KR960013765B1 - 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법

제1도는 종래의 채널 자동 절체 장치의 블럭도.

제2도는 본 발명의 채널 고장 대응 장치의 블럭도.

제3도는 본 발명의 채널 고장 대응을 위한 신호 흐름도.

제4도는 교차로에 매설된 검지기의 위치를 보인 예시도.

제5도는 제4도의 매설 위치에서 통과 차량 점검 결과를 보인표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 마이크로 프로세서 12-1~12-5 : 신호 처리부

13-1~13-5 : 발진 구동부 14-1~14-5 : 보호 회로

15 : 결과 출력부 16 : 릴레이 구동부

17 : 릴레이부 18 : 우선 순위 입력부

Q1-Q4 : 트랜지스터 T11-T14 : 트랜스

D11 - Dl4 : 다이오드

본 발명은 교통 신호제어기에 적용되는 루프식 차량 감지기에 관한 것으로 특히, 4채널 일체형 차량 감지기에서 채널에 고장이 발생하면 채널의 우선 순위에 의해 예비 채널을 절체하여 교통 통제의 마비를 최대한 방지하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장대응 방법에 관한 것이다.

제1도는 종래 루프식 차량 감지기의 절체 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 발진 고주파를 임피던스 매칭시키는 트랜스(T1-T5)와, 이 트랜스(T1-T4) 중 하나를 상기 트랜스(T5)로 절체하는 릴레이브(7)와, 이 릴레이부(7)의 릴레이 코일(RC1-RC4)에 구동 제어 신호에 따라 전류를 흘림으로써 릴레이 단자(RL1-RL4)의 절환을 구동시키는 릴레이 구동판(6)와, 상기 릴레이부(7)를 통한 발진 고주파를 루프 코일에 전송함과 동시에 과전압 또는 과전류에 대해 보호 동작을 수행하는 보호 회로(4-1~4-4)와, 전력 증폭된 고주파를 상기 트랜스(T1-T5)로 발진시킴과 아울러 상기 루프 코일의 인덕턴스 변화값을 상기 보호회로(4-1~4-5), 트랜스(T1-T5)를 통해 검출하는 방진 고동부(3-1~3-5)와, 이 발진 구동부(3-1~3-5)의 검출 신호를 디지탈 변환하는 신호 처리부(2-1~2-5)와, 이 신호 처리(2-1~2-5)의 디지탈 출력을 비교 연산함에 따라 차량의 점유 여부를 판별하는 마이크로 프로세서(1)와, 이 마이크로 프로세서(1)의 출력에 따라 점유 여부 판정 결과를 표시하는 결과 출력부(5)로 구성된다. 상기 신호 처리부(2-5), 발진 구동부(3-5), 트랜스(T5)로 아날로그 회로 고장시 대체하기 위한 예비 회로를 구성하게 된다.

상기 릴레이 구동부(6)는 마이크로 프로세서(1)의 구동 제어 신호에 따라 릴레이(RY1-RY4)의 구동을 제어하는 트랜지스터(Q1-Q4)로 구성한다.

상기 릴레이브(7)는 트랜스(T5)의 두 단자를 B접점에 가기 접속함과 아울러 A접점에 트랜스(T1-T4)의 두 단자를 각기 접속하여 릴레이 구동부(6)의 트랜지스터(Q1-Q4)가 턴온됨에 의해 상기 트랜스(T1-T4)중 한 트랜스와 보호회로(4-1~4-4)중 하나를 접속하도륵 릴레이 코일 (RCI-RC4)과 릴레이 단자(RL1-RL4)로 각기 이루어진 릴레이(RYI-RY4)로 구성한다.

이와같은 종래 회로의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

정상 동작시 마이크로 프로세서(1)가 저전위의 구동 제어 신호를 출력함으로 릴레이 구동부(6)의 트랜지스터(Q1-Q4)가 턴오프 상태를 유지함에 따라 릴레이부(7)의 릴레이 코일(RL1-RL4)에 전류가 흐르지 않는다.

이에 따라, 릴레이(RY1-RY4)의 단자(RL1-RL4)가 오프 상태를 유지함으로 발진 구동부(3-1~3-4)에서 발진된 고주파가 트랜스(T1-T4)에서 임피던스 매칭된 후 보호 회로(4-1∼4-4)를 경유하여 각 채널 (CH1-CH4)의 루프 코일에 인가된다.

이때, 차량이 루프 코일 상에 점유하여 인덕턴스가 변화하면 이 변화된 인덕턴스를 보호 회로(4-1~4-4), 트랜스(T1-T4)를 통해 입력받은 구동부(3-1~3-4)는 발진 주파수가 변화되어진다.

따라서, 발진 구동부(3-1∼3-4)의 출력을 신호 처리부(2-1~2-4)가 방형파레벨로 변환하면 이 변환된 에이타를 입력받은 마이크로 프로세서(1)는 비교 연산을 수행하여 차량의 점유 여부를 판정함에 따라 판정 결과를 결과 출력부(5)에 출력하여 표시하게 된다.

한편, 마이크로 프로세서(1)는 신호 처리부(2-1~2-4)를 통해 입력되는 각 채널의 발진 파형에 대한 디지탈 레벨의 방형파를 검출하여 방형파의 입력이 중단되는 채널 즉, 발진이 정지되는 채널이 발생하면 해당 채널에 대한 아날로그 회로의 고장으로 판단하여 릴레이 구동부(6)의 트랜지스터(Q1-Q4)중 해당 채널의 트랜지스터를 턴온시킴으로서 릴레이부(7)의 릴레이(RY1-RY4)중 해당 릴레이를 구동하여 고장 회로를 여분의 회로로 절체하게 된다.

이때, 결과 출력부(5)에 인가되는 마이크로 프로세서(1)의 점유/비점유에 대한 실시간 판단 결과는 고장 채널의 판단 결과 대신 여분의 회로를 통해 얻어진 결과를 출력하여 표시하게 된다.

따라서, 마이크로 프로세서(1)가 신호 처리부(2-1~2-4)의 출력을 검출하여 발진 파형이 감지되지 않아 고장 발생으로 판별한 경우 해당 채널의 회로를 여분의 회로로 대치함으로써 최소한 1채널분 아날로그 회로의 고장에 대해서 자동적으로 고장 조치를 취하여 정상적인 동작을 보장하게 된다.

즉. 예를들어 트랜스(T1)에 접속된 신호 처리부(2-1), 발진 구동부(3-1)의 채널에 고장이 발생하면 마이크로 프로세서(1)는 릴레이 구동부(6)의 트랜지스터(Q1)를 턴온시킴으로써 릴레이부(7)의 릴레이(RY1)를 온시켜 보호 회로(4)를 여분의 회로의 트랜스(R5)에 접속시키게 된다.

이에 따라, 보호 회로(4)의 출력은 트랜스(T5), 발진 구동부(3-5)를 경유하여 신호 처리부(2-5)를 통해 마이크로 프로세서(1)에 입력되고 이 입력을 비교 연산한 상기 마이크로 프로세서(1)는 차량의 점유 여부를 판정하여 결과 출력부(5)를 통해 표시하게 된다.

그러나, 종래에는 절체형 루프식 차량 감지기는 수용된 채널중 1개 채널의 고장 발생에 대해서는 예비 채널을 절체하여 원만한 대응 동작이 가능하나, 2개 채널 이상의 고장에 대해서는 적절한 대응 방법이 없어서 고장 발생 순서가 빠른 1개의 채널에 대응 동작하면 이 후에 발생되는 고장 채널에 대해서는 대응 동작을 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 채널별로 우선 순위를 설정함에 의해 채널에 고장이 발생하면 고장이 발생한 채널의 우선 순위를 비교하여 우선 순위가 빠른 채널로 예비 채널을 절체시키는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 채널 고장 대응 장치의 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이, 제1도와 동일하게 마이크로 프로세서(11), 신호 처리부(12-1~12-5), 발진 구동부(13-1∼13-5), 트랜스(T11-T15), 보호 회로(14-1~14-4), 결과 출력부(15), 릴레이 구동부(16) 및 릴레이부(17)로 구성하며 고장 발생시 예비 채널로 절체하는 순위 비교를 위해 채널 우선 순위 데이타를 입력 시키는 채널 우선 순위 입력부(18)를 포함하여 구성한다.

상기 채널 우선 순위 입력부(18)는 차량 감지기의 전면판에 설치된 딥스위치로 채널별 우선 순위를 설정하거나 또는 RS232C 통신 포트를 이용하여 원격으로 채널별 우선 순위를 설정하도륵 구현할 수 있으며, 채널 우선순위는 4개 채널에 대한 중요도 순위를 4-3-2-1 등과 같이 구분하여 숫자가 클수록 중요도가 높은 채널로 인식할 수 있도륵 설정할 수 있다.

이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량 전유 유무를 판단하기 위하여 4채널 루프식 차량 감지기를 매설할 때 채널 우선 순위 입력부(18)로 채널별 우선 순위를 입력시키면 차량의 점유/비점유 판단을 수행하는 마이크로 프로세서(11)의 내부 메모리에 저장하게 된다.

이때, 정상 동작을 수행한다면 마이크로 플세서(11)가 저전위의 구동제어 신호를 릴레이 구동부(16)에 출력하여 트랜지스터(Q11-Q14)를 턴오프 상태로 유지시킴에 따라 릴레이부(17)의 릴레이(RYI-RY4)가 동작하지 않으므로 발진 구동부(13-1∼13-4)에서 발진된 각각의 고주파가 트랜스(T11-T14)에서 각기 임피던스 매칭된 후 각각의 보호 회로(14-1∼14-4)를 경유하여 각 채널(CH1-CH4)의 루프 코일에 인가 되어진다.

이때, 루프 코일 상의 차량 점유로 인하여 인덕턴스가 변화하면 이 변화된 인덕턴스를 보호 회로(14-1~14-4), 트랜스(T11-T14)를 통해 입력받은 발진 구동부(13-1~13-4)는 공진 주파수를 신호 처리부(12-1∼12-4)에 출력하게 된다.

이에 따라, 신호 처리부(12-1~12-4)가 발진 구동부(13-1~13-4)의 출력을 디지탈 레벌의 신호로 변환하면 이 변환된 데이타를 입력받은 마이크로 프로세서(11)의 연산을 통해 루프 코일 상의 차량 점유 여부를 판정하고 이 판정된 결과를 결과 출력부(15)를 통해 표시하게 된다.

그런데, 상기와 같이 정상 동작중에 고장 채널이 발생하여 즉, 신호 처리부(2-1~12-4)중에서 신호의 입력이 중단되면 마이크로 프로세서(11)는 고장이 발생한 채널을 예비 채널로 절체할 것인지 판단하는데,하나의 채널에 고장이 발생한 경우에는 릴레이 구동부(16)의 트랜지스터(Q11-Q14)중 고장 채널에 해당하는 트랜지스터를 턴온시키므로써 고장 채널을 예비 채널로 절체시키게 된다.

그리고, 고장이 여러 채널에 발생한 경우 채널 우선 순위 입력부(18)에 의하여 마이크로 프로세서(11)의 내부에 저장된 각 채널의 우선 순위 데이타중 고장 채널의 우선 순위 데이타를 비교하여 가장 우선 순위가 큰 채널을 판별하게 된다.

이에 따라, 우선 순위가 가장 큰 채널로 예비 채널을 절체하여 중요도가 높은 채널을 중요도가 상대적으로 낮은 채널에 우선하여 고장 대응기능을 수행하게 된다.

이러한 고장 대응 동작을 제3도의 흐름도에서 설명하면, 마이크로 프로세서(11)는 차량 감지 동작을 수행하면서 고장 채널이 발생하는지 판별하여 고장 발생을 인식하면 여러 채널일 경우 채널 우선 순위 입력부(18)에 의해 입력된 채널 우선 순위 데이타를 비교하여 고장 채널중 가장 큰 우선 순위의 채널을 판별하게 된다.

따라서, 우선 순위가 가장 큰 채널을 판별하면 마이크로 프로세서(11)는 릴레이 구동부(16)를 통해 릴레이부(17)의 해당 릴레이를 절체시키므로써 고장 채널을 예비 채널로 절체시키게 된다.

이러한 동작은 채널에 고장이 발생할 때마다 반복적으로 수행하여 가장 큰 우선 순위의 채널로 예비 채널을 절체시킴에 의해 태널중 상대적으로 중요도가 높은 채널에 대한 고장 대응을 수행하게 된다

상기와 같은 고장 대응 알고리즘을 설명하기 위하여 교차로의 각 접근로에 4채널 일체형 차량 감지기를 매설한 경우 제4도에서 임의의 접근로에 각각의 채널의 루프 코일일 ①②③④의 위치에 매설하엿다고 가정한다.

여기서, ①②의 위치에 매설된 루프 코일은 직진 차량 통과 댓수를 파악하기 위한 정지선 검지기이고 ③의 위치에 매설된 루프 코일은 좌회전 대기 차량 존재 유무를 파악하기 위한 검지기이며 ④의 위치에 매설된 루프 코일은 대기 차량의 길이를 파악하기 위한 검지기이다.

이와같은 위치에 매설된 감지기는 신호 제어 전략및 교통 수요 특성등에 따라 고장 발생시 미치게 되는 영향의 정도가 서로 상이하여 중요도에 따라 우선 순위가 결정되어진다.

즉, ① 또는 ②의 위치에 매설된 검지기중 하나에 고장이 발생한 경우 정상 동작하는 검지기의 데이타를 근거로 직진 차량의 퉁과량을 근사적으로 추정할 수 있어서 신호 운용 체계에 큰 영향을 미치지는 않게 된다.

그리고 ③의 위치에 매설된 검지기의 고장 발생시 좌회전 신호의 대기 차량 유무를 파악하는 수단을 상실하게 되어 좌회전 신호 운용에 중대한 혼란을 야기시키게 된다.

또한, ④의 위치에 매설된 검지기의 고장 발생시 대기 차량 길이를 파악할 수 없으므로 효율적인 신호 운용 체계에 어려움을 주지만 ①②의 위치에 매설도니 검지기에 의하여 교통량의 대소를 파악할 수 있으므로 대체로 원만한 신호 운용체계를 유지할 수 있다.

이러한 점검 결과는 제5도의 표와 동일하다.

따라서, 본 발명의 알고리즘을 적용하였을 경우 정지선 검지기에 고장이 발생하여 에비 채널을 이용하고 있을 때 좌회전용 검지기 또는 대기 행렬 검지기에 고장이 발생하였다면 좌회전용 검지기 또는 대기 행렬검지기의 우선 순위가 정지선 검지기의 우선 순위보다 높게 설정되어 있으므로 정지선 검지기의 예비 채널 이용을 포기하고 좌회전용 또는 대기 행렬 검지기에 대하여 예비 채널을 절체하여 신호 운용을 개시하게 된다.

즉, CH1, CH2 채널이 정지선 감지기이고 CH3 채널이 좌회전용 감지기이며 CH4 채널이 대기 행렬 감지기라고 가정하였을때 트랜스(T11)에 접속된 신호 처리부(12-1), 발진및 구동부(13-1)의 채널에만 고장이 발생하였다면 마이크로 프로세서(11)는 예비 채널인 신호 처리부(12-5), 발진 구동부(13-5)및 트랜스(T15)에 보호 회로(14-1)를 접속하여 동작시키게 된다.

이때, 신호 처리부(12-3)에서 신호의 입력이 중단되면 채널(CH3)의 아날로그 회로의 고장 발생을 인식한 마이크로 프로세서(11)는 내부 메모리에 저장된 채널(CH1-CH4)별 우선 순위 데이타를 읽어 채널(CH1)(CH3)의 우선 순위 데이타틀 비교함에 의해 우선 순위가 높은 채널을 판단하게 된다.

이에 따라, 채널(CH3)의 우선 순위가 채널(CH1)보다 높다고 판별한 마이크로 프로세서(11)는 릴레이 구동부(16)의 트랜지스터(Q13)를 턴온시킴으로써 릴레이부(17)의 릴레이(RY3)를 온시커 보호 회로(14-3)를 여분의 회로의 트랜스(T5)에 접속시키게 된다.

따라서, 보호 회로(14)의 출력은 트랜스(T15), 발진및 구동부(13-5)를 경유하여 신호 처리부(12-5)를 통해 마이크로 프로세서(11)에 입력되고 이 입력을 비교 연산한 상기 마이크로 프로세서(11)는 찰량의 점유여부를 판정하여 결과 출력부(15)를 통해 표시하게 된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 채널 우선 순위 입력 테이타를 근거로 여러 채널에 고장이 발생하였을 때 우선 순위의 채널을 예비 채널로 자동으로 절체하여 중요한 채널의 동작을 최대한 보장할 수 있어 신호제어기의 출력 신호의 신뢰성을 최대한 유지하므로 교차로의 교통 마비 현상 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 채널의 우선 순위를 설정한 후 고장 채널이 발생하는지 판별하는 제1단계와, 제1단계에서 여러 채널에 고장이 발생하면 고장 채널의 우선 순위 데이타를 서로 비교하여 가장 높은 우선 순위의 채널을 판별하는 제2단계와, 제2단계에서 판별한 가장 높은 우선 순위의 채널을 예비 채널로 절체하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법.
2. 제1항에 있어서, 채널별 우선 순위 설정은 기기에서 직접 설정하는 것을 특징으로 하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법.
3. 제1항에 있어서. 채널별 우선 순위 설정은 통신 포트를 이용하여 원격으로 설정하는 것을 특징으로하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법.
4. 제1항에 있어서. 채널별 우선 순위는 중요도에 따라 임의의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법.
5. 제1항에 있어서, 채널별 우선 순위 판별은 설정된 데이타의 대소 비교로 판별하는 것을 특징으로 하는 루프식 차량 감지기의 채널 고장 대응 방법.