KR101808618B1 - 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템 - Google Patents

철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 관한 것으로, 복수의 CPU로 구성된 마스터 시스템을 이중계로 형성하고, 각 CPU에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드를 각각 이중계로 형성하며, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 이중계의 구성내에, CPU와, 입력카드 및 출력카드가 또 다시 이중계로 구성되고 그 상태를 중복 체크하여 신호를 발생시키므로 시스템 안전성을 월등히 개선했다는 장점이 있으며, CPU가 정상이더라도 출력카드의 고장 등으로 비정상적인 신호가 현장 장비로 전달되는 것을 방지할 수 있으므로 발생 가능한 고장 가능성을 효과적으로 개선했다는 장점이 있다.

Description

철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템{HIGH SAFETY DOUBLE STRUCTURE SYSTEM BASED RAILROAD SYSTEM}
본 발명은 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 복수의 CPU로 구성된 마스터 시스템을 이중계로 형성하고, 각 CPU에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드를 각각 이중계로 형성하며, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 철도 제어 시스템에서 연동장치는 철도의 선로변에 설치되어 열차의 간격을 제어하거나 진로를 제어하는 역할을 담당하고, 특히 열차의 충추돌을 방지하는 역할을 담당하는 등 열차의 안전운행을 최종적으로 책임지는 제어장치이다.
이러한 신호제어장치들은 각자 고유의 기능을 수행하면서 다른 제어장치들과 링크되어 하나의 신호제어시스템을 구축한다. 그리고, 이러한 철도신호용 제어장치 간의 링크는 현재 대부분 점대점(Point-to-Point) 통신을 이용하고 있어 새로운 장치가 추가될 경우 유지보수에 어려움이 있다.
따라서, 등록 실용신안 20-148680에 개시된 바와 같이, 전자 연동 장치의 기능을 확대하여 열차 운행에 대한 감시 및 제어와 시스템을 구성하고, CPU 구성을 이중계 구조로 구성함으로써 어느 한 CPU의 고장시 정상 작동하는 다른 CPU로의 빠른 절체를 통해 전체 시스템을 안정화시키도록 할 수 있다.
하지만, 이러한 종래의 기술은 고장 가능성이 큰 CPU를 이중계로 구성하고 전자 연동을 통해 시스템 안정화를 시킬 수는 있지만, 다양한 문제로 인해 복수의 CPU가 모두 고장인 상황도 있으며, 특히 출력카드에 고장이 발생되어 CPU가 정상적으로 동작하여도 출력카드가 에러신호를 발생하는 경우도 있다는 문제가 있었다.
이 경우, CPU가 정상적으로 동작하는 것으로 판단되므로 심각한 안전사고에 노출될 가능성이 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 CPU로 구성된 마스터 시스템을 이중계로 형성하고, 각 CPU에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드를 각각 이중계로 형성하며, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 복수의 CPU로 구성되고, 이중계로 구성된 마스터 시스템(4)과; 각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과; 각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 2 I/O 시스템(12)으로 이루어져, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 정상 동작으로 판단시에만 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 마스터 시스템(4)은 제 1, 2 CPU 장치(6,8)로 구성되고, 제 1, 2 CPU 장치(6,8)는 각각 복수개의 CPU(22,24)와, 입출력 카드를 컨트롤하는 I/O CPU(26)로 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 CPU(22,24)는 제 1, 2 입력카드(14a,18a)의 상태입력 정보를 인가받아 상호 비교한 다음, 일치시 제 1, 2 출력카드(14b,18b)로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)가 모두 정상 동작시 현장기기(34)로 전원을 투입하도록 스위치(32a,32b)가 직렬로 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 마스터 시스템(4)과, 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과, 슬레이브 제 2 I/O 시스템(10)은 이중계로 구성되며, 제 1계와 제 2계는 스탠바이 또는 액티브 상태로 상호 절체되게 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템이 제공된다.
본 발명에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템은 이중계의 구성내에, CPU와, 입력카드 및 출력카드가 또 다시 이중계로 구성되고 그 상태를 중복 체크하여 신호를 발생시키므로 시스템 안전성을 월등히 개선했다는 장점이 있으며, CPU가 정상이더라도 출력카드의 고장 등으로 비정상적인 신호가 현장 장비로 전달되는 것을 방지할 수 있으므로 발생 가능한 고장 가능성을 효과적으로 개선했다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 포함된 제 1계 연동장치의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 포함된 제 1, 2계 출력카드측 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템과 현장기기간 결선상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 포함된 제 1계 연동장치의 구성을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템에 포함된 제 1, 2계 출력카드측 구성을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템과 현장기기간 결선상태를 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템(2)은 복수의 CPU로 구성된 마스터 시스템을 이중계로 형성하고, 각 CPU에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드를 각각 이중계로 형성하며, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키는 시스템이다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템(2)은 이중화 시스템의 주요 구성인 CPU 시스템 내부에 복수의 CPU를 추가로 더 구성하여 CPU 동작상태에 대한 추가적인 체크를 더 수행하면서도, 입력카드와 출력카드를 각각 각 계마다 복수로 구성하여 입력카드들과 출력카드들의 정상 동작여부도 체크함으로써 CPU 동작에 직접적으로 영향을 미치는 입력카드들과 출력카드들에 대한 이중계도 함께 구현하여 시스템의 안전성을 극대화시켰다.
보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템(2)은 복수의 CPU로 구성되고, 이중계로 구성된 마스터 시스템(4)과; 슬레이브 시스템으로 구성된다.
마스터 시스템(2)과 슬레이브 시스템은 각각 이중계로 구성되는 바, 예컨대, 마스터 시스템(2)도 제 1, 2 계의 구조로 이루어지며, 슬레이브 시스템도 제 1, 2계의 구조로 이루어진다.
특히, 제 1, 2계로 이루어진 슬레이브 시스템은 다시 복수개의 구성으로 더 분할되어 구성되는 바, 예컨대, 제 1계가 동작할 때, 제 1계 내부에서도 복수개의 구성이 동작하는 시스템이다.
상기 슬레이브 시스템은 각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과; 각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 2 I/O 시스템(12)으로 이루어져, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 정상 동작으로 판단시에만 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시킨다.
즉, 상기 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)도 제 1, 2 계로 구성되어져 있으며, 상기 슬레이브 제 2 I/O 시스템(12)도 제 1, 2계로 구성되어져 있으면서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1계의 입력카드(14a,18a)와 출력카드(14b,18b)는 각각 이중계로 구성되어져 있고, 제 2계의 입력카드(16a,20a)와 출력카드(16b,20b)는 각각 이중계로 구성되어져 있다.
한편, 상기 마스터 시스템(4)은 제 1, 2 CPU 장치(6,8)로 구성되고, 제 1, 2 CPU 장치(6,8)는 각각 복수개의 CPU(22,24)와, 입출력 카드를 컨트롤하는 I/O CPU(26)로 구성된다.
즉, 제 1계인 제 1 CPU 장치(6)는 적어도 2개 이상의 CPU(22,24)가 각각 구성되는 바, 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템(2)은 이중화 처리된 제 1, 2 계의 내부에 또 다른 이중화 구성이 존재한다.
제 1, 2 계의 내부에 구성된 이중화는 CPU 및 입력카드와 출력카드가 이에 해당한다.
따라서, 상기 CPU(22,24)는 제 1, 2 입력카드(14a,18a)의 상태입력 정보를 인가받아 상호 비교한 다음, 일치시 제 1, 2 출력카드(14b,18b)로 출력하도록 구성된다.
또한, 제 1계에 구성된 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)는 동일한 출력신호를 발생시킬 때 비로소, 현장 장비(34)로 정상적인 신호를 발생시키는 바, 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)가 모두 정상적인 신호를 발생시킬 때 신호 출력을 할 수 있도록 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)의 후단에는 앤드게이트(28a)를 구성한다.
제 2계의 경우에도 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 출력카드(16b,20b)가 모두 정상적인 신호를 발생시킬 때 신호 출력을 할 수 있도록 상기 제 1, 2 출력카드(16b,20b)의 후단에는 앤드게이트(28b)를 구성한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템(2)은 통상의 이중계 시스템이 그러하듯, 제 1계에 구성된 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)의 AND게이트(28a)로부터 정상 신호가 발생되거나 또는 제 2계에 구성된 상기 제 1, 2 출력카드(16b,20b)의 AND게이트(28b)로부터 정상신호가 발생되는 경우, 어느 한 앤드게이트로부터만 정상신호를 수신받으면 현장 장비(34)가 동작하도록 신호를 발생시키게 OR 게이트(30)가 구성되어져 있다.
보다 상세하게, 시스템과 현장 장비(34)간의 결선을 살펴보면, 상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)가 모두 정상 동작시 현장기기(34)로 전원을 투입하도록 스위치(32a,32b)가 직렬로 구성된다.
한편, 상기 마스터 시스템(4)과, 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과, 슬레이브 제 2 I/O 시스템(10)은 이중계로 구성되며, 제 1계와 제 2계는 스탠바이 또는 액티브 상태로 상호 절체되게 구성된다.
즉, 이 경우, 제 1계 또는 제 2계중 어느 한 계가 액티브 상태이고, 다른 계는 스탠바이 상태가 되도록 동작하는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
2:철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템,
4:마스터 시스템, 6,8:제 1,2 CPU 장치,
10,12:슬레이브 제 1,2 I/O 시스템, 14a,18a:제 1계 입력카드,
14b,18b:제 1계 출력카드, 16a,20a:제 2계 입력카드,
16b,20b:제 2계 출력카드.

Claims (5)

  1. 복수의 CPU로 구성되고, 이중계로 구성된 마스터 시스템(4)과;
    각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과;
    각 마스터 시스템(4)에 대해 입출력하는 입력카드와 출력카드로 구성된 슬레이브 제 2 I/O 시스템(12)으로 이루어져, 복수의 출력카드의 정상 동작여부를 판단하여 정상 동작으로 판단시에만 현장 기기에 대한 출력신호를 발생시키며;
    상기 마스터 시스템(4)은 제 1, 2 CPU 장치(6,8)로 구성되고, 제 1, 2 CPU 장치(6,8)는 각각 복수개의 CPU(22,24)와, 입출력 카드를 컨트롤하는 I/O CPU(26)로 구성되고;
    상기 CPU(22,24)는 제 1, 2 입력카드(14a,18a)의 상태입력 정보를 인가받아 상호 비교한 다음, 일치시 제 1, 2 출력카드(14b,18b)로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2 출력카드(14b,18b)가 모두 정상 동작시 현장기기(34)로 전원을 투입하도록 스위치(32a,32b)가 직렬로 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마스터 시스템(4)과, 슬레이브 제 1 I/O 시스템(10)과, 슬레이브 제 2 I/O 시스템(10)은 이중계로 구성되며, 제 1계와 제 2계는 스탠바이 또는 액티브 상태로 상호 절체되게 구성된 것을 특징으로 하는 철도시스템 기반의 고 안전성 이중화 시스템.
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KR200411113Y1 (ko) * 2005-11-07 2006-03-10 경봉기술(주) 철도신호용 페일세이프 절체장치
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