청에 필요한 훈련내용과 제어명령을 함께 전송한다. 이때 보내지는 제어명령은 돌발이벤트, 스위치의 상태변환, 고장이벤트, 훈련정지 명령, 훈련종료 명령, 기타 제어명령 등이 되며, 호스트컴퓨터(130)는 위와 관련된 데이터를 도 11에 게재된 프로토콜 및 도 12에 도시된 통신패킷에 맞추어 평가시스템(90)으로 전송한다.
상기 제어명령을 수신한 모의운전연습기(100)는 수신된 제어명령에 따라 훈련을 실시하고 그 훈련 결과에 대한 정보(내용)들을 평가시스템(90)으로 전송한다.
위 단계에서 전송되어 오는 훈련에 필요한 정보들은 교과시작 이벤트, 스위치류에 관한 정보, 인디게이터류에 대한 정보, 마스콘 값, 고장발생의 내용, 돌발상황의 내용, 열차의 속도, 열차의 위치, ATP 코드데이터, 기타 훈련내용에 관한 정보 등이 된다.
상기 훈련내용에 대한 데이터 전송이 종료되면 모의운전연습기(100)는 훈련내용의 전송이 완료되었음을 평가시스템(90)으로 알린다.
위 훈련내용에 대한 데이터의 수신이 완료되면, 평가시스템(90)은 수신된 데이터를 DB화하여 저장 관리하는 한편, 미리 입력되어 있는 진단 및 평가프로그램에 의해 해당 모의운전연습기(100)의 성능 진단 및 훈련 결과를 해당 모의운전연습기(100)로 전송하고 접속을 해제한다.
위와 같은 과정을 거쳐서 무인운전에 의한 모의운전연습기(100)의 전체적인 성능진단 및 훈련 평가가 이루어지게 된다.
이어서 본 발명에 의한 모의운전연습기의 성능진단 과정을 도5 및 도6을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 본 발명에서 성능진단방법은 무인운전연습기에 대한 방법과, 수동운전연습기에 대한 방법의 2가지가 있다.
먼저 무인운전방식의 모의운전연습기(100)에 대한 성능진단이 이루어지는 과정을 도 5를 참조하여 설명한다.
모의운전연습(100)에 대한 성능진단 및 훈련평가요청이 있게 되면, 평가시스템(90)을 관리하는 관리자는, 우선 평가시스템(90)을 네트웍(200)을 통해 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)와 접속한다. (S310단계)
이때 평가시스템(90)은 클라이언트 모드로 호스트컴퓨터(100)에 접속하는 형식을 취하게 되며, 통신방식은 TCP/IP 통신방식이고, 접속되는 Port No.는 2002가 된다.
상기 요청에 응하여 호스트컴퓨터(130)가 접속을 수락(연결)하면, 평가시스템(90)이 호스트컴퓨터(130)와 접속되었음을 알리는 확인메세지가 평가시스템(90)으로 전송된다. (S320단계)
이때, 호스트컴퓨터(130)는 당해 모의운전연습기(100)가 본 발명에 의한 모의운전연습기 성능진단 및 평가시스템의 기능을 수용할 수 있는지 여부를 1차적으로 검토한 후, 그 접속의 수락 여부를 결정하게 된다.
이어서 모의운전연습기(100)는 당해 모의운전연습기의 성능진단을 하는데 필요한 정보를 평가시스템(90)으로 전송한다. (S330단계)
위 단계에서 전송되는 데이터를 예시하면, 열차의 시작위치(0.0m), 종착역의 위치(10,000m), 역위치, 구배데이터, 제한속도 코드 등으로서, 호스트컴퓨터(130)는 위와 관련된 데이터를 평가시스템(90)으로 도 10에 게재된 프로토콜 및 도 11에 도시된 통신패킷에 맞추어 전송하게 된다.
위 데이터가 수신되면 평가시스템(90)은 새로운 데이터로 선로데이터를 갱신하고, 호스트컴퓨터(130)로 데이터의 갱신이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송한다. (S340단계)
이어서 운전실(180)에서 무인운전모드를 선택하도록 요청하고, 무인운전모드가 선택되면, 평가시스템(90)에서 무인운전 명령을 전송한다. (S350단계)
상기 평가시스템(90)으로부터 무인운전명령이 수신되면, 모의운전연습기(100)는 즉시 무인자동운전을 개시하고, 무인운전 중 측정된 값을 실시간으로 평가시스템(90)으로 전송한다. (S360단계)
이어서 모의운전연습기(100)가 종착역에 도착하면 모의운전연습기(100)는 평가시스템(90)으로 무인운전이 종료되었음을 알리는 신호를 전송한다. (S370단계)
호스트컴퓨터(130)로부터 운전종료신호가 수신되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보를 이용하여 운전선도를 도시하고, 도7에서와 같이 이를 표준운전선도와 중첩하여 표시한 후, 두 개의 선도 및 관련 데이터를 비교하면서 표준편차를 계산한다. (S380단계)
이어서 평가시스템(90)은 위와 같이 계산된 표준 편차 및 정위치 정차위치 검지 등에 대한 결과를 상호 비교 판단함으로서 해당 모의운전연습기의 운전성능이 훈련에 적합한 것인지 여부를 최종적으로 판단할 수 있는 성능 평가 보고서를 산출한다. (S390단계)
위와 같은 과정을 거쳐 모의운전연습기의 성능진단이 종료된다.
계속해서 도6을 참조하여 수동운전에 의한 모의운전연습기(100)의 성능진단을 하는 과정을 설명한다.
먼저 모의운전연습기(100)에 대한 진단 및 평가요청이 오면, 우선 평가시스템(90)을 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)와 접속한다.(S410단계)
이때 평가시스템(90)은 클라이언트 모드로 호스트컴퓨터(130)에 접속되며, 통신방식은 TCP/IP통신이고 접속 되는 통신 Port No.는 2002가 된다.
상기 요청에 응하여 호스트컴퓨터(130)가 접속을 수락하면, 호스트컴퓨터(130)와 접속되었음을 알리는 확인메세지가 평가시스템(90)으로 전송된다. (S420단계)
이때, 호스트컴퓨터(130)는 당해 모의운전연습기(100)가 본 발명에 의한 모의운전연습기 성능진단 및 평가시스템의 기능을 수용할 수 있는지 여부를 사전에 검토하여 그 접속의 수락 여부를 결정하게 된다.
이어서 모의운전연습기(100)는 모의운전연습기의 성능진단을 하는데 필요한 정보를 평가시스템(90)으로 전송한다. (S430단계)
위 단계에서 전송되는 데이터를 예시하면, 열차의 시작위치(0.0m), 종착역의 위치(10,000m), 역위치, 구배데이터, 제한속도 코드 등으로서, 호스트컴퓨터(130)는 위와 관련된 데이터를 평가시스템(90)으로 전송하게 된다.
위 데이터가 수신되면 평가시스템(90)은 새로운 데이터로 선로데이터를 갱신하고, 호스트컴퓨터(130)로 데이터의 갱신이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송한다. (S440단계)
여기까지의 과정은 무인운전연습의 경우와 동일하다.
이어서 호스트컴퓨터(130)에서 마스콘 위치별 견인가속특성, 제동감속특성 값을 평가시스템(90)으로 전송한다. (S450단계)
다음 평가시스템(90)은 운전실(180)에서 수동운전모드를 선택하도록 요청하고, 모의운전연습기(100)에서는 수동운전모드를 선택하고 마스콘 각 단계별로 열차를 시속 30Km/H까지 가속했다가 정지시킨다. (S460단계)
이어서 마스콘의 각 단계별 운전이 종료되면 모의운전연습기(100)는 평가시스템(90)으로 마스콘 단계별 운전이 종료되었음을 알리는 신호를 전송한다. (S470단계)
호스트컴퓨터(130)로부터 운전종료신호가 수신되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보(저장된 거리, 속도 데이터 등)을 이용하여 각 단계별 견인 가속도 및 제동 감속도 등을 계산하고 이것을 모의운전연습기(100)에서 보내온 값과 비교하여 최종적인 성능진단결과를 평가한다. (S480단계)
이어서 평가시스템(90)은 위와 같이 계산된 비교 결과를 판단함으로서 해당 모의운전연습기(100)의 운전성능이 실제로 훈련에 적합한 것인지 여부를 평가 판단하게 된다. (S490단계)
위와 같은 과정을 거쳐 수동운전에 의한 모의운전연습기의 성능진단이 종료된다.
다음 모의운전연습기(100)에 의해 기관사의 교육 훈련을 평가하는 절차를 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
특정한 모의운전연습기(100)에서 실시하는 훈련에 대한 평가요청이 오면,
우선 평가시스템(90)을 네트웍(200)을 통해, 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)에 접속한다. (S510단계)
이때 평가시스템(90)은 클라이언트 모드로 호스트컴퓨터(130)에 접속되며, 통신방식은 TCP/IP통신이고, 접속되는 통신 Port No.는 2002가 된다.
상기 요청에 응하여 호스트컴퓨터(130)가 접속을 수락하면, 호스트컴퓨터(130)와 접속되었음을 알리는 확인메세지가 평가시스템(90)으로 전송된다. (S520단계)
위 접속 수락은 모의운전연습기(100)가 본시스템에 접속되어 제어명령을 수용할 기능과 성능을 가지고 있는지 여부를 먼저 판단한 후, 내려지게 되는 것이다.
이어서 평가시스템(90)은 모의운전연습기(100)로 훈련에 필요한 각종 정보를 전송하여 줄 것을 요청한다. (S530단계)
위 단계에서 전송을 요청하는 정보를 예시하면, 선로정보, 고장발생리스트정보, 돌발상황리스트정보, 스위치/인디게이터의 리스트 정보 등이 된다.
위 데이터요청 정보가 수신되면 모의운전연습기(100)의 훈련에 필요한 정보를 평가시스템(90)으로 제공한다. (S540단계)
위 단계에서 모의운전연습기(100)가 제공하는 정보를 예시하면, 열차의 시작위치, 종착역의 위치, 역의 위치, 구배데이터 역간 거리정보 등과 같은 선로정보와 제한속도코드, 신호코드정보, 고장발생리스트정보, 돌발상황리스트정보, 스위치/인디게이터 리스트 정보 등이 된다.
훈련에 필요한 정보의 수신이 모두 완료되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보를 활용하여 평가훈련 시나리오를 작성한다. (S550단계)
위 평가훈련 시나리오에서는 구간의 선택, 고장이벤트의 발생위치의 지정, 돌발상황의 발생 위치의 지정 등에 대한 것이 작성된다.
시나리오가 작성되는 동안 모의운전연습기(100)는 모드를 수동모드로 설정하고 마스터키를 OFF로 한 상태에서 평가시스템(90)으로부터 훈련개시 신호가 수신되기를 기다린다. (S560단계)
이어서 평가시스템(90)이 모의운전연습기(100)로 훈련시작명령을 전송함과 동시에 앞서 작성된 시나리오에 따라 고장이벤트와 돌발상황 등 훈련에 필요한 상황 부여를 개시하게 되면, (570단계) 해당 모의운전연습기(100)는 상기 평가시스템(90)으로부터 훈련개시명령이 수신됨과 동시에 훈련 상황이 부여되기를 기다려 부여된 훈련상황에 따라 수동모드로 운전을 개시하는 한편, 운전의 상황과 관련된 데이터를 실시간으로 평가시스템(90)으로 전송한다. (S580단계)
평가시스템(90)은 상기 모의운전연습기(100)로부터 수신된 훈련상황 데이터를 저장하는 한편, 이를 활용하여 도8에서와 같이 운전선도를 그리면서, 변화된 상황에 맞는 데이터를 지속적으로 모의운전연습기(100)로 전송한다. (S590단계)
상기 훈련기간 동안에는 모의운전연습기와 모의운전연습기 성능진단 및 평가장치 간에 수수되는 훈련상황정보는 스위치의 상태정보, 인디게이터의 상태정보, 열차의 위치정보, 속도정보, 제동압력 정보 등이 된다.
상기 스위치의 상태정보, 인디게이터의 상태정보와 같은 하드웨어적 정보는 변화되는 상황에 따라 실시간으로 제공되며, 열차의 위치정보나 속도정보와 같은 소프트웨어적 정보는 미리 설정된 시간간격으로 제공된다.
여기에서 미리 설정된 시간간격이라 함은 가장 현실감있는 훈련상황을 제공하는데 필요한 최장의 시간간격을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 열차/전동차의 운동을 현장감있게 표현하기 위하여 최소 30회/초로 전송하는 것이 바람직하다.
이어서 열차/전동차가 훈련시나리오 상의 종착역에 도착하고 기관사가 입고절차를 종료하면 평가시스템(90)은 호스트컴퓨터(130)로 훈련 종료명령을 전송한다. (S600단계)
훈련종료명령이 수신되면 모의운전연습기(100)는 훈련상황을 종료하고 단독모드로 전환한 후, 평가결과를 기다린다. (S610단계)
이어서 평가시스템(90)은 표준선도와 운전선도를 비교하면서 훈련을 평가하고 평가보고서를 작성하여 호스트컴퓨터(130)로 통보한다. (S620단계)
또한 계속해서 새로운 기관사에 대한 훈련평가를 시행할 것인지 여부를 판단하고(S630) 해당 모의운전연습기(100)로부터 계속해서 훈련평가 요구가 있으면 S580단계로 이동하고, 더 이상의 훈련평가요구가 없으면 호스트 컴퓨터(130)와의 접속을 종료한 후, (S640단계) 상황을 종료한다.
도 8은 본 발명에서 현시되는 운전선도를 나타내는 것이다.
도 8의 610은 표준운전선도를 나타낸다. 이는 제한속도코드와 열차견인 및 제동특성에 의해 결정되는 것으로 호스트컴퓨터(130)에서 거리별 표준속도 데이터를 제공받아 현시하게 된다.
611은 실제 운전시의 운전선도이며, 운전자의 기량에 따라 표준운전선도와 편차를 가지고 그려지게 된다.
612 내지 615는 정차위치를 나타내는 것으로 모의운전연습기가 정위치에 정차되었는지 여부를 표시한다.
지금까지 열차의 운전능력은 정위치 정차위치와 실제로 열차가 정지위치와의 차이를 이용하여 열차의 운전능력을 평가하였다.
그러나 본 발명에서는 거리의 표준운전선도와 실제운전선도의 속도편차의 면적(620)(도9 참조)을 다음의 방법으로 계산하여 산출해 낸다. 이를 통해 모의운전연습기(100)를 운전한 기관사가 출발역에서 종착역에 이르는 전체 과정에서 수행하였던 모든 정차에 대한 종합적인 운전능력을 정량적으로 평가할 수 있게 된다.
여기에서 표준운전속도를 SV, 단위구간의 거리간격을 DD, 표준운전선도에 의한 단위구간의 면적을 SA라고 할 경우, 표준운전선도에 의한 단위구간의 면적은 도9의 710에서 보는 바와 같이,
SA = (SV * DD)으로 나타낼 수 있다.
또한 마찬가지로 실제운전속도를 EV, 단위구간의 거리간격을 DD, 실제운전선도에 의한 면적을 TA라고 할 경우, 실제운전선도에 의한 단위구간의 면적은
TA = (EV * DD)로 나타낼 수 있다.
여기에서 표준운전선도와 실제운전선도에 의한 단위오차면적을 EA라고 하면, 단위오차면적은
EA = TA - SA가 되며,
이는 결국
EA = (SV - TV) * DD로 나타나게 된다.
그렇다면 여기에서 단위오차면적의 절대값을 취한 후, 이를 전 운전구간에 대해서 더해주게 되면 전체의 오차면적의 값 TEA를 구할 수 있게 된다.
또 위와 같이 산출된 전체오차면적(TEA)을 표준운전선도에 의한 전체면적(TSA)로 나누어 백분율로 환산하면 그 값은 최종적인 운전오차의 값(훈련평가값)이 된다.
즉, 운전오차의 값 = TEA / TSA * 100 (%)로 나타나게 된다.
여기에서 운전오차의 값이 0.0(%)이라고 함은 실제 운전을 표준운전속도를 따라 적확히 운전하였음을 나타내는 것이고, 운전오차의 값이 2.0(%)이라고 함은 표준운전속도에서 2.0(%)의 평균오차 범위로 운전하였음을 나타낸다.
위와 같은 계산 방식에 의해 본 발명은 단순히 열차/전동차가 정위치에 정차하는지 여부만을 평가하는 것이 아니라 전구간에 있어서 기관사가 수행하였던 정위치 정차에 대한 기관사의 운전기량을 종합적으로 평가할 수 있게 된다.
한편, 도 10은 운행거리와 시간과의 관계를 나타낸 것이다.
표준도착시간을 ST, 실제도착시간을 AT, 단위 거리간격을 DD라고 하고, 단위구간별 거리-시간의 면적을 구하면,
빠른 운행구간의 단위구간의 면적은
TAA = (ST - AT) * DD가 되고,
지연 운행구간의 단위구간의 면적은
TDA = (AT - ST) * DD가 된다.
도 10에서 810은 빠른 운행구간의 면적을 나타내는 것이고, 820은 지연운행구간의 면적을 나타내는 것이다.
상기 단위구간의 면적 TAA와 TDA를 정거장 1과 정거장 2 사이의 전구간에서 합산하면 전체 운행시간에 대한 오차면적
TEA는 다음과 같이 된다.
TEA = ΣTAA + ΣTDA
한편, 표준운전시간(ST)에 의한 거리-시간 단위 면적(SA)은 다음과 같이 산출될 수 있다.
SA = (ST - ST1) * DD
또한 상기 표준운전시간에 대한 단위 구간의 면적을 정거장 1 및 정거장 2 사이에서 모두 합산하면 표준거리-시간의 면적
TSA는 다음과 같이 된다.
TSA = ΣSA
위와 같이 구해진 두 값, TEA를 TSA로 나누어 백분율로 표시하면 전체 운행시간의 오차율이 구해진다. 이때의 TSA는 표준운전시간에 대한 전체면적을 나타낸다. 그리고 표준운전시간에 대한 거리-시간 곡선이 표준운전선도이므로 표준운전시간에 대한 전체면적(TSA)은 표준운전선도에 의한 전체면적과 같은 값이 된다.
즉 TE = TEA / TSA * 100 (%)가 된다.
여기에서 TE의 물리적 의미는 정거장간을 운행시 각 위치마다 정해진 표준시간을 지켜서 운행하였는지 여부를 밝히는 것이다.
만약 TE가 0.0%이면 운전시간을 표준운전시간에 맞추어 정확히 운전하였음을 의미한다. 그러나 TE가 0.0% 이상이면 비록 정거장간 운행시간은 표준운행시간과 일치하더라도 특정구간에서 빨리 운전하고 또 다른 구간에서는 느리게 운전하였음을 보여주는 것이다.
따라서 상기 TE값으로 기관사의 운전기량을 보다 정확하게 정량적으로 평가할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명에 의한 평가시스템(90)과 모의운전연습기(100) 간에 인터페이스를 위한 통신프로토콜을 예시한 것이다.
평가시스템(90)은 모의운전연습기(100)에 명령을 전송하고 그 응답으로 제공받는 데이터에 의해 작동된다. 따라서 두 시스템간의 통신방법을 규정하는 것이 매우 중요하며, 물리적으로는 TCP/IP 통신 방법을 사용하며, 송수신 데이터의 정보의 내용은 패킷의 내용을 식별하기 위한 구조로 되어야 한다.
이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 패킷의 구조를 표1과 같이 구성한다.
Time(msec) MSG ID MESSAGE 1, MESSAGE 2, MESSAGE 3.... MESSAGE N
표1에서 MSG ID는 고유한 정수값이고, MESSAGE는 아스키 코드 문자열이 된다.
예를 들어 도11에서 005값이 패킷의 선두에 오면 그 다음 문자열은 각각 열차의 위치 및 열차의 속도로 해석하게 된다.
바로 위와 같은 방법에 의해 두 시스템은 서로 필요한 정보를 수수하면서 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하고 또한 운전에 의한 훈련 내용을 평가하게 된다.
고장 및 돌발 이벤트의 평가를 위해서는 평가시스템(90)에서 모의운전연습기(100)로 고장번호 또는 돌발발생번호를 제공하면 모의운전연습기(100)는 해당 고장 또는 돌발상황을 재현하게 된다. 이때 발생된 고장과 돌발상황을 해제하기 위한 기관사의 조작 내용이 상기 방식에 의해 평가시스템(90)으로 전달되면 정해진 시간 내에 기관사의 고장 또는 돌발 상황에 대한 조치 결과를 판단할 수 있게 된다.
본 시스템은 위와 같은 통신방식으로 평가시스템(90)으로부터 모의운전연습기(100)로 제어정보를 보내고, 모의운전연습기(100)로부터 그에 대한 응답정보를 수신하여 운전속도오차, 운전시간오차, 고장 및 돌발상황에 대한 취급 결과 등을 보고받고 그 내용을 평가할 수 있게 된다.
도 12는 평가시스템(90)과 모의운전연습기(100)간의 실질적인 통신과정을 예시한 것이다.
즉 평가시스템(90)의 접속 요구에 모의운전연습기(100)가 접속을 수락하면 모의운전연습기(100)로부터 선로정보를 받아 표준운전선도를 그리고 운전이 진행됨에 따라 들어오는 정보를 저장하는 한편, 이를 이용하여 이미 설명한 방법에 의하여 모의운전연습기(100)의 성능을 평가하고 훈련결과를 평가하게 되며, 이어서 펑가보고서를 작성하게 된다.
도 13은 도 3에 나타낸 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 이벤트 반응시간 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템의 이벤트 반응시간 측정 방법은 도 13에 나타낸 바와 같이, 호스트시스템(130)의 출력인터페이스에서 아날로그 또는 디지털 출력을 하는 시간 T2를 측정하여 평가시스템(90)으로 TCP/IP 통신으로 해당 이벤트 인덱스 정보와 함께 송신한다.
모의운전연습기의 영상시스템은 화면상에 이벤트에 해당하는 영상 출력시 해당 이벤트 인덱스와 함께 T4시간을 평가시스템에 송신한다.
모의운전연습기의 장비류의 표시장치는 해당 이벤트에 해당하는 화면 제공과 동시에 측정된 시간 T5을 이벤트 인덱스와 함께 평가 시스템(90)으로 송신한다.
기관사가 이벤트를 인지하고 방음 조치를 취한 시간 T7은 하드웨어 스위치 아날로그 입력값으로 하드웨어인터페이스에 입력되는 T8로 측정되고, 이 값을 하드웨어인터페이스에서 호스트 시스템을 거치지 않고 평가 시스템으로 해당 인덱스와 함께 TCP/IP 통신을 통해 송신한다.
최종적으로 평가시스템은 기관사가 인지할 수 있는 이벤트 발생 종류에 따라 반응시간을 제작사 또는 호스트 컴퓨터(130)의 성능에 따라 독립적, 실질적으로 정확히 측정하게 된다.
즉 모의운전연습기의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자 반응시간(T7-T3), 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자 반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자 반응시간(T8-T5)의 측정이 가능하다.
참고로 (T3-T2)와 (T7-T6)는 그 값이 물리적인 전기신호로 그 지연시간이 극히 짧아(1/1000초이하)로 무시할 정도로 수치이다. 만약 이 값이 1/1000초 이상이라면 장비의 이상을 감지하는 수단이 될 수도 있다.
그러므로 T7-T3는 T7-T2로 표시하여도 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.
90 : 평가시스템 100 : 모의운전연습기
110 : 영상시스템 120 : 교관석시스템
130 : 호스트컴퓨터 140 : 모션시스템
150 : 음향시스템 160 : 선로정보현시시스템
170 : 하드웨어인터페이스 180 : 운전실
190 : 연동드라이버 200 : 네트웍

Claims (14)

  1. 영상시스템, 교관석시스템, 호스트컴퓨터, 모션시스템, 음향시스템, 선로정보현시시스템, 하드웨어인터페이스 및 운전실로 이루어져,
    열차/전동차 평가시스템(90)이 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)의 성능을 진단한 다음, 상기 평가시스템(90)의 지시에 따라 기관사가 모의운전을 실시할 수 있도록 하기 위한 환경을 제공하는 모의운전연습기(100);
    상기 모의운전연습기(100)의 시뮬레이터 호스트컴퓨터(130)에 탑재되어 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수수하여 처리하는 기능을 수행하는 연동드라이버(190);
    상기 모의운전연습기(100)와 상기 평가시스템(90)과의 사이에서 상호 필요한 정보를 수수할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트웍(200); 및
    TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네크웍(200)을 통해 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수신하여 처리하는 상기 평가시스템(90),
    여기서, 상기 평가시스템(90)에는 상기 모의운전연습기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 한편 상기 모의운전연습기(100)의 성능진단 및 훈련평가에 필요한 정보를 수집 분석하여 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하고, 훈련결과를 평가하는 성능진단 및 훈련평가프로그램이 탑재되어 상기 모의운전연습기의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T3)과, 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T8-T5)을 측정하는 것을 특징으로 하는 운전자 반응시간 측정이 가능한 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템.
  2. 평가시스템(90)이 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)를 호출하여 해당 모의운전연습기(100)를 평가시스템(90)에 접속하도록 요청하는 단계(R1)와;
    평가시스템(90)로부터 접속요청을 받은 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)는 네트웍(200)을 통해 평가시스템(90)에 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 평가시스템(90)으로 전송하는 단계(R2)와;
    모의운전연습기(100)의 접속이 확인되면, 평가시스템(90)은 해당 모의운전연습기(100)의 호스트컴퓨터(130)로 연동드라이버(190)를 전송하여 모의운전연습기(100)를 초기화하도록 하는 한편, 당해 모의운전연습기(100)에 대한 시스템 제원을 보내줄 것을 요청하는 단계(R3)와;
    해당 모의운전연습기(100)로부터 시스템의 제원이 전송되어 오면, 평가시스템(90)은 모의운전연습기의 성능을 진단하는 단계(R4)와;
    해당 모의운전연습기(100)로 훈련하고자 하는 내용을 전송하여줄 것을 요청하는 단계(R5)와;
    평가시스템(90)은 모의운전연습기(100)로부터 훈련 결과에 대한 정보(내용)를 전송받아 DB화하여 저장 관리하는 한편, 기관사의 훈련내용을 평가하여 모의운전연습기(100)로 훈련결과를 전송하고 접속을 해제하는 단계(R6, R7, R8, R9)로;이루어지되,
    상기 모의운전연습기(100)의 계기류, 램프류에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T3)과, 모의운전연습기의 영상시스템 화면상에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T7-T4) 및 모의운전연습기의 장비류의 표시장치에 나타나는 현상에 대한 운전자반응시간(T8-T5)을 측정하는 것을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 모의운전연습기(100)의 성능을 진단하는 R4 단계는 무인운전에 의한 모의운전연습기(100)의 성능진단과정과, 수동운전에 의한 모의운전연습기(100)의 성능진단과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 무인운전에 의한 모의운전연습기(100)의 성능진단과정은,
    모의운전연습기(100)가 당해 모의운전연습기의 성능진단을 하는데 필요한 정보를 평가시스템(90)으로 전송하는 단계(S330)와;
    데이터가 수신되면 평가시스템(90)은 새로운 데이터로 선로데이터를 갱신하고, 호스트컴퓨터(130)로 데이터의 갱신이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 단계(S340단계)와;
    기관사가 운전실(180)에서 모의운전연습기를 무인운전모드로 선택하도록 요청하고, 무인운전모드가 선택되면, 평가시스템(90)에서 무인운전명령을 전송하는 단계(S350단계)와;
    상기 평가시스템(90)로부터 무인운전명령이 수신되면, 모의운전연습기(100)는 즉시 무인자동운전을 개시하고, 무인운전 중 측정된 값을 실시간으로 평가시스템(90)로 전송하는 단계(S360)와;
    모의운전연습기(100)가 종착역에 도착하면 모의운전연습기(100)는 평가시스템(90)로 무인운전이 종료되었음을 알리는 신호를 전송하는 단계(S370)와;
    호스트컴퓨터(130)로부터 운전종료신호가 수신되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보를 이용하여 운전선도를 도시하고, 이를 표준운전선도와 중첩하여 표시한 후, 두 개의 선도 및 관련 데이터를 비교하면서 표준편차를 계산하는 단계(S380)와;
    평가시스템(90)은 위와 같이 계산된 표준 편차 및 정위치 정차위치 검지에 대한 결과를 상호 비교 판단하여 해당 모의운전연습기의 운전성능이 훈련에 적합한 것인지 여부를 최종적으로 평가하는 단계(S390)로; 이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 수동운전에 의한 모의운전연습기(100)의 성능진단 과정은,
    모의운전연습기(100)가 모의운전연습기의 성능진단을 하는데 필요한 정보를 평가시스템(90)로 전송하는 단계(S430)와;
    평가시스템(90)은 새로운 데이터로 선로데이터를 갱신하고, 호스트컴퓨터(130)로 데이터의 갱신이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 단계(S440)와;
    호스트컴퓨터(130)에서 마스콘 위치별 견인가속특성, 제동감속특성 값을 평가시스템(90)로 전송하는 단계(S450)와;
    평가시스템(90)은 운전실(180)에서 수동운전모드를 선택하도록 요청하고, 모의운전연습기(130)에서는 수동운전모드를 선택하고 마스콘 각 단계별로 열차를 시속 30Km/H까지 가속했다가 정지시키는 단계(S460)와;
    마스콘의 각 단계별 운전이 종료되면 모의훈련연습기(100)는 평가시스템(90)로 마스콘 단계별 운전이 종료되었음을 알리는 신호를 전송하는 단계(S470)와;
    호스트컴퓨터(130)로부터 운전종료신호가 수신되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보(저장된 거리, 속도 데이터)를 이용하여 각 단계별 견인 가속도 및 제동 감속도를 계산하고 이것을 모의운전연습기(100)에서 보내온 값과 비교하여 최종적인 성능진단결과를 평가하는 단계(S480)와;
    평가시스템(90)은 위와 같이 계산된 비교 결과를 판단함으로서 해당 모의운전연습기(100)의 운전성능이 실제로 훈련에 적합한 것인지 여부를 평가 판단하는 단계(S490)로;이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 각 단계별 견인 가속도 및 제동 감속도를 계산하고 이것을 모의운전연습기(100)에서 보내온 값과 비교하여 최종적인 성능진단결과를 평가하는 단계(S480)를 포함하여 상기 모의운전연습기의 성능 적합성을 판단하는 것을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 기관사의 훈련내용을 평가하는(R6, R7, R8, R9단계)과정은,
    모의운전연습기(100)의 훈련에 필요한 정보를 평가시스템(90)로 제공하는 단계(S540)와;
    훈련에 필요한 정보의 수신이 모두 완료되면, 평가시스템(90)은 수신된 정보를 활용하여 평가훈련 시나리오를 작성하는 단계(S550)와;
    시나리오가 작성되는 동안 모의운전연습기(100)는 모드를 수동모드로 설정하고 마스터키를 OFF로 한 상태에서 평가시스템(90)로부터 훈련개시 신호가 수신되기를 기다리는 단계(S560)와;
    평가시스템(90)이 모의운전연습기(100)로 훈련시작명령을 전송함과 동시에 앞서 작성된 시나리오에 따라 고장이벤트와 돌발상황 훈련에 필요한 상황 부여를 개시하는 단계(S570)와;
    해당 모의운전연습기(100)는 상기 평가시스템(90)로부터 훈련개시명령이 수신됨과 동시에 훈련상황이 부여되기를 기다려 부여된 훈련상황에 따라 수동모드로 운전을 개시하는 한편, 운전의 상황과 관련된 데이터를 실시간으로 평가시스템(90)로 전송하는 단계(S580)와;
    평가시스템(90)은 상기 모의운전연습기(100)로부터 수신된 훈련상황 데이터를 저장하는 한편, 이를 활용하여 운전선도를 그리면서, 변화된 상황에 맞는 데이터를 지속적으로 모의운전연습기(100)로 전송하는 단계(S590)와;
    훈련시나리오상의 종착역에 도착하고 기관사가 입고절차를 종료하면 평가시스템(90)은 호스트컴퓨터(130)로 훈련종료명령을 전송하는 단계(S600)와;
    훈련종료명령이 수신되면 모의운전연습기(100)는 훈련상황을 종료하고 단독모드로 전환하는 단계(S610)와;
    평가시스템(90)은 표준선도와 운전선도를 비교하면서 훈련을 평가하고 평가보고서를 작성하여 호스트컴퓨터(130)로 통보하는 단계(S620)와;
    새로운 훈련평가를 시행할 것인지 여부를 판단하고 해당 모의운전연습기(100)로부터 계속해서 훈련평가 요구가 있으면 S580단계로 이동하는 단계(S630)와;
    더 이상의 훈련평가요구가 없으면 호스트 컴퓨터(130)와의 접속을 종료하는 단계(S640)로;이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 평가시스템(90)이 표준선도와 운전선도를 비교하면서 훈련을 평가하는 단계는,
    운전오차의 값을 구하는 식으로 전체오차면적(TEA) / 표준운전선도에 의한 전체면적(TSA) * 100 (%)을 적용하여 이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 평가시스템(90)이 표준선도와 운전선도를 비교하면서 훈련을 평가하는 단계는,
    전체 운행시간의 오차율을 구하는 식으로 전체 운행시간오차율(TE) = 전체오차면적(TEA) / 표준운전선도에 의한 전체면적(TSA) * 100 (%)을 적용하여 이루어짐을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 평가시스템(90)은 TCP/IP방식 또는 광통신방식을 사용하는 네트웍(200)을 통해 모의운전연습기(100)와 통신하며, 호스트컴퓨터(130)에게 식별코드를 부여하고 식별코드에 해당하는 패킷정보를 해석하여 모의운전연습기(100)의 견인 및 제동훈련내용을 평가하는 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 고장이벤트와 돌발상황 훈련에 필요한 상황 부여를 개시하는 단계(S570)를 이용해 평가시스템(90)에서 기관사의 취급내용과 시간정보를 수신하여 고장 및 돌발 처치 능력을 정량적으로 평가하는 것을 특징으로 하는 열차/전동차 모의운전연습기 평가시스템을 이용한 운전자 반응시간 측정 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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