열차운행종합제어장치(TTC)
열차운행종합제어장치(TTC : Total Traffic Control System)는 운전사령장치로서 원격제어장치를 통하여 운전사령(관제사)이 일정한 구간의 열차운행 상황을 직접 확인하고 신호기를 직접 제어하여 기관사에게 운전조건을 지시하는 방식이다.
TTC장치는 일종의 원격제어장치로서 열차집중제어장치(CTC : Centralized Traffic Control System)에다가 컴퓨터(Computer)장치를 부가하고, 열차시각표(Diagram)를 프로그램 하여, 열차의 운전취급(신호제어)업무를 완전자동화한 것이다. 즉 TTC=CTC장치+Computer System+Software)이다.
우리나라 철도에서 처음 TTC가 도입된 것은 1974년 8월 서울지하철 1호선에서 처음으로 사용되었다. 이는 지하철의 열차운전이 고밀도운전으로 최소운전시격이 2~3분 이어서 운전취급자가 수동으로 모든 정거장의 신호버튼을 취급하여 열차를 운행하는 것은 무리임으로 이 과정을 컴퓨터에 의해 자동으로 하기 위하여 Computer를 도입하여 Soft Ware로 처리하도록 한 것이다.
TTC장치는 열차운전관리의 신속, 정확을 기하고 또 동시에 신호기를 한 곳에서 집중제어하거나 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 제어하여 진로설정의 간소화, 열차운행 정보의 전산화, 열차운행 효율의 행상 등은 물론 열차안전운행확보에도 크게 기여하게 되었다.
1. TTC의 기능
TTC장치는 열차운행을 종합적으로 관리하는 설비로서 주요기능은 다음과 같다.
- 필요한 열차 Diagram을 작성한다.
- 열차의 진로를 제어한다.
- 열차의 Diagram을 변경한다.
- 열차 Diagram 안내 정보 및 역의 상태를 모니터 한다.
- 운전계통을 감시한다.
- 운행열차를 추적해서 LDP(Large Display Panel)에 표시하고 모니터 한다.
- 각종 고장 정보를 모니터 한다.
2. TTC의 운용방식
TTC의 운용방식은 TTC 방식과 CTC방식, Local 방식으로 운용된다.
1) TTC방식
열차의 운전제어 및 감시, 운행관리가 2중의 설비로 구성된 TTC컴퓨터의 계획된 프로그램에 의하여 수행하는 방식이다.
2) CTC방식
TTC방식을 사용할 수 없을 때 단순히 중앙에서 집중제어 및 표시만 가능한 것으로 Base시스템에 의하여 유지된다.
이 방식은 제어반 키보드(Key board)에 의한 제어와 대형표시반(LDP)에 의한 열차점유상황 등을 감시한다.
3) Local 방식
이 방식은 사령실과 현장이 분리된 것으로 현장의 역제어반(LCP : Local Control Panel)에 의한 단독 제어하는 방식이다.
3. TTC시스템의 주요구성
TTC는 운영관리컴퓨터(MSC : Management Support Computer), 열차운행제어컴퓨터(TCC : Traffic Control Computer), 입․출력 제어컴퓨터(I/O Controller), 대형 표시반(LDP : Large Display Pannel), 정보전송장치(DTS : Data Transmission System), 운영자제어용콘솔(Work Station) 및 주변장치 등으로 구성된다.
열차운행제어컴퓨터(TCC)는 CPU가 병렬로 연결되어 Fault Tolerant(고장허용시스템)방식 즉 시스템의 내부․외부적인 원인에 의해 시스템에 이상이 발생해도 시스템이 정지하지 않고, 데이터의 손실이 방지되며, 전체시스템이 연속으로 정상 동작하는 시스템으로 시스템이 장애가 발생시에도 정상업무처리가 가능하여 최상의 안정성이 유지되도록 하였으며, 자동열차운행시스템(ATO : Automatic Train Operation)은 열차운행계획에 의해 시스템에서 자동적으로 수행되며, 운행관리컴퓨터 열차운행계획이 작성되어 열차운행제어컴퓨터로 전달되면 계획에 의거 자동진로설정(ARS : Automatic Route System)을 바탕으로 열차가 운행되고, 각 콘솔의 운영자는 그날의 운행계획을 변경 및 수동으로 제어할 수 있으며, 입․출력장치 및 정보전송장치를 통해 현장의 신호설비, 차량과 통신하여 열차의 이동을 콘솔 및 대형표시반에 표시하여 운행열차를 감시, 통제할 수 있도록 된 시스템이다.
주요 기능을 보면 다음과 같다.
가. 운행관리컴퓨터(MSC)
열차운행을 위한 각종 스케쥴 작성 및 수정, 실적 등을 통계처리하며, 열차운행에 관련된 각종 정보를 저장하며, 열차 운행계획을 작성할 수 있다. 작성한 열차운행계획은 열차운행제어컴퓨터로 전송되어 당일의 열차운행에 사용된다.
나. 열차운행제어 시스템(TCC)
운영관리를 위한 주 컴퓨터인 TCC시스템은 S/W 및 H/W를 2개의 Zone로 구성되어 있으며, 신뢰성과 안정성을 확보할 수 있는 비상안전(Fault Tolerant) 시스템이다. 각 Zone 들은 고속 케이블로 병렬 연결되어 있어 이중으로 동일한 작업이 이루어지므로 별도의 전이시간이나 Data의 유실이 없어 한 존이 고장이 발생하여도 시스템이 정지하지 않고 계속 동작할 수 있도록 완벽한 이중화 시스템으로 구성되어 있다. 기본적으로는 신호제어 기능과, 열차운행계획에 따라 자동열차운행(ATO) 기능을 수행한다.
다. 입출력장치(I/O Controller)
정보전송장치(DTS)에서 수신 받은 정보 및 열차운행제어 시스템(TCC)의 제어하는 정보를 시스템간의 사용 가능한 정보로 변환하여 각 시스템으로 입․출력하는 장치이다.
라. 대형 표시반(LDP)
CTC사령실을 비롯하여 각종 통제시스템에서 Monitor Panel로 사용되는 Multi-Projection Module의 대형표시반은 관제사가 본선의 전구간 열차운행 감시와 제어를 하는데 용이하며 전구간을 집약해서 열차운행의 흐름을 한눈에 볼 수 있게 되어 있다.
표시반에는 열차의 점유상태, 진로, 신호기, 선로전환기, 신호 전원 상태 및 운행열차번호를 나타내어 열차운행상황을 한눈에 알 수 있으며, 회차역이나 입출고열차는 사전에 열차번호를 표시하여 열차운행을 위한 준비상태를 알 수 있다. 또한 신호현장시스템 상태 및 전차선 가압상태를 알 수 있다.
마. 정보전송장치(DTS)
현장전자연동장치로부터 수신되는 진로설정 및 궤도점유 등의 정보를 열차운행 종합제어장치로 전송하며, TTC로부터 제어되는 정보를 현장신호시스템으로 전송을 한다.
DTS는 CDTS(Central Data Transmission System)와 LDTS(Limit Data Transmission System)로 구분되며, 정보전달을 할 수 있는 범위를 각 존으로 구분되어 있다.
바. 제어탁(Workstation)
운영자 시스템을 운영할 수 있도록 여러대의 제어탁이 설치되어 있으며, 각 제어탁은 사용자 등록 및 password에 따라 제어범위를 설정하여 운영한다. 열차운행을 위한 신호제어는 마우스나 키보드로 수행하고, 실시간 운영 중에 선택함으로써 정보가 계속 변경된다.
사. 콘솔(Console)
VDU(Video Display Unit : 화면표시장치) System Down이나 입력장치(마우스, 키보드)등의 고장으로 TCC를 거쳐 진로제어 및 기타 제어기능을 실행할 수 없을 때 제어탁 CTC제어 Key와 역 선택키를 이용하여 TCC를 거치지 않고 사령 CDTS(중앙정보처리장치)를 거쳐 현장 LDTS로 직접 지령하여 제어하는 장치이다.
아. 기타
그 외에 행선안내게시기, 전차선 가압정보, 무정전전원장치(UPS) 등의 기능이 있다.