[논문]전기선로전환기 모니터링시스템의 성능 향상에 관한 연구

박재영

doi:10.5762/kais.2010.11.11.4509

전기선로전환기 모니터링시스템의 성능 향상에 관한 연구
Study on performance improvement of electric-point machine monitoring system 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.11, 2010년, pp.4509 - 4514

초록
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본 논문에서는 전기선로전환기의 유지보수 방법을 개선하기 위해 당초 연구 개발한 선로전환기 모니터링시스템을 시험 운용한 결과 보수방법 향상 효과를 확인 할 수 있었다. 그러나 보수자가 배치되지 않은 무인 연동역의 경우 선로전환기 장애 발생 시 또는 유지보수를 위하여 현장에 출동하기 전 까지는 보수 및 점검이 불가능하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 모니터링시스템에 원격지 컴퓨터와 통신할 수 있는 제어 모듈을 내장하여 선로전환기 전환 시에 원격지 컴퓨터에서 명령하는 제어정보를 수신하고 선로전환기가 전환된 후의 표시 정보 및 특히 장애 발생시의 상태를 모니터링시스템에 표출하도록 구성하여 원격지에서 관리할 수 있도록 성능을 향상시킴으로써 장애발생시 신속한 대응 체계 구축으로 유지보수의 효율성 및 편의성이 증대 될 것으로 예상된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this thesis, the effect of switch maintenance improvement is confirmed after testing and operating the switch monitoring system that were researched and developed originally in order to improve method of electric switch maintenance. However, as in an automatic interlocking station where a ground crew was not placed, repair and inspection could not be carried out until the maintenance person comes in case of switch problems or maintenance. In order to improve this issue, control module was installed in a monitoring system which can communicate through a data radio to a remote computer. Thus, the monitoring device can receive control information which a remote computer commands during the operation of switches. Afterward, it shows information on the real-time status of swith, in particular, anomaly situation through user interface after the switch is operated. By improving performance of the monitoring system in this way which can be managed and controled at a remote place, the prompt countermeasure system in case of disruption will be built and as a result, efficiency and convenience of maintenance improvement will be expected to increase.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

RS-232 통신은 원격지 컴퓨터로 측정값을 전송할 수 있도록 구성하였고, 모니터링시스템의 측정데이터를 컨트롤러 모듈로 전송할 수 있도록 RS-485통신 모듈을 구성하였다.
그림 7과 같이 선로전환기 모니터링시스템에서 해당 선로전환기를 선택했을 경우 사용자에게 LED를 사용하여 감시 대상을 파악할 수 있게 하며 원격지 컴퓨터에서도 해당 선로전환기가 선택되었는지 알 수 있도록 컨트롤러 모듈로 표시정보를 전송하도록 구현하였다.
그림 8과 같이 선로전환기 모니터링시스템에서수신한 데이터를 원격지 클라이언트와 서버의 Windows화면에 클라이언트별 연결 상태, 서버와 모니터링시스템과 연결 상태, 선로전환기 전압측정값 표시, 연동역 전 선로전환기 선택 버튼, 선로전환기 단선상태 표시등을 구성하여 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 하였으며 환경설정을 통해서 로깅데이터 저장 유 · 무 설정이 가능하도록 하였다.
단선 확인 객체는 수신된 측정값을 분석하여 해당 케이블의 단선 유무를 보수자가 쉽게 판단하도록 하였다.
선로전환기 모니터링시스템에 이더넷 통신 모듈을 내장하여 별도의 컴퓨터를 설치하지 않아도 원격지 컴퓨터와 TCP/IP통신을 할 수 있도록 구현하여 선로전환기 동작전압, 표시입출력 전압을 원격지 컴퓨터에 전송하고 원격지로부터 전송되는 제어정보를 수신하여 컨트롤러 모듈로 전송하여 사용자의 명령을 수행할 수 있도록 하였다.(서버컴퓨터가 없을 경우 사용)
전기선로전환기의 유지보수 방법을 개선하기 위해 당초 연구 개발한 선로전환기 모니터링시스템에 서버컴퓨터를 설치하고 신호분소 또는 관제실 등의 원격지 컴퓨터와 통신할 수 있는 펌웨어를 내장하여 서버컴퓨터와 RS-232통신을 하며, 선로전환기 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 소프트웨어를 설치하여 TCP/IP통신을 하도록 하였으며 무인 연동역 및 감시 센터의 네트워크 통신기반은 개방형 시스템 상호 연결(OSI; Open system Interconnection) 모델을 적용하여 유연하고 안전하며 상호 연동이 가능하도록 하여 성능 향상이 되도록 하였다.
컴퓨터와 모니터링 시스템 간 통신을 위하여 RS-232통신이 가능하도록 PD2 - PD3를 구성하였고, RS-485통신을 통하여 측정 데이터를 컨트롤러 모듈로 송신할 수 있도록 PE0-PE2를 구성하여 원격 컨트롤러모듈로 전송토록 한다.

성능/효과

NET Framework를 기반으로 하는 Visual Studio.NET과 C#언어를 사용하여 다른 소프트웨어와 호환성을 높였으며 향후 성능 개선이 용이하도록 하였다.
또한 선로전환기의 현재 상태와 전환된 후의 표시정보 및 장애 발생 시 상태를 모니터링시스템에 표출되도록 구성하여 성능을 향상 시켜서 신속한 대응 체계 구축으로 유지보수의 효율성 및 편의성 증대 결과를 확인 할 수 있었으며, 각 철도 운영기관에도 선로전환기 모니터링시스템을 적용 할 수 있도록 이설 및 확장성이 뛰어나도록 하였다.
이를 보완하기 위해 전기선로전환기 모니터링시스템을 개발하였으며, 대전도시철도 반석역에 설치 · 운영한 결과 장애 발생 시 신속한 대응체계를 구축하여 유지보수 시간 단축은 물론 열차의 안전 확보와 정시운행에 크게 기여할 수 있었다.

후속연구

그러나 철도 운영기관의 비용 절감과 조직 슬림화를 위해 신호 취급실의 무인화를 추진함으로써 선로전환기 장애 발생 시 복구 요원의 출동, 조치까지는 많은 시간이 소요되어 열차 지연이 불가피한 실정이다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 개발된 선로전환기 모니터링시스템의 기능을 개선하여 원격지에서도 선로전환기의 동작 상태를 실시간으로 감시함으로써 유지보수 및 장애 발생 시 활용 될 수 있을 것으로 예상 된다.
이번 연구 결과를 토대로 궤도회로, ATO장치 등의 각종 측정 데이터를 네트워크 보안설비를 구축 한 후 현재 구축되어 있는 Wibro망에 연결하여 감시 및 통제한다면 신호설비 관리의 효율성이 더욱 증대될 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전기선로전환기는 어떤 역할을 하는가?	전기선로전환기는 연동장치의 제어정보에 의해 선로 전환기 내에 설치된 제어계전기와 회로제어기 접점을 통하여 동력 전원이 전동기에 공급되면 전환을 시작하며 전환이 완료된 후 회로제어기와 제어계전기의 정·반위 구성 접점에 따라 표시 전원이 기계실의 제어 모듈에 인가되어 개통 방향을 나타낸다. 선로전환기는 역 구내 선로변에 설치되어 외부 환경의 원인으로 단선, 접지, 단락 등의 장애가 발생되어 열차 안전운행에 가장 취약한 부분으로 획기적인 개선이 필요한 실정이었다.
	선로전환기 모니터링시스템은 시스템 개발을 통해 모니터링 시스템 기능을 개선한 결과 어떤 것이 가능한가?	그러나 서버/클라이언트 소프트웨어 및 원격제어 시스템 개발을 통해 모니터링시스템 기능을 개선한 결과, 원격지 다수의 감시 컴퓨터에 의하여 감시 선로전환기 선택, 측정 데이터 분석, 상태 감시 및 로깅데이터 저장이 가능하다.
	보수자가 배치되지 않은 무인 연동역은 어떤 문제점이 있는가?	본 논문에서는 전기선로전환기의 유지보수 방법을 개선하기 위해 당초 연구 개발한 선로전환기 모니터링시스템을 시험 운용한 결과 보수방법 향상 효과를 확인 할 수 있었다. 그러나 보수자가 배치되지 않은 무인 연동역의 경우 선로전환기 장애 발생 시 또는 유지보수를 위하여 현장에 출동하기 전 까지는 보수 및 점검이 불가능하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 모니터링시스템에 원격지 컴퓨터와 통신할 수 있는 제어 모듈을 내장하여 선로전환기 전환 시에 원격지 컴퓨터에서 명령하는 제어정보를 수신하고 선로전환기가 전환된 후의 표시 정보 및 특히 장애 발생시의 상태를 모니터링시스템에 표출하도록 구성하여 원격지에서 관리할 수 있도록 성능을 향상시킴으로써 장애발생시 신속한 대응 체계 구축으로 유지보수의 효율성 및 편의성이 증대 될 것으로 예상된다.

참고문헌 (6)

박재영, "전기선로전환기 유지보수 향상을 위한 모니터링 시스템의 연구" 한국산학기술학회 논문지, 제10권 제11호. pp.3115-3120, 11월, 2009.

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백종현, 이창구, 설남오, "단상 MJ81 전기선로전환기 국산화를 위한 구동부 성능 개선" 한국산학기술학회논문지, 제10권 제3호. pp.535-541, 6월, 2009.

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백종현, 김용규, 이창구, 박재영 "무선통신기반 차상제어장치의 전동차 시험분석" 한국산학기술학회논문지, 제10권 제5호, pp.935-941, 6월, 2009.

원문보기 상세보기
김용규, 백종현, "기존선 속도향상을 위한 신호보안체계 최적구축방안 연구" 한국철도기술연구원 기존선 속도향상 실용기술개발 사업 5차년도 보고서, pp.429-485, 2005.
박재영, "철도신호공학", 동일출판사, pp81-130, 3월, 2009.
김한규, "데이터통신과 네트워킹", 교보문고, pp5-150, 3월, 2001.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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