KR20090038256A - 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템및 운용방법. - Google Patents

열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템및 운용방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 열차 및 전동차 모의운전연습기의 신호연동시스템에 관한 것으로서, 다수의 모의운전연습기들이 서로 연동하도록 구성하고 훈련중인 모의운전연습기들에 대해서 동일 노선상에서의 선두 모의운전연습기(열차 및 전동차)의 위치에 상관되도록 후방 열차의 신호를 제어함으로써, 현실 세계의 신호체계와 동일한 신호 환경상에서 교육훈련 및 구원운전을 비롯한 다양한 상황을 시뮬레이션할 수 있도록 하는 시스템이다.
열차 운전, 시뮬레이터, 모의운전연습기, 연동, 신호시스템

Description

열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템 및 운용방법.{The track signal interlocking control system of multi train simulator, and operating method thereof}
본 발명은 다수의 모의운전연습기가 서로 연동하여 현실세계의 철도신호제어시스템과 동일한 시뮬레이션을 할 수 있도록 하는 모의운전연습기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 모의운전연습기를 네트워크를 통해 서로 연동시켜 주는 신호연동제어장치를 구비하여 모의운전연습기들로부터 수집된 정보를 신호연동제어장치에서 이용하여 동일 노선을 운행 중일 때 연쇄적으로 일어나야 하는 신호상태를 판단한 뒤, 각각의 모의운전연습기로 신호제어명령을 송신함으로써, 운용 및 관리가 편리하고 실제 상황에서와 유사한 훈련과 구원운전 훈련이 가능할 수 있도록 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 시뮬레이터의 구성과 그 동작과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
종래 모의운전연습기의 구성은 도 1에서 보는 바와 같이, 교관석 시스템(20)과 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 훈련에 임하는 기관사에게 기지 및 본선구간의 선로를 따라 현시 되는 장면을 3차원 컴퓨터 그래픽영상 또는 실사영상으로 스크린 또는 모니터를 통해 제공하는 선로 영상시스템(10)과; 교육훈련의 목적에 맞게 모의운전연습기의 운영환경을 제어하여 기관사의 교육훈련에 필요한 조건을 설정하고, 훈련상황을 모니터링하며, 훈련결과를 평가하는 등 훈련조건의 설정, 모니터링 및 평가에 필요한 상황을 종합적으로 제어하는 교관석시스템(20)과; 하드웨어인터페이스(70)를 통해 기관사의 운전 결과를 입력받고, 이를 교관석시스템(20)에서 설정한 운전 조건과 비교하여 열차의 동특성을 계산한 후, 이를 이용하여 ATC, ATO, TWC, TCMS, 공압계통 등 열차운전시스템을 시뮬레이션한 다음, 그 결과를 선택적으로 모션시스템(40), 음향시스템(50), 선로정보현시시스템(60), 교관석시스템(20)으로 제공하는 시뮬레이션용 호스트컴퓨터(30)와; 상기 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 기관사에게 실제 열차 및 전동차 운전시에 주어지는 상황과 동일한 상황을 부여하여 실질적인 운동감을 제공하는 모션 시스템(40)과; 상기 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 실제 열차 및 전동차 운전시에 주어지는 상황과 동일한 음향효과(엔진 기동, 바람소리, 레일접지 등)를 제공하여 승무원에게 사실감을 부여하는 음향시스템(50)과; 상기 호스트컴퓨터(30)로부터 정보를 제공받아 기관사에게 선로의 구배, 곡율, 신호기 위치, 전철기 위치 등 실제 선로상에 나타나는 것과 동일한 각종 정보를 현시하는 선로정보 현시 시스템(60)과; 운 전실(80)에 설치된 마스콘, 역전기, 스위치류, 인디게이터류 및 상기 호스트컴퓨터(30)와의 통신을 위하여 디지털 입출력, 아날로그 입출력 신호를 처리하는 하드웨어 인터페이스(70); 및 실제 열차 및 전동차의 운전실과 동일하게 제작되어 훈련에 임하는 기관사에게 열차 및 전동차의 운전실과 동일한 운전 환경을 제공하는 운전실(80)로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 열차 및 전동차 모의운전연습기는 운전실(80)내의 기계장치와 상호 연동하면서 기관사의 교육훈련에 필요한 조건을 전개하게 되는데, 상기 호스트 컴퓨터(30)에는 열차의 동특성을 계산하는 동력학 모듈, 신호시스템 모듈, 열차 장비 시뮬레이션 모듈, 전기회로 시뮬레이션 모듈, 고장상황발생 모듈이 구성되어 있어 호스트 컴퓨터(30)가 교관석 시스템(20)으로부터 훈련 내용을 입력받아 열차의 동특성을 계산하고, 열차시스템과 지상 신호시스템을 시뮬레이션하여 그 결과를 모션 시스템(40), 음향시스템(50), 선로정보 현시 시스템(60)으로 출력함으로써, 실제 열차 및 전동차 운전시에 주어지는 상황과 동일한 상황을 기관사에게 제공하도록 되어 있다.
그러나, 종래의 모의운전연습기는 독립적으로 운영되도록 구성되어 있어 훈련 수행 시 다른 모의운전연습기와 연동하여 사용할 수 없는 단점이 있었다.
즉, 종래 호스트 시스템(30)에서 사용하는 신호 시스템 모듈은 1 대의 모의운전연습기 내부에서만 필요한 신호(열차속도)를 제어할 수 있도록 되어 있어 2 대 이상의 모의운전연습기가 동일 노선을 운행 중일 때에는 선두 열차(모의운전연습기)의 위치에 따른 해당 열차(모의운전연습기)의 운행노선상에서 일어나야 하는 상호 간섭효과를 일으킬 수 없어 훈련효과를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 모든 시뮬레이터는 선로 전방의 신호상태에 있어서, 이미 정해진 신호상태를 유지하거나 교관석 시스템(20)을 이용하여 교관이 선로 전방의 신호상태를 변경시키는 방식을 사용하고 있어 현실감을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
또한, 독립적으로 운영되는 종래의 모의운전연습기는 운행 노선상의 선로정보가 변경되거나 신호 제어방식이 바뀌었을 때 모든 모의운전연습기의 신호시스템 모듈의 데이터를 일일이 변경시키거나 제어 로직을 변경해야 하는 문제점이 있었다.
한편, 철도차량, 특히 전동차에서는 전차선을 통해 변전소로부터 고압의 전력을 공급받아 추진/제동 및 기타 장치를 구동하기 위한 전원을 생성하여 전동차를 운행하고 있는데, 전차선이 없는 구간을 이동하거나 본선 영업운전 선로에서 전동차에 고장이 발생하던가, 고장종류 및 상태에 따라 자력운전이 불가능한 상태가 발생하면, 다른 전동차의 정상 영업운행을 위해 영업선로로부터 신속히 대피시키거나 수리를 위한 기지입고 등의 조치를 행하기 위하여, 견인대상 전동차를 기관차 (견 인모터카) 또는 정상인 전동차에 의해 견인하도록 하고 있다. 이때, 기관차 (견인모터카) 또는 정상 전동차 (이하, "구원차"라함) 가 견인대상 전동차를 견인하는 것을 구원운전이라 한다.
종래에는 상기한 구원운전과 같은 이례상황 훈련시에 연쇄적으로 일어나는 신호상태를 교관이 수동으로 제어하거나, 별도의 제어 로직을 이용할 수 밖에 없어 훈련효과를 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 다양한 돌발상황 및 고장발생을 구현하거나 재현할 수 없고, 특수환경 상황에 관한 적응교육을 제공할 수 없어 기관사의 응급조치 능력을 교육하거나 평가할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 훈련중인 모의운전연습기들을 상호 연동시켜 동일 노선상의 열차 및 전동차 상호 간의 위치에 따라 일어나는 지상 신호시스템의 상태를 현실 세계와 동일하게 시뮬레이션할 수 있도록 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템 및 그 운용방법을 제공함을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적은 네트워크를 통해 신호연동제어장치와 접속된 후, 제어명령에 따라 차량의 운행조건 제한 속도를 변경시키며 선로 영상에 현시 되는 신호기 상태를 변경시켜 현실 세계의 신호시스템의 상태와 동일하게 시뮬레이션하는 다수의 모의운전연습기와; 상기 다수의 모의운전연습기의 호스트 컴퓨터에 탑재되어 훈련중인 모의운전연습기의 훈련 시작정보, 선택된 노선 정보, 노선에서의 열차위치(거리정보)를 실시간으로 송신하고, 상기 신호연동제어장치로부터 수신된 신호 제어 명령을 처리하는 연계모듈과; 상기 다수의 모의운전연습기와 신호연동제어장치 사이에서 정보를 교환할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트워크와; 상기 네트워크에 접속하여 훈련중인 다수의 모의운전연습기들로부터 운행정보를 수신한 뒤, 동일한 노선에서 시뮬레이션을 수행하는 모의운전연습기들을 상호 연동시키기 위한 환경을 제공하는 신호연동제어장치와; 상기 신호연동제어장치 에 탑재되어 신호연동제어장치의 전체적인 동작을 제어하는 한편, 상기 연계모듈로부터 모의운전연습기의 신호연동제어에 필요한 정보를 수집 분석하여 각각의 모의운전연습기 전방의 신호 상태 제어를 위한 명령과 차상 신호시스템인 ATC/ATS에서 과속검지 또는 운전실 인디게이터에 제공되는 신호정보와 열차의 선로 영상시스템에 현시되는 신호상태 값을 제공하는 신호연동제어프로그램; 및 상기 신호연동제어프로그램에 필요한 시스템 데이터와 전체 노선의 선로 및 신호데이터베이스가 기록된 저장모듈로 구성된 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템에 의해 달성된다.
상기한 본 발명의 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법은,
신호연동제어장치가 네트워크에 접속한 후 모의운전연습기의 접속을 대기하는 R-1단계와; 교관이 교육생의 훈련을 시작하기 위해 모의운전연습기의 연계모듈을 호출하여 해당 모의운전연습기를 시스템에 접속하도록 요청하는 R-2단계와; 연계모듈로부터 접속요청을 받은 신호연동제어장치가 네트워크에 모의운전연습기를 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 연계모듈로 전송하는 R-3단계와; 신호연동제어장치가 현재의 신호기 상태정보를 전송하고, 모의운전연습기가 신호상태 정보를 상기 연계모듈로부터 수신된 정보로 세팅하는 R-4단계와; 교관이 교관석 시스템으로 훈련계획을 입력하여 훈련 프로그램이 실행될 때, 연계모듈이 훈련 시작정보와 선택된 노선정보 및 열차운행정보를 수집하여 신호연동제어장치로 전송하고, 신호 연동프로그램이 수신한 정보를 저장하여 다른 모의 운전연습기에서 수신한 데이터와 비교하여 동일 노선상의 신호기 상태를 판단하는 R-5단계와; 신호연동제어장치가 각각의 모의운전연습기 전방의 신호제어 명령을 해당 연계모듈로 송신하고, 모의운전연습기가 연계모듈로부터 수신받은 정보를 저장한 뒤, 신호제어 명령에 따라 차량의 운행조건 제한속도를 변경시키며 선로 영상에 현시되는 신호기 상태를 변경하는 R-6단계와; 상기 R-5단계와 R-6단계를 훈련시간 동안 반복하여 실행하고 훈련이 종료될 때, 해당 모의운전연습기가 훈련내용 전송 완료신호를 신호연동제어프로그램으로 송신하는 R-7단계와; 상기 R-7단계에서 모의운전연습기로부터 훈련종료 신호가 전송되면 신호연동제어프로그램이 해당 모의운전연습기의 접속을 해제하는 R-8단계와; 신호연동제어프로그램이 네트워크에 대기하고 훈련을 종료한 모의운전연습기로부터 재훈련 신호가 전송된 때 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행하는 R-9단계; 및 모든 모의운전연습기의 훈련이 종료된 때 순서대로 해당 모의운전연습기의 접속을 차례대로 해제한 뒤, 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행하는 R-10단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 기술구성에 의해 모의운전연습기를 단일 또는 다중으로 연동하여 훈련을 수행할 수 있고 특히, 2 대 이상의 모의운전연습기가 동일 노선을 운행 중일 때에도 상호간에 간섭을 일으킴으로 실제상황에서와 유사한 훈련과 구원운전 훈련이 가능하게 하는 효과가 있다.
그리고, 각각의 모의운전연습기가 호스트 컴퓨터에 별도로 신호 모듈을 갖을 필요가 없으며, 선로 신호정보가 변경되었을 때는 저장모듈만 업그레이드함으로써, 사후관리가 편리한 효과가 있다.
또한, 다양한 돌발상황 및 고장발생을 구현하거나 재현할 수 있고, 특수환경 상황에 관한 적응교육을 제공할 수 있어 기관사의 응급조치 능력을 교육하거나 평가함에 있어서, 정확도와 사실감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 전체적인 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 모의운전연습기의 세부 구성도이다.
본 발명의 전체적인 시스템 구성은 도 2에 보는 바와 같이, 네트워크를 통해 신호연동제어장치(200)와 접속된 후, 제어명령에 따라 차량의 운행조건 제한 속도를 변경시키며 선로 영상에 현시 되는 신호기 상태를 변경시켜 현실 세계의 신호시스템의 상태와 동일하게 시뮬레이션하는 다수의 모의운전연습기(100)와;
상기 다수의 모의운전연습기(100)의 호스트 컴퓨터(130)에 탑재되어 훈련중 인 모의운전연습기(100)의 훈련 시작정보, 선택된 노선 정보, 노선에서의 열차위치(거리정보)를 실시간으로 송신하고, 상기 신호연동제어장치(200)로부터 수신된 신호 제어 명령을 처리하는 연계모듈(131)과;
상기 다수의 모의운전연습기(100)와 신호연동제어장치(200) 사이에서 정보를 교환할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트워크와;
상기 네트워크에 접속하여 훈련중인 다수의 모의운전연습기(100)들로부터 운행정보를 수신한 뒤, 동일한 노선에서 시뮬레이션을 수행하는 모의운전연습기(100)들을 상호 연동시키기 위한 환경을 제공하고. 훈련중인 모든 모의운전연습기(100)의 훈련상태를 한눈에 확인할 수 있도록 모니터 화면상에 표시하는 신호연동제어장치(200)와;
상기 신호연동제어장치(200)에 탑재되어 신호연동제어장치(200)의 전체적인 동작을 제어하는 한편, 상기 연계모듈(131)로부터 모의운전연습기(100)의 신호연동제어에 필요한 정보를 수집 분석하여 각각의 모의운전연습기(100) 전방의 신호 상태 제어를 위한 명령과 차상 신호시스템인 ATC/ATS에서 과속검지 또는 운전실(180) 인디게이터에 제공되는 신호정보와 열차의 선로 영상시스템(110)에 현시되는 신호상태 값을 제공하는 신호연동제어프로그램(210); 및
상기 신호연동제어프로그램(210)에 필요한 시스템 데이터와 전체 노선의 선로 및 신호데이터베이스가 기록된 저장모듈(220)로 구성된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 전체 구성은 종래에 독립적으로 운영되던 것에 반해 다수의 모의운전연습기(100)를 네트워크(TCP/IP)를 통해 그룹화하고 여기에 신호연동제어장치(200)를 더 구비한 뒤, 신호연동제어프로그램(210)이 훈련중인 모의운전연습기(100)를 노선별로 분류하여 운행 상의 위치에 따라 신호상태를 제어 감독하도록 함으로써, 다수의 모의운전연습기(100)들이 서로 연동하여 실제 현장과 동일하게 시뮬레이션할 수 있는 것이다.
더욱이 상기 신호연동제어프로그램(210)에서 사용되는 선로 및 신호데이터베이스가 저장모듈(220)에 기록되어 있어 선로 및 신호정보가 변경될 때, 저장모듈(220)에 바로 업로드할 수 있어 각 모의운전연습기(100)의 신호시스템 모듈의 로직이나 데이터를 변경할 필요가 없어 사후 관리가 편리하다.
그리고, 본 발명에 사용되는 모의운전연습기(100)의 세부구성은 종래와 비교하여 볼 때 호스트 컴퓨터(130)에 연계모듈(131)을 추가로 구비한다는 점에서 하드웨어적 구성을 달리하고 있고, 호스트 컴퓨터(130) 내의 신호시스템 모듈이 아닌 상기 연계모듈(131)이 상기 신호연동제어장치(200)와 상호 인터페이스 하면서 신호 제어 명령을 처리한다는 점에서 그 방법적 구성을 달리하고 있는 차이가 있다.
따라서, 모의운전연습기(100)의 동작과정에 대해서는 앞서 기술한 종래기술을 대신하기로 한다.
이어서, 상술한 본 발명의 구성이 어떻게 유기적으로 동작되는가를 도면을 참조하여 상세하게 기술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 연계모듈(131)과 신호연동제어장치(200)의 소프트웨어 인터페이스이고, 도 5는 본 발명에 의한 모의운전연습기(100)들의 신호연동제어 순서도이다.
본 발명의 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기(100) 신호연동제어 시스템은 2 대 이상의 모의운전연습기(100)로부터 정보를 수신받아 신호연동제어장치(200)에서 신호제어명령을 생성하여 각각의 모의운전연습기(100)로 전송하기 때문에 서로 간의 통신 방법이 중요하므로 물리적 통신 방법으로 TCP/IP LAN 또는 광통신을 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 먼저 신호연동제어장치(200)는 네트워크에 접속한 후 모의운전연습기(100)의 접속을 대기한다.(R-1단계)
이후, 교관이 교육생의 훈련을 시작하기 위해 모의운전연습기(100)의 연계모듈(131)을 호출하여 해당 모의운전연습기(100)를 시스템에 접속하도록 요청한다.(R-2단계)
연계모듈(131)로부터 접속요청을 받은 신호연동제어장치(200)는 네트워크에 모의운전연습기(100)를 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 연계모듈(131)로 전송한다.(R-3단계)
이로써, 상기 모의운전연습기(100)는 동일한 과정으로 사전에 신호연동제어장치(200)에 접속한 다른 모의운전연습기(100)들과 하드웨어적인 연동구조를 형성한다.
이후, 신호연동제어장치(200)는 현재의 신호기 상태정보를 전송하고, 모의운전연습기(100)는 신호상태 정보를 상기 연계모듈(131)로부터 수신된 정보로 세팅한다.(R-4단계)
이어서, 교관이 교관석 시스템(120)으로 훈련계획을 입력하여 훈련 프로그램이 실행되게 되면, 연계모듈(131)이 훈련 시작정보와 선택된 노선정보 및 열차운행정보를 수집하여 신호연동제어장치(200)로 전송하고, 신호연동프로그램에서 수신한 정보를 저장하여 다른 모의 운전연습기에서 수신한 데이터와 비교하여 동일 선로상의 신호기 상태를 판단한다.(R-5단계)
이후, 상기 신호연동제어장치(200)는 각각의 모의운전연습기(100) 전방의 신호제어 명령을 해당 연계모듈(131)로 송신하고, 모의운전연습기(100)가 연계모듈(131)로부터 수신받은 정보를 저장한 뒤, 신호제어 명령에 따라 차량의 운행조건 제한속도를 변경시키며 선로 영상에 현시되는 신호기 상태를 변경시킨다.(R-6단계)
계속해서, 상기 R-5단계와 R-6단계를 훈련시간 동안 반복하여 실행하고 훈련이 종료될 때, 해당 모의운전연습기(100)는 훈련내용 전송 완료신호를 신호연동제어프로그램(210)으로 송신한다.(R-7단계)
만약, 모의운전연습기(100)로부터 훈련종료 신호가 전송되면 신호연동제어프로그램(210)은 해당 모의운전연습기(100)의 접속을 해제한다.(R-8단계)
이때, 신호연동제어프로그램(210)은 네트워크에 대기하고 훈련을 종료한 모의운전연습기(100)로부터 재훈련 신호가 전송되면 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행한다.(R-9단계)
그리고, 모든 모의운전연습기(100)의 훈련이 종료되면 순서대로 해당 모의운전연습기(100)의 접속을 차례대로 해제한 뒤, 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행한다.(R-10단계)
상기한 과정에 있어서 도 4를 참조하여 상기 R-5단계에서 훈련 시작정보와 노선정보 및 열차운행정보를 상세하게 나열하면, 모의운전연습기(100)의 식별코드, 선로 식별코드, 열차위치(거리)정보, 열차 전장(차량 총거리), 현재 신호기 상태, 현재 고장발생 상태, 전철기 식별 번호, 및 전철기 상태정보이다.
상기 정보를 이용하여 신호연동제어프로그램(210)은 사전에 접속되어 훈련중인 다른 모의운전연습기(100)들로부터 동일한 정보들을 실시간으로 전송받아 모의운전연습기(100)의 식별코드로 데이터를 분류하여 저장모듈(220)에 저장하고, 선로 식별코드로 동일 선로상을 운행중인 모의운전연습기(100)들을 분류한 뒤, 저장모듈(220)에 기록되어 있는 선로 및 신호 데이터베이스 정보를 기초로 동일 노선상에서 훈련중인 모의운전연습기(100)들의 열차위치정보, 열차 전장, 현재 신호기 상태, 현재 고장발생 상태,및 전철기 상태정보를 비교하여 전체 노선별 신호기 상태를 변경하게 된다.
한편, 상기 R-6단계에서 신호제어 명령은 신호기 식별번호, 신호기 상태, 속 도코드로 이루어지는데, 상기 신호기 상태정보는 모의운전연습기(100)에서 ATS속도제어 신호로 사용하고, 상기 속도코드정보는 모의운전연습기(100)에서 ATC속도제어 신호로 사용하여 선로정보 현시 시스템(160)으로 출력하고, 스크린 표시정보로 사용하여 선로 영상시스템(110)으로 출력한다.
위와 같은 과정을 거쳐 다수의 모의운전연습기(100)는 서로 연동하여 실제상황에서와 유사한 훈련과 구원운전훈련이 가능할 뿐만 아니라, 교관석 시스템(120)과 연계할 경우 다양한 고장 훈련이 가능하게 된다.
그리고, 본 발명은 기본적으로 2 대 이상의 모의운전연습기(100)가 연동하여 운행될 때 상호 간섭에 의해 신호상태가 변경되는 것이지만, 1 대의 모의운전연습기(100)만 사용할 때에도 기본적인 신호 상태를 전송할 수 있는 것은 당연한 것이다.
다음으로, 도 6과 7을 참조하여 상기한 ATS/ATC 구간에서 신호를 변경하는 방식을 설명한다.
도 6은 본 발명의 모의운전연습기(100)들이 ATS 구간에서 신호를 변경한 상태를 보여주는 도면이다.
참고로 각 신호의 종류별 신호기 상태 종류를 설명하면, 3현시는 진행(G)-주의(Y)-정지(R)로 구성되고, 4현시는 진행(G)-감속(YG)-주의(Y)-정지(R)로 구성되며, 5현시는 진행(G)-감속(YG)-주의(Y)-경계(YY)-정지(R)로 구성되는 것으로서, 본 발명에서도 통상적으로 사용하고 있는 신호현시 방법과 동일하게 사용하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도면부호 401은 3, 4, 5현시의 모든 신호현시방식에서 전방에 열차가 없을 때에는 열차가 현재 점유하고 있는 신호현시 구간만이 정지(R)를 현시하고, 나머지 구간은 모두 진행(G)을 현시한 상태를 보여주고,
도면부호 402는 전방에 열차가 있을 때에 대해서 3현시는 열차가 점유하고 있는 신호현시 구간은 정지(R)를 현시하고, 선행 열차의 후방 첫 번째 신호현시 구간은 주의(Y)를 현시하며, 나머지 구간은 진행(G)을 현시한 상태를 보여주고,
도면부호 403은 전방에 열차가 있을 때에 대해서 4현시는 열차가 점유하고 있는 신호현시 구간은 정지(R)를 현시하고, 선행 열차의 후방 첫 번째 신호현시 구간은 주의(Y)를 현시하며, 선행 열차의 후방 두 번째 신호현시 구간은 감속(YG)을 현시하고, 나머지 구간은 진행(G)을 현시한 상태를 보여주며,
도면부호 404는 전방에 열차가 있을 때에 대해서 5현시는 열차가 점유하고 있는 신호현시 구간은 정지(R)를 현시하고, 선행 열차의 후방 첫 번째 신호현시 구간은 경계(YY)를 현시하며, 선행 열차의 후방 두 번째 신호현시 구간은 주의(Y)를 현시하고, 선행 열차의 후방 세 번째 신호현시 구간은 감속을 현시하며, 나머지 구간은 진행(G)을 현시한 상태를 보여준다.
도 7은 본 발명의 모의운전연습기(100)들이 ATC구간에서 신호를 변경한 상태를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 선로조건에 따라 설정된 속도코드에 대해서 전방 열차 및 전동차의 위치에 따라 열차 후방의 폐색구간에 대해서 도면부호 501은 전방에 열차가 없을 때 전체 제한속도가 초기 제한속도인 상태를 보여주고, 도면부호 502 내지 504는 전방에 열차가 있을 때에 대해서 선행열차의 진행에 따라 뒤쪽 폐색구간의 제한속도가 변하는 상태를 보여준다.
상기한 ATS 구간에서 신호현시방법(3, 4, 5현시) 및 ATC 구간에서의 제한속도 값은 실제 현장에 설정된 정보로서, 본 발명에서는 저장모듈(220)의 선로 및 신호데이터베이스에 기록된다.
즉, 선로 및 신호데이터베이스가 저장모듈(220)에 기록되어 있어 선로 및 신호정보가 변경될 때, 저장모듈(220)에 바로 업로드할 수 있어 각 모의운전연습기(100)의 신호시스템 모듈의 로직이나 데이터를 변경할 필요가 없어 사후 관리가 편리하다.
도 8은 본 발명에서 5대의 모의운전연습기(100)를 서로 연동하여 운영중인 신호연동장치의 화면이다.
도 8에 도시된 화면을 살펴보면 먼저, 화면이 가로로 6등분 되어져 화면의 최상위에는 기본적인 선로정보 즉, 선로의 구배, 역간거리, 신호기 위치, 폐색구간의 제한속도 등이 표시되고, 훈련중인 5대의 모의운전연습기(100)에 대한 열차운행정보가 개별적으로 표시되어 훈련중인 모든 모의운전연습기(100)의 훈련상태를 한눈에 확인할 수 있다.
여기서, 도면부호 601은 선로정보로서 서로의 구배 및 곡율을 표시하고, 도면부호 602는 노선상의 열차위치 심볼과 함께 열차 및 전동차의 차량 편성번호(3001, 3002, 3003, 3004, 3005)를 표시한다.
도면부호 603(하늘색 선)은 신호기의 상태 및 해당 신호기의 상태에 따라 신호기 뒤쪽의 폐색구간의 제한속도를 보여준다.
도면부호 604는 노선 진행방향과 현재 모의운전연습기(100)(열차 및 전동차)가 다른 모의운전연습기(100)(열차 및 전동차)와 연동되고 있는 상태를 보여준다. 여기서 만약, 연동되지 않고 있을 때는 "독립"이라고 표시된다.
도면부호 605(백색 선)는 열차 뒤의 폐색구간이 열차 위치에 따라 연속적으로 제한속도가 변하는 것을 보여준다.
도 1은 종래 모의운전연습기의 구성도
도 2는 본 발명의 전체적인 시스템을 개략적으로 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 의한 모의운전연습기의 세부 구성도
도 4는 본 발명의 연계모듈과 신호연동제어장치의 소프트웨어 인터페이스
도 5는 본 발명에 의한 모의운전연습기들의 신호연동제어 순서도
도 6은 본 발명의 모의운전연습기들이 ATS 구간에서 신호를 변경한 상태를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 모의운전연습기들이 ATC구간에서 신호를 변경한 상태를 보여주는 도면
도 8은 본 발명에서 5대의 모의운전연습기를 서로 연동하여 운영중인 신호연동장치의 화면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:모의운전연습기 10, 110:선로 영상시스템
20, 120:교관석 시스템 30, 130:호스트 컴퓨터
40, 140:모션 시스템 50, 150:음향 시스템
60, 160:선로정보 현시 시스템 70, 170:하드웨어 인터페이스
80, 180:운전실 131:연계모듈
200:신호연동제어장치 210:신호연동제어프로그램
220:저장모듈

Claims (8)

  1. 네트워크를 통해 신호연동제어장치(200)와 접속된 후, 제어명령에 따라 차량의 운행조건 제한 속도를 변경시키며 선로 영상에 현시 되는 신호기 상태를 변경시켜 현실 세계의 신호시스템의 상태와 동일하게 시뮬레이션하는 다수의 모의운전연습기(100)와;
    상기 다수의 모의운전연습기(100)의 호스트 컴퓨터(130)에 탑재되어 훈련중인 모의운전연습기(100)의 훈련 시작정보, 선택된 노선 정보, 노선에서의 열차위치(거리정보)를 실시간으로 송신하고, 상기 신호연동제어장치(200)로부터 수신된 신호 제어 명령을 처리하는 연계모듈(131)과;
    상기 다수의 모의운전연습기(100)와 신호연동제어장치(200) 사이에서 정보를 교환할 수 있도록 통신네트워크로서의 기능을 수행하는 네트워크와;
    상기 네트워크에 접속하여 훈련중인 다수의 모의운전연습기(100)들로부터 운행정보를 수신한 뒤, 동일한 노선에서 시뮬레이션을 수행하는 모의운전연습기(100)들을 상호 연동시키기 위한 환경을 제공하는 신호연동제어장치(200)와;
    상기 신호연동제어장치(200)에 탑재되어 신호연동제어장치(200)의 전체적인 동작을 제어하는 한편, 상기 연계모듈(131)로부터 모의운전연습기(100)의 신호연동제어에 필요한 정보를 수집 분석하여 각각의 모의운전연습기(100) 전방의 신호 상태 제어를 위한 명령과 차상 신호시스템인 ATC/ATS에서 과속검지 또는 운전실(180) 인디게이터에 제공되는 신호정보와 열차의 선로 영상시스템(110)에 현시되는 신호 상태 값을 제공하는 신호연동제어프로그램; 및
    상기 신호연동제어프로그램(210)에 필요한 시스템 데이터와 전체 노선의 선로 및 신호데이터베이스가 기록된 저장모듈(220)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호연동제어장치(200)는 훈련중인 모든 모의운전연습기(100)의 훈련상태를 한눈에 확인할 수 있도록 모니터 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터 화면은 기본적인 선로정보(선로의 구배, 역간거리, 신호기 위치, 폐색구간의 제한속도)와, 훈련중인 다수의 모의운전연습기(100)의 열차운행정보를 한눈에 확인할 수 있도록 화면을 분할하여 구성하고,
    선로(구배 및 곡율)정보를 표시하고, 노선상의 열차위치 심볼과 열차 및 전동차의 차량 편성번호를 표시하며, 신호기의 상태 및 해당 신호기의 상태에 따라 신호기 뒤쪽의 폐색구간의 제한속도를 표시하고, 노선 진행방향과 각 모의운전연습기(100)가 연동하여 운영되는지 그렇지 않고 독립적으로 운영되는지를 표시하며, 열차 뒤의 폐색구간이 열차 위치에 따라 연속적으로 제한속도가 변하는 것을 표시함을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템.
  4. TCP/IP 네트워크를 통해 열차 및 전동차 모의운전연습기(100) 다수 개를 연동하여 운영함에 있어서,
    신호연동제어장치(200)가 네트워크에 접속한 후 모의운전연습기(100)의 접속을 대기하는 R-1단계와;
    교관이 교육생의 훈련을 시작하기 위해 모의운전연습기(100)의 연계모듈(131)을 호출하여 해당 모의운전연습기(100)를 시스템에 접속하도록 요청하는 R-2단계와;
    연계모듈(131)로부터 접속요청을 받은 신호연동제어장치(200)가 네트워크에 모의운전연습기(100)를 접속한 다음, 이를 확인하는 메시지를 연계모듈(131)로 전송하는 R-3단계와;
    신호연동제어장치(200)가 현재의 신호기 상태정보를 전송하고, 모의운전연습기(100)가 신호상태 정보를 상기 연계모듈(131)로부터 수신된 정보로 세팅하는 R-4단계와;
    교관이 교관석 시스템(120)으로 훈련계획을 입력하여 훈련 프로그램이 실행될 때, 연계모듈(131)이 훈련 시작정보와 선택된 노선정보 및 열차운행정보를 수집하여 신호연동제어장치(200)로 전송하고, 신호연동프로그램이 수신한 정보를 저장 하여 다른 모의 운전연습기에서 수신한 데이터와 비교하여 동일 노선상의 신호기 상태를 판단하는 R-5단계와;
    신호연동제어장치(200)가 각각의 모의운전연습기(100) 전방의 신호제어 명령을 해당 연계모듈(131)로 송신하고, 모의운전연습기(100)가 연계모듈(131)로부터 수신받은 정보를 저장한 뒤, 신호제어 명령에 따라 차량의 운행조건 제한속도를 변경시키며 선로 영상에 현시되는 신호기 상태를 변경하는 R-6단계와;
    상기 R-5단계와 R-6단계를 훈련시간 동안 반복하여 실행하고 훈련이 종료될 때, 해당 모의운전연습기(100)가 훈련내용 전송 완료신호를 신호연동제어프로그램(210)으로 송신하는 R-7단계와;
    상기 R-7단계에서 모의운전연습기(100)로부터 훈련종료 신호가 전송되면 신호연동제어프로그램(210)이 해당 모의운전연습기(100)의 접속을 해제하는 R-8단계와;
    신호연동제어프로그램(210)이 네트워크에 대기하고 훈련을 종료한 모의운전연습기(100)로부터 재훈련 신호가 전송된 때 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행하는 R-9단계; 및
    모든 모의운전연습기(100)의 훈련이 종료된 때 순서대로 해당 모의운전연습기(100)의 접속을 차례대로 해제한 뒤, 다시 R-1단계 내지 R-8단계를 반복하여 수행하는 R-10단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 R-5단계에서 훈련 시작정보와 노선정보 및 열차운행정보는 모의운전연습기(100)의 식별코드, 선로 식별코드, 열차위치(거리)정보, 열차 전장(차량 총거리), 현재 신호기 상태, 현재 고장발생 상태, 전철기 식별 번호, 및 전철기 상태정보인 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 R-5단계는 신호연동제어프로그램(210)으로 사전에 접속되어 훈련중인 다른 모의운전연습기(100)들로부터 훈련 시작정보와 노선정보 및 열차운행정보를 실시간으로 전송받아 모의운전연습기(100)의 식별코드로 데이터를 분류하여 저장모듈(220)에 저장하고, 선로 식별코드로 동일 선로상을 운행중인 모의운전연습기(100)들을 분류한 뒤, 저장모듈(220)에 기록되어 있는 선로 및 신호 데이터베이스 정보를 기초로 동일 노선상에서 훈련중인 모의운전연습기(100)들의 열차위치정보, 열차 전장, 현재 신호기 상태, 현재 고장발생 상태,및 전철기 상태정보를 비교하여 전체 노선별 신호기 상태를 변경하는 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 R-6단계의 신호제어 명령은 신호기 식별번호, 신호기 상태, 속도코드로 이루어진 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 R-6단계는 모의운전연습기에서 신호기 상태정보를 ATS속도제어 신호로 사용하고, 상기 속도코드정보는 모의운전연습기에서 ATC속도제어 신호로 사용하여 선로정보 현시 시스템(160)으로 출력하고, 스크린 표시정보로 사용하여 선로 영상시스템(110)으로 출력하는 것을 특징으로 하는 열차 및 전동차 다수 모의운전연습기 신호연동제어 시스템의 운영방법.
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