KR102320334B1 - 철도차량용 dcu 호환성 제고를 위한 표준 인터페이스 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

철도차량용 DCU 호환성 제고를 위한 표준 인터페이스 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 표준 인터페이스 방법은, 철도차량에 사용되는 DCU의 호환성을 높이기 위한 방안으로, 하드웨어 제조사가 바뀌더라도 제어 측의 소프트웨어를 수정 없이 사용할 수 있도록 한 표준 인터페이스를 제공한다. 이에 의해, 제조사와 상관없이 출입문을 선택해 철도차량에 적용할 수 있어, 유지 보수 시에 부품 수급이 수월해지고, 새로운 기업이 출입문 개발에 참여함에 있어서 기술을 습득할 수 있는 장애요인을 줄일 수 있게 된다.

Description

철도차량용 DCU 호환성 제고를 위한 표준 인터페이스 시스템 및 방법{Standard Interface System and Method for a Train DCU Compatibility Enhancement}

본 발명은 철도차량용 DCU(Door Control Unit) 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도차량용 DCU 호환성 제고를 위한 표준화 기술에 관한 것이다.

현재 대부분의 철도차량 측면 출입문의 구동을 위한 전자장치는 카드 타입의 DCU를 사용한다. 이 DCU의 소프트웨어는 차량/차종 별로 버전 관리되고 있다. 이렇게 많은 종류의 소프트웨어가 존재하는 이유는 출입문의 구동을 위한 기계장치(구동 벨트 타입 등) 및 모터 전원 레벨 (100W 또는 150W)이 다르기 때문이다.

이런 다른 소프트웨어 구현 현황 때문에 DCU가 고장이 날 경우 대체품 수급이 어렵다. 출입문을 제어하는 DCU의 소프트웨어가 모듈화 되지 않고 개발되어 타사와의 호환성이 제공되지 않고, 제어하는 소프트웨어 역시 DCU 소프트웨어에 종속적이므로 유지 보수 시 타 제조사의 출입문으로 교체를 어렵게 한다.

도 1은 2가지 종류의 싱글 및 듀얼 DCU에 대한 이미지이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 하드웨어 규격은 서로 상이하다. 그리고 그 소프트웨어 역시 서로 다르다. 이로 인해서 호환성에 있어 문제가 발생한다.

도 2에 제시된 표는 국내에서 DCU를 제작하는 두 제작사의 제품 규격을 비교한 것이다. 우선 두 기업 모두 전기식 스크류 타입이라는 것은 동일하다. 하지만 이중 제어 기능의 유무, RF 방식의 여부가 다르고, 소프트웨어가 상이해 호환되지 않는다.

이 두 기업의 도어 시스템 타입 외에도 공기 압축 방식으로 문을 개폐하는 타입도 있다. 예전에 개발된 출입문이라 신조 차량에는 더 이상 적용되지 않지만 유지 보수 시에 항상 호환성에 문제를 유발한다. 또한, 미래에 어떤 새로운 방식이 나온다면 현재의 DCU 와도 호환되지 않을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 철도차량에 사용되는 DCU의 호환성을 높이기 위한 방안으로, 하드웨어 제조사가 바뀌더라도 제어 측의 소프트웨어를 수정 없이 사용할 수 있도록 한 표준 인터페이스 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 표준 인터페이스 방법은, 출입문으로부터 속성을 수신하는 단계; 및 수신된 속성을 상기 출입문의 제어 유닛에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 속성은, 각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통으로 정의된다.

그리고, 상기 속성은, 상기 출입문의 열림/닫힘 정도, 상기 출입문의 동작 상태, 상기 출입문의 이동 속도, 상기 출입문의 최고 이동 속도, 상기 출입문 사이의 물체 발견 및 상기 출입문의 에러 발생 식별 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 인터페이스 방법은, 상기 제어 유닛으로부터 상기 출입문에 대한 기능을 수신하는 단계; 및 수신된 기능을 상기 출입문에 전달하는 단계;를 더 포함하고, 상기 기능은, 각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통으로 정의될 수 있다.

그리고, 상기 기능은, 상기 출입문의 개방, 상기 출입문의 폐쇄, 상기 출입문의 정지, 상기 출입문의 파라미터 값 반환 및 상기 출입문의 파라미터 값 설정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 인터페이스 방법은, 상기 출입문으로부터 통지를 수신하는 단계; 수신된 통지를 상기 제어 유닛에 전달하는 단계;를 포함하고, 상기 통지는, 각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통으로 정의될 수 있다.

그리고, 상기 통지는, 상기 출입문의 개방 성공 여부, 상기 출입문의 폐쇄 성공 여부, 상기 출입문의 정지 성공 여부 및 상기 출입문의 에러 발생 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 출입문은, 철도차량의 출입문일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 표준 인터페이스 시스템은, 출입문과 연동하는 제1 인터페이스; 상기 출입문의 제어 유닛과 연동하는 제2 인터페이스; 및 상기 제1 인터페이스를 통해 상기 출입문으로부터 속성을 수신하면, 수신된 속성을 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 제어 유닛에 전달하는 프로세서;를 포함하고, 상기 속성은, 각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통으로 정의된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 표준 인터페이스를 통해 제조사와 상관없이 출입문을 선택해 철도차량에 적용할 수 있어, 유지 보수 시에 부품 수급이 수월해지고, 새로운 기업이 출입문 개발에 참여함에 있어서 기술을 습득할 수 있는 장애요인을 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 출입문이 바뀌더라도 제어기 소프트웨어가 바뀌지 않아도 되며, 제어기 소프트웨어가 바뀌더라도 기존 출입문을 사용할 수 있고, 한 편성 혹은 한 차량 내에서 서로 다른 제조사가 제작한 출입문을 혼용해 사용할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 실시예들에 따르면, HAL(Hardware Abstract Layer)로 계층적으로 구분된 소프트웨어 모듈은 개발 및 유지 보수가 수월해지고, 이미 개발된 표준 인터페이스를 적용한 소프트웨어 모듈을 재사용할 수 있으며, 재사용 가능한 소프트웨어 모듈이 있어 개발 비용을 줄일 수 있게 된다.

도 1은 싱글 및 듀얼 DCU에 대한 이미지,
도 2는 국내에서 DCU를 제작하는 두 제작사의 제품 규격을 비교한 표,
도 3은 전기 스크류 방식의 출입문 시스템을 주요 구성들을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량용 DCU 호환성 제고를 위한 표준 인터페이스 시스템의 개념 설명에 제공되는 도면,
도 5는 출입문에 필요한 속성(property)을 정의한 표,
도 6은 출입문 기능(method)을 정의한 표,
도 7은 출입문 통지(notification)을 정의한 표, 그리고,
도 8은, 도 4에 도시된 표준 인터페이스 시스템의 하드웨어 구성의 설명에 제공되는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 전기 스크류 방식의 출입문 시스템의 주요 구성들을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 스크류 방식의 출입문 시스템은, DCU(①), 모터(②), 스크류(③), 너트(④), 레일(⑤), 행거장치(⑥) 및 잠금장치(⑦)를 포함한다.

DCU 모듈(①)의 주요 기능을 열거하면 다음과 같다.

1) 구동 모터(②)의 위치 및 속도 제어

2) 구동 모터(②)의 정토크 제어

3) 논리 입력 획득 및 필터링

4) 아날로그 입력 획득 및 필터링

5) 상태 정보 출력(7-Segmant, LED, 계전기 접점 출력)

6) 사용자 메모리에 고장 이력 및 동작 파라미터 저장

7) TCN-MVB 통신을 통한 실시간 상태정보 전송

8) RS-232C를 통한 유지보수 링크 운용

열거된 기능들 중 "1) 구동 모터(②)의 위치 및 속도 제어"는 출입문을 제어하는 소프트웨어에서 직접적으로 필요한 정보는 아니다. 이 소프트웨어는 출입문이 열렸는지, 닫혔는지 혹은 출입문이 얼마나 열였는지 등의 정보만이 필요할 뿐이며, 모터(②)가 어떻게 동작하는지는 관심이 없다.

따라서, 표준 인터페이스를 통해 정의해야 할 정보에 구동 모터 위치 및 속도는 포함시킬 필요가 없다. 이는 문의 크기, 무게, 형태 등에 따라 그 값이 제조사에 따라 모두 다를 수 있다.

이와 같은 하드웨어 정보는 본 발명의 실시예에서 제시할 HAL(Hardware Abstract Layer)의 하부에 위치하는 하드웨어 드라이버 소프트웨어 모듈에서 제조사가 알아서 정의/관리하도록 구현한다.

이와 달리, 위에서 열거된 기능들 중 고장 이력은 모든 출입문에 동일하게 필요한 기능이다. 단, 고장 내역이 제조사마다 다를 수는 있다. 제조사의 고유한 하드웨어 규격으로 인해서 고유한 부품이나 기능에 대한 고장이 발생할 수 있기 때문이다.

하지만, 출입문의 상태와 관련해서는 공통의 고장이 존재한다. 그러므로 본 발명의 실시예에서 제시할 표준 인터페이스에서는 공통의 고장 내역을 정의하고 제조사 별로 제조사 고유의 고장 내역은 별도로 추가할 수 있도록 구현한다.

통신 역시 표준 인터페이스를 통해 물리적인 통신 규격과 소프트웨어 인터페이스를 분리할 필요가 있다. RS-232C를 사용할 수도 있고 Ethernet을 사용할 수도 있다. 혹은 WiFi를 백업용으로 사용할 수도 있다.

하지만, 어떤 물리적인 통신 매체를 사용하더라도 주고 받는 메시지는 표준 인터페이스에서 정의한 형태로 동일하도록 구현한다. 그러면 통신 규격이 변경되더라도 호환성을 수월하게 유지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 철도차량용 DCU 호환성 제고를 위한 표준 인터페이스 시스템의 개념 설명에 제공되는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 표준 인터페이스 시스템에서는, 출입문의 소프트웨어를 HAL(Hardware Abstract Layer)(120)를 통해 모듈화하여, 하드웨어에 의존적인 부분은 HAL(120)의 하부에 위치시키고, 출입문을 제어하는 명령이나 상태 정보를 교환하는 소프트웨어 모듈은 HAL(120)의 상부에 위치시켰다.

HAL(120)은 모든 DCU에 표준 인터페이스로 동일하게 적용된다. 다른 제조사가 개발한 출입문을 사용할 경우라도 HAL(120)을 통해 응용 계층의 출입문 제어 소프트웨어는 공통으로 사용이 가능하다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, HAL(120) 계층 하부에는 하드웨어 종속 기능들을 구현하기 위한 HW-specific SW(130)가 구현되어 있는데, 이는 제조사별 그 구현 방법과 결과물이 다르다. 여기서, 하드웨어는 도 3에 도시된 출입문 시스템에서 DCU를 제외한 출입문 부분을 말한다.

하지만, HAL(120) 상부의 표준 인터페이스(110)를 통해 상위 계층의 소프트웨어들은 모두 호환이 가능하다. 여기서, 상위 계층의 소프트웨어들은 DCU들에 임베디드된 소프트웨어들을 말한다.

출입문에 필요한 속성(property)은 도 5에 제시된 바와 같이 정의할 수 있다. 도 5에는 출입문 속성으로, 출입문의 열림/닫힘의 정도(status), 출입문의 동작 상태(State), 출입문 이동 속도(Speed), 최고 이동 속도(MaxSpeed), 문 사이 물체 발견(Block) , 출입문 에러 발생 식별(Error)을 포함한다.

도 5에 도시된 출입문 속성들은, HAL(120)이 HW-specific SW(130)로부터 수신하여 표준 인터페이스(110)를 통해 상위 계층의 소프트웨어들로 전달하는 표준화된 출입문의 속성들이다.

출입문 기능(method)은 도 6에 제시된 바와 같이 정의할 수 있다. 도 6에는 출입문 기능으로, bool doOpen(출입문 개방), bool doClose(출입문 폐쇄), bool doStop(출입문 정지), Type Get(파라미터 값 반환), bool Set(파라미터 값 설정)을 포함한다.

여기서, 파리미터는 전술한 출입문의 속성들인 status, State, Speed, MaxSpeed, Block, Error를 말한다.

도 6에 도시된 출입문 기능들은, 상위 계층의 소프트웨어들이 표준 인터페이스(110)를 통해 HAL(120)로 전달하는 표준화된 출입문 관련 커맨드로, HAL(120)은 수신한 출입문 기능을 HW-specific SW(130)에 전달한다.

출입문 통지(notification)는 도 7에 제시된 바와 같이 정의할 수 있다. 도 7에는 출입문 통지로써, void doneOpen(출입문 개방의 성공 여부), void doneClose(출입문 폐쇄의 성공 여부), void doneStop(출입문 정지의 성공여부) 및 void Error(에러 발생 통지)를 포함한다.

도 7에 도시된 출입문 통지들은, HAL(120)이 HW-specific SW(130)로부터 수신하여 표준 인터페이스(110)를 통해 상위 계층의 소프트웨어들로 전달하는 표준화된 출입문 통지들이다.

도 8은, 도 4에 도시된 표준 인터페이스 시스템의 하드웨어 구성의 설명에 제공되는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표준 인터페이스 시스템은, DCU 인터페이스(210), 프로세서(220), 출입문 인터페이스(230) 및 저장부(240)를 포함한다.

DCU 인터페이스(210)는 DCU와 연동하기 위한 수단이고, 출입문 인터페이스(230)는 출입문 시스템과 연동하기 위한 수단이다.

프로세서(220)에는, 도 4에 도시된 표준 인터페이스(110)와 HAL(120)로 구성되는 소프트웨어 모듈을 구동하여, DCU 인터페이스(210)을 통해 DCU에 임베디드된 상위 계층 소프트웨어와 표준화된 방식으로 연동하고, 출입문 인터페이스(230)를 통해 HW-specific SW(130)와 표준화된 방식으로 연동한다.

저장부(240)에는 프로세서(220)가 소프트웨어 모듈을 구동함에 있어 발생하는 데이터가 저장되는 저장 공간을 제공한다.

출입문 시스템의 경우, 공기압을 이용해 문을 열고 닫는 문이 있고, 전기 모터를 통해 스크류를 돌려 문을 열고 닫는 문이 있다. 하지만, 표준 인터페이스 시스템을 이용하면, 상위 계층 소프트웨어에서는 표준화된 출입문 기능으로 doOpen 이라는 명령만을 전송하면 된다.

출입문 마다 하드웨어 구동 방식이 다르지만, 상위 계층 소프트웨어에서 고려할 사항은 아니다. HW-specific S/W(130)에서 doOpen을 수신하면 출입문이 개방되도록 제어하기 때문이다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

110 : 표준 인터페이스
120 : HAL(Hardware Abstract Layer)
130 : HW-specific SW

Claims (8)

1. 표준 인터페이스 시스템이, 출입문으로부터 속성을 수신하는 단계;
   상기 표준 인터페이스 시스템이, 수신된 속성을 상기 출입문의 제어 유닛에 전달하는 단계;
   상기 표준 인터페이스 시스템이, 상기 제어 유닛으로부터 상기 출입문에 대한 기능을 수신하는 단계;
   상기 표준 인터페이스 시스템이, 수신된 기능을 상기 출입문에 전달하는 단계;
   상기 표준 인터페이스 시스템이, 상기 출입문으로부터 통지를 수신하는 단계;
   상기 표준 인터페이스 시스템이, 수신된 통지를 상기 제어 유닛에 전달하는 단계;를 포함하고,
   상기 표준 인터페이스 시스템은,
   상기 출입문과 상기 제어 유닛의 사이에 위치하여, 상기 출입문과 상기 제어 유닛 간의 통신을 중계하며,
   상기 속성은,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 속성들이고,
   상기 기능은,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 기능들이며,
   상기 통지는,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 통지들인 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 속성은,
   상기 출입문의 열림/닫힘 정도, 상기 출입문의 동작 상태, 상기 출입문의 이동 속도, 상기 출입문의 최고 이동 속도, 상기 출입문 사이의 물체 발견 및 상기 출입문의 에러 발생 식별 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 방법.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 기능은,
   상기 출입문의 개방, 상기 출입문의 폐쇄, 상기 출입문의 정지, 상기 출입문의 파라미터 값 반환 및 상기 출입문의 파라미터 값 설정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 방법.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 통지는,
   상기 출입문의 개방 성공 여부, 상기 출입문의 폐쇄 성공 여부, 상기 출입문의 정지 성공 여부 및 상기 출입문의 에러 발생 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 출입문은,
   철도차량의 출입문인 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 방법.
   
8. 표준 인터페이스 시스템에 있어서,
   출입문과 연동하는 제1 인터페이스;
   상기 출입문의 제어 유닛과 연동하는 제2 인터페이스; 및
   상기 제1 인터페이스를 통해 상기 출입문으로부터 속성을 수신하면 수신된 속성을 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 제어 유닛에 전달하고, 상기 제어 유닛으로부터 상기 출입문에 대한 기능을 수신하면 수신된 기능을 상기 출입문에 전달하며, 상기 제1 인터페이스를 통해 상기 출입문으로부터 통지를 수신하면 수신된 통지를 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 제어 유닛에 전달하는 프로세서;를 포함하고,
   상기 표준 인터페이스 시스템은,
   상기 출입문과 상기 제어 유닛의 사이에 위치하고,
   상기 프로세서는,
   상기 출입문과 상기 제어 유닛 간의 통신을 중계하며,
   상기 속성은,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 속성들이고,
   상기 기능은,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 기능들이며,
   상기 통지는,
   각기 다른 제조사의 출입문들에 대해 공통적인 통지들인 것을 특징으로 하는 표준 인터페이스 시스템.
   

Images