KR102124879B1 - 철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법 - Google Patents

철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도 급전계통 훈련 시스템을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 철도 운영기관 등의 근무자를 대상으로 하는 직무 능력 향상을 위한 표준 장애 복구 절차를 훈련할 수 있는 교육 서비스를 제공하는 철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 관제실부터 급단전 시스템 및 선로에 이르기까지 소프트웨어로 구현된 철도 운영 시스템을 시뮬레이션하는 시뮬레이터 및 최소한의 장비로 구현되는 철도 급전계통 훈련 시스템을 제공함으로써 훈련 시스템 구축 비용을 절감할 수 있고, 훈련자들의 훈련 효율을 극대화하는 효과가 있다.

Description

철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법{TRAINNING SYSTEM FOR RAILWAY POWER SUPPLY}
본 발명은 철도 계통 전력 감시 제어 운전 훈련과 장애 대응 조치 훈련의 효용성 증대를 위한 시스템 구축에 관한 사항으로 전력 감시 계통의 이벤트 데이터와 전력 설비의 가상 공학을 이용한 객체화를 통해 시나리오 이용하여 가상의 전력 설비 운전 및 장애 대응 훈련 및 교육을 제공하는 철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법에 관한 것이다.
철도 운영 기관에서는 근무자들의 직무 능력 향상을 위한 다양한 교육 프로그램을 운영하고 있으나, 실제 운용 설비와 유사한 훈련 환경을 제공하지 못하는 한계가 있고, 관련분야의 훈련 시스템이 제공하는 기능 또한 부족한 상황이다.
이에, 철도 근무자들을 위한 급전 시스템에 대한 기본 운영 능력 제고를 위한 기초 훈련 시스템이 필요하며, 특히 표준 장애 복구 절차(SOP)를 기반으로 하는 장애 상황 재현을 통해, 각 근무자들이 상황 발생시 신속한 장애 복구 능력 향상을 위한 훈련 시스템이 필요하다고 할 수 있다.
또한, 장애 복구 과정에서 발생하는 잘못된 조작에 의한 인적 오류 상황이 발생할 수 있고, 이러한 문제를 예방을 위한 시나리오 기반의 훈련 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 잘못된 조작에 의한 2차 추가 장애 상황 발생의 위험을 예방하고 다양하며 복합적인 장애 상황에 대한 장애 복구 수련이 필요하다고 할 수 있다.
이에 종래기술 공개특허공보 제10-2018-0068355호는 차량, 이벤트 및 시나리오가 가상공학을 이용하여 객체화 구현된 라이브러리들이 저장된 저장부와, 라이브러리들 중 관리자에 의해 선택된 라이브러리를 디스플레이에 인터페이스로 출력시키고, 인터페이스에 대한 사용자의 입력값을 송신하는 다수의 사용자 시뮬레이터를 포함하는 상기 다수의 사용자 시뮬레이터 중 제1 사용자 시뮬레이터로부터 송신된 제1 사용자의 입력값을 수신하여 제2사용자 시뮬레이터에 전송하는 통합 시뮬레이터를 개시하고 있으며, 이러한 종래기술에 의하면, 철도운전 취급 종사자가 열차 종류, 운행선로 등을 자유롭게 선택하여 철도사고, 장애 및 위험상황을 유사 체험, 훈련할 수 있도록 하는 시스템을 개시하고 있다.
그러나, 실제로 현재 철도 운영기관에서 운영중인 교육 시스템에 실제 장비들을 연동하기에는 장비 구매 비용 문제, 장비 배치 공간 부족 및 장비 유지보수에 대한 상당한 비용 부담이 예상됨에 따라, 현실적으로 고가의 훈련 시뮬레이션 시스템은 도입하기 어렵다는 한계가 있다.
아울러, 새로운 유형의 장애가 발생되거나 새로운 표준 복구 절차가 수립되었을 때 이를 유연하게 반영하여 훈련할 수 있도록 하고, 임의의 시나리오를 구성하여 모의 훈련을 통해 새로운 장애 상황을 예측, 발견하여 신규 유형의 장애에 대한 복구 절차나 대책 수립에 유용한 시스템이 필요하다.
공개특허공보 제10-2018-0068355호(공개일자: 2018.06.22.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실제 철도 운영 시스템으로 사용할 수 있는 수준의 훈련과 실제 운영과의 기능 및 조작 등에 관한 이질감을 해소하여 훈련 효율을 증대 시킬 수 있는 철도 급전계통 훈련 시스템을 제공하는 데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템은, 가상의 철도 운영 현장을 구현하고, 조작신호를 입력받아 상기 철도 급전계통 운영 현장에 반영하는 시뮬레이터, 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 상황 발생부 및 하나 이상의 훈련자 단말과 연결되어 훈련자가 상기 철도 운영 현장의 관제 및 급전계통 운영에 참여하도록 하고, 상기 장애상황 발생시 훈련자의 조작신호를 상기 시뮬레이터에 입력하고, 상기 시뮬레이터로부터 출력되는 결과정보를 수신 및 출력하는 입출력부를 포함할 수 있다.
상기 상황 발생부에서 참조하는 복수의 장애상황 및 장애 유형의 진행에 따라 단계별로 규정된 표준운영절차(SOP)가 정의되고, 상기 장애상황에 대한 복수의 대응정보가 저장된 데이터 베이스 및 상기 데이터 베이스를 참조하여 현재 훈련자의 조작신호에 따른 조치가 부적합하거나 적절한 조치가 취해지지 않은 경우, 훈련자를 위한 가이드 정보를 제공하는 가이드 제공부를 더 포함할 수 있다.
관리자 단말과 연결되고, 상기 철도 급전계통 운영 현장을 구현하기 위한 복수의 데이터 및 복수의 장애상황을 포함하는 훈련 시나리오의 편집기능을 제공하는 편집부를 더 포함할 수 있다.
상기 편집부는, 관리자 단말과 연결되고, 관리자의 입력에 따라 상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 현재까지 진행된 내용을 즉시 수정하여 반영되도록 하는 수정기능을 더 포함할 수 있다.
상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 미리 정의된 표준 장애 복구 절차를 적용하여 SOP에 따른 조치를 수행하고 각 조치내용별 결과를 상기 결과정보에 포함하는 SOP 적용부를 더 포함할 수 있다.
상기 장애상황이 미리 정의된 제한시간을 초과하거나 장애상황이 종료되면, 훈련자의 조치내용별 평가결과를 상기 훈련자 단말에 제공하는 피드백 제공부를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 다른 양태의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 의한 훈련 방법으로서, 가상의 철도 급전계통 운영 현장을 구현하는 단계, 훈련자 단말로부터 조작신호를 입력받아 상기 철도 급전계통 운영 현장에 반영하는 단계, 철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계, 상기 훈련자 단말로부터, 상기 장애상황에 대한 훈련자의 조치를 조작신호로 입력받아 적용하는 단계 및 훈련자의 조작신호에 따른 장애상황의 조치에 대한 결과정보를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 훈련자 단말로부터, 상기 장애상황에 대한 훈련자의 조작신호를 입력받아 적용하는 단계는, 데이터 베이스를 참조하여 현재 훈련자의 조작신호에 따른 조치가 부적합하거나 적절한 조치가 취해지지 않은 경우, 훈련자를 위한 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가상의 철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계는, 관리자 단말의 요청에 따라, 상기 철도 급전계통 운영 현장을 구현하기 위한 복수의 데이터 및 복수의 장애상황을 포함하는 훈련 시나리오의 편집기능을 제공하고, 편집 내용을 현재 철도 운영 현장에 반영하는 단계를 더 포함할 수 있다.
철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계 이후, 상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 미리 정의된 표준 장애 복구 절차를 적용하여 SOP에 따른 조치를 수행하는 단계 및 각 조치 내용별 결과를 상기 결과정보에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
훈련자의 조작신호에 따른 장애상황의 조치에 대한 결과정보를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계는, 상기 장애상황이 미리 정의된 제한시간을 초과하거나 장애상황이 종료되면, 훈련자의 조치 내용별 평가결과를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 관제실부터 급단전 시스템 및 선로에 이르기까지 소프트웨어로 구현된 철도 운영 시스템을 시뮬레이션하는 시뮬레이터 및 최소한의 장비로 구현되는 철도 급전계통 훈련 시스템을 제공함으로써 훈련 시스템 구축 비용을 절감할 수 있고, 훈련자들의 훈련 효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전력 관제사의 직무 능력 향상을 위한 교육 프로그램 운영에 활용할 수 있는 철도 급전계통 훈련 시스템으로서, 현장 전력 관제 시스템과 유사한 형태의 교육 화면을 제공하고, 기본적인 관제 운용에 필요한 지식 및 운용 능력 습득할 수 있도록 하며, 다양한 전력 관제 상황의 재현함에 따른 교육 내용을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 표준 장애 복구 절차(SOP)에 기반한 다양한 시나리오를 교육하는 철도 급전계통 훈련 시스템으로서, 전력 관제사의 장애 대처 능력을 향상시키고, 장애 복구 과정에서 발생하는 인적 오류를 방지하고, 장애 복구 시 발생했던 인적 오류에 대한 사전 교육을 시행하며, 교육 과정에서 실제 복구 조작을 통해 인적 오류에 대한 감소 및 예방 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템 및 이와 연결되는 단말의 전체 연결 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템의 구조를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 포함되는 시뮬레이터의 구성을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 의한 훈련 방법에 관한 도면이다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한 "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.
이하의 설명에서, "철도 급전계통 훈련 시스템"의 용어는 설명의 편의상 "훈련 시스템"으로 약식 기재될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템 및 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템 및 이와 연결되는 단말의 전체 연결 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템은 철도 운영 기관에서 운영하는 장애 상황 복구 훈련 시스템으로서, 급전 시스템에 대한 기본 운영 능력 증진 및 표준 장애 복구 절차(SOP)를 기초로 하는 장애 상황 재현을 통해 훈련자들의 장애 복구 능력을 향상시키기 위한 시뮬레이션을 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 하나 이상의 훈련자 단말(100)과 유무선 정보통신망을 통해 접속할 수 있고, 해당 훈련자 단말에 철도 운행 시뮬레이션 상에서 장애 상황을 포함하는 훈련 데이터를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 훈련자 단말(100)뿐만 아니라, 훈련과정을 관리, 감독하는 관리자 단말(300)과 더 연결될 수 있고, 이러한 관리자는 훈련과정 수행 중에서도 그와 관련된 진행 내용들을 수정하여 현재 훈련과정에 즉시 반영되도록 함으로써 훈련의 효율성을 증대시킬 수 있도록 운영될 수 있다.
훈련자 단말(100)은 훈련자들이 훈련과정에 참여하기 위해 조작을 수행하는 단말장치로서, 정보통신망을 통해 철도 급전계통 훈련 시스템(200)에 접속할 수 있으며, 그로부터 제공되는 철도 운영 현장, 즉 시뮬레이션에 의한 모의 현장에서 제공하는 관제 정보, 일례로서, 운전 관제 신호, 급단전 관제신호, 설비 관제 신호 및 열차 관제 신호 등의 다양한 관제 정보를 텍스트 또는 GUI 형태로 수신 및 출력할 수 있다.
철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 철도 운영 기관에서 수행하는 직무 능력 향상을 위한 프로그램으로서, 소프트웨어로 철도 운영시 발생하는 상황, 특히 전력계통 측에서 발생하는 장애 상황에 대한 시뮬레이션을 통해 훈련자에게 모의 현장을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 급전 차단, 단전제어 불능 등 급전 시스템을 운영, 관리하는 능력의 제고를 위한 훈련 시나리오가 정의되어 있으며, 이에 기초하여 모의 현장에서 급전과 관련된 장애 관련 이벤트를 발생시키고, 훈련자로부터 대응절차를 입력받아 이를 평가함으로써 훈련자의 운영능력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
전술한 기능을 구현하기 위해, 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 고성능의 마이크로 프로세서, 고속의 통신수단, 대용량의 메모리 및 저장소가 탑재된 워크스테이션 급의 서버 장치로 구현될 수 있다.
관리자 단말(300)은 훈련 시스템의 관리자 또는 교육 담당자가 이용하는 단말장치로서, 훈련 시스템에 접속하고, 그로부터 제공되는 모의 현장에서 발생하는 다양한 장애 상황이 정의되는 훈련 시나리오에 관한 편집 기능을 실행함으로써, 실제 상황에 적절하지 않는 이벤트를 삭제 또는 정정하고, 보다 다양한 형태의 훈련 시나리오를 제작함으로써 훈련의 질을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 관리자 단말(300)은 훈련 시스템(200)의 운영에 필요한 각종 자료를 생성, 추가, 편집하는 기능을 더 실행할 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템은 훈련자들이 소프트웨어 환경에서 실제와 유사한 모의 현장에서의 운영 능력 훈련을 수행할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템은 전력 관제사 등의 철도 운영 요원의 직무 능력 향상에 적합하고, 실제 현장의 전력 관제와 관련된 급단전 시스템과 유사한 형태의 교육화면을 제공할 수 있다.
또한, 급단전 분야 이외에도 기본적인 관제 운용에 필요한 지식 및 능력을 습득하도록 하고, 다양한 전력 관제 상황을 재현하여 이에 대응하는 교육내용을 제공할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템은 장애 복구 과정에서 발생하는 인적 오류를 방지 및 장애 복구시 발생한 인적 오류에 대한 사전 교육을 수행함과 아울러, 교육 과정에서 실제 복구 조작을 통해 인적 오류를 감소시키며 예방 효과를 기대할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템은 실제 운영시스템으로 사용할 수 있는 자원을 모두 포함하여 훈련과 실제 운영과의 기능 및 조작 등에 관한 이질감을 해소하여 훈련 효율을 증대 시킬 수 있도록 실제 운영시스템과 유사한 인터페이스 및 운영 데이터 베이스 등의 환경 설정 구성 기능을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 시스템에서는 최소한의 장비와 소프트웨어만으로 모의 시스템을 구축함으로써 공간 및 비용 등의 관한 문제점들을 해결하는 것을 특징으로 한다. 이는 순수 소프트웨어만으로도 현장 시설물들에 대한 시뮬레이션 기능을 제공함과 아울러, 별도의 RTU 장비 등을 통한 시뮬레이션도 가능하도록 하며 이를 혼용한 시뮬레이션도 가능하도록 구성함으로서 구현될 수 있다. 또한, 통신망을 통해서 장비, 훈련원 및 교육자 등의 위치에 제약없이 훈련 시스템을 활용할 수 있도록 한다.
또한, 본 시스템은 훈련원의 잘못된 조작에 대한 가이드 또는 정보를 제공하여 훈련의 효과를 증대 시킨다. 훈련 진행중 조작 상황에 따라 적절한 가이드 제공을 하는 인터페이스가 존재하여 조작 전, 후에 이를 활용할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 본 시스템은 실제 운영환경에서 사용되는 표준 장애 복구 절차(SOP)를 포함하여 훈련을 위한 여러가지 자료와 시나리오에 관한 편집 기능을 제공하여 훈련의 용이성과 다양성을 증대 시킬 수 있다. 이러한 편집 기능은 표준 장애 시나리오 외에 임의의 장애 시나리오를 구성할 수 있도록 하며, 이를 혼합한 신규 장애 시나리오를 편집 추가할 수 있고, 이에 따라 새로운 장애 상황을 예측, 모의할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 시스템은 훈련원의 훈련중에도 교육자의 조작에 의해 훈련과 관련된 진행 내용들을 수정하여 즉시 반영될 수 있는 기능을 제공하여 훈련의 효율성을 증대 시킬 수 있다. 교육자는 훈련 중, 새로운 장애 상황 등을 즉시 생성하여 적용하거나, 기존의 장애 상황 조건을 추가하여 반영된 상황에서 훈련을 계속 진행할 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 시스템은 훈련 후 다양한 피드백 결과를 제공하여 훈련의 효과를 증대 시킬 수 있다. 훈련 후의 결과 자료와 피드백은 별도의 데이터 베이스에 저장되어 언제든 이를 활용할 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 평가와 관련하여 시스템의 계산에 의한 정량적 평가와 교육자의 서술에 의한 정성적 평가로 구성하여 평가의 용이성을 증대 시킬 수 있다. 이에 따라, 결과의 진행 사항을 저장하여 훈련 당시의 상황도 재현함으로써 재점검을 수행할 수 있도록 함과 아울러 이를 활용한 재훈련 진행 또는 교육자료로 활용할 수 있도록 구성할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템의 구조를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템의 구조를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템(200)은 가상의 철도 급전계통 운영 현장을 구현하고, 조작신호를 입력받아 상기 철도 급전계통 운영 현장에 반영하는 시뮬레이터(210), 철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 운영 상에 이벤트로 발생시키는 상황 발생부(220), 하나 이상의 훈련자 단말(100)과 연결되어 훈련자가 철도 급전계통 운영 현장의 관제 및 운영에 참여하도록 하고, 장애상황 발생시 훈련자의 조작신호를 시뮬레이터(210)에 입력하고, 시뮬레이터(210)로부터 출력되는 결과정보를 수신 및 출력하는 입출력부(230), 상황 발생부(220)에서 참조하는 복수의 장애상황이 정의되고, 장애상황에 대한 복수의 대응정보가 저장된 데이터 베이스(240), 데이터 베이스(240)를 참조하여 현재 훈련자의 조작신호에 따른 조치가 부적합하거나 적절한 조치가 취해지지 않은 경우, 훈련자를 위한 가이드 정보를 제공하는 가이드 제공부(250), 관리자 단말(300)과 연결되고, 철도 급전계통 운영 현장을 구현하기 위한 복수의 데이터 및 복수의 장애상황을 포함하는 훈련 시나리오의 편집기능을 제공하는 편집부(260), 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 미리 정의된 표준 장애 복구 절차를 적용하여 SOP에 따른 조치를 수행하고 각 조치내용별 결과를 상기 결과정보에 포함하는 SOP 적용부(270) 및 상기 장애상황이 미리 정의된 제한시간을 초과하거나 장애상황이 종료되면, 훈련자의 조치내용별 평가결과를 상기 훈련자 단말에 제공하는 피드백 제공부(280)를 더 포함할 수 있다.
시뮬레이터(210)는 실제 철도 급전계통 운영 시스템의 전체 또는 일부에 대한 시뮬레이션을 수행하여 모의 현장을 구현할 수 있다. 이러한 모의 현장은 관제실 등의 관제 화면을 포함할 수 있고, 그 화면을 훈련자 단말(100)을 통해 표시될 수 있다.
상황 발생부(220)는 기 정의된 하나 이상의 훈련 및 장애 시나리오에 따른 장애 상황을 모의 현장의 이벤트의 형태로 발생시킬 수 있다. 상세하게는, 상황 발생부(220)는 훈련 시나리오에 따라 모의 현장에서 훈련생의 관제신호에 기초하여 모의 현장의 상태를 변경시키게 된다. 일례로서, 훈련 시나리오에서 특정 구간에서 변전소 이상으로 급전 구동이 중지되면, 상황 발생부(220)는 모의 현장의 관제 정보에 현재 상황을 반영하고, 입출력부에 의한 훈련자의 조치가 입력되면 이를 모의 현장에 적용하게 된다.
입출력부(230)는 훈련자 단말(100)과 연결되어, 모의 현상에 대한 관제 화면을 제공함과 아울러, 훈련자 단말(100)로부터 입력되는 대응절차를 시뮬레이터(210)에 전달함으로써 장애 상황에 대한 훈련자의 조치가 입력되도록 한다.
데이터 베이스(240)는 시뮬레이션을 구현하기 위한 각종 현장 데이터와, 훈련을 위한 복수의 훈련 및 장애 시나리오에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 또한, 데이터 베이스(240)에는 평가 및 훈련을 위한 표준 장애 복구 절차에 대한 데이터가 저장되어 있으며, 훈련중 또는 훈련 종료 후 평가시 표준 장애 복구 절차를 훈련자 단말에 제공함으로써 훈련자가 각 장애 상황에서 취해야 할 대응절차를 숙지할 수 있도록 함으로써 훈련 효과의 증대를 유도할 수 있다.
가이드 제공부(250)는 장애 상황 발생시 입력되는 훈련자의 대응절차에 잘못된 조작이 포함된 경우, 훈련자 단말(100)에 실시간으로 잘못된 조작에 대한 가이드 또는 정보를 제공함으로써, 훈련자가 자신의 미숙한 부분을 즉시 인지할 수 있도록 하여 훈련의 효과가 증대되도록 지원하게 된다.
편집부(260)는 접속한 관리자 단말(300)에 편집 기능을 제공할 수 있다. 관리자 또는 교육자는 현재 철도 급전계통 훈련 시스템(200)에 미리 정의된 복수의 훈련 시나리오에 대하여 실제 상황에 부합되는지 여부를 판단하고, 새로운 훈련 시나리오의 추가, 기 저장된 훈련 시나리오의 수정을 수행할 수 있다. 편집부(260)는 다양한 형태의 편집도구를 관리자 단말(300)에 제공함으로써 훈련의 용이성 및 다양성이 증대되도록 지원하게 된다.
또한, 편집부(260)는 관리자 단말(300)과 더 연결되고, 관리자의 입력에 따라 상기 철도 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 현재까지 진행된 내용을 즉시 수정하여 반영되도록 하는 수정기능을 더 제공할 수 있다.
SOP 적용부(270)는 모의 현장에서의 훈련 내용에 대하여 실제 철도 운영 환경에서 사용되는 표준 장애 복구 절차(SOP)가 반영되도록 함으로써, 훈련내용이 표준 장애 복구 절차(SOP)에 기반하여 진행되도록 할 수 있다.
피드백 제공부(280)는 훈련 시나리오가 종료됨에 따른, 훈련자의 대응 능력을 평가하고, 이를 훈련자 단말(100)에 피드백 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 훈련절차는 발생한 이벤트에 따라 기 저장된 대응 절차 또는 표준 장애 복구 절차에서 정의하고 있는 대응 제한 시간 내에 입력된 훈련자의 조작 및 그에 따른 관제신호를 통해 대응절차의 적절성과 시간준수 여부를 판단하고, 평가 기준에 따라, 해당 훈련생의 대응 능력을 평가하는 방식으로 진행될 수 있다.
이후, 평가가 완료되면 피드백 제공부(280)는 훈련절차마다 입력된 조작내용 및 이에 따른 관제신호에 대한 평가를 리포트 형태로 제공함으로써 훈련자가 자신의 역량을 판단하고, 추후 훈련 과정을 선택할 수 있도록 지원하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템(200)는 시뮬레이터(210)가 구현하는 장비들의 시각 동기를 위한 시각 동기 시스템(NTP)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템에 탑재되는 시뮬레이터의 구조를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 포함되는 시뮬레이터의 구성을 예시한 도면이다. 이하의 설명에서, 시뮬레이터를 구성하는 각 모듈들은 공지의 마이크로 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램으로 구현되고, 읽고 쓰기가 가능한 기록매체에 기록되어 훈련 시스템에 탑재될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템의 시뮬레이터(210)는, 철도교통관제센터 종합관제실을 구현하는 관제실 모듈(211), 각 선로들에 대한 급단전 정보를 제공하는 급단전 시스템을 구현하는 급단전 시스템 모듈(213), 선로에 급단전을 수행하는 변전소를 구현하는 변전소 모듈(215) 및 각 지역의 선로를 시뮬레이션하는 선로 모듈(216) 등을 포함할 수 있다.
관제실 모듈(211)은 철도교통관제센터 종합관제실을 시뮬레이션 하며, 각 지역의 열차집중 시스템(CTC) 및 급단전 시스템(SCADA)과 연결되며, 각 시스템에 제어신호를 전송하여 각 선로에서 적합한 열차 정보 및 급단전 정보를 포함하는 안전정보를 전송하도록 제어하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 관제실 모듈(211) 은 각 지역의 선로에 대한 위치정보 및 동작상태를 실시간으로 모니터링하고, 위치정보에 따라 열차제어를 위한 신호를 생성하는 동시에, 각 수신된 열차 및 급단전 정보를 실시간으로 분석한 모의결과를 제공할 수 있다.
급단전 시스템 모듈(213)은 지역에 설치된 복수의 변전소(50)와 연결되어 구간별 급단전 정보를 관제실에 제공하는 동시에 제어신호를 수신하여 특정 선로 및 그에 인접 선로들에 대한 급단전 정보를 생성한 모의결과를 제공할 수 있다.
변전소 모듈(215)은 각각 현재 모의 현장에서 변전소 들을 시뮬레이션 할 수 있다. 시뮬레이션된 , 변전소는 선로에 급전을 수행할 수 있으며, 이에 따른 급단전 정보는 실제와 동일하게 관제실에 의해 모니터링될 수 있고, 훈련자 단말을 통해 실시간으로 확인이 가능하게 된다.
선로 모듈(216)은 시뮬레이터(210)에 설정된 지역에 존재하는 선로를 시뮬레이션할 수 있고, 그 선로에 공급 또는 차단되는 전력에 대한 정보를 관제실과 공유할 수 있다.
본 발명의 철도 급전계통 훈련 시스템은 시뮬레이터가 구현한 소프트웨어 형태로 구현한 모의 현장에서 발생하는 장애 상황에 대한 이벤트에 대하여 훈련자 단말이 접속하여 대응절차를 입력하도록 함으로써 훈련을 수행 및 평가하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 의한 훈련 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 시스템에 의한 훈련 방법에 관한 도면이다. 이하의 설명에서, 각 단계별 실행주체는 별도의 기재가 없더라도 전술한 철도 급전계통 훈련 시스템 및 이의 구성부가 된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 급전계통 훈련 방법은, 가상의 철도 운영 현장을 구현하는 단계(S100), 훈련자 단말로부터 조작신호를 입력받아 상기 철도 운영 현장에 반영하는 단계(S110), 철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계(S120), 훈련자 단말로부터, 상기 장애상황에 대한 훈련자의 조치를 조작신호로 입력받아 적용하는 단계(S130) 및 훈련자의 조작신호에 따른 장애상황의 조치에 대한 결과정보를 훈련자 단말에 제공하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
먼저, 가상 철도 운영 현장을 구현하는 단계(S100)로서, 훈련 시스템에 탑재된 시뮬레이터가 관제실, 열차집중 시스템, 급단전 시스템, 열차, 변전소 및 선로를 가상으로 구현함으로써 철도 운영시의 모의 현장을 구현하게 되고, 훈련자는 훈련자 단말(100)을 통해 모의 현장에 참여하게 된다.
다음으로, 훈련자의 조작에 따른 철도 운영 단계(S110)에서는 훈련자 단말(100)에서 훈련 시스템이 제공하는 모의 현장에서 철도 운영과 관련된 각종 신호를 송수신하고, 조작을 통해 철도 운영에 참여하게 된다. 이러한 철도 운영 단계에서 훈련자 단말(100)이 송수신하는 운영 내용으로는 모의 현장에 대한 운영정보를 감시 및 제어하기 위한 운전관제, 모의 현장에 대한 전력정보의 감시 및 제어, 모의 현장에 대한 설비정보의 감시 및 제어 등이 있다.
이어서, 장애 상황 적용 단계(S120)에서는 현재 운영중인 모의 현장에서 훈련 시스템에 미리 정의된 복수의 훈련 시나리오 중 하나 이상을 실행하여 장애 상황을 적용하게 된다. 이러한 훈련 시나리오에는 관제별 기본운영절차에 대한 대응 능력을 훈련 및 사고, 고장에 대한 대응 능력을 훈련하기 위한 시나리오 등이 있으며, 특히 변전소 정지 등과 같은 급단전 시스템과 관련된 시나리오가 포함될 수 있다.
다음으로, 훈련자의 조작에 따른 조치 적용 단계(S130)는 훈련자가 현재 발생한 장애상황에 대하여 이를 처리하기 위한 대응절차를 대응 제한 시간 내에 입력하는 방식으로 훈련이 진행되게 된다. 훈련은 둘 이상의 장애 상황이 동시에 또는 순차적으로 발생할 수 있고, 훈련자 단말로부터 입력되는 대응절차의 적절성이 평가대상이 될 수 있다.
그리고, 장애상황 조치에 따른 결과정보 제공 단계(S140)에서는 훈련 시스템에 포함된 기본운영 절차를 포함하여 장애 발생 이후, 사고, 고장 이벤트에 대한 대응절차의 조작 및 입력시점과 기 저장된 표준 대응 절차 및 대응 제한시간을 비교하고, 미리 정의된 평가 기준에 그 비교 결과를 대비하여 훈련자의 대응 능력을 평가하고 그 결과정보를 훈련자 단말에 제공하게 된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 훈련자 단말 200 : 철도 급진계통 훈련 시스템
210 : 시뮬레이터 220 : 상황 발생부
230 : 입출력부 240 : 데이터 베이스
250 : 가이드 제공부 260 : 편집부
270 : SOP 적용부 280 : 피드백 제공부
300 : 관리자 단말

Claims (11)

  1. 가상의 철도 운영 현장을 구현하고, 조작신호를 입력받아 상기 철도 급전계통 운영 현장에 반영하는 시뮬레이터;
    발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 상황 발생부;
    하나 이상의 훈련자 단말과 연결되어 훈련자가 상기 철도 운영 현장의 관제 및 급전계통 운영에 참여하도록 하고, 상기 장애상황 발생시 훈련자의 조작신호를 상기 시뮬레이터에 입력하고, 상기 시뮬레이터로부터 출력되는 결과정보를 수신 및 출력하는 입출력부;관리자 단말과 연결되고, 상기 철도 급전계통 운영 현장을 구현하기 위한 복수의 데이터 및 복수의 장애상황을 포함하는 훈련 시나리오에 대하여 관리자에 의한 실제 상황에 부합되는지 여부에 따른 편집기능 및 관리자의 입력에 따라 상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 현재까지 진행된 내용을 즉시 수정하여 반영되도록 하는 수정기능을 포함하는 편집부를 포함하고,
    상기 시뮬레이터는,
    철도교통관제센터의 관제실을 시뮬레이션하며, 각 지역의 열차집중 시스템 및 급단전 시스템과 연결되어 제어신호를 전송하여, 각 선로에서 적합한 열차정보 및 급단전 정보를 포함하는 안전정보를 전송하도록 제어하는 관제실 모듈;
    지역에 설치된 복수의 변전소와 연결되어 구간별 급단전 정보를 상기 관제실에 제공하는 급단전 시스템 모듈; 및
    모의 현장의 선로에 급단전을 수행하는 변전소를 구현하는 변전소 모듈; 및
    각 지역의 선로를 시뮬레이션하고, 상기 선로에 공급 또는 차단되는 전력에 대한 정보를 상기 관제실에 제공하는 선로 모듈
    을 포함하는 철도 급전계통 훈련 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상황 발생부에서 참조하는 복수의 장애상황 및 장애 유형의 진행에 따라 단계별로 규정된 표준운영절차(SOP)가 정의되고, 상기 장애상황에 대한 복수의 대응정보가 저장된 데이터 베이스; 및
    상기 데이터 베이스를 참조하여 현재 훈련자의 조작신호에 따른 조치가 부적합하거나 적절한 조치가 취해지지 않은 경우, 훈련자를 위한 가이드 정보를 제공하는 가이드 제공부
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 미리 정의된 표준 장애 복구 절차를 적용하여 SOP에 따른 조치를 수행하고 각 조치내용별 결과를 상기 결과정보에 포함하는 SOP 적용부;
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애상황이 미리 정의된 제한시간을 초과하거나 장애상황이 종료되면, 훈련자의 조치내용별 평가결과를 상기 훈련자 단말에 제공하는 피드백 제공부
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 시스템.
  7. 청구항 1에 기재된 철도 급전계통 훈련 시스템에 의한 훈련 방법으로서,
    가상의 철도 급전계통 운영 현장을 구현하는 단계;
    시뮬레이터가 훈련자 단말로부터 조작신호를 입력받아 상기 철도 급전계통 운영 현장에 반영하는 단계;
    철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계;
    상기 훈련자 단말로부터, 상기 장애상황에 대한 훈련자의 조치를 조작신호로 입력받아 적용하는 단계; 및
    훈련자의 조작신호에 따른 장애상황의 조치에 대한 결과정보를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 가상의 철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계는,
    관리자 단말의 요청에 따라, 상기 철도 급전계통 운영 현장을 구현하기 위한 복수의 데이터 및 복수의 장애상황을 포함하는 훈련 시나리오에 대하여 실제 상황에 부합되는지 여부에 따른 편집기능을 제공하고, 관리자의 입력에 따라 상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 현재까지 진행된 내용을 즉시 수정하여 현재 철도 운영 현장에 반영되도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 시뮬레이터는,
    철도교통관제센터의 관제실을 시뮬레이션하며, 각 지역의 열차집중 시스템 및 급단전 시스템과 연결되어 제어신호를 전송하여, 각 선로에서 적합한 열차정보 및 급단전 정보를 포함하는 안전정보를 전송하도록 제어하는 관제실 모듈;
    지역에 설치된 복수의 변전소와 연결되어 구간별 급단전 정보를 상기 관제실에 제공하는 급단전 시스템 모듈; 및
    모의 현장의 선로에 급단전을 수행하는 변전소를 구현하는 변전소 모듈; 및
    각 지역의 선로를 시뮬레이션하고, 상기 선로에 공급 또는 차단되는 전력에 대한 정보를 상기 관제실에 제공하는 선로 모듈
    을 포함하는 철도 급전계통 훈련 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 훈련자 단말로부터, 상기 장애상황에 대한 훈련자의 조작신호를 입력받아 적용하는 단계는,
    데이터 베이스를 참조하여 현재 훈련자의 조작신호에 따른 조치가 부적합하거나 적절한 조치가 취해지지 않은 경우, 훈련자를 위한 가이드 정보를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    철도 급전계통에서 발생하는 복수의 장애상황을 상기 철도 급전계통 운영 상에 이벤트로 발생시키는 단계 이후,
    상기 철도 급전계통 운영 현장의 현재 발생한 장애상황에 대하여 미리 정의된 표준 장애 복구 절차를 적용하여 SOP에 따른 조치를 수행하는 단계; 및
    각 조치 내용별 결과를 상기 결과정보에 추가하는 단계
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    훈련자의 조작신호에 따른 장애상황의 조치에 대한 결과정보를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계는,
    상기 장애상황이 미리 정의된 제한시간을 초과하거나 장애상황이 종료되면, 훈련자의 조치 내용별 평가결과를 상기 훈련자 단말에 제공하는 단계
    를 더 포함하는 철도 급전계통 훈련 방법.
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