철도신호시스템과 전철전력 SCADA 장치간 프로토콜 설계 및 정형검증

초록

철도 신호제어장치들은 각자 고유의 기능을 수행하면서 각 장치간 통신링크를 통하여 하나의 신호제어시스템을 구성하고 있다. 특히 철도청에서 통합 CTC 시스템을 구축하면서 신호제어시스템 이외의 SCADA나 여객정보안내 시스템 등과도 인터페이스를 통해 기존의 열차제어 기능만을 수행하는 것에서 타 시스템과의 디지털 통신을 통한 종합적인 정보시스템으로 발전하고 있다. 이러한 CTC장치와 외부설비들간의 인터페이스는 철도정보시스템의 발달에 따라 매우 중요한 부분이 되고 있으며, 본 논문에서는 이중 구간별 전차선 상태 및 제어를 담당하는 SCADA 장치와의 인터페이스를 위한 프로토콜 구조를 연구하였다. 철도청의 주요 노선들이 전철화되어감에 따라 SCADA 장치의 중요성이 증가하고 있으며, 또한 전차선의 가압상태를 CTC에서 파악하는 것은 열차의 안전운행에 있어서 매우 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 기존의 도시철도, 경부고속철도 등의 프로토콜의 분석을 바탕으로 철도청 통합 CTC와 SCADA 장치간 통신을 위해 설계한 프로토콜 구조를 설명하고, 또한 설계한 프로토콜에 대한 안전성과 필연성을 정형검증(Formal Verification) 결과를 설명한다.