KR102620646B1 - 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템 - Google Patents

파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템에 있어서, 복수의 렉 선반이 슬라이딩 이동 방식으로 장착 가능하도록 마련된 선반구조체; 상기 복수의 렉선반 각각에 마련되어 열차제어 신호장치에 전력을 공급하는 복수의 파워서플라이; 상기 복수의 파워서플라이로부터 공급되는 전력이 유입되는 것을 방지하는 역류방지 다이오드; 및 상기 복수의 파워서플라이가 상기 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 모니터링하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템 {Signal system including power supply}
본 발명은 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템에 있어서, 보다 구체적으로 복수의 파워서플라이가 마련된 복수의 렉 선반이 슬라이딩 이동 방식으로 장착 가능하도록 마련된 선반구조체를 포함하는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템에 관한 것이다.
종래의 신호장치 시스템은 전력 공급의 안정성 및 효율성을 확보하기 위해 다양한 연구와 개발이 이루어져 왔다. 하지만 이러한 시스템들은 아래와 같은 여러 문제점을 지니고 있다.
첫째, 기존의 파워 서플라이가 사용되는 시스템에서는 렉 선반의 구조와 배치에 있어 유연성이 부족하다. 슬라이딩 이동 방식이 아닌 고정 방식으로 렉 선반이 설치되기 때문에, 시스템의 확장이나 변경이 필요할 때 이를 수행하기가 어렵다. 이로 인해 시스템의 업그레이드나 유지 보수 작업이 어려워져 효율성이 떨어지며, 추가적인 비용이 발생하게 된다.
둘째, 기존의 시스템에서는 파워 서플라이 각각이 열차제어 신호장치에 전력을 공급하고 있지만, 이들 각각의 파워 서플라이에서 공급되는 전력의 소모 패턴을 모니터링하는 방법이 제한적이다. 이로 인해 파워 서플라이의 이상이나 결함을 빠르게 감지하고 대응하기 어렵게 된다.
셋째, 복수의 파워 서플라이로부터의 전력 유입을 방지하는 역류방지 다이오드의 활용이 제한적이다. 현재의 시스템에서는 역류방지 다이오드의 효율적인 사용 방안이 마련되지 않아 전력의 손실이나 낭비가 발생할 수 있다.
넷째, 복수의 파워 서플라이 중 일부에서 문제가 발생했을 때, 예비 전원을 효과적으로 공급하여 시스템의 안정성을 유지하는 메커니즘이 부족하다. 이로 인해 전체 시스템의 신뢰성이 저하될 수 있으며, 이는 중대한 안전 사고로 이어질 수도 있어, 위의 문제점을 해결하기 위해 새로운 신호장치 시스템의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬라이딩 이동 방식으로 렉 선반이 장착 가능하게 하므로, 시스템의 구조 변경이나 확장, 그리고 유지 보수 작업이 훨씬 용이하여, 시스템의 유연성이 향상되며, 관련된 추가적인 비용이 절감되며,
모니터링부가 복수의 파워서플라이가 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 지속적으로 모니터링하여, 이를 통해 파워 서플라이의 이상이나 결함을 즉각 감지하고 적절히 대응할 수 있어 시스템의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시키며,
역류방지 다이오드를 통해 복수의 파워서플라이로부터의 전력 유입을 효과적으로 방지하여, 이로써 전력의 손실이나 낭비를 최소화하며, 전력 공급의 효율성을 높이며,
예비 전원을 효과적으로 공급하는 메커니즘을 도입하여, 일부 파워 서플라이에 문제가 발생하더라도 시스템의 안정성을 유지할 수 있어 전체 시스템의 신뢰성을 높이며, 중대한 안전 사고의 가능성을 크게 줄일 수 있는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템에 있어서, 복수의 렉 선반이 슬라이딩 이동 방식으로 장착 가능하도록 마련된 선반구조체; 상기 복수의 렉선반 각각에 마련되어 열차제어 신호장치에 전력을 공급하는 복수의 파워서플라이; 상기 복수의 파워서플라이로부터 공급되는 전력이 유입되는 것을 방지하는 역류방지 다이오드; 및 상기 복수의 파워서플라이가 상기 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 모니터링하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 파워서플라이 중 제1파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 열차의 이상여부를 판단하는 신호장치에 기 설정된 제1전압으로 전력을 공급하며, 상기 복수의 파워서플라이 중 제2파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 상기 신호장치에 상기 제1전압보다 낮은 제2전압으로 전력을 공급하며, 상기 제1전압은 100V DC전원을 공급하며, 상기 제2전압은 24V DC전원을 공급하며, 상기 2개의 채널은 항시 전원을 공급하는 제1채널 및 상기 제1채널에 대비하여 예비 전원을 공급하도록 하는 제2채널을 포함하며, 상기 모니터링부로부터 수신된 전력의 소모패턴을 식별하여 상기 복수의 파워서플라이 중 제1파워서플라이에서의 제1소모패턴에 대한 이상이 감지되면, 상기 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 차단함과 동시에 상기 복수의 파워서플라이 중 상기 제1전압으로 전력을 공급하는 제3파워서플라이의 제2채널에서 상기 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1파워서플라이는 중앙 제어 장치, 센서 네트워크, 통신 시스템 및 사용자 인터페이스를 포함한 ATC(Automatic Train Control) 시스템에 전력을 공급하며, 상기 제어부는 상기 모니터링부로부터 상기 전력의 소모 패턴을 수신하면 기 설정된 기간 내에 정상동작으로 인지되지만 불규칙한 제1소모 패턴이 존재하는 지 식별하고, 상기 제1소모패턴이 존재하면 상기 제1소모 패턴이 발생할 때의 선로의 제1영역과 상기 제1영역을 통과한 제1열차정보를 식별하여 상기 제1영역 및 상기 제1열차정보에 대응하는 열차의 이상상황 점검에 대한 알림을 상기 ATC 시스템에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 슬라이딩 이동 방식으로 렉 선반이 장착 가능하게 하므로, 시스템의 구조 변경이나 확장, 그리고 유지 보수 작업이 훨씬 용이하여, 시스템의 유연성이 향상되며, 관련된 추가적인 비용이 절감되며,
모니터링부가 복수의 파워서플라이가 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 지속적으로 모니터링하여, 이를 통해 파워 서플라이의 이상이나 결함을 즉각 감지하고 적절히 대응할 수 있어 시스템의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시키며,
역류방지 다이오드를 통해 복수의 파워서플라이로부터의 전력 유입을 효과적으로 방지하여, 이로써 전력의 손실이나 낭비를 최소화하며, 전력 공급의 효율성을 높이며,
예비 전원을 효과적으로 공급하는 메커니즘을 도입하여, 일부 파워 서플라이에 문제가 발생하더라도 시스템의 안정성을 유지할 수 있어 전체 시스템의 신뢰성을 높이며, 중대한 안전 사고의 가능성을 크게 줄일 수 있는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 개략적 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 개략적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템이 동작하는 기본 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템이 구현된 시제품 모델의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부 뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다. 또한, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해, 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 개략적 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 개략적 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템이 동작하는 기본 알고리즘을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템이 구현된 시제품 모델의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템은 선반구조체(100), 복수의 파워서플라이(200), 역류방지 다이오드(300) 및 모니터링부(400)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선반구조체(100)는 슬라이딩 이동 방식으로 설계되어 후술할 렉 선반을 유연하게 장착하고 이동할 수 있도록 하여 구조 변경이나 확장이 간편하게 마련될 수 있으며, 이를 통해 공간의 확장성과 유지 보수에 있어 이점을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선반구조체(100)는 파워서플라이와 다양한 외부 구성을 안정적으로 수용할 수 있도록 하부의 고정력과 지지력이 확보되도록 고정설치 될 수 있고, 또한, 강화된 내구성을 가진 재료로 제작되어 기계적, 환경적 요인으로부터의 영향을 최소화하도록 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선반구조체(100)의 형태와 크기는 그 사용 목적과 환경에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 예컨대, 구조체의 형태는 사각형, 원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 크기 또한 작은 규모의 시스템부터 대규모 시스템까지 다양한 크기로 제작될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선반구조체(100)는 설치환경 및 목적에 따라 다양한 재질, 코팅, 마감 방법 등을 적용하여 제작될 수 있고, 이를 통해 다양한 환경과 요구 사항에 대응할 수 있는 유연성과 확장성을 보유하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선반구조체(100)는 복수의 렉 선반이 슬라이딩 이동 방식으로 장착이 가능하게 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 복수의 렉 선반 각각은 다양한 크기와 형태의 장비나 장치를 안정적으로 수용하고 지지할 수 있는 구조로 마련될 수 있고, 또한 각 선반은 충분한 강도와 무게를 지지할 수 있어, 변형이나 훼손 없이 장비의 안정적인 운영을 지원할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 렉 선반의 특징적인 수단으로는 강력한 잠금 장치와 정밀한 슬라이드 메커니즘이 포함될 수 있고, 이를 통해 선반의 위치를 고정시키고, 필요에 따라 선반을 부드럽게 이동시키거나 조절할 수 있게 해주며, 이를 통해 렉 선반의 이동이나 재배치를 사용자가 특별한 도구 없이도 손쉽게 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렉 선반은 다양한 유형과 사양으로 구현될 수 있고, 이를 통해 설치되는 요구사항과 환경에 따라 대응이 가능하며, 일부 실시예로, 특별한 코팅이나 처리를 통해 화학물질이나 부식으로부터 보호받을 수 있으며, 다른 일부 선반은 고온이나 저온과 같은 극한 환경에서의 사용을 고려하여 제작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 파워서플라이(200)는 복수의 렉선반 각각에 마련되어 열차제어 신호장치에 전력을 공급한다. 본 발명에 따른 파워서플라이는 고도로 정밀하고 효율적인 전력 변환 기능을 수행하여 신호장치에 안정적인 전력을 제공하며, 높은 전력 밀도와 컴팩트한 디자인을 특징으로 하여, 제한된 공간, 예컨대, 선반구조체(100)의 렉 선반 내에서도 효율적인 전력 공급이 가능하다.
본 발명에 따른 파워서플라이는 입력 전력을 정확하고 효율적으로 출력 전력으로 변환할 수 있으며, 이러한 전력 변환 기술은 파워서플라이가 고정 및 동적 부하 조건에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 따른 파워서플라이는 다양한 유형과 규격으로 구현될 수 있으며, 각각의 유형은 특정 환경 및 요구 사항을 충족시키도록 구현될 수 있고, 이를 통해 까다로운 환경 조건에서도 신뢰성 있는 성능을 발휘할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이는 ATC(Automatic Train Control) 시스템에 전력을 공급하여, 이 시스템의 안정적인 작동을 지원할 수 있는다.
한편, 본 발명에 따른 ATC(Automatic Train Control)는 철도 시스템의 중추적인 제어 구성 요소로서, 다양한 하위 시스템과 센서들로부터의 정보를 실시간으로 수집하고 분석하고, 열차의 속도, 위치, 방향 등의 파라미터를 연속적으로 모니터링하며, 이를 통해 열차 간의 안전한 거리를 유지하고 충돌을 방지하고, 열차의 출발, 정지, 속도 조절 등을 자동으로 관리하여 운전자의 부하를 줄이고 운행의 효율성을 향상시키는 시스템을 의미한다.
이때, 본 발명에 따른 ATC의 구성 요소로는 중앙 제어 장치, 센서 네트워크, 통신 시스템 및 사용자 인터페이스 등이 포함될 수 있으며, 중앙 제어 장치는 전체 철도 네트워크의 상태를 모니터링하며, 필요에 따라 각 열차에 명령을 전송하며, 센서 네트워크는 열차의 위치, 속도 및 다른 변수들을 측정하고, 이 정보를 중앙 제어 장치에 전송하며, 통신 시스템은 실시간으로 데이터를 교환하며, 사용자 인터페이스는 운전자나 관제원에게 필요한 정보와 제어 기능을 제공하도록 구현될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이는 입력된 전력을 ATC 시스템의 작동에 적합한 형태로 정확하게 변환하여 공급하여, ATC 시스템의 다양한 구성 요소와 장비에 전력을 공급하여, 센서, 프로세서, 통신 장비 등이 지속적으로 정상적으로 작동할 수 있게 하며, 이를 통해 열차의 정밀한 위치 추적, 신속한 데이터 처리, 실시간 통신 등 ATC 시스템의 핵심 기능들이 끊임없이 수행될 수 있도록 보장할 수 있다.
한편, 본 발명에 일 실시예에 따른 파워서플라이는 상술한 ATC 시스템 외에, 철도 네트워크 내에서 열차의 운행 상태와 관련된 중요한 정보를 전달하고, 열차의 위치, 속도, 방향과 같은 다양한 변수를 실시간으로 감지하고, 이를 기반으로 안전하고 효율적인 열차 운행을 위한 신호를 생성하는 신호장치에도 전력을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 신호장치는 빛 신호, 사운드 신호, 혹은 둘 다를 이용하여 열차 운전자나 다른 철도 시스템에 운행에 필요한 정보를 전달하도록 구현될 수 있으며, 이와 같은 신호는 열차의 출발, 정지, 속도 변화, 방향 전환 등의 조작을 지시하거나, 다가오는 위험을 경고하기도 한다.
본 발명에 따른 신호장치는 또한 고급 센서와 컴퓨팅 기술을 통해 실시간 데이터를 처리하고 분석할 수 있고, 이를 통해 변동하는 환경 조건과 열차의 동적인 상태에 적응하여, 더욱 정확하고 신뢰할 수 있는 운행 정보를 제공하는 역할을 하며, 이렇게 수집 및 처리된 데이터는 또한 중앙 제어 시스템에 전송되어, 전체 철도 네트워크의 효율적인 관리와 조정을 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역류방지 다이오드(300)는 복수의 파워서플라이(200)로부터 공급되는 전력이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 다이오드는 정상 작동 시에는 전류가 한 방향으로만 흐르도록 하며, 다이오드가 반대 방향으로의 전류 흐름은 차단하도록 하여, 복수의 파워서플라이(200)가 공급하는 전력이 다른 부분으로 역류하는 것을 방지하여 시스템의 안정성과 효율성을 보장한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 역류방지 다이오드(300)는 설치환경 및 목적에 따라 다양한 종류와 규격으로 구현될 수 있으며, 예컨대, 적절한 전압과 전류 등급을 갖는 다이오드가 선택되어야 하며, 이는 파워서플라이와 연결된 전기 회로의 전체적인 성능과 안정성에 중요한 영향을 미칠 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 파워서플라이(200) 중 제1파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 열차의 이상여부를 판단하는 신호장치에 기 설정된 제1전압으로 전력을 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1파워서플라이는 두 개의 독립적인 채널을 통해 전력을 공급하며, 이 채널들은 각각 다른 전원 소스에서 동작하며, 이를 통해 어느 하나의 채널이 고장 나더라도 다른 채널이 작동을 계속하여 전체 시스템의 다운타임을 최소화할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 제1파워서플리이의 각각의 채널은 미리 설정된 제1전압을 신호장치에 공급하며, 이 전압은 신호장치의 정상 작동을 위해 필요한 최소 전압을 초과해야 하며, 또한, 상보적 전원공급 방식을 통해, 만약 한 채널에서 이상이 발생하면, 즉시 다른 채널로 전환되어 지속적이고 안정적인 전원공급이 이루어지며, 이를 통해 신호장치가 정확하게 열차의 이상 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 파워서플라이(200) 중 제2파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 신호장치에 제1전압보다 낮은 제2전압으로 전력을 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2파워서플라이 역시 2개의 독립적인 채널을 통해 전력을 공급하되, 각 채널은 제1전압보다 낮은 제2전압으로 설정된다. 이렇게 되면, 주로 보조적인 기능을 수행하는 신호장치에 적합한 전력이 공급될 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 제2전압은 제1전압보다 낮아도 신호장치의 정상 작동을 위한 최소한의 전력이 확보될 수 있으며, 이를 통해 전력 사용의 효율성이 향상될 수 있고, 또한, 제2파워서플라이의 각 채널은 독립적으로 작동하므로, 하나의 채널에서 이상이 발생할 경우 다른 채널이 자동으로 활성화되어 신호장치에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 제2파워서플라이는 제1파워서플라이와 유사하게 시스템의 안정성을 유지하면서, 다양한 전압 요구 사항에 대응할 수 있는 유연성을 제공하고, 이를 통해 전체 시스템의 다운타임을 최소화하면서 다양한 신호장치에 안정적이고 효율적인 전력 공급을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 다른 제1전압은 100V DC전원을 공급하며, 상기 제2전압은 24V DC전원을 공급할 수 있고, 이는 열차에서 필요하는 전력에 따라 각각 상이하게 설정될 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 100V DC전원은 주로 큰 출력을 요구하는 주요 시스템이나 중요한 제어 장치에 사용되며, 반면에, 제2전압은 24V DC로 설정되어, 보조적인 기능을 수행하는 신호장치나 소규모의 부속 장치에 전력을 공급한다. 이렇게 다양한 전압의 전원을 제공함으로써, 본 발명의 신호장치 시스템에 있어서 다양한 전력 요구 사항을 충족시키며, 각각의 장치가 요구하는 적절한 전력을 공급하여 전체 시스템의 성능과 안정성을 최적화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 채널은 항시 전원을 공급하는 제1채널 및 제1채널에 대비하여 예비 전원을 공급하도록 하는 제2채널을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1채널은 항시 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 이는 주요 시스템이나 구성요소에 연속적으로 전력을 제공하여 정상 작동을 유지하는 역할을 한다. 제1채널은 일반적인 작동 조건에서의 전력 소모를 감당할 수 있도록 설계되어야 하며, 전류, 전압, 및 다른 전기적 특성이 시스템의 요구사항을 만족하도록 조절될 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2채널은 제1채널에 이상이 생겼을 때나 추가적인 전력이 필요한 상황에서 예비 전원을 공급하도록 설계된다. 이 채널은 주로 비상 상황이나 예기치 못한 전력 소모 증가에 대비하여 활성화되며, 이를 통해 시스템의 연속성과 안정성을 보장한다. 제2채널은 일반적으로 대기 상태에서 작동하며, 제1채널에서 전력 공급이 불가능하게 될 경우 즉시 전력을 공급하게 된다.
즉, 본 발명은 각각의 파워서플라이 내에 2개의 채널을 구현하고, 이들을 제어함으로써 전체 전원 공급 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장하며, 각 채널은 상호 보완적으로 작동하여 전체 시스템의 유연성과 효율성을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링부(400)는 복수의 파워서플라이(200)가 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 모니터링할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 모니터링부(400)는 복수의 파워서플라이(200)에서 발생하는 전력의 흐름과 소모를 실시간으로 추적하고 분석할 수 있고, 또한 본 발명에 따른 모니터링부(400)는 다양한 센서와 계측 장치를 포함하며, 이를 통해 전력의 소모 패턴, 전류, 전압 등 다양한 전기적 파라미터를 정확하게 측정할 수 있고, 이러한 데이터는 실시간으로 처리되며, 필요한 경우 기록되어 추후 분석을 위해 사용될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 모니터링부(400)는 전력 공급 상태의 지속적인 모니터링을 통해 비정상적인 패턴이나 이상 징후를 신속하게 감지할 수 있게 하며, 이상상황이 발견되면, 모니터링부(400)는 즉시 경고를 발생시켜 후술할 제어부(500)에 이를 알릴 수 있고, 이를 통해 관련 시스템이나 장치의 작동을 조정하거나 중단할 수 있어 신호장치 시스템의 안전성과 신뢰성을 높이며, 장비의 손상 리스크를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템은 각각의 구성에 대한 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 다양한 제반 구성들이 동작하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 제어부(500)는 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램(혹은 인스트럭션)과, 제어프로그램이 설치되는 비활성의 메모리, 설치된 제어프로그램의 적어도 일부가 로드되는 휘발성의 메모리 및 로드 된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 이와 같은 제어프로그램은 다른 전자장치나 외부 시스템 등의 다른 외부의 전자장치에도 저장되어 연결되어 사용될 수 있다.
제어프로그램은 BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 응용프로그램은, 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템의 다양한 전자장치의 제조 시에 기 마련된 저장부에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 저장될 수 있다. 한편, 제어부(500)는 device, S/W module, circuit, chip 등의 형태 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 제어부(500)는 모니터링부(400)로부터 수신된 전력의 소모패턴을 식별하여 복수의 파워서플라이(200) 중 제1파워서플라이에서의 제1소모패턴에 대한 이상이 감지되면, 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 차단함과 동시에 복수의 파워서플라이(200) 중 제1전압으로 전력을 공급하는 제3파워서플라이의 제2채널에서 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 전력 소모 패턴의 식별을 위해 다양한 알고리즘과 로직을 활용할 수 있고, 이를 통해 가능한 문제점이나 이상 징후를 조기에 발견할 수 있다.
예컨대, 본 발명에 따른 제어부(500)는 제1파워서플라이에서 이상이 감지되면, 즉각적으로 이에 대응하여 제1파워서플라이로부터의 전력 공급을 차단하여 잠재적인 손상이나 추가적인 문제 발생을 방지하며, 이때 제3파워서플라이의 제2채널을 활성화하여 전력 공급을 지속할 수 있도록 한다. 이로 인해 시스템의 안정성이 유지되며, 중단 없이 필요한 구성요소에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 제3파워서플라이의 제2채널은 이상 감지 시 신속하게 전환되어야 하며, 제1파워서플라이와 동일한 제1전압으로 전력을 공급하도록 제어함으로써 신호장치 시스템의 연속적인 작동을 보장하며, 이러한 신속한 전환과 대응은 전체 시스템의 무결성과 신뢰성을 유지하는데 결정적인 역할을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 모니터링부(400)로부터 전력의 소모 패턴을 수신하면 기 설정된 기간 내에 정상동작으로 인지되지만 불규칙한 제1소모 패턴이 존재하는 지 식별하고, 제1소모 패턴이 존재하면 제1소모 패턴이 발생할 때의 선로의 제1영역과 제1영역을 통과한 제1열차정보를 식별하여 제1영역과 제1열차정보에 대응하는 열차의 이상상황 점검에 대한 알림을 상기 ATC 시스템에 송신할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 소모 패턴 식별을 위한 다양한 파라미터와 알고리즘을 이용하여 수신된 데이터를 처리하며, 이때, 기 설정된 기간은 사용 환경, 열차의 운행 상황 등에 따라 조정될 수 있다.
예컨대, 제어부(500)는 10분 간격으로 기록된 전력의 소모 패턴을 분석하며, 이때 10분 동안 불규칙한 제1소모 패턴, 예컨대, 전력의 급격한 변동이 감지되면 이러한 패턴이 발생한 선로의 특정 영역인 제1영역, 예컨대 판교역 부근, 그리고 이 영역을 통과하는 제1열차, 예컨대, 신분당선 D21호에 대한 정보를 식별할 수 있다.
이후, 제어부(500)는 판교역 부근에서 감지된 불규칙한 소모 패턴과 D21호에 관한 분석 결과를 바탕으로, 이 열차에 대한 이상상황 점검이 필요한 경우에 ATC 시스템에 알림을 송신하며, 이를 통해 D21호의 운행 중 발생 가능한 위험 상황이나 문제를 사전에 예방하거나 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 모니터링부(400)로부터 전력의 소모 패턴을 수신하고 분석하여, 소모 패턴 중에서 열차의 속도가 과도하게 감속한 선로의 영역을 식별할 수 있다. 예컨대, 해당 선로의 영역에 설치된 철도 레일이 일정 영역이 휘어짐이 발생할 경우에 마찰력이 증가되어 급격히 속도를 줄어들 수 있는데, 급격히 속도가 줄어든 구간의 길이를 계산하여 속도가 저감된 부분에서 ATC 시스템에 기 설정된 전력 이상으로 공급할 것을 알릴 수 있고, 이를 통해 향후 해당 철도 레일에 대한 대응이 이루어지기 전까지 속도가 저감된 부분에서 이를 상쇄할 만큼의 추가전력을 공급하여 운행이 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 모니터링부(400)로부터 수신된 전력의 소모패턴, ATC 시스템으로부터 수신된 열차의 속도 및 방향에 대한 정보 및 네트워크를 통해 수신된 기상환경정보에 기초하여 위험지수를 식별하여, 위험지수가 기 설정된 수치 이상이면 열차의 속도를 기 설정된 제1속도를 초과하지 못하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 모니터링부(400)로부터 수신된 전력의 소모패턴, ATC 시스템에서 수신된 열차의 현재 속도 및 방향 정보, 유무선 네트워크를 통해 수신된 기상환경 정보를 종합적으로 분석하여, 예컨대, 열차가 폭우와 강풍이 발생하는 기상환경에서 운행 중이라면, 제어부(500)는 전력 소모패턴을 통해 열차의 안정성이 저하되고 있음을 인지하고, ATC 시스템으로부터 열차의 현재 속도 및 방향 정보를 확인한다.
이후, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(500)는 열차의 운행에 있어서의 위험지수를 계산하며, 만약 이 위험지수가 기 설정된 수치, 예컨대, 70을 초과하면 제어부(500)는 즉시 열차의 속도를 제한하며, 이때 열차의 속도가 기 설정된 제1속도, 예컨대, 40km/h를 초과하지 못하도록 명령을 내리며, 이 명령은 ATC 시스템을 통해 열차의 운행시스템이 제어될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위험지수는 하기의 [수학식1]에 기초하여 도출될 수 있다.
[수학식1]
상기 [수학식1]에서 Ca는 위험지수를 의미하며, t는 제1소모 패턴이 발생한 시간(s)을 의미하며, Pc는 제1소모 패턴에서 소비된 전체 전력을 의미하며, Pmax는 제1소모 패턴에서의 최대전력소비 수치를 의미하며, Pmin은 제1소모 패턴에서의 최소전력소비 수치를 의미하며, Vv는 열차가 감속된 속도를 의미하며, b는 직선구간 기준 제1소모 패턴에 대응하는 영역에서의 비틀어짐 각도를 의미하며, Ws는 해당 열차가 통과할 때 제1소모 패턴에 대응하는 영역에서의 풍속을 의미한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 [수학식1]은 소비된 전체 전력 당 최대전력소비 수치와 최소전력소비 수치 간의 차이가 작을수록 불규칙한 패턴이 존재하지만 정상동작 범위로 간주할 수 있는 영향을 반영하여 위험지수가 작아지도록 반영되며, 열차가 감속된 속도가 클수록 불규칙 패턴이 큰 것으로 감지하여 위험지수가 커지도록 반영되며, 직선구간 대비 레일의 비틀림 정도가 가중될수록 위험 상황 시 레일에서 열차가 이탈할 가능성이 커지는 것에 기초하여 위험지수가 커지도록 반영되며, 마찬가지의 이유로 풍속이 클수록 열차가 이탈할 가능성이 커지는 경향이 있고 이를 위험지수가 커지도록 반영된 것이다. 즉, 본 발명에 따른 [수학식1]은 종래 전력의 크기변화에 따라 이상상황을 감지하던 시스템과 대비 최대전력소비와 최소전력소비 수치 간의 차이와 대비하여 위험지수를 도출하여 정확한 판단을 내릴 수 있고, 또한, 구체적인 기준에 객관적 수치를 대입하여 위험지수를 도출함으로써 신속하고 빠른 대응이 이루어지도록 하며, 위험을 감지함에 있어 정확성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 선반구조체
200: 복수의 파워서플라이
300: 역류방지 다이오드
400: 모니터링부
500: 제어부

Claims (3)

  1. 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템에 있어서,
    복수의 렉 선반이 슬라이딩 이동 방식으로 장착 가능하도록 마련된 선반구조체;
    상기 복수의 렉 선반 각각에 마련되어 열차제어 신호장치에 전력을 공급하는 복수의 파워서플라이;
    상기 복수의 파워서플라이로부터 공급되는 전력이 유입되는 것을 방지하는 역류방지 다이오드; 및
    상기 복수의 파워서플라이가 상기 열차제어 신호장치에 공급하는 전력의 소모 패턴을 모니터링하는 모니터링부;를 포함하며,
    상기 복수의 파워서플라이 중 제1파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 열차의 이상여부를 판단하는 신호장치에 기 설정된 제1전압으로 전력을 공급하며,
    상기 복수의 파워서플라이 중 제2파워서플라이는 상보적 전원공급을 하는 2개의 채널로 구성되어 상기 신호장치에 상기 제1전압보다 낮은 제2전압으로 전력을 공급하며,
    상기 제1전압은 100V DC전원을 공급하며, 상기 제2전압은 24V DC전원을 공급하며,
    상기 2개의 채널은 항시 전원을 공급하는 제1채널 및 상기 제1채널에 대비하여 예비 전원을 공급하도록 하는 제2채널을 포함하며,
    상기 모니터링부로부터 수신된 전력의 소모패턴을 식별하여 상기 복수의 파워서플라이 중 제1파워서플라이에서의 제1소모패턴에 대한 이상이 감지되면, 상기 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 차단함과 동시에 상기 복수의 파워서플라이 중 상기 제1전압으로 전력을 공급하는 제3파워서플라이의 제2채널에서 상기 제1파워서플라이로부터 공급되는 전력을 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1파워서플라이는 중앙 제어 장치, 센서 네트워크, 통신 시스템 및 사용자 인터페이스를 포함한 ATC(Automatic Train Control) 시스템에 전력을 공급하며,
    상기 제어부는 상기 모니터링부로부터 상기 전력의 소모 패턴을 수신하면 기 설정된 기간 내에 정상동작으로 인지되지만 불규칙한 제1소모 패턴이 존재하는 지 식별하고, 상기 제1소모패턴이 존재하면 상기 제1소모 패턴이 발생할 때의 선로의 제1영역과 상기 제1영역을 통과한 제1열차정보를 식별하여 상기 제1영역 및 상기 제1열차정보에 대응하는 열차의 이상상황 점검에 대한 알림을 상기 ATC 시스템에 송신하는 것을 특징으로 하는 파워서플라이를 포함하는 신호장치 시스템.
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