KR101441549B1 - 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈 - Google Patents

철도 신호기기 제어용 광통신 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중앙연산처리 모듈(100)과 광케이블(10)로 서로 연결하여 철도 신호기기를 제어하기 위한 데이터를 입출력하기 위한 다수의 입출력 모듈(200)로 이루어지되, 상기 중앙연산처리 모듈(100)은 CPU(110)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(120)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(130)와; 상기 ENCODER(120) 및 DECODER(130)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(140)와; 상기 MUX(140)와 연결하여 상기 입출력 모듈(200)로 데이터를 송신하거나 상기 입출력 모듈(200)의 데이터를 수신받는 송수신부(150)를 포함하고, 상기 입출력 모듈(200)은 상기 송수신부(150)와 연결하여 데이터를 송수신하는 송수신부(210)와; 상기 송수신부(210)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(220)와; 상기 MUX(220)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(230)와; 상기MUX(220)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(240)와; 상기 ENCODER(230) 및 DECODER(240)와 연결하여 데이터를 기준으로 철도 신호기기로 작동하거나 철도 신호기기의 작동 데이터를 전달받기 위한 입출력부(250)를 포함하는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 종래와 같이 다수의 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈을 조합하는 복잡한 구조를 탈피하여 구조도 간단하고 부피가 최소화될 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 낙뢰 등과 같은 순간적인 과대이상전압이 발생할 경우 연결된 모듈만 소손되고 나머지 모듈은 안전하게 보호할 수 있으므로 철도 신호기기의 원활한 제어기능을 수행할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 광통신을 이용하여 원거리에 데이터를 원활하게 전송할 수 있으므로 작동효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 그리고 본 발명은 설비의 확장 및 유지보수의 효율성을 확보하여 사용효율은 물론 확장성을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

철도 신호기기 제어용 광통신 모듈{Optical control of railway signaling equipment modules}
본 발명은 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원거리에 데이터를 원활하게 전송할 수 있음은 물론 이상전압이 발생할 경우 안정성을 확보할 수 있고 유지보수의 효율성 및 확장성을 증대시킬 수 있도록 하는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 철도 신호기기 제어용 모듈은 폐색장치 또는 선로 전환장치 등과 같은 철도 신호기기를 제어하기 위해서 사용한다.
그러나 종래의 철도 신호기기 제어용 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 VME 버스에 연결된 다수의 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈을 조합하여 중앙처리장치(CPU)의 연산처리를 통해서 철도 신호기기(현장설비)를 작동시키고 있으나,
이는 낙뢰 등과 같은 순간적인 과대이상전압이 발생할 경우 VME 버스에 연결된 다수의 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈이 한꺼번에 소손되어 철도 신호기기의 제어기능을 수행할 수 없는 심각한 문제점을 갖게 되었다.
특히 VME 버스에 연결된 다수의 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈이 한꺼번에 소손되면서 막대한 경제적인 손실이 발생하는 문제점을 갖게 되었다.
또한, 일정기간이 지나면서 수분 또는 이물질 등으로 인해서 일부분의 버스(BUS)가 단락될 경우 단락된 버스와 연결된 모든 인터페이스(IF)모듈 및 입출력(IO)모듈의 데이터 입출력이 불가능하여 작동효율이 제한되는 문제점을 갖게 되었다.
더구나 철도 신호기기의 개수에 따라서 다수의 케이블을 매설해야 하므로 설치비용이 가중됨은 물론 유지보수가 어렵고 불편한 문제점을 갖게 되었다.
아울러 철도 신호기기의 개수에 따라서 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈 및 VME 버스의 개수가 증가하여 제어반의 구조가 복잡하고 부피가 증가하며 확정성을 제한하는 문제점을 갖게 되었다.
한국등록특허 제10-0244499호(2000.02.01) 한국공개특허 제10-2005-0022701호(2005.03.08) 한국공개특허 제10-2005-0101930호(2005.10.25) 한국등록특허 제10-0722465호(2007.05.28)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 원거리에 데이터를 원활하게 전송할 수 있으며 절연기능으로 이상전압이 발생하더라도 모듈의 소손을 방지할 수 있는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광통신과 입출력 장치를 통합하여 철도 신호기기를 원활하게 제어할 수 있는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈을 제공함에 다른 목적이 있다.
특히 본 발명은 설비의 확장 및 유지보수가 용이하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈은,
중앙연산처리 모듈(100)과 광케이블(10)로 서로 연결하여 철도 신호기기를 제어하기 위한 데이터를 입출력하기 위한 다수의 입출력 모듈(200)로 이루어지되,
상기 중앙연산처리 모듈(100)은 CPU(110)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(120)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(130)와; 상기 ENCODER(120) 및 DECODER(130)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(140)와; 상기 MUX(140)와 연결하여 상기 입출력 모듈(200)로 데이터를 송신하거나 상기 입출력 모듈(200)의 데이터를 수신받는 송수신부(150)를 포함하고,
상기 입출력 모듈(200)은 상기 송수신부(150)와 연결하여 데이터를 송수신하는 송수신부(210)와; 상기 송수신부(210)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(220)와; 상기 MUX(220)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(230)와; 상기MUX(220)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(240)와; 상기 ENCODER(230) 및 DECODER(240)와 연결하여 데이터를 기준으로 철도 신호기기로 작동하거나 철도 신호기기의 작동 데이터를 전달받기 위한 입출력부(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 입출력부(250)와 철도 신호기기의 사이에 보호부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래와 같이 다수의 인터페이스(IF)모듈과 입출력(IO)모듈을 조합하는 복잡한 구조를 탈피하여 구조도 간단하고 부피가 최소화될 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 낙뢰 등과 같은 순간적인 과대이상전압이 발생할 경우 연결된 모듈만 소손되고 나머지 모듈은 안전하게 보호할 수 있으므로 철도 신호기기의 원활한 제어기능을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 광통신을 이용하여 원거리에 데이터를 원활하게 전송할 수 있으므로 작동효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명은 설비의 확장 및 유지보수의 효율성을 확보하여 사용효율은 물론 확장성을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 철도 신호기기 제어용 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도.
도 2는 본 발명 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도.
도 3은 본 발명에서 중앙연산처리 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도.
도 4는 본 발명에서 입출력 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명에서 중앙연산처리 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도이며, 도 4는 본 발명에서 입출력 모듈의 구조를 나타내기 위한 개념도를 도시한 것이다.
본 발명은 중앙연산처리 모듈(100)과 광케이블(10)로 서로 연결하여 철도 신호기기를 제어하기 위한 데이터를 입출력하기 위한 다수의 입출력 모듈(200)로 이루어지되,
상기 중앙연산처리 모듈(100)은 CPU(110)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(120)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(130)와; 상기 ENCODER(120) 및 DECODER(130)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(140)와; 상기 MUX(140)와 연결하여 상기 입출력 모듈(200)로 데이터를 송신하거나 상기 입출력 모듈(200)의 데이터를 수신받는 송수신부(150)를 포함하고,
상기 입출력 모듈(200)은 상기 송수신부(150)와 연결하여 데이터를 송수신하는 송수신부(210)와; 상기 송수신부(210)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(220)와; 상기 MUX(220)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(230)와; 상기MUX(220)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(240)와; 상기 ENCODER(230) 및 DECODER(240)와 연결하여 데이터를 기준으로 철도 신호기기로 작동하거나 철도 신호기기의 작동 데이터를 전달받기 위한 입출력부(250)를 포함한다.
여기서 상기 중앙연산처리 모듈(100)은 현장제어부에서 수신된 선로전환기 방향정보와 궤도회로로부터 수신된 열차위치 정보를 바탕으로 연동역 구간 내의 진로설정 또는 해정 기능을 수행 및 연동조건을 처리하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 CPU(110)는 철도신호기기를 제어하기 위한 프로그램이 탑재되어 수집된 선로전환기 및 열차위치정보를 바탕으로 진로설정 제어 명령에 따라 해당 역장치를 통하여 철도 신호기기를 제어할 수 있다.
이때 상기 CPU(110)는 연동처리, 입출력모듈의 제어, 외부장치와의 통신, 시스템의 상태를 감시할 수 있다.
여기서 연동논리와 연동데이터는 각각 Flash Memory와 EPROM에 저장하도록 하였다.
특히 상기 중앙연산처리 모듈(100)에 사용되는 OS는 VxWorks 5.4, TornadoⅡ버전을 사용하였다.
아울러 상기 ENCODER(120,230) 및 DECODER(130,240)는 철도 신호기기를 제어하기 위한 데이터를 병렬 또는 직렬로 전환하여 원활한 데이터 전송을 유도할 수 있다.
특히 상기 ENCODER(120,230)는 디지털 신호를 광신호로 변환하고, 상기 DECODER(130,240)는 광신호를 디지털 신호로 변환하는 기능도 수행한다.
또한, 상기 MUX(140,220)는 상기 ENCODER(120,230) 및 DECODER(130,240)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 기능을 수행한다.
그리고 상기 송수신부(150)는 상기 MUX(140)와 연결하여 상기 입출력 모듈(200)로 데이터를 송신하거나 상기 입출력 모듈(200)의 데이터를 수신받아서 철도 신호기기를 원활하게 제어할 수 있다.
아울러 상기 입출력 모듈(200)은 철도 신호기기의 종류에 따라서 다수가 설치되어 증설 및 확장성을 향상시킬 수 있다.
여기서 상기 입출력 모듈(200)은 철도 신호기기의 제어 및 열차의 위치정보 등을 입력받아서 상기 중앙연산처리 모듈(100)로 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 송수신부(210)는 광케이블(10)을 이용하여 상기 송수신부(150)와 상호 연결하여 데이터를 송수신하는 역할을 수행한다.
특히 상기 입출력부(250)는 선로전환기 제어정보, 신호기 현시정보 및 기타 제어정보를 입출력하여 철도 신호기기를 제어할 수 있다.
그리고 상기 입출력부(250)와 철도 신호기기의 사이에 보호부(260)를 더 포함할 수 있는데, 이는 연산처리의 오류, 하드웨어의 소손, 기타 외부 요인 등으로 인하여 중앙연산처리 모듈(100) 또는 입출력 모듈(200)이 스스로 안전측(fail-safe) 처리가 불가능한 부정 출력 또는 입력이 검지되는 경우에 이를 외부에서 강제적으로 차단하기 위한 안전기능을 수행한다.
이때 상기 보호부(260)의 동작원인이 해소되더라도 시스템 스스로 복구되지 않으며, 상기 보호부(260)의 동작원인이 해소되지 않은 경우에는 사용자가 시스템 기동 취급을 하더라도 기동하여 복구되지 않는다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.
10: 광케이블
100: 중앙연산처리 모듈 110: CPU
120: ENCODER 130: DECODER
140: MUX 150: 송수신부
200: 입출력 모듈 210: 송수신부
220: MUX 230: ENCODER
240: DECODER 250: 입출력부
260: 보호부

Claims (2)

  1. 운영체제를 VxWorks 5.4, TornadoⅡ버전을 사용하는 중앙연산처리 모듈(100)과 광케이블(10)로 서로 연결하여 철도 신호기기를 제어하기 위한 데이터를 입출력하기 위한 다수의 입출력 모듈(200)로 이루어지되,
    상기 중앙연산처리 모듈(100)은 연동처리, 입출력모듈의 제어, 외부장치와의 통신, 시스템의 상태를 감시할 수 있고 연동논리와 연동데이터는 각각 Flash Memory와 EPROM에 저장하는 CPU(110)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(120)와; 상기 CPU(110)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(130)와; 상기 ENCODER(120) 및 DECODER(130)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(140)와; 상기 MUX(140)와 연결하여 상기 입출력 모듈(200)로 데이터를 송신하거나 상기 입출력 모듈(200)의 데이터를 수신받는 송수신부(150)를 포함하고,
    상기 입출력 모듈(200)은 상기 송수신부(150)와 연결하여 데이터를 송수신하는 송수신부(210)와; 상기 송수신부(210)와 연결하여 데이터를 분리 또는 병합하는 MUX(220)와; 상기 MUX(220)와 연결하여 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하는 ENCODER(230)와; 상기MUX(220)와 연결하여 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하는 DECODER(240)와; 상기 ENCODER(230) 및 DECODER(240)와 연결하여 데이터를 기준으로 철도 신호기기로 작동하거나 철도 신호기기의 작동 데이터를 전달받기 위한 입출력부(250)를 포함하되, 상기 입출력부(250)와 철도 신호기기의 사이에 연산처리의 오류, 하드웨어의 소손, 기타 외부 요인 등으로 인하여 중앙연산처리 모듈(100) 또는 입출력 모듈(200)이 스스로 안전측 처리가 불가능한 부정 출력 또는 입력이 검지되는 경우에 이를 외부에서 강제적으로 차단하기 위한 안전기능을 수행할 수 있도록 보호부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 신호기기 제어용 광통신 모듈.
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KR20020096301A (ko) * 2001-06-19 2002-12-31 주식회사 삼삼 철도건널목의 전자유니트 제어장치
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