철도 통합무선망 운영관리 시스템의 모델기반 설계에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

철도를 통한 승객 및 화물 운송의 수요가 증대함에 따라 철도 교통량 및 혼잡도가 증가하여 이에 따른 사고발생 가능성의 상승과 승객서비스 품질의 저하가 중요한 문제로 부각되고 있다. 이러한 문제들에 대한 해결책의 하나로 철도운영 에 이용되는 통신서비스망의 통합을 통한 망의 고품질화가 최근에 많은 주목을 받게 되었다. GSM-R이 그러한 요구에 부응 하는 유럽에서 개발된 통합 철도통신망인데, 망 자체의 속도 제한 때문에 다양하고 고품질이 요구되는 철도통신 서비스를 제공하는 데에는 제약이 있음이 알려져 있다. 이에 국내에서는 차세대 통신수단인 LTE 기반의 첨단 철도 통합무선망 구축에 관한 연구가 진행 중에 있다. 하지만 철도 통합무선망 자체에 대한 구축이 이루어진다 해도, 통합 통신망을 운영하고 관리하 는 시스템이 필요한데 관련 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 구축되는 철도 통합무선망을 위한 망의 운영관리 시스템에 대해 연구하는 것이 목표이다. 이를 위해 모델 기반 접근법을 통해 통신망 운영관리 시스템에 대한 개념설계를 수행하였다. 운영 관리 시스템 설계에 있어서 먼저 운영관리의 개념을 명확하게 하는 것이 중요하기 때문에, 유스 케이스 다이어그램을 통해 시스템 컨텍스트 모델을 생성하였다. 또한 운영관리 개념의 명확성을 확보하기 위해서 모델링 표준언어인 SysML을 사용하 여 운영 시나리오 모델을 생성하였다. 계속해서 SysML 모델들을 EFFBD 모델로 변환한 후 모델 시뮬레이션 및 검증을 수행 하였다. 따라서 본 논문에서 보고된 연구 결과는 향후 운영관리 시스템의 개발 단계에서 상세설계를 진행할 때 기본 토대로 활용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The increased demand on the transport of both passengers and goods through rail systems implies higher traffic intensity and congestion on the railways, resulting in greater likelihood of accidents and also degraded passenger services. To cope with the issues, development of an integrated communication network for rails has attracted great deal of attention lately. GSM-R is such an example developed in Europe, which seems to have restrictions in providing various communication services due to network speed limit. For the reason, an LTE-based approach is under study in Korea. After the network development, operation management of the network is necessary. Design of operation management systems has been studied little and thus is the objective of this paper. To do so, a conceptual design has been carried out based on model-based approach. Specifically, a context model has first been created using the use case diagram. Then, SysML models of operational scenarios were developed for the management system. The SysML models have alternatively been expressed as EFFBD models to simulate and verify them. Consequently, the result of the conceptual system design for the operation management of the integrated wireless network is expected to be used as a basis for the detailed design later.

참고문헌 (Reference)

1 J. Garstenauer, "The future of railway communications" 421-423, 2011

2 A. Kossiakoff, "Systems Engineering Principles and Practice" John Wiley & Sons, Inc 31-, 2011

3 California Division, Federal Highway Administration, "Systems Engineering Guidebook for Intelligent Transportation Systems"

4 Yueh-Ling Hsu, "Structuring critical success factors of airline safety management system using a hybrid model" Elsevier BV 46 (46): 222-235, 2010

5 "Specification of common management system requirements as a framework for integration"

6 "Safety Management Manual (SMM)"

7 M. dos, "Model-driven user requirements specification using SysML" 3 (3): 2008

8 "IEEE Guide for Information Technology - System Definition - Concept of Operations (ConOps) Document, IEEE Standard, 1362-1998"

9 UIC, "GSM-R core"

10 Sa-Hyuk Kim, "Domestic and foreign present condition and implication on wireless communication network for railway construction" Korea Information Society Development Institute, Future Fusion Laboratory 2013

11 Kyung-Hee Kim, "A study on the application of Integrated Wireless Network for Railway" The Korean Society for Railway 16 (16): 2013

12 T. Gao, "A high-speed railway mobile communication system based on LTE" V1-414-V1-417, 2010

13 S. Friedenthal, "A Practical Guide to SysML: The Systems Modeling Language" Morgan Kaufmann 2011