정부는 대구 지하철 대형 화재 사건을 계기로 2004년 철도안전법 제정과 동시에 철도안전 종합계획 추진을 통해 철도안전관리를 도모해 왔다. 그러나 여전히 열차 충돌, 탈선 및 화재 등 대형 인명피해로 이어질 수 있는 열차사고가 지속적으로 발생하고 있음에도 불구하고, 사후 처리 중심의 안전관리시스템이 운영되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 분산되어 운영되고 있는 안전검지 장치 데이터를 통합하여 선제적 안전 관리를 위한 실시간 철도 안전 감시제어 시스템 개발에 대한 기본 프레임워크를 제안하고자 한다. 또한 철도 안전 감시제어 시스템의 효과적인 작동 여부를 모니터링하기 위한 안전성과모니터링지표에 대한 개발 방향을 제시하고자 한다. 제안된 프레임워크는 향후 추진될 실시간 철도 안전감시 제어시스템의 구현을 위한 기틀을 마련할 수 있을 것으로 전망된다.
In this paper, we propose the design of railway safety common data model to provide common transformation method for collecting data from railway facility fields to Real-time railway safety monitoring and control system. This common data model is divided into five abstract sub-models according to the characteristics of data such as 'StateInfoMessage', 'ControlMessage', 'RequestMessage', 'ResponseMessage' and 'ExtendedXXXMessage'. This kind of model structure allows diverse heterogeneous data acquisitions and its common conversion method to DDS (Data Distribution Service) format to share data to the sub-systems of Real-time railway safety monitoring and control system. This paper contains the design of common data model and its DDS Topic expression for DDS communication, and presents two kinds of data transformation case studied for verification of the model design.
철도 안전사고 예방을 목표로 하는 실시간 철도 안전관제 시스템에서는 DDS (Data Distribution Service) 표준 기술 기반의 데이터 전송 방안을 적용함으로 기존 현장의 안전검지장치로부터 발생한 데이터를 통합 및 관리하고 있다. 본 논문에서는 수많은 현장 데이터 중 일반철도 현장에서 발생한 신호설비 데이터 규격 설계를 소개하고 있다. 신호설비 데이터의 DDS 전송을 위하여 기존 표준 규격인 KRS SG 0062를 모델링하고, DDS 데이터 전송 단위인 Topic 설계 및 데이터 변환 방안을 제시하고, 데이터 성격 별로 네트워크 제어 QoS 정책 설계를 제시하고 있다. 또한 실제 현장 데이터를 분석하여 설계된 규격이 현장에 적용 가능한지를 확인해 보았다.
The Centralized Traffic Control(CTC) System of Urban Railway is an element(subsystem) of the Urban Railway system to aim safety operation and efficient management of rolling stock in accordance with a train scheduling program in train operation ways. That's why the CTC System must be developed considering systematic and safety-guaranteed methods such as RAMS(Reliability, Availability, Maintainability, and Safety) refereed to IEC standards. The CTC System is consists of rolling stock, signaling, power supply, communication, and mechanical equipment and preforms control and remote monitoring functions. The technical activities considering safety process are very important at such an early stage of development in a railway project. This paper introduces RAMS activities and an independent safety assessment by $3^{rd}$ Party focused on a safety applied to a development of the CTC system of Urban Railway and proposes the experiences as well practices.
본 논문에서는 실시간 통합 철도 안전 감시 시스템의 데이터 전송 품질 요구 사항을 만족시키기 위해 OMG DDS 표준에서 제공하는 네트워크 전송 품질을 제어 할 수 있는 DDS(Data Distribution Service) QoS(Quality of Service)에 관한 실험을 통한 분석을 진행하였다. '실시간 통합 철도 안전 감시제어시스템'은 철도 분야에서 다양한 센서의 데이터를 수집 및 분석하여 잠재적인 철도사고 위험을 예측하고 방지하는 시스템이다. 이 시스템에서 수집된 데이터를 정확하고 안정적으로 실시간으로 전송하려면 데이터 전송 품질을 보장해야 한다. 실험 결과에 따르면 DDS QoS를 사용하여 철도 안전을 모니터링하고 제어하기 위해 실시간으로 정확하고 안정적인 데이터 전송을 보장할 수 있다.
최근 철도안전 감시 및 제어를 위한 데이터 분산 서비스 기반의 융합시스템인 실시간 철도안전 통합 감시 제어 시스템 개발 연구가 진행되고 있다. 차량, 신호, 전력 및 안전감시 설비의 안전 데이터를 실시간 수집하고, 대용량 데이터 처리를 위하여 분산 서비스 기반의 통신 미들웨어를 채택하였다. 그러나, 기존 관제 서버로 활용되는 서버장치의 경우 안전성 등의 사유로 하드웨어 성능이 낮아 분산 서비스 미들웨어의 최대 성능을 발휘하지 못하는 실정이다. 안전관제 시스템에서도 초당 20만 패킷을 전송량 목표로 설정하였으나 LAB 기반 성능시험을 수행한 결과 충족하지 못하였다. 본 논문에서는 기존 장비의 데이터 수집 성능을 개선하고자 철도 데이터의 특성을 분석하였고, 분석 결과에 따라 패킷량이 많은 신호설비와 차량설비의 데이터 모델에 DDS 기반의 스트리밍 전송방식을 적용하였다. 그 결과 하드웨어 성능이 동일한 경우 처리량이 기존보다 약 30.4배 향상됨을 확인하였다. 향후 실시간 철도안전 통합 감시 제어 시스템에 실제로 적용하여 데이터 처리의 성능을 개선해나갈 예정이다.
Passenger safety is a primary concern of railway system but, it has been urgent issue that dozens of people are killed every year when they are fallen from train platforms. In this paper, we propose a vision based monitoring system for railway station platform. The system immediately perceives dangerous factors of passengers on the platform by using image processing technology. To monitor almost entire length of the track line in the platform, we use several video cameras. Each camera conducts surveillance its own preset monitoring area whether human or dangerous object was fallen in the area. Moreover, to deal with the accident immediately, the system provides local station, central control room employees and train driver with the video information about the accident situation including alarm message. This paper introduces the system overview and detection process with experimental results. According to the results, we expect the proposed system will play a key role for establishing highly intelligent monitoring system in railway.
The stability of cutting slope influences the safety of railway operation, and how to identify the stability of the slope quickly and determine the rational monitoring plan is a pressing problem at present. In this study, the attribute recognition model of risk assessment for high cutting slope stability in the heavy haul railway is established based on attribute mathematics theory, followed by the consequent monitoring scheme design. Firstly, based on comprehensive analysis on the risk factors of heavy haul railway loess slope, collapsibility, tectonic feature, slope shape, rainfall, vegetation conditions, train speed are selected as the indexes of the risk assessment, and the grading criteria of each index is established. Meanwhile, the weights of the assessment indexes are determined by AHP judgment matrix. Secondly, The attribute measurement functions are given to compute attribute measurement of single index and synthetic attribute, and the attribute recognition model was used to assess the risk of a typical heavy haul railway loess slope, Finally, according to the risk assessment results, the monitoring content and method of this loess slope were determined to avoid geological disasters and ensure the security of the railway infrastructure. This attribute identification- risk assessment- monitoring design mode could provide an effective way for the risk assessment and control of heavy haul railway in the loess plateau.
The train control and monitoring system (TCMS) is an on board computer system in railway vehicles performing the control, supervisory and diagnostic functions of the complete train system. This system replaces a lot of hard-wired relays and minimizes the necessary vehicle wiring thus increasing the reliability of the train. It is also one of more important equipment on vehicle to implement much higher safety and reliability train system. We studied a software design technique of TCMS using a CASE tool that is a kind of safety critical software engineering tool (SCADE). This tool has mainly four functions such as the graphical editor, the document maker, tile automatically code generator, and the test simulator. The several functions of TCMS are implemented in this software easily programmed using a functional block diagram and a graphic programming language. We applied to automatically generated TCMS modules on the SCADE each functional block for the Standard type EMU in Korea. We performed the combination test using TCMS simulator and the running test in Seoul subway 7 Line. We proved that this technique is more useful for the software design of TCMS in urban transit
최근 정보통신기술의 발전에 따라 철도 분야에서도 다양한 IT 기술을 접목하려는 시도가 많아졌다. 현재까지 안전 관제 시스템이 현장에 설치되어 실제 데이터를 이용해 운영 중이지만 실제 상황에서 사고가 발생하지 않는다는 점에서 철도 안전 관제 시스템의 기능 확인이 어렵다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 임의로 사고 데이터를 발생시켜 안전관제 시스템이 정상적으로 동작하는 지 확인하고, 이를 위해 사고 데이터를 발생시킬 시뮬레이터와 사고 시나리오 및 시나리오에 따른 시뮬레이션 데이터를 작성하였으며, 실시간 철도 안전 통합 감시 제어 시스템은 철도 현장에서 데이터를 수집하고 변환하여 전송하며, 각종 철도 안전 설비의 데이터를 인터페이스 장치에서 수합, DDS 라는 공통의 프로토콜로 변환 후 안전 관제 통합 콘솔 및 위험/사고 예측 서버로 전달하여 철도 사고를 감시하고 예방할 수 있을 것으로 사료 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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