KR101354208B1 - 전력선통신기술과 시시티브이 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템 - Google Patents

전력선통신기술과 시시티브이 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 역사별로 설치된 궤도계전기의 검출 신호를 수집한 호스트장치(HSE)로부터 입력되는 정보를 분석 및 처리하여 행선안내정보를 포함하는 역사 제어정보를 IP 주소를 가지는 TCP/IP 통신패킷으로 변환한 후 네트워크로 송출하는 행선안내용 국부역 장치; 자신에게 할당된 IP 정보를 가지는 TCP/IP 통신패킷을 수신하여 정보를 추출한 후 해당 정보의 기능을 수행하거나 표시정보를 출력하는 적어도 하나의 행선안내표시기; 상기 행선안내표시기를 구성하는 패널의 표출상태를 촬영하는 IP카메라; 배전반으로부터 공급되는 교류전원 입력선단에 연결되어 전원노이즈를 제거하는 블로킹필터; 상기 IP카메라로부터 촬영된 영상을 감시하고 영상을 저장하는 CCTV영상감시 장치; 상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내용 국부역 장치 및 상기 CCTV영상감시 장치와는 허브를 매개로 통신접속되는 마스터 전력선모뎀; 상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내표시기 및 상기 IP카메라와는 허브를 매개로 통신접속되는 적어도 하나의 슬레이브 전력선모뎀을 포함하는 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템을 제공한다.

Description

전력선통신기술과 시시티브이 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템 {Train Destination Identification System Of Applying Powerline Communication Technology And CCTV Video Surveillance System}
본 발명은 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 IP(Internet Protocol)기반 전력통신기술과 시시티브이(CCTV; Closed-Circuit Television) 영상감시기술을 이용하여 IP기반 고속 이더넷 네트워크와 감시체계를 구축하여 지하철, 일반철도, 경전철에서 승강장의 탑승 대기 고객들에게 열차행선을 안내하는 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템에 관한 기술이다.
종래에는 지하철, 일반철도, 경전철 등 승강장 쪽에는 전력, 소방, 신호분야 외에 통신분야만 하더라도 광역무선설비, 방송설비, 영상감시설비, 비상전화, 열차행선안내장치를 설치하기 위하여 수많은 배관, 배선들이 복잡하게 구성되어 있어서 유지보수를 위한 점검이나 교체시에 많은 어려움이 있었다.
또한, 열차행선안내시스템을 구축하기 위해서는 역사내 역무실(전산실)의 행선안내용 국부역 장치(Local Station Equipment; LSE)와 행선안내표시기(TDI)간에 전원공급용 AC 220V 전원선과 정보를 전달하기 위하여 꼬임동선(UTP Cable; Unshielded Twisted Pair Cable)을 각각 포설하였으나 전송거리제약(약 100M)으로 허브(HUB)나 전송거리확장기(Extender)를 추가해야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 최근에는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 행선안내용 국부역 장치(LSE)와 행선안내표시기(TDI) 사이에 꼬임동선(UTP Cable)을 광컨버터와 광케이블로 대체하여 사용하고 있는데, 현장에서 광케이블을 포설하고 접속, 단말 처리, 시험하는 데는 별도의 광케이블 설치사와 고가의 시험용장비(OTDR)를 투입해야 하기 때문에 시간과 비용이 추가로 소요되는 문제점이 있다.
또한, 행선안내표시기(TDI) 장치 자체의 장애정보는 행선안내용 국부역 장치(LSE)와 행선안내표시기(TDI) 장치의 메인 콘트롤러에 의해서 수수(授受)되지만, 원격지에 설치된 LED(또는 LCD) 패널의 장애가 발생하는 경우 유지보수요원이 점검하지 않으면 발견되지 못하고 방치되는 경우도 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 배선 및 설비의 간단, 설치의 용이성, 설치 비용과 시간의 절감을 도모할 수 있으면서, 행선안내표시기(TDI)를 구성하는 LED(또는 LCD 패널)의 장애를 용이하게 인지할 수 있도록 하는 새로운 방식의 열차행선안내시스템의 개발이 요망되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0084427호 (2010.07.26 공개) 대한민국 공개특허 제10-2001-0035884호 (2001.05.07 공개)
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고 상기한 종래 요망 사항에 부응하기 위하여 발명된 것으로, 전력선통신기술과 CCTV 기술을 이용하여 배선과 설비가 간단하고 설치가 용이하며 설치 비용과 시간을 절감할 수 있으면서 행선안내표시기(TDI)를 구성하는 LED(또는 LCD 패널)의 장애를 용이하게 인지할 수 있는 전력선통신기술과 CCTV 영상감지시스템을 적용한 열차행선안내시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템은, 역사별로 설치된 궤도계전기의 검출 신호를 수집한 호스트장치(HSE)로부터 입력되는 정보를 분석 및 처리하여 행선안내정보를 포함하는 역사 제어정보를 IP 주소를 가지는 TCP/IP 통신패킷으로 변환한 후 네트워크로 송출하는 행선안내용 국부역 장치; 자신에게 할당된 IP 정보를 가지는 TCP/IP 통신패킷을 수신하여 정보를 추출한 후 해당 정보의 기능을 수행하거나 표시정보를 출력하는 적어도 하나의 행선안내표시기; 상기 행선안내표시기를 구성하는 패널의 표출상태를 촬영하는 IP카메라; 배전반으로부터 공급되는 교류전원 입력선단에 연결되어 전원노이즈를 제거하는 블로킹필터; 상기 IP카메라로부터 촬영된 영상을 감시하고 영상을 저장하는 CCTV영상감시 장치; 상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내용 국부역 장치 및 상기 CCTV영상감시 장치와는 허브를 매개로 통신접속되는 마스터 전력선모뎀; 상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내표시기 및 상기 IP카메라와는 허브를 매개로 통신접속되는 적어도 하나의 슬레이브 전력선모뎀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 CCTV영상감시 장치는 IP 카메라를 통해 디지털 영상을 전송받아 압축 저장하고 모니터링할 수 있는 기능을 가진 네트워크 비디오 녹화기(Network Video Recorder; NVR)를 포함한다.
또한, 상기 CCTV영상감시 장치는 SNMP((Simple Network Management Protocol)기반의 전력선 통신망을 관리하는 NMS(Network Management System)기능이 탑재되어 있는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 열차행선안내시스템에 TCP/IP기반 전력선통신기술과 IP카메라를 이용한 CCTV 영상감시시스템을 적용함므로써 열차행선안내시스템의 정보전송용 통케이블(UTP Cable) 또는 광케이블을 신규로 배관하여 포설하지 않고서도 행선안내표시기의 전원공급용 전원선을 그대로 전송매체로 이용할 수 있기 때문에 공사에 소요되는 비용과 시간을 대폭적으로 절감할 수 있으며, CCTV 영상감시스템을 이용하여 행선안내표시기를 구성하는 LED(또는 LCD) 패널에 정보가 표출되는지의 장애 여부를 원격에서 감시할 수 있으므로 운영요원이 순회 점검을 하거나 민원에 의존해야 하는 기존 방식에 비해 대고객 서비스를 질적으로 개선할 수 있다.
구체적으로 설치비용 절감효과는 250m 광케이블을 기준으로 하면 2.5배의 직접적인 비용절감을 가져오고 구축에 따른 시간 절약과 대고객 서비스 개선 측면을 감안하면 발명 효과는 더욱 크다 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템에 있어서 역사내 역무실 시스템과 원격지 행선안내표시기 시스템을 도시한 개략적인 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 행선안내표시기(TDI) 내부의 회로구성과 CCTV 카메라 결선을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템의 전체 구성의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 종래 광케이블을 이용한 열차행선안내시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 열차행선안내장치(TDI)의 내외부 주요 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 현재 구축 운영중인 열차행선안내시스템 전원선 및 광케이블 배선도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템에 대하여 상세히 설명한다.
일반적으로 전력선통신기술은 전력선을 이용하여 디지털 데이터를 고주파신호에 실어 통신을 수행하는 디지털 데이터 통신기술이다. 즉, 전력선통신기술은 우리가 사용중인 전원선에는 50Hz~60Hz주파수대의 교류전기가 흐른다. 전력선 통신기술은 이 전원선에 수백 kHz ~ 수십 MHz의 고주파 통신신호를 함께 실려 보내고 전용접속장비(전력선통신모뎀)를 사용하여 전기선에서 통신신호만을 골라내 통신할 수 있도록 한다.
현재 통신선으로 사용되고 있는 꼬임동선이나 광통신케이블을 별도로 설치할 필요 없이 전원선에 전력선통신 모뎀을 이용하면 최대 200Mbps급 초고속 IP(Internet Protocol) 기반의 통신을 할 수 있다.
즉, 전력선 통신방식은 기존 장비전원공급용 전원선을 그대로 활용함으로써 통신망을 구축하기 위한 추가적인 통신회선 설치가 필요하지 않다. 또한, 케이블망, 무선랜, 블루투스 통신망 방식보다 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 이러한 장점으로 전력선 통신은 다양한 분야에서 사용된다.
본 발명은 상기와 같은 전력선통신(Powerline Communication; PLC)기술을 이용하여 역사내 역무실(전산실) 시스템의 행선안내용 국부역 장치(Local Station Equipment; LSE)에서 원격지에 설치된 행선안내표시기(홈표시기, 통로표시기)에 전송되는 영상신호 및 음성신호를 별도의 광통신케이블 또는 꼬임동선(UTP Cable)의 정보전송용 회선을 포설하지 않고 행선안내표시기의 전원공급용 AC 220V 전원선에 전송하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 행선안내표시기의 LED(또는 LCD) 패널 작동 상태를 감시할 수 있는 CCTV 영상감시시스템으로서 IP기반 돔카메라와 영상저장장치(NVR; Network Video Recorder)를 이용한다.
도 1은 본 발명에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템에 있어서 역사내 역무실 시스템과 원격지 행선안내표시기 시스템을 도시한 개략적인 블록 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 역사내 역무실 시스템(100)은, 분전반(110)과 블로킬 필터(120), 행성안내용 국부역 장치(LSE; Local Station Equipment)(130), CCTV 영상감시장치(140), 허브(150) 및 마스터 전력선통신(PLC) 모뎀(160)을 포함하여 구성된다.
상기 분전반(110)은 역사내 역무실(전산실)에 설치되는 것으로서 분기차단기(Sub Breaker)를 포함한다. 상기 블로킬 필터(Blocking Filter)(120)는 상기 분전반(110)의 분기차단기에서 분기된 AC 단상 220V 전원선에서 전원 잡음을 저감하는 구성이다.
상기 행성안내용 국부역 장치(130)는 통상의 구성이다. 상기 CCTV 영상감시장치(140)는 IP 카메라를 통해 디지털 영상을 전송받아 압축 저장하고 모니터링할 수 있는 기능을 가진 네트워크 비디오 녹화기(Network Video Recorder; NVR)로 구성된다. 또한, 상기 CCTV영상감시 장치는 SNMP((Simple Network Management Protocol)기반의 전력선 통신망을 관리하는 NMS(Network Management System)기능이 탑재되어 있는 것이 바람직하다.
상기 마스터 전력선 모뎀(160)은 블로킹필터(120)에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되어, 블로킹필터(120)에서 나온 2가닥의 전원선에 연결된 원격지 행선안내표시기 시스템(200)의 슬레이브 전력선모뎀(210_1~210_n)과 전력선 통신을 수행한다.
상기 허브(150)는 마스터 전력선 모뎀(160)의 이더넷 포트(Eternet Port)와 UTP케이블로 연결되고, 행성안내용 국부역 장치(LSE)(130) 및 CCTV 영상감시장치(NVR)(140)과도 UTP케이블로 연결되어 전력선 통신네트워크를 구성한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 원격지 행선안내표시기 시스템(200)은, 행선안내표시기(TDI)(240_1~240_n), 허브(220_1~220_n), IP(Inernet Protocol)카메라(230_1~230_n), 슬레이브 전력선통신 모뎀(210_1~210_n)을 포함하여 구성된다.
상기 행선안내표시기(TDI)(240_1~240_n)는 각 승강장과 대합실에 각각 설치되어 열차 등의 행선을 안내하기 위한 구성이다.
상기 IP카메라(230_1~230_n)는 각각의 행선안내표시기(240_1~240_n)에 대응하여 설치되어 행선안내표시기를 구성하는 LED(또는 LCD) 패널의 상태를 촬영하기 위한 구성으로, 예를 들면 IP 돔카메라로 구성될 수 있다.
상기 슬레이브 전력선통신 모뎀(210_1~210_n)은 각각 역사내 역무실 시스템(100)의 블로킹필터(120)에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되어, 블로킹필터(120)에서 나온 2가닥의 전원선에 연결된 역사내 역무실 시스템(100)의 마스터 전력선모뎀(160)과 전력선 통신을 수행한다.
상기 허브(220_1~220_1)는 각각 대응하는 슬레이브 전력선 모뎀(210_1~210_n)의 이더넷 포트와 UTP케이블로 연결되고, 각각 대응하는 행선지안내표시기(240_1~240_n) 및 IP카메라(230_1~230_n)와도 각각 UTP케이블로 연결되어 전력선 통신네트워크를 구성한다.
상기와 같은 구성에 의하여 역사내 역무실 시스템과 원격지 행선안내표시기 시스템에 TCP/IP기반 전력선통신기술과 IP카메라를 이용한 CCTV 영상감시시스템을 적용할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 도시한 행선안내표시기(TDI) 내부의 회로구성과 CCTV 카메라 결선을 도시한 도면이다.
역사내 역무실 시스템(100)의 블로킹필터(120)에서 나온 2가닥의 전원선은 스위치(241)을 통하여 전원분배기(245)에 연결된다. 전원분배기(245)는 슬레이브 전력선 모뎀(210)에 연결되고, HDMI(High Definition Multimedia Interface)q분배기(244)에 5V 어댑터를 매개로 연결되며, 행선안내표시기를 구성하는 LED(또는 LCD) 전면 패널(246)과 LED(또는 LCD) 후면 패널(247)에 연결된다.
상기 슬레이브 전력선 모뎀(210)은 UTP케이블을 이용하여 허브(220)에 연결되고, 허브(220)는 HDMI분배기(244)와 두 개의 IP카메라(230)(230) 및 행선안내표시기의 메인컨트롤러에 각각 UTP케이블을 이용하여 연결되어 전력선통신 네트워크를 구성한다. 여기서, IP카메라(230)(230)는 행선안내표시기를 구성하는 LED(또는 LCD) 전면 패널(246)과 LED(또는 LCD) 후면 패널(247)을 각각 촬영하기 위한 것이다. 또한, 미설명 도면부호 243은 온도타이머이고 242는 교류 히터이다.
이와 같이 구성되면 행선안내정보 및 제어정보는 행선안내용 국부역 장치(LSE)(130)로부터 전력선 통신 모뎀을 통해서 행선안내표시기(TDI)내 메인콘트롤러에 TCP/IP기반으로 전송되어 LED(또는 LCD) 패널에 표출한다.
또한, 행선안내표시기에 설치된 두 개의 IP카메라(230)(230)는 LED(또는 LCD) 전면 패널(246) 및 LED(또는 LCD) 전면 패널(247)의 정보표출 상태를 TCP/IP기반으로 슬래브 전력선 모뎀(210)과 마스터 전력선 모뎀(160)을 통해 CCTV 영상감시장치(NVR)(140)에 저장되고 모니터링된다. CCTV 영상감시장치(140)는 실시간으로 행선안내표시기(TDI)의 LED(또는 LCD)패널 표출상태를 감시하고 영상정보를 저장하고, 필요시 저장 영상을 검색할 수 있도록 구성되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템의 전체 구성에 대한 일예를 도시한 도면이다.
동 도면에 도시한 예에서는 역사내 역무실 시스템(100)이 전송망(600)을 통하여 호스트 장치(HSE)(300)와 연결되고, 호스트장치(300)는 운용자 장치(400)와 열차운행정보시스템(ATS)(500)와 TCP/IP 통신방식으로 통신접속되어 있으며, 상행 플랫홈의 행성안내표시기 시스템(200_1), 하행 플랫폼의 행성안내표시기 시스템(200_2) 및 대합실 행성안내표시기 시스템(200_3)은 전력선통신망으로 연결되어 있다. 여기서, 상행 및 하행 행성안내표시기 시스템(200_1)(200_2)은 각각 다수의 행선안내표시기를 포함하므로 전원분배기가 설치되어 있다.
이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 열차행선안내시스템에 TCP/IP기반 전력선통신기술과 IP카메라를 이용한 CCTV 영상감시시스템을 적용함므로써 열차행선안내시스템의 정보전송용 통케이블(UTP Cable) 또는 광케이블을 신규로 배관하여 포설하지 않고서도 행선안내표시기의 전원공급용 전원선을 그대로 전송매체로 이용할 수 있기 때문에 공사에 소요되는 비용과 시간을 대폭적으로 절감할 수 있으며, CCTV 영상감시스템을 이용하여 행선안내표시기를 구성하는 LED(또는 LCD) 패널에 정보가 표출되는지의 장애 여부를 원격에서 감시할 수 있으므로 운영요원이 순회 점검을 하거나 민원에 의존해야 하는 기존 방식에 비해 대고객 서비스를 질적으로 개선할 수 있다. 또한, 구체적으로 설치비용 절감효과는 250m 광케이블을 기준으로 하면 2.5배의 직접적인 비용절감을 가져오고 구축에 따른 시간 절약과 대고객 서비스 개선 측면을 감안하면 발명 효과는 더욱 크다 할 것이다.
100 : 역사내 역무실 시스템 110 : 분전반
120 : 블로킹필터 130 : 행선안내용 국부역 장치(LSE)
140 : CCTV 영상감시장치 150 : 허브
160 : 마스터 전력선 모뎀 200 : 원격지 행선안내표시 시스템
210,210_1~210_n : 슬레이브 전력선모뎀
220,220_1~220_n : 허브 230_1~230_n : IP카메라
240_1~240_n : 행선안내표시기(TDI)

Claims (3)

  1. 역사별로 설치된 궤도계전기의 검출 신호를 수집한 호스트장치(HSE)로부터 입력되는 정보를 분석 및 처리하여 행선안내정보를 포함하는 역사 제어정보를 IP 주소를 가지는 TCP/IP 통신패킷으로 변환한 후 네트워크로 송출하는 행선안내용 국부역 장치;
    자신에게 할당된 IP 정보를 가지는 TCP/IP 통신패킷을 수신하여 정보를 추출한 후 해당 정보의 기능을 수행하거나 표시정보를 출력하는 적어도 하나의 행선안내표시기;
    상기 행선안내표시기를 구성하는 LED 또는 LCD의 전면 패널 및 후면 패널을 각각 촬영하는 IP카메라;
    배전반으로부터 공급되는 교류전원 입력선단에 연결되어 전원노이즈를 제거하는 블로킹필터;
    상기 IP카메라로부터 촬영된 영상을 감시하고 영상을 저장하는 CCTV영상감시 장치;
    상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내용 국부역 장치 및 상기 CCTV영상감시 장치와는 허브를 매개로 통신접속되는 마스터 전력선모뎀;
    상기 블로킹필터에서 나온 2가닥의 전원선에 연결되고 상기 행선안내표시기 및 상기 IP카메라와는 허브를 매개로 통신접속되는 적어도 하나의 슬레이브 전력선모뎀을 포함하며,
    상기 CCTV영상감시 장치는 IP 카메라를 통해 디지털 영상을 전송받아 압축 저장하고 모니터링 할 수 있는 기능을 가진 네트워크 비디오 녹화기(Network Video Recorder; NVR)와 SNMP((Simple Network Management Protocol)기반의 전력선 통신망을 관리하는 NMS(Network Management System)기능이 탑재되어 있고,
    상기 허브는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 분배기와 2개의 상기 IP카메라 및 상기 행선안내표시기의 메인컨트롤러에 각각 UTP 케이블을 이용하여 연결되어 전력선통신 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력선통신기술과 CCTV 영상감시시스템을 적용한 열차행선안내시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007099123A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Mitsubishi Electric Corp 鉄道用情報通信システム
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