전자연동장치는 철도운영에 중요한 역할을 하고 현장장치들에 대한 상태정보의 입력 및 제어를 하는 장치로서, 철도사고와 밀접한 관계가 있기 때문에, 높은 안전성과 신뢰성을 요구하고 있다. 전자연동장치와 같이 신뢰성 및 안전성을 요구하는 시스템은 결함허용 시스템의 구성을 가져야 하며 항상 여분 시스템으로 구성하게 되어 있다. 결함허용을 위한 여분 시스템은 보통 이중화 또는 삼중화 형태로 구성된다. 안전성과 신뢰성의 관계는 상호 보완적인 관계이기도 하지만, 반대로 상호 배타적인 경우도 있다. 두개 이상의 시스템을 비교하여 두개 시스템이 제어기에서 발생할 수 있는 고장을 제거하도록 하여 안전성을 향상시키며, 삼중화를 통하여 ...
전자연동장치는 철도운영에 중요한 역할을 하고 현장장치들에 대한 상태정보의 입력 및 제어를 하는 장치로서, 철도사고와 밀접한 관계가 있기 때문에, 높은 안전성과 신뢰성을 요구하고 있다. 전자연동장치와 같이 신뢰성 및 안전성을 요구하는 시스템은 결함허용 시스템의 구성을 가져야 하며 항상 여분 시스템으로 구성하게 되어 있다. 결함허용을 위한 여분 시스템은 보통 이중화 또는 삼중화 형태로 구성된다. 안전성과 신뢰성의 관계는 상호 보완적인 관계이기도 하지만, 반대로 상호 배타적인 경우도 있다. 두개 이상의 시스템을 비교하여 두개 시스템이 제어기에서 발생할 수 있는 고장을 제거하도록 하여 안전성을 향상시키며, 삼중화를 통하여 가용성을 향상시킨다. 여기에서는 여분 시스템의 구조, 이중화 및 삼중화 모델의 제시와 그에 따른 시스템의 안전성 및 신뢰성에 대한 문제를 다루었다. 모델링을 통해 Markov Model을 이용하여 전자연동장치의 신뢰도와 안전도에 대해 산출해보고, 안전성과 신뢰성을 결정하기위한 구성형태의 방법을 제시하였다. 제시한 모델에서 정량적인 수치를 얻은 결과, 능동형 이중화 모델과 삼중화 시스템에서 신뢰도와 가용도는 능동형 이중화 시스템이 삼중화 시스템보다 유리하고, 안전도의 경우에는 동일하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 여분 제어시스템의 경우, 신뢰도는 제어기의 고장률과 여분구조와, 그리고 안전도는 결함고장률과 관계가 있기 때문에, 시스템의 신뢰도와 가용도를 높이기 위해서는 여분구조와 제어기의 고장률간의 Trade-off에 의해 결정되며, 안전도는 여분관리계의 위험 측 고장률에 의해서 결정된다는 것을 알 수 있었다. 또한 실제 사용되고 있는 전자연동장치에서 현장기기로의 출력과 관련된 모듈에서의 안전도와 관련된 부정출력의 발생 확률이 국제적으로 요구되는 SIL-4를 만족하는 것을 알 수 있었다. 전자연동장치에서 신뢰성과 안전성을 더욱 높이기 위해서는 결함허용에 대한 보완 구조를 강화시킨 능동형 DMR 형태나, 더 나아가 TMR, QMR의 형태로 구성하면 된다는 것을 알 수 있으나 비용이 높아진다는 단점이 있으므로 시스템의 구성요구기준에 따라 결정되어야 한다.
전자연동장치는 철도운영에 중요한 역할을 하고 현장장치들에 대한 상태정보의 입력 및 제어를 하는 장치로서, 철도사고와 밀접한 관계가 있기 때문에, 높은 안전성과 신뢰성을 요구하고 있다. 전자연동장치와 같이 신뢰성 및 안전성을 요구하는 시스템은 결함허용 시스템의 구성을 가져야 하며 항상 여분 시스템으로 구성하게 되어 있다. 결함허용을 위한 여분 시스템은 보통 이중화 또는 삼중화 형태로 구성된다. 안전성과 신뢰성의 관계는 상호 보완적인 관계이기도 하지만, 반대로 상호 배타적인 경우도 있다. 두개 이상의 시스템을 비교하여 두개 시스템이 제어기에서 발생할 수 있는 고장을 제거하도록 하여 안전성을 향상시키며, 삼중화를 통하여 가용성을 향상시킨다. 여기에서는 여분 시스템의 구조, 이중화 및 삼중화 모델의 제시와 그에 따른 시스템의 안전성 및 신뢰성에 대한 문제를 다루었다. 모델링을 통해 Markov Model을 이용하여 전자연동장치의 신뢰도와 안전도에 대해 산출해보고, 안전성과 신뢰성을 결정하기위한 구성형태의 방법을 제시하였다. 제시한 모델에서 정량적인 수치를 얻은 결과, 능동형 이중화 모델과 삼중화 시스템에서 신뢰도와 가용도는 능동형 이중화 시스템이 삼중화 시스템보다 유리하고, 안전도의 경우에는 동일하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 여분 제어시스템의 경우, 신뢰도는 제어기의 고장률과 여분구조와, 그리고 안전도는 결함고장률과 관계가 있기 때문에, 시스템의 신뢰도와 가용도를 높이기 위해서는 여분구조와 제어기의 고장률간의 Trade-off에 의해 결정되며, 안전도는 여분관리계의 위험 측 고장률에 의해서 결정된다는 것을 알 수 있었다. 또한 실제 사용되고 있는 전자연동장치에서 현장기기로의 출력과 관련된 모듈에서의 안전도와 관련된 부정출력의 발생 확률이 국제적으로 요구되는 SIL-4를 만족하는 것을 알 수 있었다. 전자연동장치에서 신뢰성과 안전성을 더욱 높이기 위해서는 결함허용에 대한 보완 구조를 강화시킨 능동형 DMR 형태나, 더 나아가 TMR, QMR의 형태로 구성하면 된다는 것을 알 수 있으나 비용이 높아진다는 단점이 있으므로 시스템의 구성요구기준에 따라 결정되어야 한다.
Interlocking system plays key role in railway operation and is closely related to railway accidents and that it receives input of status information and acts control for field devices. Therefore, Programmable electronic interlocking system is always composed by redundant systems for safety and relia...
Interlocking system plays key role in railway operation and is closely related to railway accidents and that it receives input of status information and acts control for field devices. Therefore, Programmable electronic interlocking system is always composed by redundant systems for safety and reliability of railway operation and preventing the accidents from the systems being out of order. The redundant systems for fault tolerance are realized through dual or triplex controllers. In this paper, we calculated safety and reliability of the redundant systems for Programmable electronic interlocking system using Markov models, demonstrated key part to determine the reliability and the safety, and serves to decide safety and reliability.
Interlocking system plays key role in railway operation and is closely related to railway accidents and that it receives input of status information and acts control for field devices. Therefore, Programmable electronic interlocking system is always composed by redundant systems for safety and reliability of railway operation and preventing the accidents from the systems being out of order. The redundant systems for fault tolerance are realized through dual or triplex controllers. In this paper, we calculated safety and reliability of the redundant systems for Programmable electronic interlocking system using Markov models, demonstrated key part to determine the reliability and the safety, and serves to decide safety and reliability.
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