KR102401024B1 - 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터 - Google Patents
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Abstract
철도차량 시뮬레이터를 쉽고 간단히 제작할 수 있는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터가 개시된다. 철도차량의 제어를 구현하는 복수의 차량제어 전기장치들과, 상기 철도차량을 제어하는 장치간에 연결된 철도차량 통신과, 상기 차량제어 전기장치들 각각의 내부에 탑재되어 제어를 구현하는 객체형 제어프로그램을 포함하는 철도차량에 대한 기능 및 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터는, 커넥팅 모듈, 시뮬레이팅 입출력 모듈 및 시뮬레이션 본체를 포함한다. 상기 커넥팅 모듈은 상기 차량제어 전기장치와의 연결을 위해 구성된다. 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈은 상기 커넥팅 모듈을 통해 상기 차량제어 전기장치에 연결되어, 입력 기능과 출력 기능을 수행한다. 상기 시뮬레이팅 본체는 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 제어프로그램을 포함하고, 시뮬레이터 통신을 통해 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈에 연결되어, 외부의 모니터를 통하여 시뮬레이션 상황과 결과를 출력하며, 외부로 레포트를 출력한다.
Description
본 발명은 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량 시뮬레이터를 쉽고 간단히 제작할 수 있는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터에 관한 것이다.
철도차량은 매우 많은 기능을 포함한 복잡한 시스템으로서 개발 및 설계 과정에서 서로 다른 서브시스템들로 구성되어 있다. 이러한 서브시스템은 독자적으로 개발 및 설계되기도 하며, 최종적으로는 철도차량에 통합되어 수행되어야 한다. 그러나 개발과정에서는 최종적인 철도차량이 완성되지 않은 상태로서 철도차량의 기능과 성능을 위한 시스템 통합이 공장제작 및 검증 단계에서 필요하다.
이러한 경우에 철도차량을 대응할 수 있는 시뮬레이터를 제작하여 활용한다. 그러나 철도차량 시뮬레이터는 철도차량의 동작, 기능, 성능과 동일하여야 하므로 철도차량의 개발만큼 어렵고 많은 시간이 필요하다.
도 1은 일반적인 철도차량 시뮬레이터를 설명하기 위한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시험대상에 대한 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이터(10)로 구성되어 있으며, 시뮬레이터(10)와 시험 대상품(20) 간에는 커넥터(도면부호 미부여)와 배선(도면부호 미부여)에 의하여 연결된다. 시험 대상품(20)에는 철도차량을 제어하도록 구성된 복수의 차량제어 전기장치들(22)과, 차량제어 전기장치들(22) 간에 연결된 철도차량 통신(24)이 구비된다.
시뮬레이터(10)는 시험 대상품(20)의 수량과 구조에 따라 적합하게 제작되어야 하며, 시뮬레이팅 입출력 모듈(12)과 인터페이스 수량은 시스템의 규모에 따라 매우 유동적으로 제작된다. 시뮬레이팅 입출력 모듈들(12) 각각에는 개별 시뮬레이션 프로그램이 탑재된다.
시뮬레이터(10)의 시뮬레이턴 본체(14)에는 시뮬레이션을 수행하기 위한 시뮬레이션 프로그램(15)이 포함된다. 시뮬레이션 프로그램(15)은 일반적으로 테스트케이스의 순차적인 입력을 전달하고 출력을 기록하는 기능을 수행한다. 테스트케이스는 시험품의 기능을 분석하여 시뮬레이션을 수행하기 위한 절차를 수립하고 순차적으로 정리하게 된다.
하지만, 이러한 시뮬레이션 프로그램(15)은 표준화가 어렵다. 즉, 시뮬레이터(10)의 구조와 수량은 시험 대상품(20)의 규모와 대상과 기능에 따라 동일한 구조로 표준화가 어렵다.
또한 시뮬레이터(10) 구조 제작이 어렵다. 즉, 시뮬레이터(10)는 표준화되지 못하기 때문에 시험 대상품(20)에 따라 별도로 설계 및 제작되며, 배선작업은 자동화 또는 표준화되지 못하여 작업에 많은 시간이 필요하다.
또한 테스트케이스 작성이 어렵다. 즉, 시험 대상품(20)의 기능 및 성능을 분석하여 작성하므로 많은 시간과 노력이 필요하다.
이러한 이유로 시뮬레이터(10)를 구축하고 테스트 프로그램을 작성함에 많은 시간과 인력, 비용이 발생한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 철도차량의 시스템 통합시 시간과 비용, 인력을 감소시키고, 테스트의 완전성을 보장할 수 있는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따르면 철도차량의 제어를 구현하는 복수의 차량제어 전기장치들과, 상기 철도차량을 제어하는 장치간에 연결된 철도차량 통신과, 상기 차량제어 전기장치들 각각의 내부에 탑재되어 제어를 구현하는 객체형 제어프로그램을 포함하는 철도차량에 대한 기능 및 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터는, 커넥팅 모듈, 시뮬레이팅 입출력 모듈 및 시뮬레이션 본체를 포함한다. 상기 커넥팅 모듈은 상기 차량제어 전기장치와의 연결을 위해 구성된다. 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈은 상기 커넥팅 모듈을 통해 상기 차량제어 전기장치에 연결되어, 입력 기능과 출력 기능을 수행한다. 상기 시뮬레이팅 본체는 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 제어프로그램을 포함하고, 시뮬레이터 통신을 통해 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈에 연결되어, 외부의 모니터를 통하여 시뮬레이션 상황과 결과를 출력하며, 외부로 레포트를 출력한다.
일실시예에서, 상기 커넥팅 모듈은, 맞춤커넥터 및 표준연결커넥터를 포함한다. 상기 맞춤커넥터는 시험 대상품의 커넥터 형태에 맞추어져 상기 차량제어 전기장치와 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈을 연결한다. 상기 표준연결커넥터는 시뮬레이터의 표준으로 구성된 커넥터에 맞추어져 상기 차량제어 전기장치와 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈을 연결한다.
일실시예에서, 상기 시뮬레이션 제어프로그램은, 객체 관리기, 테스트케이스 추출기, 객체시뮬레이터, 시뮬레이션 테스트케이스 관리기, 테스트케이스 입력기, 시뮬레이션 입출력 인터페이스, 테스트케이스 결과 추출기, 그리고 비교 및 결과처리기를 포함한다. 상기 객체 관리기는 상기 객체형 제어프로그램을 관리한다. 상기 테스트케이스 추출기는 상기 객체 관리기로부터 시험 방법과 테스트 시험 기준을 추출하고 시험순서를 구성한다. 상기 객체시뮬레이터는 상기 객체 관리기로부터 객체 기능 함수를 제공받아 객체의 소프트웨어적인 시뮬레이션을 수행한다. 상기 시뮬레이션 테스트케이스 관리기는 상기 테스트케이스 추출기로부터 테스트케이스를 제공받아 테스트를 수행한다. 상기 테스트케이스 입력기는 상기 시뮬레이션 테스트케이스 관리기로부터 순차적으로 테스트입력자료를 받아 순차적으로 출력한다. 상기 시뮬레이션 입출력 인터페이스는 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈의 입출력점에 대한 소프트웨어적인 배정이 가능한 프로그램을 포함하고, 상기 테스트케이스 입력기로부터 테스트입력자료가 제공됨에 따라 시뮬레이션에서 시뮬레이션 프로그램과 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈 간의 실시간성을 정합시킨다. 상기 테스트케이스 결과 추출기는 상기 시뮬레이션 입출력 인터페이스를 통해 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈에서 출력되는 신호를 순차적으로 제공받아 시험 대상품의 동작결과인 테스트출력자료를 추출한다. 상기 비교 및 결과처리기는 상기 시뮬레이션 테스트케이스 관리기로부터 받은 테스트 시험 기준과, 상기 테스트케이스 결과 추출기로부터 받은 테스트출력자료를 비교 확인하되, 상기 객체시뮬레이터로부터 받은 객체 기능 함수를 비교하여 오류에 대한 원인을 분석한다.
일실시예에서, 상기 시뮬레이션 제어프로그램은, 시뮬레이션 결과를 보고서 출력 또는 화면 출력을 통해 출력하는 시뮬레이션 결과리포터를 더 포함할 수 있다.
이러한 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터에 의하면, 시스템과 기능이 복잡한 제어장치의 실제품 또는 현장 시험 이전에 실험실 또는 공장 단계 최종시험 및 시뮬레이션을 위한 시뮬레이터 구조와 시뮬레이션 프로그램 구조를 제안하였다. 이런 시뮬레이터와 시뮬레이션 프로그램은 시험 장치와 시험 프로그램에 요구되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한 하나 또는 적은 수의 시뮬레이터로서 다수의 프로젝트를 수행하며, 프로젝트 간에 시뮬레이터를 공유할 수 있는 쉬운 방법을 제공함으로 시험에 대한 경제적 효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 철도차량 시뮬레이터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 시뮬레이터 통신을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 호환 미들웨어를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 시뮬레이터 제어프로그램의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 시뮬레이터 통신을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 호환 미들웨어를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 시뮬레이터 제어프로그램의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)는 커넥팅 모듈(110), 시뮬레이팅 입출력 모듈(120) 및 시뮬레이팅 본체(130)를 포함하고, 철도차량을 제어하도록 구성된 복수의 차량제어 전기장치들(22)과, 차량제어 전기장치들(22) 간에 연결된 철도차량 통신(24)과, 차량제어 전기장치들(22) 각각의 내부에 탑재되어 제어를 구현하는 객체형 제어프로그램(26)을 포함하는 철도차량에서 시험 대상품, 즉 차량제어 전기장치(22)에 대한 기능 및 성능 등에 대한 시뮬레이션을 수행한다.
여기서, 차량제어 전기장치(즉, 시험 대상품)(12)는 철도차량의 제어를 구현하는 전기장치로서 제어를 위한 소프트웨어를 포함한다. 차량제어 전기장치(22)는 여러 개의 장치를 연결한 시스템이 될 수 있다.
또한 철도차량 통신(24)은 차량제어 전기장치(22) 간에 연결되는 통신이다. 이러한 철도차량 통신(24)에 의해 차량제어 전기장치들(22)은 하나의 시스템으로 구성될 수 있다.
또한 객체형 제어프로그램(control application)(26)은 차량제어 전기장치들(22) 각각의 내부에 탑재되어 제어를 구현하는 소프트웨어 프로그램으로 입력(I)과 출력(O)으로 구성되며 입력에 대한 기능(F(I))을 수행한다. 본 발명에서 제어프로그램은 독립된 구조를 가진 객체형 제어프로그램이다. 객체형 프로그램은 입력(I)에 대한 기능(F(I))을 수행하며 결과로서 출력(O)을 내보내는 구조를 갖는 소프트웨어를 말한다.
커넥팅 모듈(110)은 맞춤커넥터(112) 및 표준연결커넥터(114)를 포함하고, 차량제어 전기장치(22)인 시험 대상품과 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)간의 연결을 위해 배치된다. 맞춤커넥터(112)는 시험 대상품의 커넥터 형태에 맞추어져 차량제어 전기장치(22)와 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)을 연결한다. 표준연결커넥터(114)는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)의 표준으로 구성된 커넥터에 맞추어져 차량제어 전기장치(22)와 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)을 연결한다. 본 실시예에서, 맞춤커넥터(112) 및 표준연결커넥터(114)는 시험 대상품과 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100) 간에 단순한 연결이 가능하여 배선에 필요한 시간을 단축한 구조를 가질 수 있다.
시뮬레이팅 입출력 모듈(120)은 커넥팅 모듈(110)을 통해 차량제어 전기장치(22)에 연결되고, 시뮬레이터 통신(140)을 통해 시뮬레이팅 본체(130)에 연결되어, 입력 기능과 출력 기능을 수행한다. 본 실시예에서, 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)은 시험 대상품의 수량에 따라서 자유롭게 추가 또는 확장이 가능하다.
시뮬레이팅 본체(130)는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100) 내에서 시뮬레이션에 대한 기술을 주관하는 부분으로서 시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 제어프로그램을 포함하고, 시뮬레이터 통신(140)을 통해 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)에 연결되어, 외부의 모니터(150)를 통하여 시뮬레이션 상황과 결과를 출력하는 기능과 외부로 레포트를 출력하는 기능을 갖는다.
시뮬레이터 통신(140)은 시뮬레이팅 본체(130)와 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)을 연결하는 통신으로서, 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)의 자유로운 추가 또는 확장이 가능한 통신이다.
도 3은 도 2에 도시된 시뮬레이터 통신(140)을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 시뮬레이터 통신(140)은 통신이 전달되는 물리적 경로인 통신매체(142)에 연결된 통신모듈(144)과 시뮬레이팅 입출력 모듈(120) 사이에 연결되어, 철도차량에서 응용소프트웨어의 상호 호환이 가능하도록 구현된 철도설비용 호환형 제어장치(146)를 포함한다.
철도설비용 호환형 제어장치(146)는, 하드웨어 디바이스 드라이버(610), 복수의 응용소프트웨어 모듈들(620), 운영체제(OS, Operating System)(630) 및 호환 미들웨어(640)를 포함하여, 통신이 전달되는 물리적 경로인 통신매체(142)에 연결된 통신모듈(144)과, 시뮬레이팅 입출력 모듈(120) 사이에 연결되어, 시험 대상품인 차량제어 전기장치들 및 객체형 제어프로그램들의 상호 호환이 가능하도록 구현된다. 여기서, 용어 "연결된"은 매우 다양한 접속들을 포함한다. 예를 들면, 용어 "연결된"은 서로 직접적으로 접속된 회로 엘리먼트들 및 다른 회로 엘리먼트들을 통해 간접적으로 접속된 회로 엘리먼트들을 포함하도록 널리 해석되어야 한다.
본 실시예에서, 호환형 제어장치(146)는 제작사와 관계없이 서로 교체하여 사용할 수 있는 제어장치(ECU)를 칭한다. 또한 통신모듈(144)은 ECU 하드웨어에서 통신을 담당하는 부분을 칭한다. 또한 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)은 외부 하드웨어 인터페이스(644)(후술하는 도 4에 도시됨)에 의하여 제어되는 것으로서, 외부의 입력과 출력을 담당하는 하드웨어를 칭한다.
하드웨어 디바이스 드라이버(610)는 복수의 시뮬레이팅 입출력 모듈들(120)에 연결되어 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)의 정보를 제공한다.
응용소프트웨어 모듈들(620)은 제어를 담당하는 소프트웨어로서 기능별로 분리되어 독립적으로 동작한다.
운영체제(630)는 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)을 제어하고 상기 응용소프트웨어를 위한 기반 환경을 제공하여 사용자가 상기 철도설비용 호환형 제어장치(146)를 사용할 수 있도록 중재하는 역할을 수행한다. 본 실시예에서, 운영체제(630)는 ECU의 하드웨어를 제어하고 응용소프트웨어를 위한 기반 환경을 제공하여, 사용자가 ECU를 사용할 수 있도록 중재 역할을 해 주는 프로그램을 칭한다.
호환 미들웨어(640)는 운영체제(630)의 기본 기능 이외의 일부 기능을 담당하기 위해 변수명을 이용하여 통신모듈(144), 하드웨어 디바이스 드라이버(610) 및 응용소프트웨어 모듈들(620)을 호환시킨다. 본 실시예에서, 호환 미들웨어(640)는 운영체제(630)의 기본기능 이외(middleware)의 일부 기능을 담당하는 부분으로 소프트웨어 모듈 인터페이스(646)(도 4에 도시됨)와 통신모듈 인터페이스(642)(도 4에 도시됨), 드라이버 인터페이스 등을 호환시키는 미들웨어를 칭한다.
본 명세서에서, 철도설비용 호환형 제어장치(146)는 하드웨어와 소프트웨어로 일반적인 구조를 가지며, 소프트웨어는 운영체제(630)와 응용소프트웨어(또는 제어 소프트웨어)로 구분이 가능하며, 운영체제(630)는 하드웨어 디바이스 드라이버(610)를 포함하여 관리한다. 이 사항은 일반적인 ECU와 동일한 구조이다. 본 발명에 따른 철도설비용 호환형 제어장치(146)는 운영체제(630)의 일부분이 미들웨어로 동작하는 호환 미들웨어(640)를 추가적으로 포함하고 있다.
도 4는 도 3에 도시된 호환 미들웨어(640)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 호환 미들웨어(640)는 통신 인터페이스(642), 외부 하드웨어 인터페이스(644), 소프트웨어 모듈 인터페이스(646) 및 변수 객체 사전(648)을 포함하고, 변수명을 이용하여 통신모듈(144), 하드웨어 디바이스 드라이버(610) 및 응용소프트웨어 모듈들(620)을 호환시킨다.
통신 인터페이스(642)는 호환을 위해 통신모듈(144)과 인터페이싱한다. 특히, 통신 인터페이스(642)는 개통 단계에서 변수 객체 사전(648)의 통신용 변수명을 다른 통신모듈(144)과 개통 절차를 수행한다.
외부 하드웨어 인터페이스(644)는 호환을 위해 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)과 인터페이싱한다. 특히, 외부 하드웨어 인터페이스(644)는 하드웨어 디바이스 드라이버(610)의 정보에 의한 변수명을 변수 객체 사전(648)에 개통 절차를 수행한다.
소프트웨어 모듈 인터페이스(646)는 호환을 위해 응용소프트웨어 모듈(140)과 인터페이싱한다. 특히, 소프트웨어 모듈 인터페이스(646)는 변수 객체 사전(648)에 직접 개통 절차를 수행한다.
본 실시예에서, 시뮬레이팅 본체(130)에 구비되는 시뮬레이션 제어프로그램은 시뮬레이션을 수행하는 프로그램으로서 도 5와 같은 구조를 가진다.
도 5는 도 2에 도시된 시뮬레이션 제어프로그램(132)의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 시뮬레이션 제어프로그램(132)은 객체 관리기(310), 테스트케이스 추출기(320), 객체시뮬레이터(330), 시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340), 테스트케이스 입력기(350), 시뮬레이션 입출력 인터페이스(360), 테스트케이스 결과 추출기(370), 그리고 비교 및 결과처리기(380)를 포함한다.
객체 관리기(310)는 객체형 제어프로그램을 관리하는 프로그램으로서, 시뮬레이터에서는 테스트케이스 추출기(320)와 객체시뮬레이터(330)에서 요구되는 객체형 제어프로그램에 대한 정보를 제공해주기 위한 기능을 수행한다.
테스트케이스 추출기(320)는 객체형 제어프로그램으로부터 시험 방법과 테스트 시험 기준을 추출하고 시험순서(시나리오)를 구성하도록 프로그래밍된 프로그램이다.
객체시뮬레이터(330)는 객체의 소프트웨어적인 시뮬레이션을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램이다.
시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340)는 시뮬레이션 방법인 테스트를 수행하도록 프로그래밍된 프로그램이다.
테스트케이스 입력기(350)는 시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340)로부터 순차적으로 입력자료를 받아 순차적으로 입력정보를 시뮬레이팅 입출력 모듈에 송신하도록 프로그래밍된 프로그램이다.
테스트케이스 결과 추출기(370)는 시뮬레이팅 입출력 모듈에서 출력되는 신호를 순차적으로 받아 처리하도록 프로그래밍된 프로그램이다.
시뮬레이션 입출력 인터페이스(360)는 시뮬레이션에서 시뮬레이션 프로그램과 시뮬레이팅 입출력 모듈 간의 실시간성을 정합시키는 인터페이스 모듈로서 시뮬레이팅 입출력 모듈의 입출력점에 대한 소프트웨어적인 배정이 가능하도록 프로그래밍된 프로그램을 포함한다.
비교 및 결과처리기(380)는 시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340)로부터 받은 테스트 시험 기준과 테스트케이스 결과 추출기(370)로부터 받은 시험 대상품의 동작결과를 비교 확인하는 프로그램으로서 객체시뮬레이터(330)로부터 받은 결과를 비교함으로 오류에 대한 원인을 분석하는 기능을 포함한다.
시뮬레이션 제어프로그램(132)은 시뮬레이션 결과리포터(390)를 더 포함할 수 있다. 시뮬레이션 결과리포터(390)는 시뮬레이션 결과를 모니터에 출력하기 위한 프로그램으로 보고서 출력 또는 화면출력을 위한 형식을 제공한다.
이하에서, 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100) 및 시뮬레이션 제어프로그램(132)에 대해서 설명한다.
철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)는 시뮬레이션을 수행하는 소프트웨어(즉, 프로그램)과 하드웨어로 구성되어 있다. 하드웨어는 시뮬레이팅 본체(130)와 시뮬레이팅 입출력 모듈(120), 커넥팅 모듈(110)로 구성되어 있다.
시뮬레이팅 본체(130)는 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 제어소프트웨어(132)를 포함하여 시뮬레이션을 주관한다.
시뮬레이팅 입출력 모듈(120)은 시뮬레이팅 본체(130)와 시뮬레이터 통신(140)으로 연결되어 있으며, 시험 대상품, 즉 차량제어 전기장치(22)의 구조와 수량에 대한 유연성 및 확장성을 가지는 구조를 위하여 도 3 및 도 4에서 설명된 시뮬레이터 통신(140)의 통신 방식을 적용한다. 시뮬레이팅 입출력 모듈(120)을 쉽게 추가 또는 확장이 가능한 기능인 유연성과 확장성은 하나(적은 수)의 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)로 구성이 다른 다수의 프로젝트를 시뮬레이션할 수 있는 경제적 잇점을 제공한다.
커넥팅 모듈(110)은 쉽게 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)와 시험 대상품인 차량제어 전기장치(22)를 연결하고, 시험 대상품이 다른 여러 프로젝트를 하나(적은 수)의 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)로 운용하기 위하여 단순한 연결이 가능한 구조를 가지며, 시뮬레이션 입출력 인터페이스(360)와 시뮬레이터 통신(140)의 호환성 기능에 의하여 소프트웨어적인 입출력점의 배정 및 변경이 가능한 구조를 가진다. 이러한 호환성은 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)와 시험 대상품 간의 배선작업을 단순하고 시간 및 비용을 절감하는 방법을 제공한다.
시뮬레이션 제어프로그램(132)은 다수의 프로젝트를 하나(적은 수)의 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)로 운영이 가능한 기능을 제공하며, 프로그램 구조에 의하여 쉽게 시뮬레이션을 수행할 수 있는 방법을 제공한다.
시뮬레이터에서 시뮬레이션을 위한 방법과 시험 절차, 테스트 시험 기준을 수립하는 것은 객체형 제어프로그램을 개발하는 것만큼 많은 노력이 필요한 일이다. 이에, 본 발명에서는 이러한 시뮬레이션 방법을 쉽고 빠르게 구축할 수 있는 방안을 제시한다.
시뮬레이션 제어프로그램은 객체형 프로그램의 구조를 가진다. 객체형 프로그램은 입력(I)에 대한 기능(F(I))을 수행하며 결과로서 출력(O)을 내보내는 구조를 갖는 소프트웨어를 말한다.
이러한 객체형 제어프로그램으로부터 시험 방법 및 테스트 시험 기준을 추출하여 시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340)에 전달하여, 시뮬레이션 제어프로그램(132)의 개발에 의하여 시험 방법이 추출되므로 별도의 시험 방법 및 테스트 시험 기준을 개발할 필요가 없으며, 추출된 시험 방법 및 테스트 시험 기준에 대한 절차를 조정하여 테스트케이스를 확정하는 단계만 수행하므로 시험 방법 및 시뮬레이션 제어프로그램(132)의 개발에 대한 시간과 비용을 절감할 수 있다.
시뮬레이션 테스트케이스 관리기(340)는 시뮬레이션을 절차에 따라 자동 또는 수동으로 수행하게 되며, 비교 및 결과처리기(380)는 시험결과와 테스트 시험 기준 및 시뮬레이션 결과를 비교하여 정상 또는 비정상을 판별한다. 특히 시뮬레이션 결과를 비교함으로서 원인 분석과 수정에 의한 결과 분석을 동시에 수행할 수 있어 시험대상 프로그램과 시험 대상품 하드웨어에 대한 디버깅을 쉽게 수행할 수 있는 구조를 제공한다.
시뮬레이션 입출력 인터페이스(360)는 커넥팅 모듈의 구조와 결합하여 소프트웨어적인 입출력 배정이 가능한 구조를 제공함으로 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터(100)와 시험 대상품의 배선작업에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있는 구조를 제공한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 시스템과 기능이 복잡한 제어장치의 실제품 또는 현장 시험 이전에 실험실 또는 공장 단계 최종시험 및 시뮬레이션을 위한 시뮬레이터 구조와 시뮬레이션 프로그램 구조를 제안하였다. 이런 시뮬레이터와 시뮬레이션 프로그램은 시험 장치와 시험 프로그램에 요구되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
또한 하나 또는 적은 수의 시뮬레이터로서 다수의 프로젝트를 수행하며, 프로젝트 간에 시뮬레이터를 공유할 수 있는 쉬운 방법을 제공함으로 시험에 대한 경제적 효과를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 시뮬레이터 12 : 시뮬레이팅 입출력 모듈
14 : 시뮬레이턴 본체 15 : 시뮬레이션프로그램
20 : 대상품 22 : 차량제어 전기장치
24 : 철도차량 통신 100 : 통합 시뮬레이터
110 : 커넥팅 모듈 112 : 맞춤커넥터
114 : 표준연결커넥터 120 : 시뮬레이팅 입출력 모듈
130 : 시뮬레이팅 본체 140 : 시뮬레이터 통신
142 : 통신매체 144 : 통신모듈
146 : 철도설비용 호환형 제어장치 610 : 하드웨어 디바이스 드라이버
620 : 응용소프트웨어 모듈 630 : 운영체제
640 : 호환 미들웨어 642 : 통신 인터페이스
644 : 외부 하드웨어 인터페이스 646 : 소프트웨어 모듈 인터페이스
648 : 변수 객체 사전 132 : 시뮬레이션 제어프로그램
310 : 객체 관리기 320 : 테스트케이스 추출기
330 : 객체시뮬레이터 340 : 시뮬레이션 테스트케이스 관리기
350 : 테스트케이스 입력기 360 : 시뮬레이션 입출력 인터페이스
370 : 테스트케이스 결과 추출기 380 : 비교 및 결과처리기
14 : 시뮬레이턴 본체 15 : 시뮬레이션프로그램
20 : 대상품 22 : 차량제어 전기장치
24 : 철도차량 통신 100 : 통합 시뮬레이터
110 : 커넥팅 모듈 112 : 맞춤커넥터
114 : 표준연결커넥터 120 : 시뮬레이팅 입출력 모듈
130 : 시뮬레이팅 본체 140 : 시뮬레이터 통신
142 : 통신매체 144 : 통신모듈
146 : 철도설비용 호환형 제어장치 610 : 하드웨어 디바이스 드라이버
620 : 응용소프트웨어 모듈 630 : 운영체제
640 : 호환 미들웨어 642 : 통신 인터페이스
644 : 외부 하드웨어 인터페이스 646 : 소프트웨어 모듈 인터페이스
648 : 변수 객체 사전 132 : 시뮬레이션 제어프로그램
310 : 객체 관리기 320 : 테스트케이스 추출기
330 : 객체시뮬레이터 340 : 시뮬레이션 테스트케이스 관리기
350 : 테스트케이스 입력기 360 : 시뮬레이션 입출력 인터페이스
370 : 테스트케이스 결과 추출기 380 : 비교 및 결과처리기
Claims (4)
- 철도차량의 제어를 구현하는 복수의 차량제어 전기장치들과, 상기 철도차량을 제어하는 장치간에 연결된 철도차량 통신과, 상기 차량제어 전기장치들 각각의 내부에 탑재되어 제어를 구현하는 객체형 제어프로그램을 포함하는 철도차량에 대한 기능 및 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터에서,
상기 차량제어 전기장치와의 연결을 위한 커넥팅 모듈;
상기 커넥팅 모듈을 통해 상기 차량제어 전기장치에 연결되어, 입력 기능과 출력 기능을 수행하는 시뮬레이팅 입출력 모듈; 및
시뮬레이션을 위한 시뮬레이션 제어프로그램을 포함하고, 시뮬레이터 통신을 통해 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈에 연결되어, 외부의 모니터를 통하여 시뮬레이션 상황과 결과를 출력하며, 외부로 레포트를 출력하는 시뮬레이팅 본체를 포함하되, 상기 시뮬레이션 제어프로그램은,
상기 객체형 제어프로그램을 관리하는 객체 관리기;
상기 객체 관리기로부터 시험 방법과 테스트 시험 기준을 추출하고 시험순서를 구성하는 테스트케이스 추출기;
상기 객체 관리기로부터 객체 기능 함수를 제공받아 객체의 소프트웨어적인 시뮬레이션을 수행하는 객체시뮬레이터;
상기 테스트케이스 추출기로부터 테스트케이스를 제공받아 테스트를 수행하는 시뮬레이션 테스트케이스 관리기;
상기 시뮬레이션 테스트케이스 관리기로부터 순차적으로 테스트입력자료를 받아 순차적으로 출력하는 테스트케이스 입력기;
상기 시뮬레이팅 입출력 모듈의 입출력점에 대한 소프트웨어적인 배정이 가능한 프로그램을 포함하고, 상기 테스트케이스 입력기로부터 테스트입력자료가 제공됨에 따라 시뮬레이션에서 시뮬레이션 프로그램과 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈 간의 실시간성을 정합시키는 시뮬레이션 입출력 인터페이스;
상기 시뮬레이션 입출력 인터페이스를 통해 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈에서 출력되는 신호를 순차적으로 제공받아 시험 대상품의 동작결과인 테스트출력자료를 추출하는 테스트케이스 결과 추출기; 및
상기 시뮬레이션 테스트케이스 관리기로부터 받은 테스트 시험 기준과, 상기 테스트케이스 결과 추출기로부터 받은 테스트출력자료를 비교 확인하되, 상기 객체시뮬레이터로부터 받은 객체 기능 함수를 비교하여 오류에 대한 원인을 분석하는 비교 및 결과처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터. - 제1항에 있어서, 상기 커넥팅 모듈은,
시험 대상품의 커넥터 형태에 맞추어져 상기 차량제어 전기장치와 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈을 연결하는 맞춤커넥터; 및
시뮬레이터의 표준으로 구성된 커넥터에 맞추어져 상기 차량제어 전기장치와 상기 시뮬레이팅 입출력 모듈을 연결하는 표준연결커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 제어프로그램은,
시뮬레이션 결과를 보고서 출력 또는 화면 출력을 통해 출력하는 시뮬레이션 결과리포터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210144198A KR102401024B1 (ko) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210144198A KR102401024B1 (ko) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102401024B1 true KR102401024B1 (ko) | 2022-05-24 |
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ID=81806953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210144198A KR102401024B1 (ko) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 철도용 하드웨어 및 소프트웨어 통합 시뮬레이터 |
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| KR (1) | KR102401024B1 (ko) |
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2021
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