KR102411945B1 - 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템 Download PDF

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Abstract

철도차량이나 제어장치가 포함된 시스템의 검증과 시뮬레이션을 실시간으로 수행할 수 있고, 영향범위의 검토, 수정 및 변경을 실시간으로 수행할 수 있는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템이 개시된다. 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템은, 검증 대상인 철도차량의 기능 및 성능을 실현시키는 제어를 담당하는 차량제어 전기장치들 간에서 통신을 수행하는 철도차량 호환형 통신; 철도차량의 동작 신호를 수신하는 모니터링 통신; 및 철도차량의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 상기 모니터링 통신을 경유하여 상기 차량제어 전기장치로부터 철도차량의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인하는 모니터링 장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, 철도차량이나 제어장치가 포함된 시스템에서 최종 단계인 현차 상태에서 복잡한 시스템과 기능에서도 단순한 모니터링 장비로 기존의 대규모 기록장치를 대체할 수 있고, 현장에서 검증 시스템의 오류를 찾아내어 수정할 수 있다.

Description

철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템{REAL-TIME CURRENT CAR DEBUGGING AND SIMULATION SYSTEM FOR RAILWAY VEHILE}
본 발명은 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량이나 제어장치가 포함된 시스템의 검증과 시뮬레이션을 실시간으로 수행할 수 있고, 영향범위의 검토, 수정 및 변경을 실시간으로 수행할 수 있는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
철도차량은 운행과 안전을 위하여 많은 제어장치와 소프트웨어를 포함한 시스템이다. 다양하고 대규모 시스템의 설계 및 개발을 완성하기 위하여 소프트웨어에 대한 시험과 검증 및 수정이 필요하다. 이러한 과정은 많은 엔지니어링 절차에서 반복되어 수행되나, 최종적으로 차량(현차)에서 검증되어야 한다.
하지만, 소프트웨어의 수정은 대규모 시스템이 얽혀있는 철도차량에서 영향범위에 대한 검토 없이 단순하게 수정할 수는 없다. 이러한 이유로 현차와 단품 및 시스템 등의 검증에서 영향 범위 검토와 함께, 수정, 단품 검증, 시스템 검증, 현차 검증 등을 반복하게 되어 많은 시간과 비용이 소요된다.
도 1은 일반적인 철도차량의 차량편성 단계에서 철도차량의 검증을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 철도차량(10)의 차량편성(시스템 통합) 단계에서 검증을 위하여 기록장치(30)를 통하여 차량제어 전기장치(20)의 출력점을 기록하여 출력을 확인하는 시험을 실시한다.
이러한 철도차량(10)의 기능 및 성능 검증을 위해서는 각 설계 및 개발 단계마다 검증 단계를 수행한다. 즉, 단품의 설계 및 개발 후 단품을 검증하고, 시스템의 설계 및 개발 후 시스템을 검증하고, 통합 시스템의 설계 및 개발 후 통합 검증을 실시한다.
이러한 시험 및 검증한 결과는 정상 또는 비정상을 검토하여 수정하는 단계를 거쳐 수정한 후에 검증 단계를 다시 수행하게 된다. 수정하는 단계에서도 역시 수정에 대한 영향 분석 등 시스템 전반에 대한 검토한 후에 수정이 진행된다.
하지만, 기존 철도차량의 검증은 많은 시간과 절차를 수행하여야 하며, 이에 대한 많은 비용이 소요된다. 이러한 검증단계에서 시간과 비용을 최소화하기 위한 노력이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1986183호(2019. 05. 30.)(열차의 차상장비를 시험하기 위한 시뮬레이션 시스템) 한국등록특허 제10-1641502호(2016. 07. 15.)(철도차량의 MVB 통신 프로토콜 분석장치) 한국등록특허 제10-1945229호(2019. 01. 29.)(테스트커버리지 기능을 가진 임베디드 소프트웨어 테스팅 장치) 한국등록특허 제10-2277181호(2021. 07. 08.)(철도설비용 호환형 제어장치 및 이를 이용한 응용소프트웨어의 호환 방법)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 철도차량이나 제어장치가 포함된 시스템에서 최종 단계인 현차 상태에서 시스템의 검증과 시뮬레이션을 실시간으로 수행할 수 있고, 수정 및 변경을 실시간으로 수행할 수 있는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템은, 검증 대상인 철도차량의 기능 및 성능을 실현시키는 제어를 담당하는 차량제어 전기장치들 간에서 통신을 수행하는 철도차량 호환형 통신; 철도차량의 동작 신호를 수신하는 모니터링 통신; 및 철도차량의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 상기 모니터링 통신을 경유하여 상기 차량제어 전기장치로부터 철도차량의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인하는 모니터링 장치를 포함한다.
일실시예에서, 상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신을 통해 상기 차량제어 전기장치에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템은, 상기 철도차량 호환형 통신에 연결된 모니터링 연결장치를 더 포함하고, 상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 연결장치에 연결되고, 상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 연결장치를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템은, 상기 차량제어 전기장치에 연결된 모니터링 연결장치를 더 포함하고, 상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 연결장치에 연결되고, 상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 연결장치를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템은, 상기 차량제어 전기장치에 탑재된 모니터링 소프트웨어를 더 포함하고, 상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 소프트웨어에 연결되고, 상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 소프트웨어를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 철도차량 호환형 통신은, 복수의 외부 입출력 하드웨어들에 연결된 하드웨어 디바이스 드라이버; 제어를 위해 기능별로 분리되어 독립적으로 동작하는 복수의 응용소프트웨어 모듈들; 상기 외부 입출력 하드웨어를 제어하고 상기 응용소프트웨어를 위한 기반 환경을 제공하여 사용자가 상기 차량제어 전기장치를 사용할 수 있도록 중재하는 역할을 수행하는 운영체제; 및호환을 위해 상기 통신모듈과 인터페이싱하는 통신 인터페이스와, 호환을 위해 상기 외부 입출력 하드웨어와 인터페이싱하는 외부 하드웨어 인터페이스와, 호환을 위해 상기 응용소프트웨어 모듈과 인터페이싱하는 소프트웨어 모듈 인터페이스와, 호환을 위한 상기 통신 인터페이스, 상기 외부 하드웨어 인터페이스, 상기 소프트웨어 모듈 인터페이스에 필요한 정보가 등록된 변수 객체 사전을 포함하고, 상기 운영체제의 기본 기능 이외의 일부 기능을 담당하기 위해 변수명을 이용하여 상기 통신모듈, 상기 하드웨어 디바이스 드라이버 및 상기 응용소프트웨어 모듈들을 호환시키는 호환 미들웨어를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 모니터링 장치는, 연결장치를 통하여 철도차량의 동작이나, 기능, 성능 정보를 실시간으로 수집하는 정보 수집 모듈; 가상현실환경 또는 증강현실환경을 제공하는 시뮬레이션 모듈; 및 제어용 소프트웨어의 수정, 이상데이터에 대한 수정, 이상상태에 대한 원인파악, 수정 및 변경을 위한 영향범위를 산정 및 검토하는 디버깅 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템에 의하면, 철도차량이나 제어장치가 포함된 시스템에서 최종 단계인 현차 상태에서 복잡한 시스템과 기능에서도 단순한 모니터링 장비로 기존의 대규모 기록장치를 대체할 수 있고, 현장에서 검증 시스템의 오류를 찾아내어 수정할 수 있다. 또한 철도차량의 설계장비와 원격으로 연결된 모니터링 장치에서 수정이나 변경을 위한 절차를 직접 수행할 수 있다. 절차가 현장에서 직접 실시간으로 수행될 경우 수정이나 변경을 현장에서 즉시 실시할 수 있다.
도 1은 일반적인 철도차량의 차량편성 단계에서 철도차량의 검증을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 철도차량 호환형 통신을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 호환 미들웨어를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 모니터링 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 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 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템(100)은 철도차량 호환형 통신(110), 모니터링 통신(120) 및 모니터링 장치(130)를 포함한다. 특히, 차량제어 전기장치(20)에 모니터링 통신(102)을 통해 모니터링 장치(130)가 연결된 예가 도시된다.
철도차량 호환형 통신(110)은 검증 대상인 철도차량(10)의 기능 및 성능을 실현시키는 제어를 담당하는 차량제어 전기장치들(20) 간에서 통신을 수행한다. 여기서, 차량제어 전기장치(20)는 철도차량(10)의 기능 및 성능을 실현시키는 제어를 담당한다.
본 실시예에서, 철도차량 호환형 통신(110)은 모니터링을 위한 장치, 예를 들어, 모니터링 장치(130)에 연결된 차량제어 전기장치(20), 모니터링 연결장치, 모니터링 소프트웨어 등에 기능이나 성능을 위한 정보(신호)를 수집할 수 있는 환경을 제공한다. 통상적으로, 철도차량 호환형 통신을 사용하지 않은 통신은 별도의 정보를 수집을 위한 환경을 추가하여야 한다. 예컨대, 통신에 정보 수신을 위한 통신 프로토콜 감시 및 통신 프로토콜 수정 등이 수행되어야 한다.
하지만, 본 발명에 따른 철도차량 호환형 통신(110)은 이러한 수정이나 변경 없이 정보를 수집할 수 있는 환경을 제공한다.
도 3은 도 2에 도시된 철도차량 호환형 통신(110)을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 철도차량 호환형 통신(110)은 통신이 전달되는 물리적 경로인 통신매체(122)에 연결된 통신모듈(124)과, 외부 입출력 하드웨어 사이에 연결되어, 철도차량(10)에서 응용소프트웨어의 상호 호환이 가능하도록 구현된 철도설비용 호환형 제어장치(126)를 포함한다.
철도설비용 호환형 제어장치(126)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(122)에 연결된 통신모듈(124)과, 외부 입출력 하드웨어 사이에 연결되어, 승강장 스크린도어 및 철도차량(10)에서 응용소프트웨어의 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(126)는 제작사와 관계없이 서로 교체하여 사용할 수 있는 제어장치(ECU)를 칭한다. 또한 통신모듈(124)은 ECU 하드웨어에서 통신을 담당하는 부분을 칭한다. 또한 외부 입출력 하드웨어는 외부 하드웨어 인터페이스(644)(후술하는 도 4에 도시됨)에 의하여 제어되는 것으로서, 외부의 입력과 출력을 담당하는 하드웨어를 칭한다.
하드웨어 디바이스 드라이버(610)는 복수의 외부 입출력 하드웨어들에 연결되어 외부 입출력 하드웨어의 정보를 제공한다.
응용소프트웨어 모듈들(620)은 제어를 담당하는 소프트웨어로서 기능별로 분리되어 독립적으로 동작한다.
운영체제(630)는 외부 입출력 하드웨어를 제어하고 상기 응용소프트웨어를 위한 기반 환경을 제공하여 사용자가 상기 철도설비용 호환형 제어장치(126)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(124), 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(126)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(126)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(124), 하드웨어 디바이스 드라이버(610) 및 응용소프트웨어 모듈들(620)을 호환시킨다.
통신 인터페이스(642)는 호환을 위해 통신모듈(124)과 인터페이싱한다. 특히, 통신 인터페이스(642)는 개통 단계에서 변수 객체 사전(648)의 통신용 변수명을 다른 통신모듈(124)과 개통 절차를 수행한다.
외부 하드웨어 인터페이스(644)는 호환을 위해 외부 입출력 하드웨어와 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(120)과 인터페이싱한다. 특히, 소프트웨어 모듈 인터페이스(646)는 변수 객체 사전(648)에 직접 개통 절차를 수행한다.
변수 객체 사전(648)은 호환을 위해 통신 인터페이스(642), 외부 하드웨어 인터페이스(644) 및 소프트웨어 인터페이스에 필요한 정보(예를 들어, 입출력 변수)를 등록하고, 각 인터페이스 간에 변수의 내용을 전달하기 위한 메모리 구조를 갖는다. 통상적으로 객체 사전(object dictionary)은 표준화된 디바이스 설명이다. 상기한 객체 사전은 모든 종류의 디바이스들에 대해 동일한 구조를 갖는 표이다. 여기서, 인터페이스에 필요한 정보는 변수명 데이터, 변수형식 데이터, 주소 데이터, 읽고 쓰는 방법 데이터를 포함할 수 있다.
응용소프트웨어 모듈(120)은 소프트웨어 모듈 인터페이스(646)를 경유하여 외부와 입출력 변수로 인터페이스하며, 입출력 변수를 읽고 쓰는 장소를 하드웨어 종속적인 주소가 아닌, 철도설비용 호환형 제어장치(126)의 개통 과정에서 변수명을 기준으로 하드웨어 주소를 지정하여 변수 객체 사전(648)에 저장한다. 상기한 변수명은 철도설비용 호환형 제어장치(126) 내에서 유일한 명칭을 가진다.
도 2를 다시 참조하면, 모니터링 통신(120)은 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위한 통신으로 유선통신이나 무선통신 등을 모두 사용할 수 있다.
모니터링 장치(130)는 철도차량(10)의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 상기 모니터링 통신(120)을 경유하여 상기 차량제어 전기장치(20)로부터 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인한다. 본 실시예에서, 모니터링 장치(130)는 모니터링 통신(120)을 통해 차량제어 전기장치(20)에 직접적으로 연결된다.
도 5는 도 2에 도시된 모니터링 장치(130)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 모니터링 장치(130)는 정보 수집 모듈(131), 표시 모듈(132), 시뮬레이션 모듈(133), 가상현실 모듈(134), 증강현실 모듈(135) 및 디버깅 모듈(136)을 포함한다. 본 실시예에서, 모니터링 장치(130)가 정보 수집 모듈(131), 표시 모듈(132), 시뮬레이션 모듈(133), 가상현실 모듈(134), 증강현실 모듈(135) 및 디버깅 모듈(136)로 구성된 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐, 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
정보 수집 모듈(131)은 연결장치를 통하여 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능 정보를 실시간으로 수집한다.
표시 모듈(132)은 정보 수집 모듈(131)에 의해 수집된 정보를 그래프나 그래픽 등의 방법으로 상태를 표시한다.
시뮬레이션 모듈(133)은 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능을 시뮬레이션할 수 있는 시뮬레이션 영상을 제공한다. 이에 따라, 모니터링 기능과 시뮬레이션 기능이 동시에 수행되어 비교하여 차이점을 자동 분석할 수 있고, 또한 검증이나, 시험 기준에 적합한지 자동 판단할 수 있다. 또한 시뮬레이션 기능으로서 이상 상태에 대한 수정을 수행할 수 있으며, 이상 상태에 대한 원인을 파악할 수 있다. 또한 이상 상태에 대한 차량의 일부 신호를 수정하여 수정방법을 확인할 수 있다.
가상현실 모듈(134)은 가상환경상에서 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능을 제공할 수 있는 가상현실영상을 제공하고, 증강현실 모듈(135)은 증강환경상에서 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능을 제공할 수 있는 증강현실영상을 제공한다. 이에 따라, 가상현실환경과 증강현실환경을 제공할 수 있어 가상환경 상에 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능 등을 모니터링할 수 있다.
디버깅 모듈(136)은 제어용 소프트웨어의 수정, 이상데이터에 대한 수정, 이상상태에 대한 원인파악, 수정 및 변경을 위한 영향범위를 산정 및 검토한다. 즉, 디버깅 모듈(136)을 통해 제어용 소프트웨어를 수정할 수 있으므로, 현장에서 직접적으로 또는 실시간으로 수정이나 변경이 가능하며, 시뮬레이션 기능을 통하여 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능을 즉각 검증할 수 있다.
철도차량(10)의 설계장비와 원격으로 연결된 모니터링 장치(130)의 디버깅 모듈(136)을 통해 수정이나 변경을 위한 절차를 직접 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템(200)은 철도차량 호환형 통신(100), 모니터링 연결장치(210), 모니터링 통신(220) 및 모니터링 장치(230)를 포함한다. 특히, 철도차량 호환형 통신(100)에 모니터링을 위한 별도의 모니터링 연결장치(210)를 추가하여 모니터링 통신(220)을 통해 모니터링 장치(230)가 연결된 예가 도시된다.
철도차량 호환형 통신(100)은 도 2에서 설명된 철도차량 호환형 통신(100)와 동일하므로 동일한도면 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
모니터링 연결장치(210)는 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위하여 추가한 장치로서, 철도차량(10)의 통신인 철도차량 호환형 통신(100)에 연결된다.
모니터링 통신(220)은 철도차량 호환형 통신(100)에 연결된 모니터링 연결장치(210)에 연결되어, 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위한 통신으로 유선통신이나 무선통신 등을 모두 사용할 수 있다.
모니터링 장치(230)는 철도차량(10)의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 모니터링 연결장치(210) 및 모니터링 통신(220)을 경유하여 차량제어 전기장치(20)로부터 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인한다. 본 실시예에서, 모니터링 장치(230)는 도 5에서 설명된 모니터링 장치(130)와 동일하게, 정보 수집 모듈, 표시 모듈, 시뮬레이션 모듈, 가상현실 모듈, 증강현실 모듈 및 디버깅 모듈을 포함하며, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템(300)은 철도차량 호환형 통신(100), 모니터링 연결장치(310), 모니터링 통신(320) 및 모니터링 장치(330)를 포함한다. 특히, 차량제어 전기장치(20)에 모니터링 연결장치(310)를 추가하여 모니터링 통신(320)을 통해 모니터링 장치(330)가 연결된 예가 도시된다.
모니터링 연결장치(310)는 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위하여 추가한 장치로서, 차량제어 전기장치(20)에 부분 모듈로 추가된다.
모니터링 통신(320)은 차량제어 전기장치(20)에 부분 모듈로 추가된 모니터링 연결장치(210)에 연결되어, 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위한 통신으로 유선통신이나 무선통신 등을 모두 사용할 수 있다.
모니터링 장치(330)는 철도차량(10)의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 차량제어 전기장치(20) 및 모니터링 통신(320)을 경유하여 차량제어 전기장치(20)로부터 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인한다. 본 실시예에서, 모니터링 장치(330)는 도 5에서 설명된 모니터링 장치(130)와 동일하게, 정보 수집 모듈, 표시 모듈, 시뮬레이션 모듈, 가상현실 모듈, 증강현실 모듈 및 디버깅 모듈을 포함하며, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템(400)은 철도차량 호환형 통신(100), 모니터링 소프트웨어(410), 모니터링 통신(420) 및 모니터링 장치(430)를 포함한다. 특히, 차량제어 전기장치(20)에 모니터링을 위한 모니터링 소프트웨어(410)를 탑재하여 모니터링 통신(420)을 통해 모니터링 장치(430)가 연결된 예가 도시된다.
모니터링 소프트웨어(410)는 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위하여 차량제어 전기장치(20)에 모니터링을 목적으로 탑재된다.
모니터링 통신(420)은 차량제어 전기장치(20)에 탑재된 모니터링 소프트웨어(410)에 연결되어, 철도차량(10)의 동작 신호를 수신하기 위한 통신으로 유선통신이나 무선통신 등을 모두 사용할 수 있다.
모니터링 장치(430)는 철도차량(10)의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 차량제어 전기장치(20)내에 탑재된 모니터링 소프트웨어(410) 및 모니터링 통신(420)을 경유하여 차량제어 전기장치(20)로부터 철도차량(10)의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인한다. 본 실시예에서, 모니터링 장치(430)는 도 5에서 설명된 모니터링 장치(130)와 동일하게, 정보 수집 모듈, 표시 모듈, 시뮬레이션 모듈, 가상현실 모듈, 증강현실 모듈 및 디버깅 모듈을 포함하며, 그 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복잡한 시스템과 기능에서도 단순한 모니터링 장비로 기존의 대규모 기록장치를 대체할 수 있고, 현장에서 검증 시스템의 오류를 찾아내어 수정할 수 있다. 이러한 점은 검증에 필요한 장비를 단순화하며, 절차와 시간을 단순화 및 절감함에 따라 비용적인 이득이 매우 클 것이다.
또한 철도차량의 설계장비와 원격으로 연결된 모니터링 장치에서 수정이나 변경을 위한 절차를 현장에서 직접 수행할 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 : 철도차량 20 : 차량제어 전기장치
110 : 철도차량 호환형 통신 120, 220, 320, 420 : 모니터링 통신
130, 230, 330, 430 : 모니터링 장치 131 : 정보 수집 모듈
132 : 표시 모듈 133 : 시뮬레이션 모듈
134 : 가상현실 모듈 135 : 증강현실 모듈
136 : 디버깅 모듈 122 : 통신매체
124 : 통신모듈 126 : 철도설비용 호환형 제어장치
210, 310 : 모니터링 연결장치 410 : 모니터링 소프트웨어
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

Claims (7)

  1. 검증 대상인 철도차량의 기능 및 성능을 실현시키는 제어를 담당하는 차량제어 전기장치들 간에서 통신을 수행하는 철도차량 호환형 통신;
    철도차량의 동작 신호를 수신하는 모니터링 통신; 및
    철도차량의 시뮬레이션 기능을 포함하고, 상기 모니터링 통신을 경유하여 상기 차량제어 전기장치로부터 철도차량의 동작이나, 기능, 성능의 상태를 측정 및 확인하는 모니터링 장치를 포함하되,
    상기 철도차량 호환형 통신은 수정이나 변경없이 정보를 수집할 수 있는 환경을 제공하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신을 통해 상기 차량제어 전기장치에 연결된 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 철도차량 호환형 통신에 연결된 모니터링 연결장치를 더 포함하고,
    상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 연결장치에 연결되고,
    상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 연결장치를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결된 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량제어 전기장치에 연결된 모니터링 연결장치를 더 포함하고,
    상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 연결장치에 연결되고,
    상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 연결장치를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결된 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차량제어 전기장치에 탑재된 모니터링 소프트웨어를 더 포함하고,
    상기 모니터링 통신은 상기 모니터링 소프트웨어에 연결되고,
    상기 모니터링 장치는 상기 모니터링 통신 및 상기 모니터링 소프트웨어를 경유하여 상기 차량제어 전기장치에 연결된 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 철도차량 호환형 통신은,
    복수의 외부 입출력 하드웨어들에 연결된 하드웨어 디바이스 드라이버;
    제어를 위해 기능별로 분리되어 독립적으로 동작하는 복수의 응용소프트웨어 모듈들;
    상기 외부 입출력 하드웨어를 제어하고 상기 응용소프트웨어를 위한 기반 환경을 제공하여 사용자가 상기 차량제어 전기장치를 사용할 수 있도록 중재하는 역할을 수행하는 운영체제; 및
    호환을 위해 통신모듈과 인터페이싱하는 통신 인터페이스와, 호환을 위해 상기 외부 입출력 하드웨어와 인터페이싱하는 외부 하드웨어 인터페이스와, 호환을 위해 상기 응용소프트웨어 모듈과 인터페이싱하는 소프트웨어 모듈 인터페이스와, 호환을 위한 상기 통신 인터페이스, 상기 외부 하드웨어 인터페이스, 상기 소프트웨어 모듈 인터페이스에 필요한 정보가 등록된 변수 객체 사전을 포함하고, 상기 운영체제의 기본 기능 이외의 일부 기능을 담당하기 위해 변수명을 이용하여 상기 통신모듈, 상기 하드웨어 디바이스 드라이버 및 상기 응용소프트웨어 모듈들을 호환시키는 호환 미들웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 장치는,
    연결장치를 통하여 철도차량의 동작이나, 기능, 성능 정보를 실시간으로 수집하는 정보 수집 모듈;
    가상현실환경 또는 증강현실환경을 제공하는 시뮬레이션 모듈; 및
    제어용 소프트웨어의 수정, 이상데이터에 대한 수정, 이상상태에 대한 원인파악, 수정 및 변경을 위한 영향범위를 산정 및 검토하는 디버깅 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 실시간 현차 디버깅 및 시뮬레이션 시스템.
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