KR20140139197A - Controller for controlling railroadsignal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철도신호용 제어장치 및 그 구동 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a control apparatus for a railway signal and a driving method thereof.
본 발명은 철도신호용 제어장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 철도신호분야에서 사용되는 제어장치를 필요에 따라 단일계, 이중계 혹은 삼중계로 선택적으로 변환하여 운용할 수 있는 철도신호용 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control apparatus for a railway signal, and more particularly, to a control apparatus for a railway signal capable of selectively converting a control apparatus used in a railway signal field into a single system, a dual system, .
일반적으로 철도는 다수의 객차 또는 화차가 연결된 구조의 열차가 일정한 레일을 따라 운행하며 사람 또는 물건을 운반하는 중요한 교통수단이다.Generally, a railroad is an important means of transporting a person or an object by means of a train having a structure in which a plurality of carriages or trucks are connected to each other along a constant rail.
이와 같은 철도의 운영을 위해서는 열차의 위치, 속도, 차간거리유지, 제동 등을 감시 또는 제어하기 위한 수많은 철도신호의 송수신이 이루어지며, 특히 마이크로프로세서(micro processor) 및 마이크로컨트롤러(micro controller)를 사용하는 내장형 제어기(Embedded Controller)는 열차의 간격제어 및 진로제어와 같이 운영신뢰성 및 안전성에 직접적인 영향을 미치는 제어를 담당한다.In order to operate such a railroad, many railway signals are transmitted and received to monitor or control the position, speed, inter-vehicle distance, braking, etc. of a train. Especially, a micro processor and a micro controller are used (Embedded Controller) is responsible for control that directly affects operational reliability and safety, such as interval control and career control of trains.
따라서, 그와 같은 철도신호의 송수신을 통해 철도의 유기적이면서도 안정적인 감시 및 제어를 하기 위해서는 정확한 정보의 송수신이 필요함은 당연하다.Therefore, accurate transmission and reception of information is naturally required in order to organically and stably monitor and control the railroad through such transmission and reception of the railway signal.
특히, 예를 들어 지상제어기로부터 동일 선로상에 이동하는 선행열차의 위치정보가 후행열차에 전송중에노이즈 등으로 인한 결함을 가진 상태로 후행열차의 차상제어기로 전송되는 경우 선행열차와 후행열차사이에 충돌 사고 등을 일으켜 대형 사고를 유발할 수 있다.Particularly, for example, when the position information of the preceding train moving on the same line from the terrestrial controller is transmitted to the on-train controller of the trailing train with a defect due to noise or the like during transmission to the trailing train, It can cause a collision accident and cause a large accident.
따라서, 상기 내장형 제어기로 전송되는 철도신호의 전송중 결함유무에 대한 판정은 매우 중요하므로, 이러한 철도신호 내장형 제어기의 고장을 검출하여 신뢰성과 안전성을 확보하기 위해 제어기를 이중계 혹은 삼중계 구조로 구성하고 있다. Therefore, it is very important to determine whether there is a defect in the transmission of the railway signal transmitted to the built-in controller. Therefore, in order to detect the failure of the built-in railway signal controller and secure the reliability and safety, .
이와 같은 이중계 구조로 이루어지는 제어장치의 일례가 도 1에 도시된다.An example of such a dual-system control device is shown in Fig.
도 1에 의하면, 종래 일반적인 이중계 구조로 구성된 제어장치는 다른 제어장치에서 입력되는 철도신호의 입력(C)을 1계제어기(A)와 2계제어기(B)가 병렬로 입력받게 된다.Referring to FIG. 1, a conventional control system having a dual system structure receives input C of a railway signal input from another control device in parallel between a first controller A and a second controller B.
이때, 초기 설정으로 인해 1계제어기(A)가 동작계로 철도신호의 출력(E)을 발생하고, 2계제어기(B)는 대기계로 출력을 발생하지 않는 것이 기본동작이며, 1계제어기(A)에 결함이 발생하는 경우 2계제어기(B)가 철도신호의 출력(E)을 발생하여 이중계 구조의 제어장치의 안정성과 정확성 기능을 유지하게 된다.At this time, it is a basic operation that the first-order controller A generates the output (E) of the railway signal to the operation system by the initial setting and the second-order controller B does not generate the output with the large machine. A), the second controller (B) generates the output (E) of the railway signal to maintain the stability and accuracy of the control system of the dual system structure.
따라서, 1계제어기(A)와 2계제어기(B)로 구성되는 이중계 구조의 제어장치에서 1계제어기(A)에서 결함(fault)이 발생하는 경우 2계제어기(B)가 철도신호를 출력(E)할 수 있도록 하기 위해, 2계제어기(B)는 1계제어기(A)의 결함유무 상태를 상시 감시해야 하며, 1계제어기(A) 역시 2계제어기(B)의 결함유무 상태를 감시한다.Therefore, when a fault occurs in the first-class controller A in the dual-system controller composed of the first-class controller A and the second-class controller B, the second- The second system controller B must constantly monitor the presence or absence of a defect of the first system controller A so that the first system controller A is also in a state of being defective or not in the second system controller B Lt; / RTI >
이를 위해 상기 1계제어기(A)와 2계제어기(B)는 서로 상대측 제어기의 결함유무를 감시하기 위해 동작감시정보를 송수신하여 1계제어기(A)와 2계제어기(B)간에 계간통신(D)을 함으로써 가능해 진다.For this purpose, the first-order controller A and the second-order controller B transmit and receive the operation monitoring information to monitor the presence or absence of a defect of the counterpart controller, so that the first- and second- D).
따라서, 상기 이중계 구조를 가지는 제어장치의 계간통신의 원리는 1계제어기(A)에 결함이 발생하면 1계제어기(A)는 자기검사논리에 의해 차단되고, 1계제어기(A) 차단에 의해 계간통신(D)을 통해 2계제어기(B)로 전송되는 계간통신에는 아무 정보도 전송되지 않게 된다. Accordingly, the principle of the inter-stage communication of the control system having the dual system structure is such that when a fault occurs in the first system controller A, the first system controller A is blocked by the self-test logic, No information is transmitted to the inter-stage communication transmitted to the dual system controller B via the inter-stage communication D by the inter-stage communication B.
한편, 상기 2계제어기(B)는 이러한 1계제어기(A)의 계간 통신을 통해 수신하여 2계제어기(B)가 출력(E)을 발생하는 동작계로 전환된다.On the other hand, the binary controller B receives the input via the inter-stage communication of the primary controller A and is switched to an operation system in which the binary controller B generates the output E.
이와 같은 구성에 의해 만약2계제어기(A)가 대기계이고, 1계제어기(B)가 동작계인 경우를 가정하면, 1계제어기(B)에 결함이 발생하면2계제어기(A)는 계간통신을 통해 1계제어기(B)에 결함이 발생하였음을 인식하게 된다. With such a configuration, if it is assumed that the second controller A is a machine and the first controller B is an operating system, if a defect occurs in the first controller B, And recognizes that a defect has occurred in the first-class controller B through communication.
하지만 이 경우1계제어기(B)는 정상동작하고, 2계제어기(A)의 통신에 결함이 발생하는 경우에도, 정상동작 중인1계제어기(B)를 고장으로 잘못 인식하여 대기계인2계제어기(A)가 철도신호의 출력을 발생하면, 이중계 제어장치의 최종 출력(E)은1계제어기(A)와 2계제어기(B)의 출력신호가 합성되어 출력됨으로 인해 예측할 수 없는 위험 동작을 하게 되는 문제점을 가지고 있다. However, in this case, even if the first-level controller B operates normally and a defect occurs in the communication of the second-level controller A, the second-type controller B is erroneously recognized as a failure, When the controller A generates the output of the railway signal, the final output E of the dual system controller is a combination of the output signals of the first and second controllers A and B, It has a problem in that it operates.
또한, 이 경우 대기계로동작중이던2계제어기(A)가1계제어기(B)의 고장을 인식하면2계제어기(A)가 동작계로 전환되면서1계제어기(B)의 부정 출력을 방지할 목적으로 2계제어기(B)에 차단신호를 발생하는 구조로 이루어져 결함이 발생한2계제어기(A)가 동작계로 정상동작 중이던 1계제어기(B)를 차단하여 결과적으로 전체제어 장치가 차단되는 결과가 발생할 수 있는 문제점도 가지고 있다.In this case, when the second-level controller A operating in the standby mode recognizes the failure of the first-level controller B, the second-level controller A is switched to the operation system to prevent the negative output of the first- (B) which is in normal operation by the operation of the second controller (A) which has a defect, and the result is that the whole controller is shut down There are also problems that can occur.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 삼중계 시스템이 도입되어 다수결 투표에 의한 신호를 출력하도록 하여 더욱 안전한 제어를 할 수 있도록 제공되고 있다.In order to solve such a problem, a trine relay system has been introduced to output a signal by a majority voting, so that more secure control is provided.
도2는 종래 다수결투표기를 사용하는 삼중계 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a trine relay system using a conventional majority voting machine.
도2를 참조하면, 각 투표를 입력하기 위한 복수의 모듈(a,b,c)과, 상기 복수의 모듈(a,b,c)로부터의 투표신호를 입력받아 다수결 투표에 해당되는 결과를 출력하는 다수결 투표기(d)를 포함한다.2, a plurality of modules (a, b, c) for inputting respective votes and a voting signal from the plurality of modules (a, b, c) And a majority voting machine (d).
이러한 3중화 시스템에서는, 동일한 성능의 모듈을 홀수개로 구성하여 공통의 입력에 대한 동일한 연산을 병렬로 수행하는데, 각 모듈에서 수행된 연산결과는 다수결 투표기의 내부로 입력되고, 이 입력값들의 다수결에 따라 출력이 결정된다.In such a triple system, the same operation is performed in parallel on a common input by configuring an odd number of modules having the same performance. The result of the operation performed by each module is input into the majority vote machine, The output is then determined.
이러한 이중계, 삼중계 시스템은 처음 도입 시 이중계 혹은 삼중계 시스템으로 결정이 되어버리면, 이중계 시스템일 경우에는 핫스탠바이(Hotstanby) 로직으로 결정이 되어 제공이 되고, 삼중계일 경우는 다수결 투표(보팅) 로직으로 독립적으로 제공이 된다. In the case of a dual system, a dual system or a three-relay system is determined to be a dual system or a three-relay system when the system is first introduced. In the case of a dual system, a system is provided as a hot standby logic. (Voting) logic.
하지만 종래의 단일계, 이중계 및 삼중계 시스템은 단일계, 이중계 혹은 삼중계 중의 하나가 정해져서 구성이 되면 이중계의 경우는 이중계로만 사용을 해야하고, 삼중계의 경우는 삼중계로만 사용을 해야하므로이중계 시스템으로 운용을 하다가 필요에 따라 단일계로 변경 운용을 하려고 하면 이중계시스템을 제거하고 단일계 시스템을 새로 설치를 해야하고, 삼중계 시스템으로 운용을 하다가 역시 필요에 따라 이중계 혹은 단일계 시스템으로 변경을 하고자 할 경우에도 삼중계 시스템을 제거하고 단일계, 혹은 이중계 시스템을 설치해야 하므로 계간 전환에 따른 설치의 불편함 및 많은 비용이 발생하는 문제점이 있다.However, in the case of a single system, a dual system, and a trilogy system, if a single system, a dual system, or a trilogy is defined, a dual system needs to be used only as a dual system. If you want to operate as a relay system and change it to a single system as needed, you have to remove the dual system and install a new system, and if you want to operate it as a three-relay system, System, it is necessary to install a single system or a dual system to eliminate the trimescentre system, and there is a problem that installation inconvenience due to switching between the systems is inconvenient and a lot of costs are incurred.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이중계 시스템의 경우는 단일계 시스템으로, 삼중계 시스템의 경우는 이중계 혹은 단일계 시스템으로 계간 전환이 용이하도록 한 철도신호용 제어장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control apparatus for a railway signal in which a dual-system system can be converted into a single system, and a three-relay system can be easily changed into a dual system or a single system.
본 발명의 특징에 따른 철도신호용 제어장치는 CPU를 포함하고 있는 상용제어부(CPB: commercial processing board)와, 입출력 및 투표를 할 수 있도록 구성된 아이오브이(IOV: Input Output and Voting)부; A control apparatus for a railway signal according to an aspect of the present invention includes a commercial processing board (CPB) including a CPU, an input output and voting (IOV) unit configured to input and output and vote;
기본모듈에 전원을 공급하며 전원관련 고장 검지 및 아이오브이의 투표결과에 따라 전원을 차단하는 피앤에프(PNF: Power and Fail Check) 부; A Power and Fail Check (PNF) unit that supplies power to the base module and detects power-related faults and cuts off power according to the votes of the i-oui;
단일계, 이중계 혹은 삼중계로 작동 할 수 있도록 계를 선택할 수 있는 선택 스위치부;A selection switch unit for selecting a system to operate as a single system, a dual system, or a trine system;
상용제어부, 아이오브이 및 피앤에프 보드를 장착할 수 있는 기본모듈; 기본모듈을 3개까지 장착이 가능한 시스템보드및 이를 장착 할 수 있는 랙(rack)을구비함을 특징으로 한다.A basic module for mounting a commercial control unit, an eye piece and a P & F board; A system board capable of mounting up to three basic modules, and a rack for mounting the system board.
이러한 특징에 따르면, 철도신호용 제어장치는 필요에 따라 이중계 시스템의 경우는 단일계 시스템으로, 삼중계 시스템의 경우는 이중계 혹은 단일계 시스템으로 계간 전환이 용이하도록 하여 편리성이 향상된다.According to this characteristic, the control device for the railway signal can be easily switched between the two systems as a single system in the case of a dual system and as a dual system or a single system in the case of a three-way system.
도 1은 철도신호분야에서 사용하는 종래의 일반적인 이중계 제어장치를 이용한 계간 통신 구성도이다.
도 2는 철도신호분야에서 사용하는 종래의 일반적인 삼중계 제어장치를 이용한 계간 통신 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도신호 제어장치의 기본모률에 대한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 철도신호 제어장치의 삼중계 동작에 대한 데이터 구성도이다.
도5는 본 발명에 따른 기본 모듈의 동작을 설명하기 위한 작동 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an inter-stage communication using a conventional dual system control apparatus used in the field of railway signals. FIG.
FIG. 2 is a block diagram of an inter-stage communication using a conventional conventional trance relay controller used in a railway signal field.
FIG. 3 is a block diagram of the basic module of the railway signal controller according to the present invention.
FIG. 4 is a data structure diagram of a three-way relay operation of the railway signal control apparatus according to the present invention.
5 is an operation flowchart for explaining the operation of the basic module according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
그리고 도면에서 본 발명을 정확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.In order to explain the present invention accurately in the drawings, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 철도신호용 제어장치 및 그 구동 방법에 대하여 설명한다.A control apparatus for a railway signal and a driving method thereof according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 3 내지 도5를 참고로하여 본 발명의 한 실시예에 따른 철도신호 제어장치에 대하여 상세히 설명한다.3 to 5, a railway signal controller according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 철도신호용제어장치는 상용제어부(11), IOV(12) 및 PNF(13)로 구성되는 기본 모듈이 3개로 구성이 되어 랙(1)에 장착되어 있으며, 기본모듈은 데이터를 처리하는 상용제어부(11), 입출력 및 투표를 행하는 IOV(12) 및 전원관련 고장 검지 및 IOV의 투표결과에 따라 전원을 차단하는 PNF(13)를 구비한다. 3, the controller for a railway signal according to an embodiment of the present invention includes three basic modules including a
도 4 내지 도 5에 따른 기본모듈(10)의 동작은 세개의 기본모듈(10~30)이 장착 된 상태에서 전원(미도시)이 인가되면 기본모듈들이 초기화 되고 작동준비에 들어간다. 외부로부터 동시에 데이터 입력이 발생되고 각상용제어부(11,21,31)에 의해 데이터가 처리되어 각 IOV(12,22,32)보드로 데이터를 출력하면서 다수결 투표를 하기 위한 동작이 시작된다.4 to 5, the basic modules are initialized and ready for operation when a power source (not shown) is applied in a state where the three
기본모듈(10,20,30)간에 데이터를 교환하고 교환된 데이터에 대해서 각 기본모듈들이 투표를 수행하고 투표가 완료된 검증된 데이터를 출력하게 된다.The
도 5는 기본모듈(10~30) 중 하나의 기본모듈(10)이 동작하는 방법에 대한 설명을 한다.5 illustrates how a
정상적인 동작을 수행하는 경우에는 IOV(12)가 외부로부터 데이터를 입력(1) 받아서 상용제어부(11)에서 데이타처리부(2)에서 데이터를 처리하여 처리된 데이터 출력(3)하여 데이터교환부(4)로 보내어 다른 기본모듈(20,30)과 데이터를 교환하게 된다. 교환된 데이터를 투표부(5)에서 투표를 수행하여 수행된 데이터를 출력(6)한다. The
이때 출력된 데이터를 출력데이타궤환비교부()가 비교를 하여 정상적으로 궤환이 될 경우 정상출력이 되어 제어를 수행하게 된다. 만약 정상 출력이 안될 경우는 투표부(5)에서 투표실패 신호를 발생하여 고장검지부에서 고장 신호(11)를 출력하고 PNF(13)에서 전원을 차단(12)하여 오동작을 방지한다. At this time, if the output data feedback comparison unit () compares the output data, it becomes normal output and performs the control when it is normally fed back. If the normal output is not obtained, the
또한 정상적으로 투표(1~6)를 하고 출력데이타에 대한 궤환비교를 실패할 경우에도 궤환실패신호(10)를 발생하고 고장검지부에서 고장신호를 출력하여 PNF(13)에서 전원을 차단(12)하여 오동작을 방지한다.Also, even if the feedback comparison of the output data is failed, the
이러한 삼중계시스템으로 작동을 하다가 필요에 의해 단일계 혹은 이중계로 전환 할 경우 종래에는 삼중계 시스템을 제거하고 단일계 혹은 이중계 시스템을 새로이 설치를 해야 했으나, 본 발명에서는 전원을 끄고 한 개 혹은 두개의 기본 모듈을 장착하고 DIP(Dual-In-line Package)스위치부에서단일계 혹은 이중계 시스템 모드를 선택한 후 전원을 인가하면 이에 맞추어 시스템이 재설정되어 선택된 계로 전환이 된다. 단일계 시스템이 선택 되었을 경우는 한 개의 기본 모듈이 장착이 되어 제어를 수행하고, 이중계 시스템이 선택이 되었을 경우는 동작계와대기계로 설정이 되어 동작을 하게 된다.In the case of switching to a single system or a dual system, if the system is operated with such a trine relay system, it is necessary to remove a trine system and newly install a single system or a dual system. However, in the present invention, And a dual-system system mode is selected in the DIP (Dual-In-line Package) switch unit. When the power is applied, the system is reset and the system is switched to the selected system. When a single system is selected, one basic module is mounted and the control is performed. When a dual system is selected, the system is set as an operation system and a standby system.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Those skilled in the art will readily recognize the present invention.
1: 랙(rack) 11,21,31:상용제어부(CPB)
12,22,32: 아이오브이(IOV) 13,23,33: 피앤에프(PNF)
10,20,30: 기본모듈1:
12, 22, 32:
10,20,30: Basic module
Claims (3)
단일계, 이중계 혹은 삼중계로 작동 할 수 있도록 계를 선택할 수 있는 선택 스위치부,
기본모듈을 3개까지 장착이 가능한 시스템보드 및
이를 장착 할 수 있는 랙을 구비하고 있는
철도신호용 제어장치.A basic module for controlling a railway signal,
A selection switch unit for selecting a system to operate as a single system, a dual system or a trine system,
A system board capable of mounting up to three basic modules and
And a rack capable of mounting the same
Control devices for railway signals.
입출력 및 투표를 할 수 있도록 구성된 아이오브이부,
기본모듈에 전원을 공급하며 전원관련 고장 검지 및 아이오브의 투표결과에 따라 전원을 차단하는 피앤에프부
로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도신호 제어장치.The system of claim 1, wherein the basic module comprises a commercial control unit including a CPU,
IOUBU, which is configured to input and output and vote,
Power supply to the base module, power-related fault detection and power-off according to the results of the votes of the Eye of P & F
And a control unit for controlling the railway signal control unit.
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Publications (1)
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---|---|
KR20140139197A true KR20140139197A (en) | 2014-12-05 |
Family
ID=52459284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20130059505A KR20140139197A (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Controller for controlling railroadsignal |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20140139197A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110221590A (en) * | 2019-05-17 | 2019-09-10 | 华中科技大学 | A kind of industrial process Multiple faults diagnosis approach based on discriminant analysis |
-
2013
- 2013-05-27 KR KR20130059505A patent/KR20140139197A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110221590A (en) * | 2019-05-17 | 2019-09-10 | 华中科技大学 | A kind of industrial process Multiple faults diagnosis approach based on discriminant analysis |
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