KR20060101033A - 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 제어 시스템에서 분산형 전자 연동장치를 보다 저렴하고 용이하게 구현하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 기계실에서, 운영자로부터 입력되는 각종 제어명령을 연동로직으로 분석하여 실제 제어가 가능한 명령을 제어기(32),(33)에 전송하기 위해 논리부(31A),(31B)를 설치하여 이중화 통신이 가능하도록 한 전자연동장치 논리부(30)와; 상기 전자연동장치 논리부(30)의 전송 명령에 따라, 현장에 있는 신호기와 전철기, 궤도 등을 직접 제어하고, 이들의 상태를 스캔하여 그 결과를 보고하기 위해 각 현장의 주요 거점에 설치된 제어기(32),(33)에 의해 달성된다.

Description

철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치{DISTRIBUTED ELECTRON INTERWORKING UNIT FOR RAILROAD CONTROL SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 의한 집중형 연동장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 분산형 연동장치의 개략도.

도 3은 본 발명에 의한 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치의 블록도.

도 4는 도 3에서 제어기의 상세 블록도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

21 : 기계실 22A,22B,32,33 : 제어기

23 : 현장기기 30 : 전자연동장치 논리부

31A,31B : 논리부 32A,32B,33A,33B : 제어모듈

41A,41B : 통신 모듈 42A : 신호기 모듈

42B : 전철기 모듈 42C : 입력 모듈

42D : 출력 모듈 43A : 신호기

43B : 전철기 모듈 43C : 입력 모듈

본 발명은 철도 제어 시스템에서 분산형 전자 연동장치를 보다 저렴하고 용이하게 구현하는 기술에 관한 것으로, 특히 전자연동장치 논리부를 기계실에 설치하고 각 제어기는 현장기기 주변에 설치하여 현장기기들을 근접제어하는데 적당하도록 한 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철도 제어 시스템에서 연동장치는 철도의 선로변에 설치되어 열차의 간격을 제어하거나 진로를 제어하는 역할을 담당하고, 특히 열차의 충추돌을 방지하는 역할을 담당하는 등 열차의 안전운행을 최종적으로 책임지는 제어장치이다. 이러한 신호제어장치들은 각자 고유의 기능을 수행하면서 다른 제어장치들과 링크되어 하나의 신호제어시스템을 구축한다. 그리고, 이러한 철도신호용 제어장치 간의 링크는 현재 대부분 점대점(Point-to-Point) 통신을 이용하고 있어 새로운 장치가 추가될 경우 유지보수에 어려움이 있다.

철도 제어 시스템에서 집중형 연동장치는 기계실 한 장소에서 역에 설치되어 있는 전철기, 신호기, 궤도기 등의 각종 기기를 제어하는 형태를 의미한다.

도 1은 종래 기술에 의한 집중형 연동장치의 예를 나타낸 것으로, 기계실(11)에 설치된 연동장치부에 중앙처리장치, I/O 모듈 등이 모두 함께 존재하므로, 모든 연산과 제어 및 현장정보 스캔(SCAN)까지도 기계실에서 이루어진다. 이로 인하여, 현장의 모든 기기(예: 신호기(12))의 케이블(또는 제어선)이 기계실까지 연결되어야 한다.

이와 같이 종래의 철도 제어 시스템에서 채택된 집중형 연동장치는 기계실 한 곳에 설치되므로, 기계실에서 원격지에 설치된 각종 기기를 제어하기 위해 그들과 케이블로 연결하기 위한 공사 기간이 많이 걸리고 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전자연동장치 논리부를 기계실에 설치하고 각 제어기는 현장기기 주변에 설치하여 현장기기를 근접된 위치에서 제어할 수 있도록 한 분산형 전자 연동장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제1특징은 전자 연동장치를 기계실에 설치하고 각 제어기는 현장기기 주변에 설치하여 현장기기를 근접된 위치에서 제어하는 것이다.

본 발명의 제2특징은 제어기는 기계실에 위치한 전자연동장치의 논리부로부터 광통신으로 제어정보를 수신하여 해당 현장기기들을 제어하고, 그들의 상태를 스캔하여 논리부에 보고하는 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 분산형 전자 연동장치의 전체 구성도를 나타낸 것으로 이에 도시한 바와 같이, 논리부를 구비하여 운영자로부터 입력되는 각종 제어명령을 분석하여 실제 제어가 가능한 명령을 제어기(22A),(22B)에 전송하는 기계실(21)과; 상기 기계실(21)의 논리부로부터 전송되어 오는 명령에 따라 현장에 있는 신호기와 전철기, 궤도 등을 직접 제어하고, 이들의 상태를 보고하기 위해 각 현장의 주요 거점에 설치된 제어기(22A),(22B)로 구성하였다.

도 3은 본 발명에 의한 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치의 일실시 구현예를 나타낸 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 기계실에서, 운영자로부터 입력되는 각종 제어명령을 연동로직으로 분석하여 실제 제어가 가능한 명령을 제어기(32),(33)에 전송하기 위해 논리부(31A),(31B)를 설치하여 이중화 통신이 가능하도록 한 전자연동장치 논리부(30)와; 상기 전자연동장치 논리부(30)의 전송 명령에 따라, 현장에 있는 신호기와 전철기, 궤도 등을 직접 제어하고, 이들의 상태를 스캔하여 그 결과를 보고하기 위해 각 현장의 주요 거점에 설치된 제어기(32),(33)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

분산형 전자 연동장치를 구현하기 위한 일환으로써, 도 2에서와 같이 기계실(21) 내부에 전자연동장치의 논리부만 설치하고, 각 현장의 주요 거점에 제어기(22A),(22B)를 설치하였다. 그리고, 상기 제어기(22A),(22B)가 상기 논리부와 광 케이블(OPTIC)을 통해 통신하고 제어선(CTL)을 통해서는 각 현장기기(23)를 제어하도록 하였다.

한편, 도 3에서와 같이, 상기 기계실(21)에 설치된 전자연동장치 논리부(30) 내의 논리부(31A),(31B)는 각각의 컨버터 카드(CVT: converter card)를 통해 제어기(32),(33)와 1:1 통신을 수행하도록 하였다. 그리고, 상기 전자연동장치 논리부(30)에 논리부(31A),(31B)를 이중으로 설치하고, 상기 제어기(32),(33)에 각각의 제어 모듈(32A,32B),(33A,33B)을 이중으로 설치하여 이중화 통신이 가능하도록 하였다. 따라서, 상기 논리부(31A),(31B) 중에서 하나의 논리부에 이상이 발생되거 나, 제어기(32),(33) 내에서 하나의 제어 모듈에 이상이 발생되더라도 정상적으로 통신할 수 있게 된다.

참고로, 상기 도 3의 제어기(32),(33)는 상기 도 2의 제어기(22A),(22B)에 해당된다

상기 각각의 컨버터 카드(CVT)는 각기 고유의 IP를 가지고 상기 전자연동장치 논리부(30)의 중앙처리장치와 UDP(UDP: User Datagram Protocol) 통신을 수행하고, 상기 제어기(32),(33)와는 일반 시리얼(SERIAL) 통신을 수행한다. 그리고, 상기 컨버터 카드(CVT)는 상기 전자연동장치 논리부(30)의 중앙처리장치와 통신시 RJ-45 컨넥터를 사용하는 일반 LAN 통신방식을 따르고, 현장에 설치된 상기 제어기(32),(33)와는 광통신을 수행하므로 외부의 영향을 최소화할 수 있다.

상기 전자연동장치 논리부(30) 내의 논리부(31A),(31B)는 운영자로부터 입력되는 각종 제어명령을 연동로직으로 분석하여 실제 제어가 가능한 것인지 판단한 후 제어가 가능한 명령에 대해서만 선별적으로 상기 제어기(32),(33)에 전송한다.

상기 제어기(32),(33)는 현장에 있는 신호기와 전철기, 궤도 등을 직접 제어하고, 이들의 상태를 스캔하여 그 결과를 상기 논리부(31A),(31B)에 전송한다. 또한, 상기 제어기(32),(33)는 기기를 제어하기 위한 제어정보를 상기 논리부(31A),(31B)로부터 전송받고, 이에 대한 응답으로 기기들의 현재 상태를 보고한다.

한편, 상기 제어기(32)의 작용을 도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제어기(32)에서 통신 모듈(41A),(41B)은 논리부(31A)와 광통신을 수행하 고, 각 I/O보드와 시리얼 인터페이스한다. 그리고, 상기 제어기(32)에서 신호기 모듈(42A)은 신호기(43A)를 제어하고, 전철기 모듈(42B)은 선로전환장치인 전철기(43B)를 제어하며, 입력 모듈(42C)은 전철궤도(43C)를 스캔하고, 출력 모듈(42D)은 각종 범용 출력을 담당한다.

예를 들어, 상기 제어기(32)에서 신호기(43A)를 제어하고자 할 때, 상기 논리부(31A)로부터 램프 온오프 정보를 수신하여 상기 신호기 모듈(42A)을 통해 출력하고, 실제 온오프 신호가 출력되고 있는지 스캔하여 그 결과를 보고한다.

또한, 전철기(43B)를 제어하고자 할 때, 상기 논리부(31A)로부터 노멀(normal), 리버스(reverse) 전환정보를 수신하여 상기 전철기 모듈(42B)을 통해 출력하고, 그 전철기(43B)의 전환 완료와 같은 현재 상태를 실시간으로 보고한다.

또한, 전철궤도(43C)에 대해서는 상기 논리부(31A)로부터 전송받는 제어정보가 없고, 단지 해당 열차가 그 전철궤도(43C)를 점유하고 있는지를 스캔하여 그 결과를 실시간으로 보고한다.

참고로, 상기 전자연동장치 논리부(30)와 제어기(32),(33)간의 통신에 적용되는 UDP는 네트워크 내에서 메시지들이 교환될 때, 제한된 서비스만을 제공하는 통신 프로토콜이다. 상기 UDP는 TCP 대신 사용되는 것으로 IP와 함께 사용될 때 UDP/IP라고 표현하기도 한다. TCP와 마찬가지로 UDP도 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터그램 이라고 불리는 실제 데이터 단위로 데이터를 전송받기 위해 IP를 사용한다. 그러나, 상기 UDP는 TCP와 달리, 메시지를 패킷(데이터그램)으로 나누고, 반대편에서 재조립하는 등의 서비스를 제공하지 않으며, 특히 도착하는 데이터 패킷들의 순 서 정보를 제공하지 않는다. 이는 UDP를 사용하는 응용프로그램은 전체 메시지가 올바른 순서로 도착하였는지에 대해 확인할 수 있어야한다는 것을 의미한다. 교환해야할 데이터가 매우 적은(따라서, 재 조립할 메시지도 적음) 네트워크 응용 프로그램들은 처리시간 단축을 위해 TCP보다 UDP를 더 선호하는 경향이 있다. 일예로 TFTP는 TCP 대신 UDP를 사용한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 전자연동장치 논리부만 기계실에 설치하고 각 제어기는 현장기기 주변에 설치하여 현장기기를 근접된 위치에서 제어할 수 있도록 함으로써, 집중형 연동장치에 비하여 공사 기간이 단축되고 설치 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 기계실에서, 운영자로부터 입력되는 각종 제어명령을 분석하여 제어 가능한 명령을 제어기에 전송하는 전자연동장치 논리부와;

   상기 전자연동장치 논리부의 전송 명령에 따라, 현장에 있는 신호기와 전철기, 궤도 등을 직접 제어하고, 이들의 상태를 스캔하여 그 결과를 보고하기 위해 각 현장의 주요 거점에 분산 설치된 제어기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치.
2. 제1항에 있어서, 전자연동장치 논리부 및 제어기는 이중화 통신 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치.
3. 제1항에 있어서, 전자연동장치 논리부는 상기 제어기와 통신을 위한 컨버터 카드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치.
4. 제3항에 있어서, 컨버터 카드는 상기 제어기와 광통신을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치.
5. 제3항에 있어서, 컨버터 카드는 고유의 IP를 가지고 상기 전자연동장치 논리부 의 중앙처리장치와 UDP 통신을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 철도 제어 시스템의 분산형 전자 연동장치.

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