KR20120072183A - 열차 운행 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

다양한 유형의 열차에 범용적으로 적용 할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 열차 운행 시뮬레이션을 위한 파라미터 데이터, 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제1 시나리오 데이터, 및 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제2 시나리오 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 생성하는 철도 네트워크 편집 장치; 및 상기 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 가상의 철도 네트워크를 구축하고, 상기 파라미터 데이터 및 상기 제1 시나리오 데이터에 따라 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하되, 비상 상황 이벤트가 발생되면 상기 파라미터 데이터 및 제2 시나리오 데이터에 따라 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하여 시뮬레이션 결과 데이터를 생성하는 시뮬레이션 장치를 포함한다.

Description

열차 운행 시뮬레이션 시스템{System for Simulating Train Operation}

본 발명은 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 열차 운행 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

고성능 컴퓨터의 보급 증가와 컴퓨터 그래픽 기술의 비약적인 발전에 힘입어, 현실의 현상 또는 사건을 모델링 하여 가상으로 수행시키는 시뮬레이션 (Simulation)이 널리 이용되고 있다. 시뮬레이션은 비용과 시간을 절감시켜 줄 뿐 아니라 실제 상황에서 할 수 없는 가상적인 시험(또는 실험)을 수행하기도 하며, 또한, 다양한 장르의 게임으로도 사용되고 있다.

최근 철도 시스템의 확장 및 경량전철이나 PRT(Personal Rapid Transit)와 같은 무인형 열차의 도입으로 인해 철도에서 발생되는 상황을 시뮬레이션(Simulation)할 수 있는 열차 운행 시뮬레이션 시스템이 주목 받고 있다.

그러나, 일반적인 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 경우, 시뮬레이션 시스템의 설계 시, 특정 유형의 열차를 대상으로 타겟팅되어 설계되기 때문에 해당 유형의 열차에만 국한되어 이용될 수 밖에 없다.

따라서, 새로운 유형의 열차가 도입되거나 철도망 구성이 변경되는 경우 모든 시뮬레이션 시스템을 새롭게 설계하여야 하는 불편함이 있고, 새로운 시스템의 개발 및 설계를 위해서는 막대한 비용, 시간, 및 인력이 요구된다는 문제점이 있다.

또한, 일반적인 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 경우, 정상 상황에서 열차의 운행을 시뮬레이션 할 수 있었을 뿐 사고가 발생하는 등과 같은 비상 상황에서 열차의 운행을 시뮬레이션 할 수 없었고, 정상 상황에서 열차의 운행을 시뮬레이션함에 있어서도 차량기지와 본선을 종합적으로 시뮬레이션 할 수 없었다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 유형의 열차에 범용적으로 적용 하거나 차량기지와 본선을 종합적으로 시뮬레이션 할 수 있는 열차 운행 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 정상 상황뿐만 아니라 비상 상황까지 시뮬레이션 할 수 있는 열차 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 포함하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은 차량기지와 본선을 포함하는 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 열차 운행 시뮬레이션을 위한 파라미터 데이터, 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제1 시나리오 데이터, 및 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제2 시나리오 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 생성하는 철도 네트워크 편집 장치; 및 상기 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 가상의 철도 네트워크를 구축하고, 상기 파라미터 데이터 및 상기 제1 시나리오 데이터에 따라 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하되, 비상 상황 이벤트가 발생되면 상기 파라미터 데이터 및 제2 시나리오 데이터에 따라 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하여 시뮬레이션 결과 데이터를 생성하는 시뮬레이션 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은, 특정 유형의 열차에만 국한되지 않고 다양한 유형의 열차에 범용적으로 적용 될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은, 다양한 유형의 열차에 범용적으로 적용 가능하기 때문에 새로운 유형의 열차가 도입된다 하더라도 작은 비용, 시간, 및 인력의 투입만으로도 능동적으로 대처할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은, 차량기지와 본선을 개별적으로 시뮬레이션 할 수 있을 뿐만 아니라 차량기지와 본선을 동시에 시뮬레이션 할 수 있기 때문에 본선과 차량기지의 운영대안을 종합적으로 검증할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템은, 정상 상황뿐만 아니라 비상 상황까지 시뮬레이션 할 수 있기 때문에, 다양한 환경 하에서의 열차의 운행을 분석할 수 있고, 이로 인해 시뮬레이션 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 개략적인 블럭도.
도 2는 도 1에 도시된 철도 네트워크 편집장치의 개략적인 블럭도.
도 3은 철도망 데이터를 생성하는 방법을 도식화하여 보여주는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 시뮬레이션 장치의 개략적인 블럭도.
도 5는 도 4에 도시된 가상 철도 네트워크 구축모듈의 개략적인 블럭도.
도 6은 도 4에 도시된 시뮬레이션 모형 결정모듈의 개략적인 블럭도.
도 7은 도 1에 도시된 리포팅 장치의 개략적인 블럭도.
도 8은 도 1에 도시된 애니메이션 장치의 개략적인 블럭도.
도 9는 도 8에 도시된 열차 이동 상태 생성 모듈의 개략적인 블럭도.
도 10은 도 8에 도시된 열차 경로 상태 데이터 생성 모듈의 개략적인 블럭도.
도 11은 도 8에 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈의 개략적인 블럭도.
도 12는 도 1에 도시된 데이터베이스 관리 장치의 개략적인 블록도.
도 13은 도 1에 도시된 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 물리 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 개략적인 블럭도이다. 도 1에 도시된 열차 운행 시뮬레이션 시스템(100)은 선로 상에서 이동하는 열차의 운행을 시뮬레이션함에 있어서 철도 네트워크 구성을 위한 다양한 데이터의 입력, 시뮬레이션의 수행, 및 시뮬레이션 결과에 대한 리포트 작성 등의 작업을 용이하게 해준다.

특히, 본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템(100)은, 시뮬레이션 대상이 되는 열차의 유형(예컨대, 경량전철, 중량전철, 모노레일, PRT(Personal Rapid Train) 등)에 따라 적응적으로 적용될 수 있는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 철도 네트워크 편집장치(110), 시뮬레이션 장치(120), 시뮬레이션 결과 출력장치(130), 및 데이터베이스 관리 장치(160)를 포함한다.

철도 네트워크 편집장치(110)는 디지털 영상화된 지도 또는 미리 정해진 형식의 도면 파일 상에서 GUI(Graphic User Interface)를 통해 입력되는 정보를 통해 가상의 철도 네트워크 구축을 위한 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 운행 관련 데이터, 시뮬레이션에 필요한 파라미터 데이터, 및 시나리오 데이터를 생성한다.

철도 네트워크 편집장치(110)는, 생성된 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 운행 관련 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 파라미터 데이터, 및 시나리오 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통하여 데이터베이스(170)에 저장한다.

이하에서는, 이러한 철도 네트워크 편집장치(110)를 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 네트워크 편집장치의 개략적인 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 철도 네트워크 편집장치(110)는 전처리 모듈(210), 철도망 데이터 생성 모듈(220), 철도 시설물 생성 모듈(230), 운행 관련 데이터 생성 모듈(240), 파라미터 데이터 생성 모듈(250), 및 시나리오 데이터 생성 모듈(260)을 포함한다.

먼저, 전처리 모듈(210)은 지도 데이터를 디지털 형태로 변환하는 것으로서, 일 실시예에 있어서, 전처리 모듈(210)은 지도 데이터를 스캐닝함으로써 디지털 영상화된 형태의 지도 데이터로 변환할 수 있다. 전처리 모듈(210)은 지도 데이터를 디지털 영상화된 지도 데이터로 변환함에 있어서, 디지털 영상화된 지도 상에 생성될 철도망과의 대비를 위해 디지털 영상화된 지도를 열화(Degrading)시키는 작업을 수행할 수 있다.

상술한 실시예에 있어서는 전처리 모듈(210)이 지도 데이터를 디지털 영상화된 형태로 변환하는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서 디지털 형태로 제작된 지도 데이터를 외부로부터 수신할 수도 있으므로, 이러한 경우 전처리 모듈(210)은 디지털 형태의 지도 데이터를 수신하여 열화시키는 작업만을 수행할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따른 전처리 모듈(210)은, 미리 정해진 형식의 도면 파일을 이용하여 철도망 데이터 또는 철도 시설물 데이터 중 일부를 미리 생성할 수 있다. 이때, 미리 정해진 형식의 도면 파일은 GIS분야에서 사용하는 SHP파일이나 CAD 파일일 수 있다.

구체적으로, 전처리 모듈(210)은, 미리 정해진 형식의 도면 파일에 포함된 복수개의 레이어들 중 철도망을 구성하게 될 선로, 분기기, 및 신호기와 철도 시설물 중 적어도 하나가 포함된 레이어를 추출하고, 추출된 레이어에 포함된 철도 노선, 분기기, 신호기, 및 철도 시설물로부터, 선로를 구성하게 될 노드 및 링크의 위치정보 및 속성정보, 신호기의 위치정보 및 속성정보, 분배기의 위치정보 및 속성정보, 또는 철도 시설물의 위치정보 및 속성정보를 획득할 수 있다.

다음으로, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 미리 정해진 형식의 도면 파일을 화면상에 출력하고, 마우스나 키보드와 같은 입력수단(미도시)을 통해 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 미리 정해진 형식의 도면 파일상에서 입력되는 철도망 생성요청을 수신하며, 수신된 철도망 생성요청에 상응하여 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 도면 파일 상에 철도망을 그래픽 형태로 생성한다.

이때, 철도망을 구성하는 철노 노선은 복수개의 노드 및 복수개의 노드를 연결하는 적어도 하나의 링크로 구성된다. 즉, 화면상에 배경으로 출력된 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 도면 파일에 표시되어 있는 실제 철도망 상에서 입력수단을 이용하여 노드 또는 링크 생성이 요청되면, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 노드 또는 링크 생성이 요청된 위치에 노드 또는 링크를 그래픽적으로 생성하는 것이다.

일 실시예에 있어서, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 노드 또는 링크를 생성함에 있어서 노드 또는 링크를 토폴로지(Topology)형태로 생성할 수 있다.

이러한 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 도 2에 도시된 바와 같이, 선로 데이터 생성부(222), 신호기 데이터 생성부(224), 및 분기기 데이터 생성부(226)를 포함한다.

먼저, 선로 데이터 생성부(222)는 화면 상에서 링크 또는 노드를 생성함으로써 선로를 생성하고, 생성된 선로에 입력되는 위치정보 및 속성 정보를 이용하여 선로 데이터를 생성한다.

이때, 선로 데이터 생성부(222)는, 디지털 영상화된 지도 또는 도면 파일 상에 생성된 노드 및 링크의 기하학적인 좌표정보를 이용해서 노드 및 링크의 위치정보를 획득하거나, 토폴로지 형태로 생성되어 화면상에 출력된 노드 또는 링크의 선택에 의해 제공되는 데이터 입력창을 통해 노드 및 링크의 위치정보를 획득할 수 있다.

즉, 선로 데이터 생성부(222)는 노드 및 링크의 속성정보를 획득하기 위해, 화면상에 출력되는 노드 또는 링크가 입력수단을 통해 선택되면, 콤보박스나 텍스트 박스와 같은 데이터 입력창을 제공하고, 데이터 입력창을 통해 입력되는 데이터를 해당 노드 또는 링크의 속성정보로 이용하여 선로 데이터를 생성하게 된다.

이때, 노드의 속성정보는 노드의 종류, 노드의 위치, 분기기와의 연결정보, 신호기와의 연결정보, 또는 각종 부가정보 등을 포함한다. 여기서, 노드의 종류에는 연결노드, 종단노드, 분기노드, 역사노드, 출고노드, 입고노드, 또는 반환노드가 있다.

또한, 링크의 속성정보는 해당 링크에 상응하는 선로 정보, 블록(열차가 정차하는 구간) 정보, 폐색정보, 작업정보, 또는 전력 공급 정보 등을 포함한다.

다음으로, 신호기 데이터 생성부(224)는 화면 상에서 신호기를 생성하고, 생성된 신호기의 위치정보 및 속성정보를 입력함으로써 신호기 데이터를 생성한다.

또한, 분기기 데이터 생성부(226)는, 화면 상에서 분기기를 생성하고, 생성된 분기기의 위치정보 및 속성정보를 입력함으로써 분기기 데이터를 생성한다.

이러한 철도망 데이터 생성 모듈(220)이 화면 상에서 철도망 데이터를 생성하는 과정을 도 3a을 참조하여 설명한다.

철도망 데이터 생성 모듈(220)은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 도면 파일 상에 표시되어 있는 실제 철도망 상에서 입력수단을 통해 N1 내지 N4 노드의 생성 요청과 각 노드간의 제1 내지 제3 링크(L1, L2, L3) 생성 요청이 수신되면, 4개의 노드와 각 노드간의 3개의 링크를 토폴로지 형태로 생성한다.

또한, N1 노드와 N2 노드간의 제1 링크(L1)에 열차가 정차할 수 있는 공간인 블록 생성 요청이 수신되면 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 제1 링크(L1)에 블록(B1)을 생성한다. 여기서, 블록(B1)은 주로 차량기지내 작업공간, 유치선내 정차공간, 주박공간, 역내 정차공간 등을 포함하는 개념이다.

또한, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 제1 내지 제3 링크(L1, L2, L3) 상에 신호기 생성 요청이 수신되면 제1 내지 제3 링크(L1, L2, L3) 상에 신호기(S1, S2, S3)를 각각 생성하고, N2에 대해 분기 생성 요청이 수신되면 분기기 생성을 통해 N2노드가 분기노드가 되도록 한다. 이러한 분기 정보는 열차 이동시 신호기와 분기기 사이에 대한 상관관계를 정의하며, 분기기 연결상태에 따른 신호기의 운영을 위한 기초 자료로 활용된다.

이후, 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 도 3a에 도시된 바와 같은 토폴로지 형태의 노드 및 링크가 화면에 출력된 후 입력 수단을 통해 N1노드가 선택되면, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 N1노드의 속성정보를 입력할 수 있는 콤보박스 또는 텍스트 박스와 같은 입력창을 제공한다. 입력수단을 통해 입력창에 해당 노드가 종단노드라는 정보가 입력되면 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 N1노드는 종단노드라는 속성정보를 획득하게 된다. 동일한 방법을 통해 N2는 분기노드, N3는 출고노드, N4는 종단노드라는 속성정보를 획득할 수 있고, N2 노드는 N2 노드에 연결되는 분기기 ID와 신호기 ID 정보도 획득할 수 있게 된다.

철도망 데이터 생성 모듈(220)의해 생성된 철도망 데이터는 후술할 시뮬레이션 장치(120)에 의해 가상의 철도 네트워크 구축에 이용된다. 구체적으로, 시뮬레이션 장치(120)는 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 도 3a에 도시된 바와 같은 철도망 데이터를 이용하여 도 3b에 도시된 바와 같은 가상의 철도 네트워크를 구축하게 된다.

일 실시예에 있어서 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 철도망 데이터를 생성함에 있어서 철도망 생성 작업이 보다 용이하게 수행되도록 하기 위해 다양한 부가 기능들을 제공할 수 있다. 예컨대, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 철도망 생성을 위한 화면을 쉽게 볼 수 있도록 하기 위해, 전체화면보기 기능, 미니맵 보기 기능, 패닝이동 기능, 확대축소 기능, 인쇄 미리보기 기능, 맵화면 인쇄 기능, 화면 내보내기 기능, 배경이미지 불러오기 기능, 및 팝업식 제어기능 등을 제공할 수 있다.

또한, 철도망 데이터 생성 모듈(220)은 노드나 링크 등을 포함하는 객체를 보다 쉽게 볼 수 있도록 하기 위해, 노드 ID보기 기능, 링크 ID 보기 기능, ID 폰트 최적화 기능, 링크두께 최적화 기능, 링크헤드 최적화 기능, 모드별 객체 색상관리 기능 및 그래픽 객체 찾기 기능 등을 제공할 수도 있다.

다시 도 2를 참조하면, 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)은 차량기지나 주박기지 등과 같이 철도 네트워크 상에 존재하는 다양한 철도 시설물 데이터를 생성한다.

구체적으로, 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)은 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 도면 상에서 해당 철도 시설물의 선택에 의한 철도 시설물의 생성 요청 또는 도형 형태로 입력되는 철도 시설물에 대한 생성 요청에 따라 해당 철도 시설물을 생성하고, 해당 철도 시설물에 대한 위치정보 및 속성정보를 입력함으로써 철도 시설물 데이터를 생성한다.

이러한 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)은, 전력관련 철도 시설물 데이터를 생성하는 전력시설 데이터 생성부(232), 차량기지내의 작업관련 시설물 데이터를 생성하는 작업시설 데이터 생성부(234), 및 본선의 역사관련 시설물 데이터를 생성하는 역사시설 데이터 생성부(234)를 포함한다.

여기서, 차량기지내 작업이라 함은 정지식 차체세척, 이동식 차체세척, 도착점검, 차체세척, 소청소, 중청소, 대청소, 기취, 일상검사, 월상검사, 차륜전삭, 3년검사, 6년검사, 시운전등을 포함한다.

다음으로, 운행 관련 데이터 생성 모듈(240)은, 열차 운행 시뮬레이션에 이용될 운행 관련 데이터를 생성하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242), 열차 데이터 생성부(244), 및 승객 수요 데이터 생성부(246)를 포함한다.

열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성하는 것으로서, 여기서, 열차 운행 스케쥴 데이터는 차량기지나 주박기지로부터 입출고되는 열차와 본선내에서 회차하는 열차의 운행 스케쥴 데이터로 구분할 수 있고, 이러한 열차 운행 스케쥴 데이터는 역사간 이동순서와 각 역사에서 열차의 출발시각으로 구성된 순서쌍으로 이루어진다.

일 실시예에 있어서, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는, 열차 운행 스케쥴 데이터를 3 단계로 구분하여 생성할 수 있다. 이를 위해, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는, 열차 운행 스케쥴 데이터가 3단계에 걸쳐 생성될 수 있도록 하기 위한 템플릿을 사용자에게 제공할 수 있다.

구체적으로, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는 템플릿을 통해 입력되는 역사간 이동순서와 각 역사에서 열차 별 출발시각에 대한 Offset(출발 시각 차이)값을 순서쌍으로 구성함으로써 제1 단계의 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성한다.

다음으로, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는, 템플릿을 통해 입력되는 최초 역사에서의 출발 시각을 제1 단계의 열차 운행 스케쥴 데이터에 추가로 할당함으로써 실제 1일 열차 운행 스케쥴인 제2 단계 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성한다.

다음으로, 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)는, 템플릿을 통해 입력되는 열차의 운행번호를 제2 단계의 열차 운행 스케쥴 데이터 별로 할당함으로써 최종적인 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성한다.

이와 같이 본 발명의 경우, 막대한 양의 열차 운행 스케쥴 데이터를 단계적으로 생성할 수 있어, 1일 열차 운행 스케쥴 데이터를 보다 빠르게 생성할 수 있다.

열차 데이터 생성부(244)는 가상의 철도 네트워크 상에서 운행될 열차 데이터를 생성하는 것으로서, 일 실시예에 있어서, 열차 데이터 생성부(244)는 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)와 동일하게 열차 데이터를 3 단계에 걸쳐 생성할 수 있다.

구체적으로, 열차 데이터 생성부(244)는 템플릿을 통해 입력되는 1량의 객차에 대한 제원정보 및 가감속 프로파일 등을 이용하여 제1 단계의 열차 데이터를 생성한다.

다음으로, 열차 데이터 생성부(244)는, 템플릿을 통해 입력되는 열차 조합 요청에 따라 제1 단계의 열차 데이터를 기초로 객차 1량의 열차들을 조합하여 열차 편성을 구성함으로써 제2 단계의 열차 데이터를 생성한다.

여기서, 열차 편성이란 모터가 장착되어 있는 객차와 모터가 장착되지 않은 객차들을 서로 조합함으로써 철도 네트워크 상에서 운행과 제어가 가능한 하나의 열차 단위를 의미한다.

다음으로, 열차 데이터 생성부(244)는, 철도 네트워크 상에서 실제 운행할 열차 대수만큼 제2 단계의 열차 데이터를 복제하고, 템플릿을 통해 입력되는 열차 고유 번호를 각각의 제2 단계의 열차 데이터에 할당함으로써 최종적인 열차 데이터를 생성한다.

이와 같이, 본 발명은, 단계적인 열차 정보의 입력을 통해 보다 빠르고 편리하게 열차 데이터를 생성할 수 있다.

다음으로, 승객 수요 데이터 생성부(246)는 각 역사 내에서 열차에 탑승하는 승객과 하차하는 승객에 대한 수요 데이터를 생성하는 것으로, 일 실시예에 있어서, 승객 수요 데이터 생성부(246)는, 각 역사간 기종점 표(O/D Table)형태로 입력되는 정보를 이용하여 승객 수요 데이터를 생성할 수 있다.

여기서, 승객 수요 데이터 생성부(246)는 승객 수요 데이터를 1일 승객 수요 데이터, 요일 별 승객 수요 데이터, 계절 별 승객 수요 데이터, 1년 승객 수요 데이터, 년도 별 승객 수요 데이터로 구분하여 생성할 수 있다. 이때, 승객 수요 데이터 생성을 위한 정보들은 입력 폼(Form)상의 테이블을 통해 직접 입력되거나 엑셀파일 불러오기 방식 등을 통해 입력될 수 있다.

한편, 승객 수요 데이터 생성부(246)는 승객 수요 데이터를 생성하는 작업을 용이하게 수행하기 위해 다양한 부가기능을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이러한 부가기능에는 그리드상 셀 찾기 기능, 그리드 영역 선택 기능, 영역 일괄 입력기능, 영역 일괄 연산 기능, 기종점별 색상 처리 기능, 편집 모드 정책 기능, 엑셀 불러오기 기능 및 엑셀 내보내기 기능 등이 포함된다.

파라미터 데이터 생성 모듈(250)은, 열차 운행 시뮬레이션의 환경설정을 위한 각종 정보를 수신함으로써 파라미터 데이터를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 파라미터 데이터 생성 모듈(250)에 의해 생성되는 파라미터 데이터에는 시뮬레이션 수행시간, 안정상태 시뮬레이션에서 시뮬레이션의 종료를 결정하는 조건인 안정상태 조건, 통계 및 확률 모수, 시뮬레이션 반복횟수, 및 시뮬레이션 수행을 위한 옵션정보가 포함될 수 있다. 즉, 파라미터 데이터에는 시뮬레이션에 이용되는 데이터 중 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 운행 관련 데이터, 및 시나리오 데이터를 제외한 데이터가 포함된다고 할 수 있다.

시나리오 데이터 생성 모듈(260)은 상술한 철도망 데이터, 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 파라미터 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 다양한 철도 환경에 대한 시나리오 데이터를 생성한다. 이때, 시나리오 데이터 생성 모듈(270)에 의해 생성된 시나리오 데이터에는 시나리오의 ID 또는 시나리오의 명칭이 포함될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 시나리오 데이터 생성 모듈(260)은 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션 수행을 위한 제1 시나리오 데이터와 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션 수행을 위한 제2 시나리오 데이터를 생성한다.

여기서, 정상 상황에서의 시뮬레이션을 위한 제1 시나리오 데이터에는 차량기지와 본선이 정상적으로 운영 가능한 상황에서 열차 운행 시뮬레이션을 수행하기 위한 시나리오를 의미하고, 비상 상황에서의 시뮬레이션을 위한 제2 시나리오 데이터에는 차량기지와 본선이 정상적으로 운영 가능하지 않은 상황에서 열차 운행 시뮬레이션을 수행하기 위한 시나리오를 의미한다.

구체적으로, 시나리오 데이터 생성 모듈(260)은 단일노선, 급행노선, 분기노선 등과 같은 노선 운영 전략 정보, 고정식 또는 폐쇄식 등과 같은 신호 운영 방식 정보, 열차간 안전유지 방식 정보, 첨두시 및 비첨두시 배차간격 정보, 목표 승객 서비스 수준 정보 등과 같은 다양한 정보들을 조합하여 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제1 시나리오 데이터를 생성한다.

또한, 시나리오 데이터 생성 모듈(260)은, 차량 기지내 열차고장, 시설물 고장, 본선내 열차고장, 열차사고, 역사사고, 전력공급중단, 통신기기고장 등과 같은 각종 사고 및 성능 저감과 같은 비상 상황 이벤트가 발생되면, 해당 비상 상황에 대한 다양한 대응 방안 타입 정보를 포함하도록 제2 시나리오 데이터를 생성한다. 여기서, 비상 상황에 대한 대응 방안 타입은, 시스템 일시 정지 방안, 비상 열차 투입 방안, 열차 부분 운행 방안, 및 시스템 정지 방안 등을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 제2 시나리오 데이터에는 비상 상황에 대한 대응 방안 타입 외에도, 비상 상황에서의 노선 운영 전략 정보, 신호 운영 방식 정보, 열차간 안전유지 방식 정보, 첨두시 및 비첨두시 배차간격 정보, 또는 목표 승객 서비스 수준 정보를 포함된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 시나리오 데이터 생성 모듈(260)은 제1 및 제2 시나리오 데이터를 생성함으로써 정상 상황뿐만 아니라 비상 상황에서도 열차 운행 시뮬레이션이 수행될 수 있도록 한다.

다음으로, 데이터 무결성 검증 모듈(270)은 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 철도망 데이터와 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)에 의해 생성된 철도 시설물 데이터, 파라미터 데이터 생성 모듈(250)에 의해 생성된 파라미터 데이터, 시나리오 데이터 생성 모듈(260)에 의해 생성된 제1 및 제2 시나리오 데이터의 무결성을 검증하는 역할을 수행한다.

이를 위해, 데이터 무결성 검증부(270)는 철도망 데이터에 대한 무결성을 검증하는 철도망 데이터 무결성 검증부(272), 철도 시설물 데이터에 대한 무결성을 검증하는 철도 시설물 데이터 무결성 검증부(274), 파라미터 데이터에 대한 무결성을 검증하는 파라미터 데이터 무결성 검증부(276), 제1 및 제2 시나리오 데이터에 대한 무결성을 검증하는 시나리오 데이터 무결성 검증부(278)를 포함한다.

철도망 데이터 무결성 검증부(272)는 철도망 데이터 생성부(220)에 의해 생성된 철도망 데이터 중 선로 데이터의 무결성을 검증한다. 즉, 선로 데이터에 포함된 노드 또는 링크의 위치정보를 참조하여 선로를 구성하는 노드와 링크간의 매칭에 대한 무결성을 검증한다.

다음으로, 철도 시설물 데이터 무결성 검증부(274)는 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)에 의해 철도 시설물 데이터가 생성되면, 이를 바탕으로 철도 시설물이 위치한 링크와의 매칭에 대한 무결성을 검증한다.

다음으로, 파라미터 데이터 무결성 검증부(276)는 파라미터 데이터 생성부(250)에 의해서 파라미터 데이터가 생성되면, 이를 바탕으로 파라미터 데이터의 상한 또는 하한 값에 대한 무결성을 검증한다.

시나리오 데이터 무결성 검증부(278)는 제1 시나리오 데이터 및 제2 시나리오 데이터에 대해 시나리오 상에서 노드 및 링크 간의 매칭에 대한 무결성, 대안 노선에 대한 노드 및 링크 간의 매칭에 대한 무결성, 비상 상황 시 대응 방안 타입에 따른 노드 및 링크의 매칭에 대한 무결성을 검증한다.

데이터 무결성 검증 모듈(270)은 무결성 여부를 검증한 결과, 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 파라미터 데이터, 제1 시나리오 데이터, 또는 제2 시나리오 데이터에 대한 결함이 존재하는 경우, 알람 메시지 생성을 통하여 결함 발생 여부를 알림으로써 생성된 철도망을 수정하게 하거나 새로 생성할 수 있도록 하고, 철도망의 속성정보를 수정하거나 새로 생성할 수 있도록 하며, 파라미터 데이터, 제1 시나리오 데이터, 또는 제2 시나리오 데이터를 수정하거나 새로 생성할 수 있도록 한다.

데이터 정합성 검증 모듈(280)은 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 선로 데이터, 신호기 데이터, 및 분기기 데이터와 시나리오 데이터 생성 모듈(260)에 의해 생성된 제1 및 제2 시나리오 데이터, 운행 관련 데이터 생성 모듈(240)에 의해 생성된 운행 관련 데이터에 대한 정합성을 검증하는 역할을 수행한다.

이를 위해, 데이터 정합성 검증 모듈(280)은 선로 곡률에 대한 정합성을 검증하는 선로 곡률 데이터 정합성 검증부(282), 신호기 데이터에 대한 정합성을 검증하는 신호기 데이터 정합성 검증부(284), 분기기 데이터에 대한 정합성을 검증하는 분기기 데이터 정합성 검증부(286), 열차 운행 스케쥴 데이터에 대한 정합성을 검증하는 열차 운행 스케쥴 데이터 정합성 검증부(288), 및 열차 데이터에 대한 정합성을 검증하는 열차 데이터 정합성 검증부(289)를 포함한다.

먼저, 선로 곡률 데이터 정합성 검증부(282)는 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 선로 데이터가 생성되면, 생성된 선로 데이터에 해당하는 선로의 곡률 데이터에 대한 정합성을 검증한다. 즉, 선로 데이터 중 곡선 선로가 열차 데이터 생성부(244)에 의해 생성된 열차 데이터를 기반으로 실제 열차가 주행이 가능한 곡률을 갖고 있는지 여부를 검증한다

다음으로, 신호기 데이터 정합성 검증부(284)는, 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 신호기 데이터에 대해서 신호기와 해당 신호기에 연결된 링크 간의 논리관계에 대한 정합성을 검사하고, 신호기와 이웃 신호기간의 정합성, 및 신호기가 위치해야 하는 지점에서 신호기의 누락 여부에 대한 정합성을 검증한다.

다음으로, 분기기 데이터 정합성 검증부(286)는 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 분기기 데이터에 대해서 분기기와 해당 분기기에 연결된 링크 간의 논리관계에 대한 정합성을 검사하고, 분기기와 이웃 분기기간의 정합성, 및 분기기가 위치해야 하는 구간에서 분기기의 누락 여부에 대한 정합성을 검증한다.

다음으로, 열차 운행 스케쥴 데이터 정합성 검증부(288)는 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)에 의해 생성된 열차 운행 스케쥴 데이터에 대해서 열차 운행 스케쥴 데이터에 포함된 각 역사가 상하행별 열차 이동 순서와 정합성이 있는지 여부와, 열차 운행 스케쥴 데이터에 포함된 출발 시각이 선후행 열차간 충돌이 발생할 수 있는 위험성이 있는지 여부에 대한 정합성을 검증한다.

열차 데이터 정합성 검증부(289)는 열차 데이터 생성부(244)에 의해 생성된 열차 데이터에 해당하는 열차가 실제 운행 가능한 형태의 열차인지 여부와 철도망 데이터 생성 모듈(220)에서 생성한 철도망 내에서 선로 구배 등을 고려하여 열차가 등반능력을 갖는지 여부 등에 대한 정합성을 검증한다.

데이터 정합성 검증 모듈(280)은 데이터 정합성을 검증한 결과, 선로 곡률 데이터, 신호기 데이터, 분기기 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 및 열차 데이터에 대한 정합성 결함이 발생하는 경우, 알람 메시지 생성을 통하여 정합성 결함발생 여부를 알림으로써 생성된 철도망을 수정하게 하거나 새로 생성할 수 있도록 하고, 철도망의 속성정보를 수정하거나 새로 생성할 수 있도록 하며, 열차 운행 스케쥴 데이터 또는 열차 데이터를 수정하거나 새로 생성할 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 경우, 열차의 유형에 변경되는 경우, 철도 네트워크 편집 장치(110)를 통해 생성되는 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 또는 열차 데이터 등만 다시 생성하면 되므로 시뮬레이션 시스템 전체를 새롭게 설계해야 할 필요가 없어 다양한 유형의 열차에 범용적으로 적용할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 시뮬레이션 장치(120)는 철도 네트워크 편집 장치(110)에 의해 생성된 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 파라미터 데이터, 제1 시나리오 데이터, 및 제2 시나리오 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 시뮬레이션 결과를 생성하고, 생성된 시뮬레이션 결과를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)에 저장하는 것으로서, 이러한 시뮬레이션 장치(120)를 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 장치의 개략적인 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 장치(120)는 가상 철도 네트워크 구축 모듈(400), 시뮬레이션 모형 결정 모듈(410), 시뮬레이터 선택 모듈(420), 제1 시뮬레이터(430), 및 제2 시뮬레이터(440)를 포함한다.

먼저, 가상 철도 네트워크 구축 모듈(400)은, 철도 네트워크 편집장치(100)으로부터 수신되는, 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 가상의 철도 네트워크를 구축한다.

이러한 가상 철도 네트워크 구축 모듈(400)의 구성을 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 철도 네트워크 구축 모듈의 개략적인 블럭도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 가상 철도 네트워크 구축 모듈(400)은 가상 철도망 생성부(500), 가상 철도 시설물 생성부(510), 가상 열차 운행 스케쥴 생성부(520), 가상 열차 생성부(530), 및 가상 승객 생성부(540)를 포함한다.

먼저, 가상 철도망 생성부(500)는 철도망 데이터 생성 모듈(220)에 의해 생성된 철도망 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득하고, 이를 이용하여 노드 및 링크 형태로 구성되는 가상의 선로를 생성하고, 가상의 선로 상에 가상의 신호기 및 가상의 분기기를 생성한다.

다음으로, 가상 철도 시설물 생성부(520)는 철도 시설물 데이터 생성 모듈(230)에 의해 생성된 철도 시설물 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득하고, 이를 이용하여 가상 철도망 생성부(500)에 의해 생성된 철도망 상에 가상의 철도 시설물을 생성하고, 각 철도 시설물들의 속성 정보에 따라 각 철도 시설물들의 속성을 설정한다.

다음으로, 가상 열차 운행 스케쥴 생성부(520)는 열차 운행 스케쥴 데이터 생성부(242)에 의해 생성된 열차 운행 스케쥴 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득하고, 이를 이용하여 가상의 열차 운행 스케쥴을 생성한다.

예컨대, 가상 열차 운행 스케쥴 생성부(520)는 각 열차 운행 스케쥴 데이터 별로 역사 순서 및 역사별 출발시각, 운행번호의 쌍으로 가상의 열차 운행 스케쥴을 생성한다.

다음으로, 가상 열차 생성부(530)는 열차 데이터 생성부(244)에 의해 생성된 열차 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득하고, 이를 이용하여 가상의 열차를 생성하고, 생성된 열차의 속성을 설정한다.

예컨대, 가상 열차 생성부(530)는, 각 열차 데이터에 기초하여, 1량의 객차를 생성하고, 생성된 1량의 객체를 열차 편성에 따라 순서대로 조립한 후, 각 열차 편성에 열차 고유 번호를 할당함으로써 가상의 열차를 생성한다. 이후, 가상 열차 생성부(530)는 각각의 열차 마다 열차에 해당하는 무게, 견인력, 제동력, 저항계수 및 가감속 프로파일등 속성을 설정한다.

다음으로, 가상 승객 생성부(540)는 승객 데이터 생성부(246)에 의해 생성된 승객 수요 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득하고, 이를 이용하여 열차 운행 시뮬레이션에 이용될 가상의 승객을 생성하고 관련된 속성을 설정한다.

예컨대, 가상 승객 생성부(540)는 시간대별 승객 수요 데이터에 따라서 각 역사 별로 열차에 승하차할 가상의 승객을 생성한다. 이때, 가상 승객 생성부(540)는, 승객의 특성에 따라 승객의 속성을 여러 가지 유형으로 설정할 수 있으며, 승객의 유형에 따라 이동속도 이동패턴 등을 다르게 설정할 수 있다. 생성된 가상 승객은 각 역사에서 가상 열차에 탑승한 후 도착역에서 하차하게 된다.

다시 도 4를 참조하면, 시뮬레이션 모형 결정 모듈(410)은, 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 철도 네트워크의 유형 및 규모를 판단하고, 판단된 철도 네트워크의 유형 및 규모 중 적어도 하나에 따라 열차 운행 시뮬레이션에 이용될 시뮬레이션 모형을 결정한다.

이러한 시뮬레이션 모형 결정 모듈(410)의 구성을 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션 모형 결정 모듈의 개략적인 블럭도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 모형 결정 모듈(410)은 철도 네트워크 유형 판단부(600), 철도 네트워크 규모 판단부(610), 및 시뮬레이션 모형 선택부(620)를 포함한다.

먼저, 철도 네트워크 유형 판단부(600)는, 철도망 데이터 및 철도 시설물 데이터를 이용하여 철도 네트워크의 유형을 판단한다. 구체적으로 철도 네트워크 유형 판단부(600)는, 철도망 데이터 및 철도 시설물 데이터로부터 획득되는 차량기지, 본선, 및 주박기지 간의 연결관계에 따라 차량기지-본선, 차량기지-본선-주박기지, 차량기지-본선-지선, 차량기지-본선-차량기지-본선, 주박기지-본선-차량기지-본선-주박기지 등과 같이 차량기지, 본선, 및 주박기지의 수량 및 연결위치에 따라 네트워크 유형을 판단한다.

다음으로, 철도 네트워크 규모 판단부(610)는, 철도망 데이터로부터 획득되는 노드, 링크, 신호기, 및 분기기의 개수, 상기 철도 시설물 데이터로부터 획득되는 철도 시설물의 개수, 열차 운행 스케쥴 데이터로부터 획득되는 열차들의 운행 횟수, 열차 데이터로부터 획득되는 열차의 개수, 및 승객 수요 데이터로부터 획득되는 승객 수요의 양 중 적어도 하나에 따라 철도 네트워크의 규모를 판단한다.

다음으로, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 철도 네트워크의 유형 및 규모를 기초로 하여 시뮬레이션 모형을 선택한다. 일 실시예에 있어서, 시뮬레이션 모형 선택부(600)는, 거시(Macro)모형, 중간(Meso)모형, 미시(Micro)모형 중 어느 하나의 모형을 시뮬레이션 모형으로 선택하거나 상술한 모형들 중 2개 이상의 모형을 결합한 Hybrid(혼합모형) 모형을 시뮬레이션 모형으로 선택할 수 있다.

여기서, 거시(Macro) 모형은 개별 열차에 대한 움직임 보다는 철도의 총체적 묘사에 그 기반을 두는 것으로서 열차의 평균속도, 열차의 위치구간, 평균주행시간 등의 측정은 가능하나 열차의 시간대별 위치, 시간대별 주행속도, 시간대별 가감속 행태 등 세밀한 열차의 주행특성을 반영하는 한계가 있다.

중간(Meso)모형은 거시(Macro)모형과 미시(Micro)모형의 특성을 갖추고 이산과 연속적인 특성을 조합한 모형으로서, 개별 열차 단위 또는 군집 열차 단위로 분석할 수 있다.

미시(Micro) 모형은 개별 열차에 대한 연속적인 혹은 순간적인 속도와 위치 자료를 바탕으로 열차간 상호작용을 시뮬레이션 하는 것으로서, 열차 단위로 실제 철도망에서 어떻게 움직이는가에 대한 보다 현실적인 개념을 나타낼 수 있지만 많은 자료와 계산이 요구된다는 한계가 있다.

예컨대, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 철도 네트워크의 규모가 노드, 링크, 신호기, 및 분기기의 개수, 철도 시설물의 개수, 열차들의 운행 횟수, 열차의 개수, 및 승객 수요의 양의 합이 제1 임계치 이상이면, 시뮬레이션 모형으로 거시 모형을 선택할 수 있다.

또한, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 철도 네트워크의 규모가 노드, 링크, 신호기, 및 분기기의 개수, 철도 시설물의 개수, 열차들의 운행 횟수, 열차의 개수, 및 승객 수요의 양의 합이 제1 임계치보다 작고 제2 임계치 이상이면 시뮬레이션 모형으로 메조 모형을 선택할 수 있다.

또한, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 철도 네트워크의 규모가 노드, 링크, 신호기, 및 분기기의 개수, 철도 시설물의 개수, 열차들의 운행 횟수, 열차의 개수, 및 승객 수요의 양의 합이 제2 임계치보다 작으면 시뮬레이션 모형으로 미시 모형을 선택할 수 있다.

또한, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 철도 네트워크 유형에 따라 차량기지 분석이 목적인 경우 차량기지는 미시(Micro)모형을 본선은 거시(Macro)모형을 적용하거나, 본선 분석이 목적인 경우 차량기지는 거시(Macro)모형을 본선은 미시(Micro)모형을 적용할 수 있다. 이는 차량기지, 본선, 주박기지등 시뮬레이션 공간이 분리된 영역을 각각 미시(Micro)모형, 중간(Meso)모형, 거시(Macro)모형등 별도의 시뮬레이션 모형을 적용할 수 있는 것을 의미 한다.

또 다른 예로, 시뮬레이션 모형 선택부(620)는, 특정 역사 내에서의 열차 운행과 본선에서의 열차 운행을 동시에 시뮬레이션 하기 원하는 경우 특정 역사 내에서의 열차 운행 시뮬레이션에는 미시 모형이 적용되고, 본선에서의 열차 운행 시뮬레이션에는 거시 모형이 적용될 수 있도록 Hybrid(혼합모형) 모형을 시뮬레이션 모형으로 선택할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 시뮬레이터 선택 모듈(420)은, 비상 상황 이벤트 발생 여부에 따라 제1 시뮬레이터(430) 및 제2 시뮬레이터(440) 중 어느 하나의 시뮬레이터를 열차 운행 시뮬레이션을 위한 시뮬레이터로 선택한다.

즉, 시뮬레이터 선택 모듈(420)은 일반적으로는 제1 시뮬레이터(430)를 선택함으로써 정상 상황에서 열차 운행 시뮬레이션이 수행될 수 있도록 하고, 비상 상황 이벤트가 발생되면, 제2 시뮬레이터(440)를 선택함으로써 비상 상황에서 열차 운행 시뮬레이션이 수행되도록 한다.

이때 비상 상황 이벤트는 사용자에 의해 입력되거나 상기 이벤트 발생 모듈(480)로부터 입력될 수 있다.

다음으로, 제1 시뮬레이터(430)는, 시뮬레이터 선택모듈(420)에 의해 제1 시뮬레이터(430)가 선택되면, 철도 네트워크 편집장치(110)에 의해 생성된 파라미터 데이터 및 제1 시나리오 데이터에 따라 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 알고리즘을 실행하여, 시뮬레이션 결과 데이터를 생성한다. 이후, 생성된 시뮬레이션 결과 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)에 저장한다.

구체적으로, 제1 시뮬레이터(430)는 제1 시나리오 데이터에 따라 차량기지 제어 알고리즘, 주박기지 제어 알고리즘, 열차 주행 알고리즘, 승객 제어 알고리즘, 철도망 제어 알고리즘, 전력 제어 알고리즘, 안전제동거리 제어 알고리즘, 폐색구간 제어 알고리즘 중 적어도 하나를 실행함으로써 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하고, 시뮬레이션 결과 데이터를 생성한다.

여기서 차량기지 제어 알고리즘은 차량기지에 입고된 열차의 상태에 따라서 열차에 필요한 작업을 할당하는 알고리즘이고, 주박기지 제어 알고리즘은 주박기지로 입고된 열차의 상태에 따라서 열차에 필요한 작업을 할당하는 알고리즘이며, 작업수행 알고리즘은 차량기지 제어 알고리즘 또는 주박기지 제어 알고리즘에 의해 할당된 작업에 필요한 시간 및 소요 인력 등의 자료를 이용하여 작업을 수행하는 알고리즘이다.

열차 주행 알고리즘은, 열차 주행에 필요한 분기기, 신호기, 주변의 철도 시설물, 및 주행 중인 열차 선로의 상태 등에 따라 열차의 견인력, 제동력, 가감속 프로파일, 선로의 곡률, 구배, 주행 저항 등 열차의 주행속도에 영향을 미치는 다양한 요소를 결합하여 열차를 주행시키고, 열차의 현재 속도 및 위치를 업데이트 하는 알고리즘이다.

승객 제어 알고리즘은 각 승객의 열차 승하차 및 역사 내에서의 이동 등을 제어하는 알고리즘으로, 구체적으로 승객 제어 알고리즘은, 승객의 이동을 위한 이동경로를 설정하고 설정된 이동경로에 따라 승객을 이동시키는 알고리즘이다.

철도망 제어 알고리즘은 가상의 열차가 주행할 주행 경로에 포함된 선로에 대해 분기기, 신호기, 또는 철도 시설물 등의 상태를 변경하여 열차가 운행 가능 하도록 경로를 확보해 주는 알고리즘이다.

구체적으로, 철도망 제어 알고리즘은, 분기기 연결 상태의 변경에 따라 주행 중인 열차에게 통행에 대한 허가 및 불허가에 대한 상태를 제공해주기 위해 신호기의 상태를 변경하거나, 주행 경로에 포함된 선로 상에 존재하는 분기기를 열차가 주행가능 하도록 그 연결 상태를 변경한다.

여기서, 분기기의 연결 상태를 변경함에 있어서, 먼저 주행할 열차가 해당 분기기에 대한 우선권을 획득한 후 주행 경로에 맞도록 분기기 연결상태 변경을 요청하게 되고, 이후 분기기 연결 상태를 변경하기 위한 준비 시간이 경과하면 분기기의 연결 상태를 변경하게 된다.

분기기의 연결 상태를 변경하기 위한 준비시간 및 분기기 연결 상태 변경 시간 등은 파라미터 데이터 생성부(250)에 의해 생성된 파라미터 데이터에 따라 결정된다.

전력 제어 알고리즘은, 본선에 위치하는 각 전력 공급 지점으로부터의 전력 공급 영역을 설정하고, 해당 영역을 주행하는 열차에 대한 전력 공급을 제어하는 알고리즘이다. 이때, 전력 제어 알고리즘은 공급되는 전력, 열차의 주행 상태에 따른 소비 전력, 열차의 제동에 따른 회생 전력 등을 고려하여 전력 공급을 제어한다.

안전제동거리 제어 알고리즘은, 주행중인 열차와 선행 열차간의 속도차이나 열차간 거리 등과 같이 열차의 주행 속도에 영향을 미치는 다양한 요소를 고려하여 선행 열차가 급정시에도 주행중인 열차를 안전하게 정지시킬 수 있는 최소한의 안전제동거리를 계산하고, 주행중인 열차가 계산된 안전제동거리를 확보한 상태로 주행하는지 여부를 판단하여 최소안전제동거리를 확보하지 못하였을 경우 속도를 낮추어 최소안전제동거리를 확보 할 수 있도록 열차의 속도를 강제로 조정하는 알고리즘이다.

폐색 구간 제어 알고리즘은 주행 중인 열차의 안전을 위해 각 열차에 대한 폐색 구간을 설정하고, 설정된 폐색구간에 대한 침범여부를 판단하여 열차를 다음 폐색구간으로 주행 시킬 것인지 아니면 현재 구간에서 정지 시킬 것인지 여부를 판단하는 알고리즘이다.

이와 같이, 제1 시뮬레이터(440)는, 제1 시나리오 데이터에 따라 다양한 알고리즘을 이용하여 정상 상황에서의 열차 운행을 시뮬레이션 한다.

다음으로, 제2 시뮬레이터(440)는, 시뮬레이터 선택모듈(420)에 의해 제2 시뮬레이터(440)가 선택되면, 철도 네트워크 편집장치(110)에 의해 생성된 파라미터 데이터 및 제2 시나리오 데이터에 따라 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 알고리즘을 실행하여, 시뮬레이션 결과 데이터를 생성한다. 이후, 생성된 시뮬레이션 결과 데이터를 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)에 저장한다.

구체적으로, 제2 시뮬레이터(440)는 경로 탐색 모듈(460)에 부분 운행 경로가 생성되고, 비상 운행 스케쥴 생성 모듈(470)에 의해 비상 운행 스케쥴이 생성되면 제2 시나리오 데이터에 따라 차량기지 제어 알고리즘, 주박기지 제어 알고리즘, 열차 주행 알고리즘, 승객 제어 알고리즘, 철도망 제어 알고리즘, 전력 제어 알고리즘, 안전제동거리 제어 알고리즘, 폐색구간 제어 알고리즘 중 적어도 하나를 실행함으로써 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하고, 시뮬레이션 결과 데이터를 생성한다.

여기서, 차량기지 제어 알고리즘, 주박기지 제어 알고리즘, 열차 주행 알고리즘, 승객 제어 알고리즘, 철도망 제어 알고리즘, 전력 제어 알고리즘, 안전제동거리 제어 알고리즘, 및 폐색구간 제어 알고리즘은 상술한 제1 시뮬레이터(430) 부분에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치(120)의 경우, 제2 시뮬레이터(440)가 제2 시나리오 데이터에 따라 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하기 위해, 대응 타입 결정 모듈(450), 경로 탐색모듈(460), 및 비상 운행 스케쥴 생성 모듈(470)을 더 포함할 수 있다.

대응 타입 결정 모듈(450)은, 시뮬레이터 선택 모듈(420)에 의해 제2 시뮬레이터(440)가 선택되면, 비상 상황에 대한 대응 방안으로 제2 시나리오 데이터에 포함된 비상 상황에 대한 다양한 대응 방안(예컨대, 시스템 일시 정지 방안, 부분 운행 수행 방안, 시스템 정지 방안 등) 중 어느 하나의 대응 방안을 결정한다. 이때, 대응 방안의 선택은 발생된 비상 상황의 종류에 따라 결정될 수 있다.

예컨대, 특정 역사 내에 문제가 발생되어 해당 역사로의 열차의 출입이 통제되는 비상 상황이 발생된 경우, 대응 타입 결정 모듈(450)은 대응 방안으로 부분 운행 수행 방안을 결정할 수 있다.

다음으로, 경로 탐색모듈(460)은 대응 타입 결정 모듈(450)에 의해 부분 운행 수행 방안이 결정되면, 현재 운행되고 있는 본선의 노선을 운행이 불가능한 역사를 제외한 상태에서 분기기 연결 상태 등을 고려하여 열차의 회차가 가능한 부분 운행 구간을 탐색하여 부분 운행 경로를 생성하고, 생성된 부분 운행 경로를 제2 시뮬레이터(440)로 제공한다.

다음으로, 비상 운행 스케쥴 생성 모듈(470)은 경로 탐색 모듈(460)에 의해 생성된 부분 운행 경로에 따라 비상 운행 스케쥴을 생성하여 현재 주행중인 열차에 대해 설정되어 있는 열차 운행 스케쥴을 비상 운행 스케쥴로 대체한다.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치(120)의 경우, 제2 시뮬레이터(440)가 제2 시나리오 데이터에 따라 시뮬레이션을 수행하는 상황을 만들기 위해, 비상 상황 이벤트를 발생시키는 이벤트 발생 모듈(480)을 더 포함할 수 있다.

이러한 이벤트 발생 모듈(480)은, 비상 상황의 타입, 비상 상황이 발생될 시간, 및 비상 상황이 발생될 위치를 랜덤하게 조합하여 비상 상황 이벤트를 자동으로 발생시키고, 발생된 비상 상황 이벤트를 시뮬레이터 선택 모듈(420)로 제공한다.

상술한 실시예에 있어서는 이벤트 발생 모듈(480)에 의해 비상 상황 이벤트가 발생되는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 비상 상황 이벤트는 사용자에 의해 직접 입력 될 수 있으므로, 이러한 이벤트 발생 모듈(480)은 선택적으로 포함될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 시뮬레이션 결과 출력장치(130)는 시뮬레이션 장치(120)에 의해 생성된 시뮬레이션 결과 데이터를 출력하는 장치로써, 리포팅 장치(140) 및 애니메이션 장치(150) 중 적어도 하나를 포함한다.

도 1에서는 리포팅 장치(140) 및 애니메이션 장치(150)가 별개의 구성요소인 것처럼 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 리포팅 장치(140)와 애니메이션 장치(150)가 하나의 구성요소로 통합되어 구성될 수 있을 것이다.

먼저, 시뮬레이션 결과를 다양한 표나 그래프 형태로 출력하는 리포팅 장치(150)를 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리포팅 장치의 개략적인 블럭도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 리포팅 장치(140)는 데이터 검색 모듈(710) 및 검색결과 생성모듈(720)을 포함한다.

먼저, 데이터 검색 모듈(710)은 열차 운행 시뮬레이션 결과에 대한 검색요청이 수신되면, 검색요청에 포함된 질의어를 이용하여 데이터베이스(170)에서 해당 질의어에 상응하는 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터를 검색하고, 검색된 시뮬레이션 결과 데이터를 획득하여 검색결과 생성모듈(720)로 제공한다.

이때, 데이터 검색모듈(710)은 상술한 데이터베이스 관리장치(160)로 질의어를 전달함으로써 데이터베이스(170)에 대한 검색이 수행되도록 하고, 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 해당 질의어에 대한 철도 시뮬레이션 데이터를 수신할 수 있을 것이다.

일 실시예에 있어서, 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터는 상술한 시뮬레이션 장치(120)에 의해 생성되어 데이터베이스(170)에 저장되어 있는 것으로서, 열차주행결과 데이터, 열차운영결과 데이터, 열차안전제동거리 데이터, 차량기지 작업결과 데이터, 본선 승객 승하차 결과 데이터, 승객 서비스 수준 결과 데이터, 열차 운행 스케쥴 준수율 데이터, 전력사용량 데이터, 및 비상상황 대응결과 데이터 중 적어도 하나를 포함한다.

한편, 데이터 검색 모듈(710)은 텍스트 박스 또는 콤보 박스등 사용자에게 검색조건을 입력할 수 있는 수단을 제공함으로써 검색요청을 수신할 수 있고, 이때, 텍스트 박스 또는 콤보 박스등을 통해 입력될 수 있는 질의어로는 선로 ID, 역사 ID, 열차 ID, 운행번호, 운행시간, 작업종류, 검색기준시간 등이 있을 수 있다.

검색 결과 생성 모듈(720)은 데이터 검색 모듈(710)로부터 제공되는 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터를 이용하여 검색 결과를 시각적으로 생성한다.

이러한 시각적인 검색 결과는 숫자, 표, 그래프, 그림, 동영상 등과 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 이때, 그래프는 2차원 또는 3차원 형태로 생성될 수 있다. 즉, 3차원 형태의 그래프를 생성하는 경우, 검색결과 생성모듈(720)은, X축, Y축, 및 Z축을 형성하고 데이터 검색모듈(710)에 의해 제공된 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터를 이용하여 각 축의 값을 결정함으로써 3차원 형태의 그래프를 생성하게 되는 것이다.

일 실시예에 있어서 검색결과 생성모듈(720)은 상술한 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터로부터 획득되는 특정 운행번호에 대한 열차의 속도, 누적운행거리 주행결과, 열차 운행번호 별 시간별 안전제동거리, 차량기지내 작업종류별 작업결과 및 열차ID별 작업이력, 열차운행번호별 전력사용량 및 전력공급구간별 전력사용량, 비상상황 발생시 처리시간 및 부분운행 결과, 승객 승하차 결과 및 승객서비스 수준 등의 검색 결과를 시각적인 형태로 생성하여 사용자에게 제공한다.

이를 위해, 검색결과 생성 모듈(720)은 도 7에 도시된 바와 같이, 차량기지의 작업에 관련된 결과를 생성하는 차량기지 작업결과 생성부(721), 열차의 주행에 관련된 결과를 생성하는 열차 주행 결과 생성(722), 열차의 안전제동거리 결과를 생성하는 안전제동거리 결과 생성부(723), 전력사용량에 관련된 결과를 생성하는 전력 사용량 결과 생성부(724), 비상상황에 관련된 결과를 생성하는 비상상황 관련 결과 생성(725), 승객서비스 수준에 관련된 결과를 생성하는 승객 서비스 수준 결과 생성부(726), 주박기지 작업에 관련된 결과를 생성하는 주박기지 작업결과 생성부(727) 중 적어도 하나를 포함한다.

상술한 바와 같이, 리포팅 장치(140)는 사용자의 검색 요청에 상응하는 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터를 다양한 기준에 따라 숫자, 표, 그래프, 그림, 동영상 형태로 제공할 수 있어 열차 운행에 대한 분석 업무의 편리성 및 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.

다음으로, 시뮬레이션 결과 출력장치(130) 중 시뮬레이션 결과를 2차원 또는 3차원 형태의 애니메이션으로 출력하는 애니메이션 장치(150)를 도 8 내지 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 애니메이션 장치의 개략적인 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 애니메이션 장치는(150)는 데이터 가공모듈(800), 열차 상태 데이터 생성 모듈(810), 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈(820), 철도 시설물 상태 데이터 생성 모듈(830), 비상 상황 상태 데이터 생성 모듈(840), 2D 이미지 처리 모듈(850), 및 3D 랜더링 모듈(860)을 포함한다.

먼저, 데이터 가공모듈(800)은 데이터베이스 관리장치(160)를 통해 데이터베이스(170)로부터 획득되는 열차 운행 시뮬레이션 결과 데이터 중 각 객체들의 위치 데이터를 화면 출력을 위한 좌표 데이터로 가공하는 역할을 수행한다. 여기서, 각 객체란, 선로를 구성하는 노드 및 링크, 열차, 분기기, 신호기, 철도 시설물 등을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 열차 위치 데이터의 경우, 열차의 현재 위치를 나타내는 데이터로 링크 ID와 해당 링크에서의 종단 노드로부터 열차의 현재 지점까지의 거리를 이용하여 표현된다. 열차의 위치를 계산하는 방법은 열차의 선두부를 기준으로 계산하는 방법, 열차의 중간지점을 기준으로 계산하는 방법, 또는 열차의 후미 부분을 기준으로 계산하는 방법이 있고, 일반적으로는 열차의 중심을 기준으로 열차 위치를 계산하게 된다.

한편, 열차를 제외한 신호기나 철도 시설물의 위치데이터는 X,Y 좌표 형태로 표현되며, 분기기의 위치 데이터는 분기부 노드 ID를 이용하여 표시할 수 있다.

즉, 데이터 가공모듈(800)은 열차 운행 시뮬레이션 결과를 애니메이션 형태로 제공하기 위해 열차 시뮬레이션 결과 데이터 중 각 객체들의 위치 데이터를 각 객체들의 화면 출력을 위한 형태인 좌표 데이터로 가공하는 것이다.

열차 상태 데이터 생성 모듈(820)은 열차 운행 시뮬레이션의 결과 데이터 중 열차의 정적 데이터, 열차의 동적 데이터, 및 상기 열차의 위치 데이터를 이용하여 열차의 이동 상태 데이터 및 열차의 경로 상태 데이터를 포함하는 열차의 상태 데이터를 생성한다.

여기서, 열차 정적 데이터는 시간의 변화에 따라 그 값이 변하지 않는 열차의 특성에 관한 데이터로써 열차의 무게, 견인력, 제동력, 탑승정원 등과 같은 제원 데이터와 누적이동거리나 작업에 대한 이력 등과 같은 열차의 속성 데이터를 포함한다.

또한, 열차 동적 데이터는 시간의 변화에 따라 그 값이 변하는 데이터로써 열차의 시간대별 속도, 안전제동거리, 현재탑승인원 등과 같은 데이터를 포함한다.

이러한 열차 상태 데이터 생성 모듈(810)은, 열차의 견인력, 제동력, 회전반경, 선로구배, 마찰저항, 및 주행저항 등의 상태를 애니메이션으로 제공하기 위한 열차이동 상태 데이터를 생성하는 열차 이동 상태 데이터 생성부(812) 및 열차의 주행경로에 속하는 폐색구간, 분기기, 및 신호기 등의 상태를 애니메이션으로 제공하기 위한 열차 경로 상태 데이터를 생성하는 열차 경로 상태 데이터 생성부(814)를 포함한다.

이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 열차 상태 데이터 생성부(812) 및 열차 경로 상태 데이터 생성부(814)에 대해 구체적으로 설명한다.

도 9는 열차 이동 상태 데이터 생성부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 열차 이동 상태 데이터 생성부(812)는 견인력 및 제동력 계산부(900), 회전반경 계산부(910), 선로 구배 계산부(920), 마찰저항 계산부(930), 주행저항 계산부(940)를 포함한다.

먼저, 견인력 및 제동력 계산부(900)는 열차의 현재 견인력 및 제동력을 계산하고, 회전반경 계산부(910)는 열차의 현재 위치가 곡선선로일 경우 회전반경을 계산한 후 계산된 회전 반경에 따른 저항력을 계산하며, 선로 구배 계산부(920)는 선로 구배에 따른 구배저항을 계산하고, 마찰저항 계산부(940)는 열차의 차륜과 선로와의 마찰에 따른 저항을 계산하며, 주행저항 계산부(950)는 열차의 주행속도 및 주행단면에 따른 열차의 주행저항을 계산한다.

열차 이동 상태 데이터 생성부(812)는 이렇게 계산된 각종 계산 결과값을 열차 이동 상태 데이터로 생성하여, 2D 이미지 처리 모듈(850) 및 3D 랜더링 모듈(860)로 제공함으로써 이러한 열차 상태 데이터가 열차상에 애니메이션 형태로 표시되도록 한다.

도 10은 열차 경로상태 데이터 생성부의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 열차경로 상태 데이터 생성부(814)는, 열차 경로 생성부(1000), 폐색 구간 상태 데이터 생성부(1010), 신호기 상태 데이터 생성부(1020), 및 분기기 상태 데이터 생성부(1030)를 포함한다.

먼저, 열차 경로 생성부(1000)는, 열차의 현재 주행 우선권이 부여된 바로 전방 경로에 대해 각 링크 ID 집합 형태로 각 열차의 현재 주행 경로를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 열차 경로 생성부(1000)는 각 열차의 주행 우선권이 부여된 현재 주행경로를 각 열차마다 동일 또는 별도의 색상을 부여하기 위해 각 열차의 주행 경로에 고유의 ID를 부여할 수 있다.

다음으로, 폐색 구간 상태 데이터 생성부(1010)는 열차 경로 생성부(1000)에 의해 생성된 열차의 주행 경로에 대해 해당 경로에 속하는 폐색 구간을 검색하여 경로상의 폐색구간 리스트를 생성하고, 생성된 폐색구간 리스트에 따라 열차의 주행 경로에 대한 우선권 여부를 판단하여 폐색구간 및 이웃한 폐색구간에 대한 우선권 확보 여부를 색상으로 표시한 폐색 구간 상태 데이터를 생성한다.

다음으로, 신호기 상태 데이터 생성부(1020)는 열차 경로 생성부(1000)에 의해 생성된 열차의 주행 경로에 대해 해당 경로에 속하는 신호기를 검색하여 경로상의 신호기 리스트를 생성하고, 생성된 신호기 리스트에 대해서 분기기 상태에 따라 그와 연결된 신호기 신호 상태가 동시에 변경되도록 하는 신호기 상태 데이터를 생성한다.

다음으로, 분기기 상태 데이터 생성부(1030)는 열차 경로 생성부(1000)에 의해 생성된 열차의 주행 경로에 대해 해당 경로에 속하는 분기기를 검색하여 경로상의 분기기 리스트를 생성하고, 생성된 분기기 리스트에 따라 열차 주행 경로에 대해 열차가 주행 가능하도록 분기기가 연결되게 하는 분기기 연결 상태 데이터를 생성한다.

열차 경로 상태 데이터 생성부(814)는 이렇게 생성된 각종 상태 데이터를 취합하여 열차 경로 상태 데이터로 생성하여, 2D 이미지 처리 모듈(850) 및 3D 랜더링 모듈(860)로 제공함으로써 이러한 열차 경로 데이터가 철도 네트워크 상에서 애니메이션 형태로 표시되도록 한다.

다시 도 8을 참조하면, 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈(820)은 각 승객의 출발지 및 목적지 별로 승객 이동 알고리즘을 통해 승객의 이동경로를 생성한다.

이하에서는 이러한 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈(820)을 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 승객 이동 상태 데이터 생성 모듈(820)은, 승객 생성부(1100), 승객 위치 설정부(1110), 및 승객 이동 알고리즘 수행부(1120)를 포함한다.

먼저, 승객 생성부(1100)은 철도 네트워크 편집 장치(110)에 의해 생성된 승객 수요 데이터를 기초로 하여, 각 역사 내에서 열차를 탑승하기 위해 역사에 새로 도착하는 승객, 열차에 탑승하기 위해 플랫폼 내에서 대기하는 승객, 열차에서 하차하는 승객 등 각 역사 내에서 위치할 승객을 생성한다.

일 실시예에 있어서, 승객 생성부(1100)는 각 승객 별로 승객 이동 알고리즘이 수행되도록 하기 위해 각 승객마다 고유의 ID를 부여할 수 있다.

다음으로, 승객 위치 설정부(1110)는, 승객이 각 역사 내에서 이동할 경우 역사 객차 번호 별 플랫폼 내 위치나 개찰구 등과 같이 승객의 이동이 시작되고 종료되는 역사 내의 특정 지점을 승객 위치로 설정하여 각 승객 별로 승객의 출발위치와 목적위치로 설정한다.

일 예로, 승객 위치 설정부(1110)는, 각 역사 내에서 열차에 승차하기 위해 새로 도착하는 승객의 경우, 개찰구 번호 중 1개를 출발 위치로 설정하고, 플랫폼 중 대기하고 있는 사람의 수가 작은 객차 번호에 해당하는 플랫폼 대기선을 목적 위치로 설정한다.

다른 예로, 승객 위치 설정부(1110)는, 열차에서 하차하는 승객의 경우 열차에서 하차하는 객차 번호에 해당하는 플랫폼 위치를 출발 위치로 설정하고, 개찰구 중 대기하고 있는 사람의 수가 작은 개찰구를 목적 위치로 설정한다.

다음으로, 승객 이동 알고리즘 수행부(1120)은 승객 위치 설정부(1110)에 의해 설정된 각 승객의 출발 위치와 목적 위치를 기준으로 사람의 보행특성과 인간공학적인 특성을 반영하여 승객의 이동 동선을 생성하는 승객 이동 알고리즘을 수행함으로써, 각 승객의 이동 동선을 애니메이션으로 제공할 수 있는 좌표 순서쌍 리스트 형태로 각 승객의 이동 상태 데이터를 생성한다.

일 실시예에 있어서, 승객 이동 알고리즘 수행부(1120)는, 승객의 밀집 상태에 따라서 이동 동선 및 이동 속도를 조절할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 철도 시설물 상태 데이터 생성부(830)는 철도 시설물의 현재 작업 및 운영상태를 애니메이션으로 제공하기 위한 철도 시설물 상태 데이터를 생성한다. 이때, 철도 시설물 상태 데이터 생성부(830)는 철도 시설물의 상태가 각 철도 시설물의 상태 별로 다른 색상, 다른 아이콘, 다른 이미지, 또는 다른 동적 특성으로 출력될 수 있도록 철도 시설물 상태 데이터를 생성할 수 있다.

다음으로, 비상상황 상태 데이터 생성부(840)는 열차의 고장 및 사고정보, 전력공급 중단구간 정보, 본선의 열차운행 중단 구간에 따른 부분운행 구간에 대한 정보 등과 같은 비상 상황 정보를 애니메이션으로 나타내기 위한 비상 상황 상태 데이터를 생성한다.

다음으로, 2D 이미지 처리 모듈(850)은 열차 상태 데이터, 승객 이동 상태 데이터, 철도 시설물 상태 데이터, 및 비상상황 상태 데이터를 2차원 형태의 애니메이션으로 출력하는 역할을 수행하고, 3D 랜더링 모듈(880)은 열차 상태 데이터, 승객 이동 상태 데이터, 철도 시설물 상태 데이터, 및 비상상황 상태 데이터를 3차원으로 랜더링하여 3차원 형태의 애니메이션으로 출력하는 역할을 수행한다. 이러한 애니메이션은 객체에 대한 이동 애니메이션 및 현재 상태의 속성을 표시하는 애니메이션도 포함될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 애니메이션 장치(150)는 각각의 열차, 분기기, 신호기, 철도 시설물 등과 같은 객체 별로 상태 데이터 및 좌표 데이터를 생성하고, 이를 이용하여 열차 운행 시뮬레이션 결과를 애니메이션 형태로 제공하기 때문에, 열차 운행에 대한 전반적인 상황을 용이하게 파악할 수 있게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 데이터베이스 관리장치(160)는 상술한 철도 네트워크 편집장치(110), 시뮬레이션 장치(120), 리포팅 장치(140), 및 애니메이션 장치(150)와 독립적으로 구성되어 각 장치(110,120,140,150)와 하나 이상의 데이터베이스(170)를 연계함으로써 각 장치(110,120,140,150) 들의 데이터 입출력을 담당하는 역할을 수행하는 것으로서, 이러한 데이터베이스 관리장치(160)를 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스 관리장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블럭도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 데이터베이스 관리장치(160)는 쿼리 관리모듈(1200), 접속 관리모듈(1210), 정보 관리모듈(1220)을 포함한다.

먼저, 쿼리 관리모듈(1200)은 상술한 각 장치들(110,120,140,150) 로부터 열차 운행 시뮬레이션을 위한 데이터 입출력 요청을 수신하고, 수신된 데이터 입출력 요청을 수행하기 위한 쿼리를 생성한다. 또한, 쿼리 관리모듈(1200)은 생성된 쿼리를 실행함으로써 해당 데이터를 데이터베이스(170)에 입력하거나 데이터베이스(170)로부터 출력되는 데이터를 상술한 각 장치(110,120,140,150)들로 제공하는 역할을 수행한다.

이때, 쿼리 관리모듈(1200)을 통해 해당 데이터베이스(170)에 입력될 수 있는 데이터로는 상술한 철도 네트워크 편집장치(110)에 의해 발생된 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 파라미터 데이터, 제1 시나리오 데이터, 및 제2 시나리오 데이터와, 시뮬레이션 장치(120)에 의해 발생된 시뮬레이션 결과 데이터와, 리포팅 장치(140)에 의해 발생된 리포팅 결과 데이터와, 애니메이션 장치(150)에 의해 발생되는 애니메이션 데이터가 있을 수 있다.

또한, 쿼리 관리모듈(1200)을 통해 해당 데이터베이스(170)로부터 출력되는 데이터로는 시뮬레이션 장치(120)에 의해 요구될 수 있는 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 파라미터 데이터, 제1 시나리오 데이터, 및 제2 시나리오 데이터와, 리포팅 장치(140) 및 애니메이션 장치(150)에 의해 요구될 수 있는 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 데이터 및 시뮬레이션 결과 데이터가 있을 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터베이스 관리장치(160)는 복수개의 파일 또는 데이터베이스(170a~170n)들과 연동되기 때문에, 쿼리 관리모듈(1200)은 해당 데이터가 입력될 데이터베이스 또는 해당 데이터를 출력하는 데이터베이스에 대한 정보를 정보 관리모듈(1220)로부터 획득하게 된다.

접속 관리모듈(1210)은 쿼리 관리모듈(1200)에 의해 쿼리가 생성되어 쿼리 관리모듈(1200)로부터 데이터베이스(170)의 접속 요청이 수신되는 경우, 해당 데이터베이스(170)와의 접속을 관리하는 역할을 수행한다.

즉, 접속 관리모듈(1210)은 쿼리 관리모듈(1200)로부터 해당 데이터베이스(170)에 대한 오픈(Open)요청이 수신되는 경우, 해당 데이터베이스(170)와의 컨넥션 (Connection)을 설정하고, 쿼리 관리모듈(1200)로부터 해당 데이터베이스(170)에 대한 클로즈(Close) 요청이 수신되는 경우, 해당 데이터베이스(170)와의 컨넥션을 해제한다.

이때, 접속 관리모듈(1210) 또한 해당 데이터베이스(170)에 대한 정보를 정보 관리모듈(1220)로부터 획득하게 된다.

정보 관리모듈(1220)은 데이터베이스의 종류 및 해당 데이터베이스가 로컬(Local)에 위치하는지 또는 원격에 위치하는지에 대한 데이터베이스의 위치정보를 포함하는 데이터베이스 정보를 관리하는 역할을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 정보 관리모듈(1220)은 이러한 데이터베이스 정보를 로컬 하드디스크에 존재하는 구성파일(Configuration) 파일로부터 획득할 수 있다.

즉, 종래의 데이터베이스 관리장치는 특정 데이터베이스와 연동 되도록 설계 되어 있어서, 다른 종류의 데이터베이스를 이용할 수 없거나, 다른 데이터베이스를 이용하고자 하는 경우 데이터베이스 관리장치를 다시 설계해야 했지만, 본 발명은 이러한 정보 관리모듈(1220)을 통해 복수개의 데이터베이스와 연동이 가능하므로 이용 가능한 데이터베이스의 범위를 확대할 수 있게 된다.

이때, 이용 가능한 데이터베이스로의 종류로는 오라클(Oracle), MS-SQL, MySQL, MDB, SQLite, DB2 등 ODBC를 지원하거나 데이터베이스 연결 컴포넌트를 지원하는 모든 데이터베이스가 가능하다.

정보 관리모듈(1220)은 상술한 쿼리 관리모듈(1200) 또는 접속 관리모듈(1210)이 데이터베이스 정보를 요구하는 경우 데이터베이스 정보를 쿼리 관리모듈(1200) 또는 접속 관리모듈(1210)로 제공하게 된다.

한편, 상술한 데이터베이스 관리장치(160)는 최적화 관리모듈(1230)을 더 포함할 수 있다. 최적화 관리모듈(1230)은 상술한 시뮬레이션 장치(120)와 연동되어 시뮬레이션 결과 데이터의 입력 과정을 최적화함으로써 데이터베이스 관리장치(160)의 성능을 최적화시키는 역할을 수행한다.

구체적으로, 최적화 관리모듈(1230)은 시뮬레이션 장치(120)로부터 시뮬레이션 결과 데이터가 수신되면, 이를 쿼리 관리모듈(1200)로부터 전달받아 메모리(미도시) 상에 임시적으로 저장하고 있다가 CPU 사용율과 같은 시스템 자원의 사용율이 임계치 이하가 되면, 메모리 상에 저장되어 있던 시뮬레이션 결과 데이터를 데이터베이스(170)에 일괄적으로 입력한다.

이는, 시뮬레이션 수행시간이 길고 시뮬레이션 결과 데이터의 양이 방대한 경우, 시뮬레이션이 수행될 때마다 그 결과 데이터를 데이터베이스(170)에 직접 입력하게 된다면, 데이터베이스(170)의 입출력 부하가 가중될 수 밖에 없기 때문에, 데이터베이스(170)에 대한 입출력 횟수를 감소시킴으로써 데이터 입출력 시간과 부하를 감소시키기 위한 것이다.

또한, 최적화 관리모듈(1230)은 메모리 상에 상주하고 있다가 쿼리 관리모듈(1200)을 통해 새로운 시뮬레이션 결과 데이터의 입력요청이 수신되면, 데이터베이스(170)로부터 이전 시뮬레이션 결과 데이터를 삭제하기 위해, 이전 시뮬레이션 결과 데이터를 시뮬레이션이 수행된 시간대 별로 나누어 일괄적으로 삭제하는 기능을 수행할 수도 있다.

이는 시뮬레이션을 실행하기 이전에 이전의 시뮬레이션 결과 데이터를 일괄적으로 삭제하게 되는 경우 시뮬레이션 결과 데이터의 양이 방대하여 데이터베이스(170)에 락(Lock)이 발생할 수 있기 때문에, 이를 해결하기 위한 것이다.

한편, 상술한 데이터베이스 관리장치(160)는 트랜잭션 관리모듈(1240) 및 에러 관리모듈(1250)을 더 포함할 수 있다. 트랜잭션 관리모듈(1240)은 상술한 각 장치(110,120,140,150)로부터 트랜잭션을 통한 데이터의 입력이 요청되는 경우, 해당 데이터가 트랜잭션을 통해 입력될 수 있도록 하기 위해 트랜잭션을 생성하고, 해당 데이터의 입력이 최종적으로 완료되는 경우 생성된 트랜잭션을 종료시키는 역할을 수행한다. 이러한 트랜잭션은 시뮬레이션 결과 데이터와 같이 입력할 데이터의 양이 많은 경우 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

일 실시예에 있어서, 트랜잭션 관리모듈(1240)은 트랜잭션을 통해 데이터가 입력되고 있는 동안, 데이터베이스 관리장치(160) 또는 상술한 각 장치110,120,140,150)에 에러가 발생되거나, 데이터 입출력에 대한 에러가 발생되는 경우 에러가 발생된 시점 이전까지 입력된 데이터를 롤백(Rollback)하는 기능을 수행한다. 이를 통해, 에러가 발생되기 이전까지 입력된 모든 데이터가 롤백된다.

에러 관리모듈(1250)은 데이터베이스 관리장치(160) 또는 상술한 각 장치(110,120,140,150)에 에러가 발생되거나, 데이터의 입출력 과정 동안 에러가 발생되는 경우 에러 발생을 통지하는 역할을 수행한다. 이때, 데이터의 입출력 과정 동안 발생될 수 있는 에러로는 데이터베이스 쿼리 에러, 데이터베이스 락 에러, 데이터베이스 서버오류 에러 등이 있다.

예컨대, 에러 관리모듈(1250)은 쿼리 관리모듈(1200)에 의해 데이터가 입출력 되는 과정에서 에러가 발생한 경우 에러 발생을 쿼리 관리모듈(1200)로 통지함으로써 데이터를 새롭게 입력하도록 하거나 데이터 입력을 중지하도록 한다. 또한, 에러 관리모듈(1250)은 트랜잭션을 통해 데이터가 입력되는 동안 에러가 발생되는 경우 에러 발생을 트랜잭션 관리모듈(1240)로 통지함으로써 트랜잭션 관리모듈(1240)이 롤백을 실행할 수 있도록 한다. 또한, 에러 관리모듈(1250)은 최적화 관리모듈(1230)이 메모리에 저장되어 있던 시뮬레이션 결과 데이터를 입력하는 동안 에러가 발생되는 경우 에러 발생을 최적화 관리모듈(1230)로 통지함으로써 시뮬레이션 결과 데이터를 새롭게 입력하거나 시뮬레이션 결과 데이터의 입력을 중지할 수 있도록 한다.

에러 관리모듈(1250)은 에러 발생을 통지할 때 에러발생 원인 및 에러 내용을 포함하는 에러정보를 함께 통지할 수 있으며, 이러한 에러정보를 로그파일로 기록할 수 있다.

한편, 상술한 데이터베이스 관리장치(160)는 파일 관리모듈(1260)을 더 포함할 수 있다. 파일 관리모듈(1260)은 각 장치(110,120,140,150)로부터 입력 요청된 데이터 중 시뮬레이션 결과 데이터와 같이 용량이 큰 데이터를 파일 형태로 저장하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 파일 관리모듈(1260)은 데이터 입력 요청이 수신되는 경우, 상술한 정보 관리모듈(1220)에 문의하여 해당 데이터가 파일형태로 저장될 것인지 여부를 확인한다. 확인결과, 해당 데이터가 파일형태로 저장되는 것으로 설정되어 있는 경우, 파일 관리모듈(1260)은 해당 데이터를 파일형태로 저장하게 된다.

일 실시예에 있어서, 파일 관리모듈(1260)은 해당 데이터를 파일형태로 저장함에 있어서, 해당 데이터를 이진파일 형태로 변환한 후 압축함으로써 파일형태로 저장할 수 있다. 이를 통해 해당 데이터를 파일로 저장하는 경우에 있어서, 파일의 용량을 감소시킬 수 있게 된다.

도 13은 상술한 철도 네트워크 편집 장치(110), 시뮬레이션 장치(120), 리포팅 장치(140), 애니메이션 장치(150), 및 데이터베이스 관리 장치(160)가 본 발명에 따른 열차 운행 시뮬레이션 시스템(100)에 포함되는 경우 열차 운행 시뮬레이션 시스템(100)의 물리적 구성을 보여주는 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 각 장치(110,120,140,150)는 데이터베이스 관리 장치(160)와 GUI(Graphic User Interface) 장치(1300) 사이의 계층에 위치하며 데이터베이스 관리 장치(160) 하부에 데이터베이스(170)가 위치한다. 이러한 열차 운행 시뮬레이션 시스템(100)은 GUI(Graphic User Interface) 장치(1300)와 콤포넌트 라이브러리(1310) 사이에 위치하며, 콤포넌트 라이브러리(1310) 하부에 .NET Framework 또는 JAVA Virtual Machine과 같은 형태의 개발언어 해석 프레임워크(1320)가 위치하고, 그 하부에 S/W 또는 H/W로 구성되는 그래픽 처리 장치(1330)가 위치하며, 그 하부에 Windows, Linux와 같은 운영체계(1340)가 위치하게 된다.

상술한 열차 운행 시뮬레이션 시스템은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 또는 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media)를 포함하거나, 메모리(예컨대, 롬(ROM), 램(RAM), 또는 플래시 메모리)와 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구성되어 상술한 열차 운행 시뮬레이션 시스템의 기능을 구현한 프로그램을 수행할 수 있는 하드웨어 장치가 포함된다.

또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 승객 수요 데이터, 열차 운행 시뮬레이션을 위한 파라미터 데이터, 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제1 시나리오 데이터, 및 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 제2 시나리오 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 생성하는 철도 네트워크 편집 장치; 및
   상기 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 가상의 철도 네트워크를 구축하고, 상기 파라미터 데이터 및 상기 제1 시나리오 데이터에 따라 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하되, 비상 상황 이벤트가 발생되면 상기 파라미터 데이터 및 제2 시나리오 데이터에 따라 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 수행하여 시뮬레이션 결과 데이터를 생성하는 시뮬레이션 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는,
   상기 제1 시나리오 데이터에 따라 정상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 알고리즘을 실행하는 제1 시뮬레이터;
   상기 제2 시나리오 데이터에 따라 비상 상황에서의 열차 운행 시뮬레이션을 위한 적어도 하나의 알고리즘을 실행하는 제2 시뮬레이터; 및
   상기 비상 상황 이벤트 발생 여부에 따라 상기 제1 시뮬레이터 및 제2 시뮬레이터 중 어느 하나의 시뮬레이터를 상기 열차 운행 시뮬레이션을 위한 시뮬레이터로 선택하는 시뮬레이터 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는,
   상기 시뮬레이터 선택부에 의해 상기 제2 시뮬레이터가 선택되면, 상기 제2 시나리오에 포함되어 있는 비상 상황에 대한 대응 방안 타입들 중 수행 가능한 대응 방안 타입을 결정하는 대응 방안 타입 결정 모듈;
   결정된 대응 방안 타입이 부분 운행 방안인 경우, 상기 가상 철도 네트워크 상에서 부분 운행이 가능한 구간을 탐색하여 부분 운행 경로를 생성하는 경로 탐색 모듈; 및
   상기 생성된 부분 운행 경로에 따라 비상 운행 스케쥴을 생성하고, 상기 가상 철도 네트워크 상에서 운행 중인 열차의 열차 운행 스케쥴을 상기 비상 운행 스케쥴로 대체하는 비상 운행 스케쥴 생성 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는,
   비상 상황의 타입, 상기 비상 상황이 발생될 시간, 및 상기 비상 상황이 발생될 위치를 랜덤하게 조합하여 상기 비상 상황 이벤트를 발생시키는 이벤트 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는,
   상기 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 가상의 철도 네트워크를 구축하는 가상 철도 네트워크 구축 모듈; 및
   상기 철도망 데이터, 철도 시설물 데이터, 열차 운행 스케쥴 데이터, 열차 데이터, 및 승객 수요 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 철도 네트워크의 유형 및 규모를 판단하고, 상기 판단된 철도 네트워크의 유형 및 규모 중 적어도 하나에 따라 상기 열차 운행 시뮬레이션에 이용될 시뮬레이션 모형을 결정하는 시뮬레이션 모형 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 시뮬레이션 모형 생성 모듈은, 상기 철도망 데이터로부터 획득되는 차량기지, 본선, 및 주박기지 간의 연결관계에 따라 상기 철도 네트워크의 유형을 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 시뮬레이션 모형 생성 모듈은, 상기 철도망 데이터로부터 획득되는 노드, 링크, 신호기, 및 분기기의 개수, 상기 철도 시설물 데이터로부터 획득되는 철도 시설물의 개수, 열차 운행 스케쥴 데이터로부터 획득되는 열차들의 운행 횟수, 열차 데이터로부터 획득되는 열차의 개수, 및 승객 수요 데이터로부터 획득되는 승객 수요의 양 중 적어도 하나에 따라 상기 철도 네트워크의 규모를 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 철도 네트워크 편집장치는,
   디지털 영상화된 지도 데이터 또는 미리 정해진 형태의 도면 데이터 상에서 생성되는 노드, 링크, 신호기, 및 분배기 중 적어도 하나의 위치정보와 속성정보를 포함하는 철도망 데이터를 생성하는 철도망 데이터 생성 모듈;
   상기 디지털 영상화된 지도 데이터 또는 상기 도면 데이터 상에서 생성되는 철도 시설물의 위치정보와 속성정보를 포함하는 철도 시설물 데이터를 생성하는 철도 시설물 데이터 생성 모듈;
   상기 열차 운행 스케쥴 데이터, 상기 열차 데이터, 및 상기 승객 수요 데이터를 생성하는 운행 관련 데이터 생성 모듈; 및
   상기 제1 시나리오 데이터 및 상기 제2 시나리오 데이터를 생성하는 시나리오 데이터 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 운행 관련 데이터 생성 모듈은,
   역사간 이동 순서 및 각 역사에서 출발 시각에 대한 각 열차의 오프셋 정보를 포함하는 제1 단계 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성하고,
   상기 제1 단계 열차 운행 스케쥴 데이터에 최초 역사에서의 출발 시각 정보를 포함시켜 제2 단계 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성하며,
   상기 제2 단계 열차 운행 스케쥴 데이터에 열차 운행 번호를 포함시켜 최종적인 상기 열차 운행 스케쥴 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 운행 관련 데이터 생성 모듈은,
    1량의 객차에 대한 속성 정보를 생성하고, 1량의 객차들을 조합하여 운행 가능한 열차 편성을 구성하며, 상기 열차 편성을 복수개로 복제하고 각 열차 편성에 고유 번호를 할당함으로써 상기 열차 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 운행 관련 데이터 생성 모듈은,
    제1 역사에서 제2 역사까지 이동하는 승객의 수요를 테이블 형태로 기록함으로써 상기 승객 수요 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 철도 네트워크 편집장치는,
    상기 철도망 데이터, 상기 철도 시설물 데이터, 상기 파라미터 데이터, 상기 제1 시나리오 데이터, 및 상기 제2 시나리오 데이터 상호간의 매칭 가능성 여부를 판단하는 데이터 무결성 검증 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 철도 네트워크 편집장치는,
    상기 철도망 데이터, 상기 시설물 데이터, 상기 열차 운행 스케쥴 데이터, 및 상기 열차 데이터를 이용하여 상기 열차 운행 시뮬레이션이 수행될 수 있는지 여부를 판단하는 데이터 정합성 검증부 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 철도 네트워크 편집장치는,
    디지털 영상화된 지도 데이터를 열화(Degrading)시키거나, 미리 정해진 형태의 도면 파일에 포함된 레이어들 중 철도 노선, 분기기, 신호기, 및 철도 시설물 중 적어도 하나가 포함된 레이어를 추출하고, 상기 추출된 레이어에 포함된 철도 노선, 분기기, 신호기, 및 철도 시설물을 이용하여 노드, 링크, 신호기, 분배기, 및 철도 시설물 중 적어도 하나의 위치정보 또는 속성정보를 추출하는 전처리 모듈; 및
    상기 열차 운행 시뮬레이션의 환경설정을 위한 파라미터를 생성하는 파라미터 데이터 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    상기 열차 운행 시뮬레이션의 수행을 위한 데이터 입출력 요청에 응답하여 요청된 데이터가 저장되거나 저장될 적어도 하나의 데이터베이스에 접속함으로써 상기 요청된 데이터를 입출력하는 데이터베이스 관리장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
16. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션의 결과 데이터 중 열차의 위치데이터로부터 열차의 좌표 데이터를 생성하고, 상기 열차 운행 시뮬레이션의 결과 데이터 중 열차의 정적 데이터, 열차의 동적 데이터, 및 상기 열차의 위치 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 열차 이동 상태 데이터 및 열차 경로 상태 데이터를 생성하며, 상기 열차의 좌표 데이터, 분기기의 좌표 데이터, 신호기의 좌표 데이터, 및 철도 시설물의 좌표데이터 중 적어도 하나의 좌표 데이터, 열차 이동 상태 데이터, 및 열차 경로 상태 데이터를 이용하여 상기 시뮬레이션 결과를 애니메이션 형태로 출력하는 애니메이션 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 애니메이션 장치는,
    상기 열차의 이동에 따른 열차의 견인력, 제동력, 회전반경, 선로구배, 마찰저항, 및 주행저항 중 적어도 하나의 상태 변화를 애니메이션으로 나타내기 위한 열차 이동 상태 데이터를 생성하는 열차 이동 상태 데이터 생성부; 및
    상기 열차의 주행 경로에 따른 폐색구간, 분기기, 및 신호기 중 적어도 하나의 상태 변화를 애니메이션으로 나타내기 위한 열차 경로 상태 데이터를 생성하는 열차 경로 상태 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
18. 제16항에 있어서, 상기 애니메이션 장치는,
    각 역사 내에서의 승객의 이동 상태를 애니메이션으로 나타내기 위한 승객 이동 상태 데이터를 생성하는 승객 이동 상태 데이터 생성부;
    철도 시설물들의 운영 상태 및 현재 작업 상태를 애니메이션으로 나타내기 위한 시설물 상태 데이터를 생성하는 시설물 상태 데이터 생성부; 및
    상기 철도 네트워크 상에서 발생되는 비상 상황을 애니메이션으로 나타내기 위한 비상 상황 상태 데이터를 생성하는 비상 상황 상태 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
19. 제21항에 있어서, 상기 애니메이션 장치는,
    상기 열차의 좌표 데이터, 상기 분기기의 좌표 데이터, 신호기의 좌표 데이터, 및 철도 시설물의 좌표데이터 중 적어도 하나의 좌표 데이터, 상기 열차 이동 상태 데이터, 및 상기 열차 경로 상태 데이터를 이용하여 상기 열차 운행 시뮬레이션 결과를 2차원 형태의 애니메이션으로 출력하는 이미지 처리모듈; 및
    상기 열차의 좌표 데이터, 상기 분기기의 좌표 데이터, 신호기의 좌표 데이터, 및 철도 시설물의 좌표데이터 중 적어도 하나의 좌표 데이터, 상기 열차 이동 상태 데이터, 및 상기 열차 경로 상태 데이터를 랜더링하여 상기 열차 운행 시뮬레이션 결과를 3차원 형태의 애니메이션으로 출력하는 랜더링 모듈 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.
20. 제1항에 있어서,
    상기 열차 운행 시뮬레이션의 결과 데이터 중 열차주행 결과 데이터, 열차운영 결과 데이터, 열차안전제동거리 데이터, 차량기지 작업결과 데이터, 본선 승객 승하차 결과 데이터, 전력 사용량 데이터, 비상상황 대응 결과 데이터, 열차 운행 스케쥴 준수율 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 분석하고, 상기 분석 결과를 표 또는 그래프 형태로 출력하는 리포팅 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 시뮬레이션 시스템.

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