연동장치 일반사항

1. 용어의 정의
(1) 연동장치 : 연동장치는 전기적 또는 컴퓨터(소프트웨어에 의한 프로그램 로직)로 신호제어설비를 상호 연쇄하여 동작시키는 

장치
(2) 안전측동작(Fail-safe) : 예상되는 고장으로부터 장비를 안전한 상태로 유지하기 위한 설계원리
(3) 조작판 : 역구내 신호제어설비의 상태를 표시하고, 제어 및 감시하는 장치

 

2. 일반사항
(1) 연동장치는 열차 또는 차량을 안전하고 신속하게 운행하기 위하여 신호기, 선로전환기, 궤도회로 등을 연쇄한다.
(2) 정거장 구내에는 많은 선로들이 분기되어 있고, 열차의 도착과 출발 및 입환 등을 하기 위하여 효율적으로 선로전환기를 전환시키고 신호기를 현시한다.
(3) 선로전환기나 신호기 등 신호제어설비의 조작을 잘못한다 하더라도 일정한 순서나 절차에 의해서만 동작하도록 한다.

 

3. 연동장치 설계조건
(1) 연동장치는 반드시 안전측 동작(Fail-safe)이 되도록 회로를 구성하여야 한다.
(2) 역의 일부 개량 시 내구연한이 경과하지 않은 경우에는 기존 연동장치를 개수하여 사용한다.
(3) 전자연동장치는 자기진단 기능과 데이터 저장(Data Logging) 기능이 있는 장치로 구성하여야 하고 입ㆍ출력(I/O)부를 포함하여 다중계로 구성하여야 하며, 절체 시 정보의 일치와 연속성이 보장되어야 한다.
(4) 전압 변동 및 순간 정전 시에도 연동장치가 이상 없도록 무정전 전원설비를 갖추어야 한다.

 

4. 연동장치의 종류
신호기와 선로전환기가 있는 역에는 연동장치를 설치하여야 하며 종류는 다음과 같다.
(1) 전자연동장치 : 마이크로프로세서에 의해 소프트웨어 로직으로 상호조건을 쇄정시킨 장치
(2) 전기연동장치 : 계전기 조건을 회로별로 조합하여 상호조건을 쇄정시킨 장치.

 

5. 연동장치의 제어
연동장치는 신호기 취급버튼과 도착점 취급버튼의 취급으로 진로상의 선로전환기를 전환하여 진로를 구성하는 진로선별식으로 한다.

 

 

6. 연동장치의 조작판
조작판에는 그 연동장치의 내용에 적합한 다음의 설비를 구비해야 한다.
(1) 배선약도
(2) 취급버튼 류
(3) 신호설비 표시장치
(4) 기타 전호 이외 필요하다고 인정되는 설비

 

 

7. 연동장치 적용
7.1 연동장치의 분류
연동장치는 신호기와 선로전환기, 궤도회로장치 등을 쇄정하는 방법에 따라 전기 연동장치, 전자연동장치로 분류한다.
7.2. 전기 및 전자연동장치의 적용
(1) 선구 단위의 개량 및 신설시에는 전자연동장치로 설치하는 것을 원칙으로 한다.
(2) 역 단위별로 신설 또는 전면 개량시는 선구의 시스템 통일을 우선 고려하되 전자 또는 전기연동장치로 개량한다.
(3) 내구연한이 경과하지 않은 역의 일부 개량 시는 기존 연동장치를 개수하여 사용하여야 한다.
(4) 무인화 및 인력 효율화를 위하여 다수역의 연동장치를 한 곳에서 집중 취급할 수 있는 설비를 설치할 수 있다.
7.3. 연동장치의 회로방식
(1) 연동장치는 반드시 안전측 동작(fail-safe)이 되도록 회로를 구성하여야 한다.
(2) 전기연동장치의 회로방식은 진로선별식으로 한다.
(3) 전자연동장치는 선로모양 변경 시 용이하게 수정이 가능한 데이터베이스화된 프로그램에 의해 제어되도록 하여야 한다.

 

 

8. 전기연동장치의 특성
전기연동장치는 대표적인 방법으로 계전기방식이 있으며, 전기연동장치는 신호기, 입환표지, 선로전환기 등의 진로선별 압구를 집중시키고 상호간의 연쇄를 계전기에 의하여 전기적으로 행하도록 하는 장치를 전기연동장치라 하고 다음과 같이 분류한다.

8.1. 진로선별식
열차의 진로는 신호정자와 진로선별압구의 취급에 의하여 선별하고 진로상의 각선로전환기를 동시에 전환하여 진로를 구성하는 방식이다.
열차의 진로를 출발점 취급버튼과 진로 도착점 취급버튼의 취급에 의해 선별하고 진로상의 각 선로전환기를 동시에 전환하여 진로를 구성하는 방식으로 조작이 쉽고 잘못 취급한 경우 동작되지 않거나 안전측으로 동작된다. 현재 연동장치는 대부분 이와
같은 진로선별식이 사용되고 있다.
8.2. 진로정자식
신호정자의 취급에 의하여 진로상의 각 선로전환기를 동시에 전환하여 진로를 구성하는 방식이다. 신호정자의 조작에 의해 진로상의 각 선로전환기를 동시에 전환하여 진로를 구성하는 방식으로 각 진로마다 1개의 정자를 두고 이 정자를 취급하면 진로
상의 모든 선로전환기는 정해진 방향으로 개통되며 진로를 지장하는 다른 진로와의 연쇄를 계전기의 동작에 의해 쇄정한 다음 그 진로의 신호를 현시한다.
8.3. 단독정자식
선로전환기의 전환을 신호정자 등의 취급에 의하지 않고 전철정자 취급에 의해 개별로 전환하여 진로를 구성하는 방식이다. 이들 전기연동장치는 연쇄하는 방법과 진로설정 방식에 따라 다음과 같이 정리할 수 있다. 선로전환기의 전환과 신호정자를 개별적으로 조작하여 진로를 구성하는 방식으로 노선 배선이 간단하고 신호기의 진로가 적은 경우에는 단독 또는 진로 정자식으로 한다. 그러나 큰 구내에서와 같이 배선이 복잡하면 단독 및 진로정자식으로는 정자수가 많게 되어 조작이 불편해 근래에는 진로선별식이 일반화되고 있는 실정이다.

 

9. 연동장치의 특성 비교
9.1. 전기연동장치와 전자연동장치의 비교
주로 H/W의 로직구성에 의한 전기연동장치와 S/W의 로직구성에 의한 전자연동 장치의 차이점을 비교하면 다음의 표와 같다. 전기연동장치는 열차 운행을 위한 진로제어, 신호현시, 기타 감시장치를 제어하기 위하여 계전기를 사용하여 전기적 논리회로를 구성한 장치이며, 전자연동장치는 전기연동장치의 기존 기능은 물론 설비 유지관리, 운행기록 등을 추가하여 컴퓨터 제어체제로 구성한 연동장치이다.

 

전기연동장치와 전자연동장치의 특성 비교

구 분	전기연동장치	전자연동장치
장치구성	․대형, 중량 구조 ․계전기, 계전기 Rack, 다량의 배선 ․모자이크형 수동 진로 조작판	․Micro Processor용 PCB 구조 ․소형, 경량 구조 ․VDU 및 프린터, 키보드
운영체계	․계전기에 의한 논리회로 구성 ․설비 확장시 계전기 변경 ․처리 속도 늦음	․프로그램에 의한 논리회로 구성 ․열차 운행 기록 및 유지관리 기능 및 기록 가능 ․Data의 고속처리
확장성	․H/W(릴레이) 추가설치 및 개수시간 과다 소요	․H/W 및 S/W 변경 간단 처리
안전성	․Fail-Safe 설비 구성 가능 ․계전기 수량 다수 소요로 계전기   품질에 따라 신뢰성 영향 ․단일 시스템 구성으로 특정 계전기   고장으로 전체 시스템 마비 가능	․2중계 구성으로 시스템 고장시 자동 백업으로 지속적인 운영    상태 유지 ․Fail-Safe 구현 ․자기진단 기능에 의한 고장 조기발견
면적산정	․계전기랙 설치 수량이 많아지므로 이에 따른   면적 크게 소요	․설치 면적 적게 필요
시공성	․넓은 공간을 필요로 하며 다량의  배선으로 시공 복잡	․좁은 공간에서 시공가능, 표준화된 커넥터 등을 사용함으로 시공 간단
인터페이스	․별도의 설비 필요	․통신모듈사용으로 인터페이스 간단
운영체제 (Software)	․계전기에 의한 논리회로로 설비의 확장 변경시에는 H/W를 변경하여 야 한다. 계전기 On/Off 작동에 의한 논리 구성으로 처리속도가 전자연동장치보다 현저히 떨어지며, 운행 기록 또는 유지관리 보조기능의 확장시 제한을 받는다.	․프로그램에 의한 논리회로 구성으로 운영체제를 유지하며, D ata의 변경으로 다양한 연동장치 정보의 처리가 가능하다. 또, 전자연동장치는 운행 스케줄 및 보수관리 기능 및 데이터의 고속처리가 가능하다.
유지보수성	․국내 사용경험이 다수이므로 기술   축적 및 보수 인력 확보용이 ․장애발생시 원인 조사기간 소요	․국내 사용경험 증가, 자체 기술 축적 및 인력 증가
Hardware 구성	․대형, 중량 구조이며, 계전기와 계전기Rack, 그리고 신호 조작판으로 구성되어 있다.	․컴퓨터(Micro Processor)용 PCB로 구성되며, 소형, 경량 구조이며, 신호제어용 CRT 및 프린터 등으로 구성되어 있다.
시공성	․계전기실 면적을 많이 필요로 하며, 중량물 설치 및 결선에 따른 시공이 복잡하다.	․계전기실 면적이 전기연동장치보다 작은 공간으로 충분하다.
투자비의 구성	․기존 개발되어 있는 H/W를 이용할 수 있으며, 투자비는 H/W 가격으로 구성되어 있다.	․현재 국내에서도 이미 개발되어 사용되고 있으며, 투자비는 S/W 가격중심으로 구성되어 있다.
안전성 및 신뢰성	․안전성은 우수한 편이며, Fail-Safe 설비로서 적합하나, 자동화 설비의 발전으로 고속제어처리를 요하는 설비로서는 전자연동장치보다 불리하 며, 계전기 수량이 상대적으로 많이 소요되어 계전기의 품질에 따라 신뢰도에 큰 영향을 미치며, 순차제어 방식을 체택할 경우 특정계전기의 고장은 전체 설비를 마비시킬 수 있다.	․S/W 또는 프로세서(Processor) 상에서 동일한 논리회로 또는 H/W 설비를 다수 갖추고, 다수결 회로를 운영하며, 특정회로 고장시 자동으로 그 역할을 담당하여 지속적인 운영상태를 유지하면서 고장부분을 격리 및 수선할 수 있는 이점이 있으며, 시설량의 과감한 축소로 신뢰도가 높다.
제어 및 감시방법	․신호조작판에 의한 열차설비 감시 및 조작판 압구에 의한 설비제어로 되어 있다.	․H/W 인터페이스 방법에 따라 전기 연동장치와 동일한 방법도 가능하나, 주로 CRT 표시기에 의한 열차 및 설비감시와 키보드에 의한 신호 조작이 이루어지며, 하드디스크에 기록이 유지된다.

 

 

전자연동장치의 설치방식에 따른 비교

구 분	기기집중설치식	기기분산설치식
장치구조	․Rack 실장형 ․Micro Processor PCB 구조	․기기집중설치식과 동일
운영체계	․프로그램에 의한 논리회로 구성 ․열차운행기록 및 유지 관리 기능, Data 처리	․기기집중설치식과 동일
확장성	․H/W 및 S/W 변경처리	․기기집중설치식과 동일
안전성	․시스템 고장시 2중계 자동 Back-Up으로 지속적인 정상운영 상태 유지 ․Fail-Safe 구현 및 자기진단 기능에 의한 고장 조기 발견	․기기집중설치식과 동일
설치면적	․시스템 집중화로 기기분산설치식보다넓은 면적 소요	․시스템 분산화로 설치면적 분산
시공성	․다중 케이블 및 전선관로시설 시공으로 공사기간 과다소요	․그룹별 담당 분산제어기의 현장설치로 인한 기구함 설치 ․관로공사 및 케이블 포설공사 단축으로 시공기간 단축
케이블 포설	․단일 장소로의 기기 집중화로 인한 케이블 인입수량 및 인입구 면적 소요 및 인입용 맨홀 필요 ․다중케이블 포설로 다량의 전선관로 필요	․분산제어기와 소량의 광케이블 포설로 인한 다중케이블용 전선관로 불필요
유지 보수성	․기기집중화로 시스템 관리 및 점검용이 ․케이블 집중화로 인한 Surge 및 낙뢰로 인한 유도전압 인입가능 ․케이블 집중화로 각 케이블의 손상우려 및 주기적 점검 필요 (전압강하, 피복손상, 유도 등)	․시스템간 통신케이블(광케이블)포설 및 자체 통신점검 기능으로 주기적 케이블 점검 불필요 및 고장 개소 판단 용이 ․외부 Surge, 정전 및 전자유도 간섭 배재로 시스템 안정화
경제성	․다중케이블 포설 및 전선관로시설로 투자비 증액	․다중 케이블 포설 및 전선관로시설 축소화로 투자비 절약

 

출처-국가철도공단 KR S-06010