• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.219-225
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• 2014

본 논문에서는 디지털 논리회로의 스캔(scan) 방식에 기초한 효율적인 테스터블(testable) 스캔 셀(cell)을 제안하며 타이밍과 관련된 지연고장(delay fault)을 검출하기 위한 Mux-based 스캔 셀 설계와 테스트방식을 제안한다. 이로 인해 설계와 검증 시 소요되는 테스트 시간과 비용을 단축하고, LOC(Launch-off-Capture)와 LOS(Launch-off-Shift)방식의 지연고장 테스트 방안도 제안한다. 제안된 테스트방식은 스캔 입력에서 거리가 먼 마지막 스캔 셀까지의 전역 제어신호(global control signal)가 늦게 도달하는 문제점을 클럭(clock) 신호를 이용하여 동기화시킴으로써 보다 빠르게 구동시켜 고속의 테스트가 가능하다. 또한, 테스트 벡터 입력 시 대상회로의 논리 값 인가를 차단하여 테스트 벡터 입력동안의 스캔 전력소모를 효과적으로 줄이도록 한다. 스캔 셀 설계의 논리 동작과 타이밍 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 동작을 증명 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1241-1248
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• 2006

In high reliability systems for industrial network such as railway signal system, fieldbus protocols have been known to satisfy the real-time and fault tolerant requirements. But, the application of fieldbus has been limited due to the high cost of hardware and software, and the difficulty in interfacing with multi-vendor products. Therefore, as an alternative to fieldbus, the computer network technology, especially Ethernet(IEEE 802.3), is being adapted to the industrial network. In this paper, we propose a switched Ethernet based railway signal system because of its very promising prospect for industrial application due to the elimination of uncertainties in the network operation. In addition, we propose the redundancy architecture for the reliability of network components. More specifically, this paper presents an analytical performance evaluation of switched Ethernet for railway signal system, and shows experimental evaluation of redundancy architecture.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5465-5470
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• 2012

FPGA(Field Programmable Gate Array) 디바이스는 회로의 개발 기간을 단축할 수 있으며, 낮은 비용으로 자체적인 회로를 구현할 수 있다는 장점이 있다. FPGA 중에서도 SRAM기술을 사용하는 FPGA는 게이트의 집적도가 높아 복잡한 회로의 구현이 가능하고, 구현한 회로를 동적으로 변경할 수 있는 특징이 있어, 최근 인공위성의 탑재컴퓨터에 그 사용빈도가 증가하고 있는 추세다. 그러나, SRAM 기반 FPGA는 우주 방사선 입자들에 의한 오류 현상인 단일사건오류에 취약하여, 우주에서 사용할 때에는 이를 검출하고, 정정할 수 있는 회로를 탑재해야 한다. 이 논문에서는 FPGA의 내부 모듈 중에서 SEU에 가장 취약한 재구성 메모리를 보호하는 제어기를 설계하였다. 제어기는 SEU에 강한 Anti-Fuse방식의 FPGA에 구현하였으며, 실제 회로 구현 후, 방사능 시험을 수행한 결과, 본 연구에서 제안한 재구성 메모리 보호 제어기를 기존의 TMR회로와 함께 사용하면, 보다 우수한 고장허용성을 갖는 것을 입증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권7호
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• pp.994-1002
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• 2013

This study suggests a generalized availability and safety evaluation model to evaluate the influences to the system's fault tolerant capabilities depending on automatic fault detection function such as the automatic periodic testings. The conventional evaluation model of automatic fault detection function deals only with the self diagnostics, and supposes that the fault detection coverage of self diagnostics is always constant. But all of the fault detection methods could be degraded. For example, the periodic surveillance test has the potential human errors or test equipment errors, the self diagnostics has the potential degradation of built-in logics, and the automatic periodic testing has the potential degradation of automatic test facilities. The suggested evaluation models have incorporated the loss or erroneous behaviors of the automatic fault detection methods. The availability and the safety of each module of the safety grade platform have been evaluated as they were applied the automatic periodic test methodology and the fault tolerant evaluation models. The availability and safety of the safety grade platform were improved when applied the automatic periodic testing. Especially the fault tolerant capability of the processor module with a weak self-diagnostics and the process parameter input modules were dramatically improved compared to the conventional cases. In addition, as a result of the safety evaluation of the digital reactor protection system, the system safety of the digital parts was improved about 4 times compared to the conventional cases.

• 전기학회논문지
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• 제64권5호
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• pp.718-725
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• 2015

This paper proposes a novel level-shifted PWM (LS-PWM) strategy for fault tolerant cascaded multilevel inverter. Most proposed fault-tolerant operation methods in many of studies are based on a phase-shifted PWM (PS-PWM) method. To apply these methods to multilevel inverter systems using LS-PWM, two additional steps will be implemented. During the occurrence of a single-inverter-cell fault, the carrier bands scheme is reconfigured and modulation levels of inverter cells are reassigned in this proposed fault-tolerant operation. The proposed strategy performs balanced three-phase line-to-line voltages and line currents when a switching device fault occurs in a cascaded multilevel inverter using LS-PWM. Simulation and experimental results are included in the paper to verify the proposed method.

• 전기학회논문지
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• 제67권9호
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• pp.1239-1248
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• 2018

This paper proposes a fault tolerant and high efficiency operation algorithm for a 4 LEG DC/DC converter for a battery energy storage system(BESS) forming a main power source in a standalone DC micro grid. The BESS for the main power supply in the stand-alone DC micro-grid is required to operate at high speed according to fault tolerant control and load by operating at all times. Fault-tolerance control changes the short-circuit fault to an open-circuit fault by using a fuse in case of leg fault in 4 legs, and operates stably through phase shift control. In addition, considering the loss of the power semiconductor, the number of LEG operation is adjusted to operate at high efficiency in the full load region. In this paper, fault tolerant control and high efficiency operation algorithm of DC/DC converter for BESS in standalone DC micro grid is presented and it is proved through simulation and experiment.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.13-24
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• 2008

오늘날 멀티 로봇에 대한 연구는 단순한 싱글 로봇들의 효율적인 운영을 넘어 공간탐색의 효율성 극대화 및 넓은 공간에서 각 로봇간의 중복작업 및 충돌 회피를 위한 부분에 집중되어 있다. 이러한 멀티 로봇을 효율적으로 운영하기 위해서는 각 싱글 로봇을 제어하고 효율적으로 작업을 할당 할 수 있는 관리체계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 RFID를 기반으로 각 싱글로봇의 탐색공간을 효율적으로 할당함으로서 싱글로봇간의 중복 탐색을 최소화 할 수 있는 멀티로봇관리시스템을 제안한다. 또한, 탐색 작업의 완료 보장과 탐색 성능의 향상을 위하여 장애가 발생한 싱글 로봇을 탐지하고 대체 할 수 있는 고장 허용 기법을 제안한다. 제안한 시스템에서는 정확한 위치 파악이 힘들었던 기존 중앙 서버의 단점을 RFID 시스템과 홈로봇을 활용하여 극복하였다. 지정된 홈로봇은 각각의 싱글 로봇을 효율적으로 관리하며, RFID 태그의 위치 정보를 활용하여 각 싱글로봇에게 최적의 탐색 공간을 할당 한다. 제안하는 멀티로봇 관리 시스템은 공간 할당, 위치 추정 기법, 맵 생성 기법(Localization및 Mapping)을 효율적으로 수행하기 위해 RFID를 기반으로 하며, 싱글 로봇 시스템과 비교하여 시스템 운영의 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 각 싱글 로봇의 상태와 주변 상태를 고려한 고장 허용(fault tolerance)을 제공함으로써 로봇 운영의 신뢰성을 보장할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안한 시스템을 적용한 멀티로봇 시스템과 기존의 멀티로봇 시스템의 탐색 소요시간 및 중복 탐색율을 비교하여 제안한 시스템의 효율성을 입증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.331-339
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• 2018

IEEE 1588은 측정 및 제어 시스템에서 사용되는 네트워크의 정확한 시각 동기 표준(PTP, Precision Time Protocol)이다. Best Master Clock (BMC) 알고리즘은 PTP에서 최적의 마스터-슬레이브 계층을 선택하기 위해 사용한다. 슬레이브가 마스터와의 링크 장애 또는 현재의 시각 동기 에러가 발생하였을 때, BMC는 자동으로 다른 마스터 신호를 수신할 수 있도록 한다. 이때의 슬레이브 클럭은 마스터 신호의 장애 보상 시간 값에 따라 달라진다. 그러나 BMC 알고리즘에서는 마스터 클럭의 장애 발생에 따른 빠른 고장 복구 방안은 전혀 고려하지 않았다. 이에 본 논문에서는 네트워크 본딩 (Bonding) 기술을 적용하여 마스터 클럭의 장애에 따른 빠른 복구 방안을 제시하였다. 본 연구는 리눅스 시스템의 PTP livery 데몬(Ptpd)과 IEEE 1588의 특정 프로파일을 사용하였으며, 본딩 모드를 통해서 제어하도록 하였다. 네트워크 본딩 기술은 둘 이상의 네트워크 인터페이스 신호를 하나의 네트워크 인터페이스에 전송하기 위해 신호를 결합하는 과정에 대한 것으로, 네트워크의 이중화와 성능 향상을 제공한다. 본딩 기술은 만약 하나의 링크에서 장애가 발생하면, 본딩되어 있는 다른 링크를 통해서 즉각적으로 신호 전달이 가능하기에 네트워크의 이중화 또는 부하 분산 등에 사용한다. IEEE 1588만 적용한 것과 대비하여 IEEE 1588 기술과 네트워크 본딩 기술을 결합한 네트워크 복구 기술의 뛰어난 성능을 본 논문을 통하여 증명하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.50-57
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• 2017

본 논문은 대전도시철도 개통 이후 내부자료 통계분석을 통해 열차지연 원인과 문제점을 살펴보고 고위험군의 위험도를 평가하여 위험도 지수 심각도와 위험도를 측정하였다. 측정방법으로는 위험도 관리방법인 risk matrix($5{\times}5$)를 적용하여 위험도 등급을 산정하였으며, 결과에 따른 안전수준과 허용수준 범위를 분석하였다. 그 결과 차량분야가 가장 위험도가 심각하고, 다음으로 기계설비분야가 위험도를 내재하고 있는 것으로 나타났다. 특히 차량의 출입문장치결함으로 인한 출입문고장과 열차신호 및 제어장치는 심각도도 높지만, 빈도수가 매우 잦아 추가적인 사고 잠재성을 보이고 있다. 기계설비 분야의 PSD결함도 PSD의 안전문 개폐불량이 가장 위험한 것으로 나타났으며, PSD의 오취급 및 PSD의 유리파손 등도 위험도를 내포하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 이러한 위험도를 내재하고 있는 사고의 빈도수를 경감하고, 심각도를 낮춰서 위험도를 예방할 수 있는 방안을 예측하여 미리 선제적으로 대비할 수 있는 분석결과를 제시함으로써 안전한 도시철도운영으로 이용자의 교통편익에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.687-694
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• 2008

일반적으로 열차경합은 사고나 인프라고장(선로, 신호기, 선로전환기 등) 등의 외란 발생으로 인하여 본래의 스케줄에 따라 열차운영을 할 수 없는 상황으로 정의 되어진다. 열차경합관리의 주요 목적은 열차 운영 중에 발생하는 열차경합을 사전에 검지하고 해소하는 것이다. 경합의 검지 방법은 선후행 열차간 운행시격과 최소 열차운행시격, 허용가능 지연시간초과, 선로 폐쇄상태의 시스템 자동검지 등 다양하며 해소 방안 역시 속도조절, 대기시간변경, 교행/대피 순서변경, 플랫폼 사용 변경 등 여러 가지가 복합적으로 적용된다. 현재 대부분의 열차운행제어체계는 중앙집중방식이며 소규모 역에서의 경합관리역시 원격으로 중앙에서 하고 있으나 CTC 차원에서 모든 역 상황을 최적으로 통제하는 것은 무리가 있다. 또한, 입환과 같은 구체적인 작업들은 CTC차원에서 파악조차 힘들기 때문에 로컬에서 수행하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 경합관리를 계층적으로 라인경합관리, 역경합관리 2가지로 구분하고 경합검지 및 해소에서 각각의 역할분담 및 협조체계를 설계하였다. 또한, 각각의 경합관리에서는 수리모형에 기반한 최적화모델을 적용하여 현실적이고 합리적인 경합관리모델 구현방법을 제시한다.