KR20190042962A - Method for sharing common resource in rain-centric distributed train control system and system thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차상중심 분산 열차제어 시스템에서의 열차 자율주행 제어 방법 및 그 차상중심 분산 열차제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 열차에 구비된 자율주행 제어장치가 주행에 필요한 공유자원을 획득하는 방법 및 그 차상중심 분산 열차제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method of controlling autonomous train travel in a vehicle-centered distributed train control system, and more particularly, to a method of obtaining a shared resource required for traveling by an autonomous- And an on-vehicle decentralized distributed train control system.
종래의 열차제어 시스템인 CBTC(Communication Based Train Control)는 차상에서의 열차 제어 역할을 증대시켰으나, 여전히 지상 열차제어 시스템의 제어에 의해 열차 주행이 제어되고 있다. 다시 말해, 지역 제어기(Zone Controller), 전자연동장치(Electronic Interlocking) 등과 같은 지상 열차 제어 장치들은 열차의 이동권한을 생성하여 해당 열차로 제공하고, 각 이동권한에 대응하여 선로 구간을 배분하고, 선로 전환기를 제어하며, 플랫폼의 스크린 도어 제어에 필요한 관리를 수행한다. 보다 구체적으로, 지상의 지역 제어기는 관할영역 내에 존재하는 모든 열차로부터 위치정보를 수신한 후 각 열차의 이동권한을 산출하고 해당 이동권한까지의 정적 속도프로파일을 생성하여 다시 열차에게 제공한다. 이렇게 생성된 이동권한은 지역 제어기의 연산 부하, 열차와의 통신 주기, 통신 지연 및 상황 변화 가능성을 모두 고려하여야 한다. 즉, 이동권한은 열차가 실제 배타적으로 점유해야 하는 최소 선로구간 이외에 충분한 마진을 고려한다. 이는 유동적이며 경제적인 열차 간의 간격 제어, 운행 스케줄 제어를 수행하는 데에 어려움을 발생시키고 있다. 한편, 전자연동장치는 지역 제어기로 각 열차의 위치 정보 및 이동권한을 수신하여, 선로 전환기를 전기적으로 방호한다. 즉, 전자연동장치는 지역 제어기와의 통신 주기, 통신 지연 및 연산 부하를 고려하여 열차가 실제 배타적으로 점유해야 하는 선로 전환기 점유 시간 이외에 충분한 마진을 고려하여 방호한다.The CBTC (Communication Based Train Control), which is a conventional train control system, has increased the role of train control on the train, but train travel is still controlled by the control of the terrestrial train control system. In other words, terrestrial train control devices such as a zone controller and an electronic interlocking device generate a movement authority of a train and provide it to the train, distribute a line section corresponding to each movement authority, Controls the switch, and performs the management necessary to control the platform's screen door. More specifically, the terrestrial area controller receives position information from all the trains in the jurisdiction area, calculates the movement authority of each train, generates a static velocity profile up to the movement authority, and provides it to the train again. The generated movement authority should take into consideration both the computation load of the local controller, the communication period with the train, the communication delay, and the possibility of the situation change. That is, the movement authority considers sufficient margin in addition to the minimum line section that the train should occupy exclusively. This makes it difficult to perform dynamic and economical interval control and schedule control of trains. On the other hand, the electronic interlocking device receives the position information and the movement authority of each train by the local controller and electrically protects the line switching device. In other words, the electronic interlocking device protects by taking into consideration the communication period with the local controller, the communication delay, and the computation load, considering the sufficient margin in addition to the occupancy time of the line switcher which the train should occupy exclusively.
도 1은 CBTC 에서의 열차 운행제어 방법을 개략적으로 도시한다. 선행 열차(T1)가 지역 제어기(1)로 자신의 현재위치(ⓐ)를 전송(①)하면, 후행 열차(T2)는 선행 열차(T1)의 현재위치(ⓐ)를 반영한 이동권한(②)을 지역 제어기(1)로부터 수신한 후, 수신된 이동권한(②)을 토대로 속도프로파일(③)을 산출하여 열차를 제어한다. 하지만 후행 열차(T2)가 수신한 이동권한(②)에 반영된 선행 열차(T1)의 현재 위치(ⓐ)는 이미 과거의 위치로서, 실제 선행 열차(T1)의 현재 위치를 실시간으로 반영하지 못한다. 즉, 후행 열차(T2)가 운행되는 시점에 선행 열차(T1)의 현재위치는 ⓐ 에서 ⓑ로 변화된다. 이와 같이, 종래의 CBTC 에서는 선행 열차(T1)와 지역 제어기(1) 후행 열차(T2)간 이루어지는 순환 제어흐름으로 인해 열차의 현재위치를 열차 운행에 실시간으로 반영하기 어렵다. 나아가, 이러한 이동권한의 한계는 실시간 상황의 불확실성으로 인한 마진값을 이동권한에 포함시키도록 하여 공유자원의 불필요한 할당/점유를 발생시킨다. 이는 유동적/경제적 열차 간격 제어 및 운행 스케줄 제어를 저해한다. 1 schematically shows a train operation control method in CBTC. When the preceding train T1 transmits its current position (a) to the local controller 1 (1), the trailing train T2 receives the right of movement (2) reflecting the current position (ⓐ) of the preceding train (T1) From the
따라서, 열차간 직접적인 통신을 통한 간격제어 성능향상과 함께 유동적이고 경제적인 열차 간격제어 및 운행 스케줄 제어를 위해, 열차가 독립적으로 주행을 제어할 수 있는 차상중심 분산형 열차제어 시스템의 도입이 필요하며, 본 차상중심 분산형 열차제어 시스템에 적합한 공유자원 관리 방법이 필요하다. Therefore, it is necessary to introduce an on-board decentralized train control system in which trains can independently control the running, in order to improve the interval control performance through direct communication between trains, and to control the trains spacing and running schedule, , A shared resource management method suitable for the present on-board decentralized train control system is needed.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 지역제어기, 전자연동장치 등과 같은 중앙의 제어시스템 없이 열차간 직접통신을 통해 안전한 간격을 제어하는 열차 자율주행 시스템(ATCS: Autonomous Train Control System)과 열차 자율주행 환경에서 선로, 선로전환기 등과 같은 다수의 열차가 공유하는 자원의 효율적인 분배방법을 제안한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and it is an object of the present invention to provide an ATCS (Autonomous Train) system for controlling a safe interval through direct communication between trains without a central control system such as a local controller, Control System), and a method of efficiently distributing the resources shared by a number of trains such as railway, line switching, etc. in the autonomous driving environment. It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은, 복수의 열차들 각각에 구비되어, 각 열차의 이동권한을 산출하고, 이동권한 내에 위치하는 적어도 하나의 공유자원을 점유하기 위한 점유 요청을 공유자원 관리 장치로 전송하는 복수의 자율주행 제어장치; 및 복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되며, 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유되는 공유자원 엘리먼트들로 구성된 공유자원 DB(database)를 포함하며, 제1 열차제어 장치로부터 적어도 하나의 공유자원에 대한 점유 요청이 수신되면, 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 공유자원 엘리먼트의 점유 정보를 기초로 점유를 허용하거나 차단하는 공유자원 관리장치를 포함하는 차상중심 분산 열차제어 시스템을 제공한다. 이때, 제1 자율주행 제어장치는, 점유 요청이 차단되는 경우, 적어도 하나의 공유자원을 점유 중인 제2 자율주행 제어장치로, 적어도 하나의 공유자원에 대한 점유 해제를 요청한다.As a technical means for achieving the above technical object, a first aspect of the present invention is a control method for a train, which is provided in each of a plurality of trains, calculates a movement authority of each train, occupies at least one shared resource A plurality of autonomic drive control devices for transmitting an occupancy request to the shared resource management device; And a shared resource DB that is shared by a plurality of autonomous drive control devices and is comprised of shared resource elements occupied by a single autonomous drive control device, And a shared resource management device for allowing or blocking occupancy based on occupancy information of a shared resource element corresponding to at least one shared resource when the occupancy request is received. At this time, when the occupancy request is blocked, the first autonomous-motion control apparatus requests the second autonomous-motion control apparatus occupying at least one shared resource to release occupancy of at least one shared resource.
또한, 본 발명의 제2 측면은, 열차 자율주행 제어 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하는 자율주행 제어장치를 제공한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램이 실행됨에 따라, 열차의 이동권한을 생성하고, 이동권한에 대응하는 적어도 하나의 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치로 전송하며, 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트가 타 자율주행 제어장치에 의해 점유 중인 경우, 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 획득하고, 타 자율주행 제어장치로 공유자원 엘리먼트에 대한 점유 해제를 요청한다. 또한, 상기 공유자원 엘리먼트는 복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되고, 세마포어(semaphore)값에 의해 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유된다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a control system for a vehicle, comprising: a memory for storing a train autonomous travel control program; And a processor for executing the program. At this time, as the program is executed, the processor generates a movement authority of the train, transmits an occupancy request of at least one shared resource corresponding to the movement authority to the shared resource management apparatus, When at least one shared resource element is occupied by the other autonomous drive control device, acquires the identification information of the other autonomous drive control device, and requests the other autonomous drive control device to release the occupancy of the shared resource element. Also, the shared resource element is shared by a plurality of autonomous drive control devices, and is occupied by a single autonomous drive control device by a semaphore value.
또한, 본 발명의 제 3 측면은, 열차의 이동권한을 생성하는 단계; 이동권한에 대응하는 적어도 하나의 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치로 전송하는 단계; 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트가 타 자율주행 제어장치에 의해 점유 중인 경우, 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 획득하는 단계; 및 타 자율주행 제어장치로 공유자원 엘리먼트에 대한 점유 해제를 요청하는 단계를 포함하는 자율주행 제어장치의 열차 자율주행 제어 방법을 제공한다. 이때, 상기 공유자원 엘리먼트는 복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되고, 세마포어(semaphore)값에 의해 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유된다.The third aspect of the present invention also provides a method for controlling a train, comprising: generating a movement authority of a train; Transmitting an occupancy request of at least one shared resource corresponding to the move authority to the shared resource management apparatus; Obtaining identification information of the other autonomous drive control device when at least one shared resource element corresponding to at least one shared resource is occupied by the autonomous drive control device; And requesting the other autonomous drive control apparatus to release the occupancy of the shared resource element. The autonomous drive control apparatus of the autonomous drive control apparatus includes: At this time, the shared resource element is shared by a plurality of autonomous drive control devices and is occupied by a single autonomous drive control device by a semaphore value.
본 발명은 차상중심 분산 열차제어 시스템에서 선로 자원을 경제적이고 안정적으로 공유할 수 있는 방법을 제공함으로써, 각 열차가 자율적으로 주행 제어를 수행할 수 있는 환경을 구축하는 한편, 공유자원 관리장치의 연산 및 통신 부하량을 최소화하여, 통신 지연/데이터 손실 등을 방지할 수 있다.The present invention provides a method for economically and stably sharing line resources in an onboard distributed decentralized train control system, thereby establishing an environment in which each train can autonomously perform a driving control, And the communication load are minimized, so that communication delay / data loss can be prevented.
도 1은 CBTC 에서의 열차 운행제어 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차상중심 분산형 열차제어 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 자율주행 제어장치가 스스로 이동권한을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공유자원 DB를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 자율주행 제어장치가 열차 자율주행 제어 방법을 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 자율주행 제어장치가 점유 구간의 일부 해제하는 일례이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 자율주행 제어장치가 세마포어 영역에 접근하여 점유 중인 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트의 방향 제어 정보를 갱신하는 일례를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치의 구성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공유자원 관리장치의 구성을 도시한다.1 schematically shows a train operation control method in CBTC.
FIG. 2 illustrates a co-located decentralized train control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method in which an autonomous drive control apparatus generates a self-permission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a shared resource DB according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a self-running control system of an autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is an example in which the second autonomous-motion control apparatus is partially released from the occupied period according to an embodiment of the present invention.
7 shows an example of updating the direction control information of the shared resource element with respect to the occupant-in-line line switcher by accessing the semaphore area by the first autonomic driving control device according to an embodiment of the present invention.
8 shows a configuration of an autonomous-running control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a configuration of a shared resource management apparatus according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차상중심 분산형 열차제어 시스템(train-centric distributed train control system)을 도시한다. FIG. 2 illustrates a train-centric distributed train control system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차상중심 분산 열차제어 시스템(10)은 차상에 구비된 복수의 자율주행 제어장치(Autonomous Train Control System, ATCS)(11)와 지상의 공유자원 관리장치(12)를 포함한다.Referring to FIG. 2, an on-vehicle decentralized distributed
차상의 자율주행 제어장치(11)는 각 열차에 구비되어, 열차의 기 설정된 경로 정보와 선행열차와의 직접적인 통신을 통해 선행열차의 상태(예컨대, 선행열차의 위치, 속도 등)를 기초로 스스로 이동권한을 생성하고, 공유자원 관리장치(12)와 통신하여 이동권한에 대응하는 공유자원을 획득하고, 획득된 공유자원을 자신의 소유(점유)로 기록한다. 이를 통해, 자율주행 제어장치(11)는 종래의 CBTC 시스템에서와 달리, 관제 서버 및/또는 지역 제어기(zone controller, ZC)의 개입 없이 직접적으로 열차의 주행을 제어할 수 있다.The on-board autonomous-running
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 자율주행 제어장치가 스스로 이동권한을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a diagram for explaining a method in which an autonomous drive control apparatus generates a self-permission according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저, 제1 열차에 구비된 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제1 열차의 위치를 식별한다(①). 예시적으로, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제1 열차의 차륜에 구비된 하나 이상의 회전속도계(Tachometer)에서 계측된 차륜의 회전 수로부터 주행 거리를 산출하여, 제1 열차의 출발지로부터의 주행 거리를 기초로 현재 위치를 식별한다. 그리고 제1 자율주행 제어장치(11a)는 지상자(Tag, Balise 등)를 식별함으로써 현재 위치의 오차를 보정한다. Referring to FIG. 3, the first autonomic
한편, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제1 열차에 선행하여 주행 중인 제2 열차에 구비된 제2 자율주행 제어장치(11b)로부터 제2 열차의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 제공받는다(②). 예를 들어, 각 자율주행 제어장치(11)는 자신의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 주기적으로 멀티캐스팅(multi-casting)함으로써, 주변의 다른 자율주행 제어장치로 자신의 위치 정보, 속도 정보 등을 제공할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 자율주행 제어장치(11b)로 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 요청할 수도 있다. On the other hand, the first autonomous-
이어서, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 열차의 위치 및 속도 정보 중 적어도 하나에 기반하여 이동권한을 생성한다(③). 즉, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 열차의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 직접 획득하여 실시간으로 이동권한을 생성할 수 있다. 이를 통해, 개시된 실시예에 따른 자율주행 제어장치는 종래의 지역 제어기와 열차간 순환 제어흐름으로 인한 통신지연, 연산부하에 따른 마진값 및/또는 불확실성값 등을 제거할 수 있다. Then, the first autonomous
다시 도 2를 참조하면, 공유자원 관리장치(12)는 선로 상의 선로전환기 및/또는 PSD(platform screen door) 제어기와 유무선으로 연결된 서버(또는 클라우드 서버)로서, 차상의 자율주행 제어장치(11)와 통신하여 열차가 주행하는데에 요구되는 공유자원, 예시적으로, 선로구간, 선로전환기 및 PSD 를 분배한다. 이때, 공유자원 관리장치(12)는 자율주행 제어장치(11)와의 통신량을 최소화하는 한편, 열차의 안전한 주행을 위해 하나의 공유자원이 두 대 이상의 열차에 의해 점유하지 않도록 하기 위해 세마포어(semaphore) 사용한다. 이는, 하나의 공유자원을 동시에 두 대 이상의 열차가 점유하게 됨에 따른 열차의 충돌, 추돌 또는 탈선과 같은 사고를 방지하기 위함이다. 2, the shared
보다 구체적으로, 공유자원 관리장치(12)는 복수의 자율주행 제어장치들에 의해 공유되며, 단일 자율주행 제어장치에 의해 일시적으로 점유되는 공유자원 엘리먼트(element)로 구성된 공유자원 DB(13)를 포함한다. 그리고 각 공유자원 엘리먼트는 세마포어에 의해 특정 자율주행 제어장치에 의해서만 독출되거나 갱신되는 공유자원의 식별정보, 제어정보, 점유정보 등을 저장한다. 이때, 공유자원 DB(13)는 공유자원의 종류에 따라 분류된 선로구간 DB(13a), 선로전환기 DB(13b) 및 PSD DB(13c)를 포함할 수 있다. More specifically, the shared
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공유자원 DB(13)를 도시한다. 먼저, 선로구간 DB(13a)는 선로 구간에 대한 공유자원 엘리먼트들을 포함한다. 선로 구간에 대한 공유자원 엘리먼트는 지상자 그룹 정보, 방호 구간 제어 정보 및 임시 속도 제어 정보를 포함한다. 이때, 지상자 그룹 정보는 선로 구간을 식별하기 위한 정보로서, 비한정적인 예로서, 선로 변에 배치된 지상자(예컨대, Tag, Balise 등), 선로전환기 등의 식별정보 집합일 수 있다. 또는, 지상자 그룹 정보는 선로를 일정 거리 간격으로 가상으로 구획한 가상 구간의 식별정보 일 수 있다. 또는, 지상자 그룹 정보는 각 지상자를 기준으로 식별된 구간 시작 좌표 정보 및 구간 종료 좌표 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.FIG. 4 shows a shared
또한, 선로구간에 대한 공유자원 엘리먼트는, 지상자 간의 연결정보, 구배 정보, 커브 정보, 선로전환기 정보, PSD 정보 중 제한속도 정보 중 적어도 하나를 더 포함한다. 여기서, 지상자 간의 연결정보는 지상자 간의 연결 순서 정보로서 지상자들의 연결 정보뿐 아니라 열차의 주행 방향을 나타낼 수 있다.Further, the shared resource element for the line section further includes at least one of connection information among the pie boxes, gradient information, curve information, line switcher information, and speed limit information among the PSD information. Here, the connection information between the paper boxes is the connection order information between the paper boxes, and can indicate the traveling direction of the trains as well as the connection information of the paper boxes.
선로전환기 DB(13b)는 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트들을 포함하며, 선로전환기 식별정보 및 방향 제어 정보(즉, 정위(nominal) 또는 반위(reverse))를 포함한다. 이 외에 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트는 선로전환기의 분기점과 접촉한계점(fouling point) 간의 거리인 분기 영역 정보를 더 포함할 수 있다.Line switcher DB 13b includes shared resource elements for line switchers and includes line switch identification information and direction control information (i.e., nominal or reverse). In addition, the shared resource element for the line switcher may further include branching area information, which is a distance between a branch point of the line switcher and a fouling point.
또한, PSD DB(13c)는 PSD 에 대한 공유자원 엘리먼트들을 포함하며, PSD 제어기(controller) 식별정보 및 개폐 제어 정보를 포함한다. 또한, PSD 에 대한 공유자원 엘리먼트는 역사(station) 식별정보를 더 포함할 수 있다. Also, the PSD DB 13c includes shared resource elements for the PSD, and includes PSD controller identification information and open / close control information. In addition, the shared resource element for the PSD may further include station identification information.
한편, 각 공유자원 엘리먼트는 독립적이다. 예시적으로, 쌍동선로전환기의 경우, 종래의 CBTC 시스템에서는 선로전환기를 제어하는 전자연동장치가 열차의 선로 점유위치를 기반으로 하는 복잡한 연동논리를 가지고 있었으며 한정된 열차정보로 인해 제약 사항을 갖는다. 이러한 제약사항은 쌍동선로전환기가 서로 독립적으로 동작하는 것을 허용하지 않는 것을 포함한다. 그러나, 본 시스템에서는 자율주행 제어장치(11)가 앞선 열차의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 모니터링하며, 실시간성이 반영된 이동권한을 생성할 수 있으므로, 쌍동선로전환기의 경우라도, 분기 영역이 중복되지 않는다면 각 선로전환기가 독립적으로 다른 자율주행 제어장치(11)에 의해 점유되는 것은 허용한다. 즉, 각 공유자원 엘리먼트는 독립적으로 자율주행 제어장치(11)에 의해 점유될 수 있다. On the other hand, each shared resource element is independent. For example, in the case of a catamaran converter, in the conventional CBTC system, the electronic interlocking device for controlling the line switcher has complex interlocking logic based on the train occupied position of the train and has a limitation due to limited train information. These constraints include not allowing the catamaran switchers to operate independently of each other. However, in this system, since the autonomous-
또한, 공유자원 DB(13)의 각 공유자원 엘리먼트는 점유정보로서 세마포어값(S)을 포함한다. 세마포어값(S)은 점유 상태를 나타내는 '1'(락, lock) 또는 '0'(언락, unlock)이 기록될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 해당 공유자원 엘리먼트를 점유한 자율주행 제어장치(11)의 식별정보가 기록될 수도 있다.Each shared resource element of the shared
예시적으로, 공유자원 관리장치(12)는 자율주행 제어장치(11)로부터 공유자원 점유 요청이 수신되면, 해당 점유 요청에 대응하는 선로구간 DB(13a), 선로전환기 DB(13b) 및/또는 PSD DB(13c)의 공유자원 엘리먼트의 세마포어값(S)을 독출하여, 그 값이 '1' 또는 '0'인지 여부를 검출한다. 만약, 세마포어 필드가 '0'이면, 공유자원 관리장치(12)는 해당 자율주행 제어장치(11)의 점유 요청을 허용하고, 세마포어 필드를 '1'로 갱신한다. 그러나 세마포어 필드가 '1'이면, 이는 다른 자율주행 제어장치가 점유하고 있는 것이므로, 공유자원 관리장치(12)는 점유 요청을 차단한다. 한편, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 자율주행 제어장치(11)가 공유자원 관리장치(12)로 점유를 요청하는 것으로 설명하나, 이는 자율주행 제어장치(11)가 공유자원 관리장치(12)에 저장된 공유자원에 접근하여 해당 공유자원 엘리먼트를 독출 및/또는 기록하는 것을 포함한다. The shared
한편, 공유자원 관리장치(12)는 동시에 두 개 이상의 자율주행 제어장치(11)로부터 동일한 공유자원(또는 하나 이상의 엘리먼트)에 대한 점유 요청이 수신되는 경우, 랜덤(random)하게 점유 요청을 허용하거나 차단할 수 있다. 또한, 선로구간 DB(13a)의 임시속도 정보는, 예외적으로 세마포어 값에 관계없이 공유되는 영역으로 설정될 수 있다. On the other hand, when the occupation request for the same shared resource (or more than one element) is received from two or more
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 자율주행 제어장치(11)가 열차 자율주행 제어 방법을 상세하게 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart for explaining the autonomous-
먼저, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 이동권한을 생성한다(S50). 제1 자율주행 제어장치(11a)가 이동권한을 생성하는 방법에 대해서는, 도 3을 참조하여 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략한다. First, the first autonomous-motion-driving
이후, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 이동권한에 대응하는 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치(12)로 전송한다(S51). 제1 자율주행 제어장치(11a)는 경로 상의 선로 구간(예컨대, 지상자 정보), 선로전환기 및/또는 PSD 에 대한 정보를 기 저장하며, 구현예에 따라 전체 공유자원에 대한 정보를 기 저장할 수 있다. 즉, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 기 저장된 공유자원 정보를 기초로 이동권한 내에 위치하는 적어도 하나의 공유자원(예컨대, 지상자 그룹 정보, 선로전환기 식별정보 및/또는 PSD 식별정보)을 추출할 수 있으며, 추출된 적어도 하나의 공유자원을 점유하기 위한 점유 요청을 공유자원 관리장치(12)로 전송할 수 있다. Thereafter, the first autonomous-
공유자원 관리장치(12)는 제1 자율주행 제어장치(11a)의 점유 요청에 응답하여, 상기 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 공유자원 엘리먼트의 점유 정보를 독출한다(S52). 다시 말해, 공유자원 관리장치(12)는 제1 자율주행 제어장치(11a)로부터 수신된 적어도 하나의 공유자원 정보를 기초로 공유자원 DB(13)에 접근하며, 해당 정보에 대응하는 공유자원 엘리먼트의 세마포어 값을 독출한다. 예시적으로, 공유자원 관리장치(12)는 수신된 지상자 그룹 정보에 포함된 각 지상자를 포함하는 공유자원 엘리먼트를 검색한후, 각 공유자원 엘리먼트의 세마포어값을 독출한다.The shared
만약, 독출된 세마포어 값이 모두 언락 상태(예컨대, '0')이면, 공유자원 관리장치(12)는 해당 지상자 그룹 정보에 대응되는 공유자원 엘리먼트들의 세마포어값을 락 상태(예컨대, '1')로 설정하거나, 새로운 공유자원 엘리먼트를 생성하여 세그먼트값을 락 상태로 설정함으로써, 해당 공유자원 엘림먼트의 점유를 허용한다. 그리고 공유자원 관리장치(12)는 제1 자율주행 제어장치(11a)로 해당 공유자원 엘리먼트에 대응하는 키(key)를 전송할 수 있다. 전송된 키는, 추후에 해당 공유자원 엘리먼트의 점유를 해제하는데에 이용될 수 있다. 그러나, 키를 전송하는 것이 필수적인 것은 아니며, 공유자원 관리장치(12)는 점유가 허용된 이후에 제1 자율주행 제어장치(11a)로 애크(ack)를 전송하지 않을 수도 있다. 예를들어, 공유자원 관리장치(12)는 공유자원 엘리먼트를 요청한 자율주행 제어장치(11)의 식별 정보를 해당 고유자원의 소유자로 기록함으로써 키를 대신할 수 있다.If the semaphore values read out are all unlocked (for example, '0'), the shared
그러나, 독출된 세마포어값 중 적어도 하나가 락 상태(예컨대, '1')이면, 공유자원 관리장치(12)는 점유를 차단한다(S53). 즉, 제1 자율주행 제어장치(11a)가 해당 공유자원 엘리먼트에 접근하는 것이 차단된다. However, if at least one of the read semaphore values is in the locked state (e.g., '1'), the shared
이때, 공유자원 관리장치(12)는 공유자원 엘리먼트를 점유하고 있는 제2 자율주행 제어장치(11b)의 식별정보를 제1 자율주행 제어장치(11a)로 전송한다(S54). 제2 자율주행 제어장치(11b)의 식별정보는 세마포어 필드에 기록될 수 있으며, 공유자원 관리장치(12)에 의해 별도로 기록될 수도 있다. At this time, the shared
그러나 실시예에 따라 공유자원 관리장치(12)는 단순히 점유 요청이 차단되었다는 정보를 통지하거나, 이러한 통지도 생략할 수도 있다. 이 경우, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 다른 자율주행 제어장치들이 멀티캐스팅하는 현재 위치 정보 및/또는 속도 정보를 기초로 해당 선로 구간을 점유하고 있는 제2 자율주행 제어장치(11b)를 탐색할 수 있다. However, according to the embodiment, the shared
이후, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 자율주행 제어장치(11b)로 해당 선로구간의 점유 해제를 요청한다(S55). 즉, 자율주행 제어장치(11)는 공유자원을 획득하기 위해 직접 다른 자율주행 제어장치와 통신한다.Thereafter, the first autonomous-motion-driving
예시적으로, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 점유가 거절된 공유자원 정보(예컨대, 지상자 그룹 정보, 선로전환기 식별정보 및/또는 PSD 식별정보)를 제2 자율주행 제어장치(11b)로 전송한다. 제2 자율주행 제어장치(11b)는 자신의 현재 위치를 산출하고, 제1 자율주행 제어장치(11a)로부터 점유 해제 요청된 공유자원이 주행 완료되었는지 여부를 기초로, 점유 해제 요청된 공유자원의 전체 또는 일부의 점유를 반납한다. 즉, 주행 완료된 공유자원이라면, 제2 자율주행 제어장치(11b)는 즉시 공유자원 관리장치(12)로 공유자원 점유를 해제하고, 제1 자율주행 제어장치(11a)로 점유 해제를 통지할 수 있다. 이때, 제2 자율주행 제어장치(11b)는 공유자원 관리장치(12)로 이전에 제공받은 키를 반납함으로써, 점유를 해제할 수 있다. Illustratively, the first autonomous
그러나, 제2 자율주행 제어장치(11b)가 점유 해제 요청된 공유자원 중에서 일부에 대해서만 주행이 완료된 경우, 제2 자율주행 제어장치(11b)는 점유 해제 요청을 거절하거나, 일부 공유자원에 대해서만 우선적으로 점유 해제를 수행한다.However, when the second autonomous-motion-driving
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 자율주행 제어장치(11b)가 점유 구간의 일부 해제하는 일례이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 자율주행 제어장치(11b)는 세마포어 영역에 접근하여, 점유 중인 엘리먼트([tag1, tag2,…. tag10])에서 일부 공유자원([tag1, tag2, tag3, tag4])을 반납한다. 이때, 공유자원 관리장치(12)는 제2 자율주행 제어장치(11b)로부터 점유 반납된 일부 공유자원에 대응하는 새로운 공유자원 엘리먼트를 생성하고, 새로운 공유자원 엘리먼트의 점유정보(즉, 세마포어값)을 언락 상태로 설정할 수 있다. 6 is an example in which the second autonomous-
이후, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 자율주행 제어장치(11b)로부터 점유 해제 통지가 수신되면, 다시 공유자원 관리장치(12)로 공유자원 점유 요청을 전송함으로써, 필요한 공유자원을 점유할 수 있다. Thereafter, when the occupancy release notification is received from the second autonomous-
제1 자율주행 제어장치(11a)는 이동권한에 대응하는 공유자원을 점유함으로써, 공유자원을 독출하거나 갱신할 수 있다. 예시적으로, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 선로구간 DB(13a)에 접근하여, 점유 중인 선로구간의 구배, 커브, 제한속도 등을 독출함으로써, 동적속도 프로파일을 생성할 수 있으며, 해당 선로구간의 방호구간을 설정/해제하거나 임시속도를 설정할 수 있다. The first autonomous
또는 제1 자율주행 제어장치(11a)는 선로전환기 DB(13b)에 접근하여, 점유 중인 선로전환기의 분기영역을 독출하여 동적속도 프로파일에 반영하고, 선로전환기의 방향을 전환할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 자율주행 제어장치(11a)가 세마포어 영역에 접근하여 점유 중인 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트의 방향 제어 정보를 갱신하는 일례를 도시한다. 공유자원 관리장치(12)는 제1 자율주행 제어장치(11a)에 의해 점유된 공유자원 엘리먼트의 방향 제어 정보를 갱신함에 따라, 선로에 구비된 해당 선로전환기로 갱신된 방향 제어 정보를 전송할 수 있다. Alternatively, the first autonomous
또는 제1 자율주행 제어장치(11a)는 PSD DB(13c)에 접근하여, 점유 중인 PSD 의 역사 정보를 독출하여 동적속도 프로파일에 반영하고, PSD 의 개폐를 전환할 수 있다. 구체적으로, 공유자원 관리장치(12)는 제1 자율주행 제어장치(11a)에 의해 점유된 PSD에 대한 공유자원 엘리먼트의 개폐 제어 정보가 갱신됨에 따라, 해당 PSD 제어기로 개폐 제어 정보를 전송할 수 있다. Alternatively, the first autonomous
한편, 다시 도 5를 참조하여, S55 단계에서 제1 자율주행 제어장치(11a)가 공유 자원의 점유 해제를 제2 자율주행 제어장치(11b)로 요청하였으나, 공유자원 관리장치(12)가 점유 중인 공유자원에 대해 일부 점유 해제를 허용하지 않거나, 제2 자율주행 제어장치(11b)가 점유 해제 요청된 공유자원을 해제할 수 없는 경우, 제2 자율주행 제어장치(11b)는 제1 자율주행 제어장치(11a)의 점유 해제 요청을 거절할 수 있다. 이 경우, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 이동권한을 갱신할 수 있다. 예시적으로, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 이동권한에서 제2 자율주행 제어장치(11b)가 점유 중인 공유자원에 대응하는 구간을 제외한 나머지 구간으로 이동권한을 갱신할 수 있다. 5, the first autonomous-motion-driving
한편, 제1 자율주행 제어장치(11a)는 제2 자율주행 제어장치(11b) 또는 공유자원 관리장치(12)와 통신하여 획득 가능한 공유자원을 먼저 예측한 이후에, 이에 대응하는 이동권한을 산출할 수도 있다. On the other hand, the first autonomous-
한편, 상술한 설명에서 단계 S50내지 S56은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.On the other hand, in the above description, steps S50 to S56 may be further divided into further steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차상중심 분산 열차제어 시스템(10)은 관제 서버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 관제 서버는 열차들의 주행을 제어하지 않으며, 선로의 예외 상황(긴급 상황)을 모니터링한다. 공유자원 관리장치(12)는 공유자원 관리장치(12)와 유무선으로 연결된 선로전환기, PSD 제어기 및/또는 복수의 센서로부터 선로전환기, PSD 및/또는 선로의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 관제 서버 및/또는 자율주행 제어장치(11)로 주기적으로 제공할 수 있다. 관제 서버 및/또는 자율주행 제어장치(11)는 공유자원 관리장치(12)로부터 제공받은 상태 정보를 기초로 사고 또는 고장이 발생된 공유자원에 방호 구간을 설정하거나, 임시 속도를 설정할 수 있다. 이때, 관제 서버는 자율주행 제어장치(11)가 방호 구간 및/또는 임시 속도를 설정하는 방법과 동일한 방법으로 방호 구간 및/또는 임시 속도를 설정할 수 있다. 즉, 공유자원 관리장치(12)는 관제 서버로 높은 우선순위를 부여하지 않으며, 관제 서버가 필요로하는 공유자원을 다른 자율주행 제어장치가 점유 중이라면, 해당 자율주행 제어장치로 점유 해제를 요청한다. 이에 대해서는, 도 5의 실시예가 적용될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. In addition, the on-board decentralized
또한, 자율주행 제어장치(11)는 공유자원 관리장치(12)로부터 제공받은 상태 정보를 정적속도 프로파일 및/또는 동적속도 프로파일에 반영할 수 있다. 한편, 관제 서버가 공유자원에 방호구간을 설정하는 방법에 대해서는 도 5의 실시예가 적용될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. In addition, the autonomous
또한, 구현예에 따라 관제 서버는 열차의 성능저하 상황과 비상상황에 대한 관리목적으로 특정 자율주행 제어장치가 점유 중인 자원을 강제로 해제하도록 공유자원 관리장치(12)에게 명령할 수 있다. 즉, 해당 자율주행 제어장치가 탑재된 열차가 고장으로 인해 운행이 불가한 경우, 관제 서버는 해당 열차를 대피선으로 이동시키기 위한 이동권한을 해당 자율주행 제어장치로 인가하는 한편, 해당 자율주행 제어장치가 점유 중인 공유자원 엘리먼트를 점유 해제하는 명령을 공유자원 관리장치(12)로 전송한다. 이때, 공유자원 엘리먼트를 강제로 해제하는 명령은 엄격한 운영절차에 의해서 수행되어야 하며, 관제 서버는 운영자의 실수에 의해 동작이 불가능하도록 운영자 명령입력 시스템을 구비할 수 있다. In addition, according to an embodiment, the control server can instruct the shared
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차상중심 분산 열차제어 시스템(10)은 자율주행 제어장치가 직접 이동권한을 산출하고, 다른 자율주행 제어장치와 통신하여 공유자원을 확보할 수 있도록 함으로써, 보다 분산화된 자율주행 시스템을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 세마포어를 사용하여 공유자원을 효과적으로 관리함으로써 공유자원 관리장치의 부하량을 최소화시킬 수 있다. As described above, the on-board decentralized
도 8및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(11) 및 공유자원 관리장치(12)의 구성요소를 도시한다. 이하의 구성은 상술한 차상중심 분산 열차제어 시스템(10) 내의 자율주행 제어장치(11) 및 공유자원 관리장치(12)에 의해 수행되는 것이므로, 이하에서 생략된 내용이 있다고 하더라도 상술한 내용으로부터 갈음하도록 한다.8 and 9 show the components of the autonomic
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(11)의 구성을 도시한다. 8 shows a configuration of an autonomous-
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 제어장치(11)는 통신부(810), 메모리(820) 및 프로세서(830)를 포함한다. The autonomic
통신부(810)는 자율주행 제어장치(11)가 공유자원 관리장치(12), 타 자율주행 제어장치 또는 관제 서버 등과 통신하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 통신부(810)는 LTE 칩, LTE-R칩, 3GPP 칩, GSM-R 칩, 블루투스 칩, BLE(Bluetooth Low Energy) 칩, LTE V2X 칩 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
메모리(820)는 자율주행 제어장치(11)의 열차 자율주행 제어 프로그램을 저장한다. 또한, 메모리(820)는 열차의 운행 스케줄 정보와, 운행 경로 또는 전체 경로의 선로 구간(예컨대, 지상자 정보), 선로전환기 및/또는 PSD 에 대한 정보를 저장할 수 있다. 이때, 메모리(820)는 메모리(920)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지하는 비휘발성(non-volatile) 저장 장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장 장치를 통칭하는 것일 수 있다.The
프로세서(830)는 자율주행 제어장치(11)의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 프로세서(830)는 열차의 추진제동 시스템, 환경 시스템 등과 같은 다양한 시스템 제어를 수행하기 위한 하나 이상의 구성 요소로서, RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), CPU 등을 포함하여 임베디드 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있다. The
예시적으로, 프로세서(830)는 메모리(820)에 저장된 열차 자율주행 제어 프로그램을 실행하여, 이동권한을 생성하고, 이동권한에 대응하는 적어도 하나의 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치(12)로 전송하며, 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트가 타 자율주행 제어장치에 의해 기 점유 중인 경우, 공유자원 관리장치(12)로부터 상기 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 수신한다. 이후, 프로세서(830)는 타 자율주행 제어장치로 공유자원 엘리먼트에 대한 점유 해제를 요청한다. 이때, 공유자원 엘리먼트는 복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되고, 세마포어(semaphore)값에 의해 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유된다. Illustratively, the
한편, 프로세서(830)는 타 자율주행 제어장치가 점유 해제 요청에 응답하여 타 자율주행 제어장치가 상기 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트의 점유를 반납하는 경우, 해당 공유자원 엘리먼트의 점유 요청을 공유자원 관리장치(12)로 재전송한다. 그러나, 타 자율주행 제어장치가 점유 해제 요청을 거절하는 경우, 프로세서(830)는 이동권한을 갱신할 수 있다. 예시적으로, 프로세서(830)는 타 자율주행 제어장치(11b)가 점유 중인 공유자원에 대응하는 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하여 이동권한을 갱신할 수 있다.Meanwhile, when the other-autonomous-motion-control-device returns the occupancy of the at least one shared resource element in response to the occupancy release request, the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공유자원 관리장치(12)의 구성을 도시한다. FIG. 9 shows a configuration of a shared
도 9를 참조하면, 공유자원 관리장치(12)는 도 1의 공유자원 DB(13) 이외에, 통신부(910), 메모리(920) 및 프로세서(930)를 포함하는 임베디드 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있다. 9, the shared
통신부(910)는 공유자원 관리장치(12)가 복수의 자율주행 제어장치(11), 관제 서버 등과 통신하기 위한 적어도 하나의 구성요소(예컨대, LTE 칩, LTE-R칩, 3GPP 칩, GSM-R 칩, 블루투스 칩, BLE 칩, LTE V2X 칩 등)를 포함한다. 또한, 통신부(910)는 선로 변에 구비된 복수의 센서들, 선로전환기, PSD 제어기 등과 통신하기 위한 적어도 하나의 통신 케이블(cable)을 포함할 수 있다. The
메모리(920)는 공유자원 관리 프로그램을 저장한다. 이때, 메모리(920)는 비휘발성 저장 장치 및 휘발성 저장 장치를 통칭하는 것일 수 있다. The
프로세서(930)는 공유자원 관리장치(12)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 하나 이상의 구성 요소(예컨대, RAM, ROM, CPU 등)를 포함한다. 프로세서(930)는 메모리(920)에 저장된 공유자원 관리 프로그램을 실행하여, 복수의 자율주행 제어장치(11)로부터 공유자원에 대한 점유 요청을 수신하고, 점유 요청에 대응하는 공유자원 엘리먼트의 점유정보(즉, 세마포어값)을 기초로 점유 요청을 허용하거나 차단한다.The
예시적으로, 프로세서(930)는 점유 요청에 응답하여, 공유자원 엘리먼트의 세마포어값을 독출한다. 독출된 세마포어 값이 언락 상태(예컨대, '0')이면, 프로세서(930)는 자율주행 제어장치(11)로 점유 요청된 공유자원에 대응하는 공유자원 엘리먼트들의 세마포어값을 락 상태(예컨대, '1')로 설정하거나, 점유 요청된 공유자원에 대응하는 새로운 공유자원 엘리먼트를 생성하여 세그먼트값을 락 상태로 설정함으로써, 해당 공유자원 엘리먼트의 점유를 허용한다. 그리고 프로세서(930)는 공유자원 엘리먼트의 키 값을 자율주행 제어장치(11)로 제공할 수 있으나, 필수적인 것은 아니며, 자율주행 제어장치(11)로 애크(ack)를 제공하지 않을 수 있다.Illustratively,
한편, 독출된 세마포어값이 락 상태이면, 프로세서(930)는 점유 요청을 차단한다. On the other hand, if the read semaphore value is in the locked state, the
이후, 프로세서(930)는 자율주행 제어장치(11)로 해당 공유자원 엘리먼트를 점유 중인 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 제공할 수 있으나, 필수적인 것은 아니다. Thereafter, the
또한, 프로세서(930)는 두 개 이상의 자율주행 제어장치로부터 동일한 공유자원에 대한 점유 요청이 수신되면, 랜덤하게 하나의 자율주행 제어장치로 공유자원의 점유를 허용한다. In addition, the
이와 같이, 공유자원 관리장치(12)는 점유 요청에 응답하여, 공유자원 DB(13)에 대한 자율주행 제어장치(11)의 접근을 허용하거나 차단하는 동작을 수행할 뿐이며, 공유자원을 자율주행 제어장치(11)로 분배하거나 점유를 수거하는 동작을 수행하지 않는다. 이를 통해, 공유자원 관리장치(12)의 연산 부하량 및 복수의 자율주행 제어장치(11)와의 통신량을 최소화할 수 있다. In this way, the shared
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. The computer-readable medium may also include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
본 발명의 시스템 및 방법은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the systems and methods of the present invention have been described with reference to particular embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
10: 차상중심 분산 열차제어 시스템
11: 자율주행 제어장치
11a: 자율주행 제어장치
11b: 자율주행 제어장치
12: 관리장치
13c: PSD DB
13: 공유자원 DB
13a: 선로구간 DB
13b: 선로전환기 DB
810: 통신부
820: 메모리
830: 프로세서
910: 통신부
920: 메모리
930: 프로세서10: On-board distributed decentralized train control system
11: Autonomous drive control device
11a: autonomous
12: Management device
13c: PSD DB 13: Shared resource DB
13a: Line section DB 13b: Line section DB
810: communication unit 820: memory
830: Processor 910:
920: memory 930: processor
Claims (18)
복수의 열차들 각각에 구비되어, 각 열차의 이동권한을 산출하고, 상기 이동권한 내에 위치하는 적어도 하나의 공유자원을 점유하기 위한 점유 요청을 공유자원 관리 장치로 전송하는 복수의 자율주행 제어장치; 및
복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되며, 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유되는 공유자원 엘리먼트들로 구성된 공유자원 DB(database)를 포함하며, 제1 자율주행 제어장치로부터 적어도 하나의 공유자원에 대한 점유 요청이 수신되면, 상기 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 공유자원 엘리먼트의 점유 정보를 기초로 점유를 허용하거나 차단하는 공유자원 관리장치를 포함하되,
상기 제1 자율주행 제어장치는,
상기 점유 요청이 차단되는 경우, 상기 적어도 하나의 공유자원을 점유 중인 제2 자율주행 제어장치로, 상기 적어도 하나의 공유자원에 대한 점유 해제를 요청하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. In a vehicle-center distributed train control system,
A plurality of autonomous travel control devices, provided in each of the plurality of trains, for calculating a movement right of each train and transmitting an occupancy request for occupying at least one shared resource located within the right to the shared resource management device; And
And a shared resource DB that is shared by a plurality of autonomous drive control devices and is composed of shared resource elements occupied by the single autonomous drive control device, And a shared resource management device for allowing or blocking occupancy based on occupancy information of a shared resource element corresponding to the at least one shared resource when an occupancy request is received,
Wherein the first autonomic drive control device includes:
And requests the second autonomous drive control device occupying the at least one shared resource to release occupancy of the at least one shared resource when the occupancy request is blocked.
상기 공유자원 엘리먼트의 점유정보는 세마포어(semaphore) 값인 차상중심 분산 열차제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the occupancy information of the shared resource element is a semaphore value.
상기 공유자원 엘리먼트는
해당 공유자원의 식별정보 및 제어정보를 더 포함하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 3. The method of claim 2,
The shared resource element
And further includes identification information and control information of the shared resource.
상기 공유자원 DB는 선로 구간 대한 공유자원 엘리먼트, 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트 및 PSD에 대한 공유자원 엘리먼트를 포함하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템.The method of claim 3,
Wherein the shared resource DB includes a shared resource element for a line segment, a shared resource element for a line switcher, and a shared resource element for a PSD.
상기 공유자원 관리장치는
상기 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트의 제1 제어정보가 갱신됨에 따라 선로에 구비된 적어도 하나의 선로전환기로, 상기 갱신된 제1 제어정보를 전송하며,
상기 PSD에 대한 공유자원 엘리먼트의 제2 제어정보가 갱신됨에 따라 적어도 하나의 PSD 제어기로, 상기 제2 제어정보를 전송하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 5. The method of claim 4,
The shared resource management device
And transmitting the updated first control information to at least one line switcher provided in the line as the first control information of the shared resource element for the line switcher is updated,
And transmits the second control information to at least one PSD controller as the second control information of the shared resource element for the PSD is updated.
상기 선로 구간에 대한 공유자원 엘리먼트는 지상자 그룹 정보, 지상자 간의 연결정보, 방호 구간 제어 정보 및 임시 속도 제어 정보를 포함하되,
상기 지상자 그룹 정보는 지상자, 선로전환기 및 가상 구간 중 적어도 하나의 식별정보 집합인 차상중심 분산 열차제어 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the shared resource element for the line section includes a pause group information, connection information between papers, guard interval control information, and temporary speed control information,
Wherein the ground box group information is a set of identification information of at least one of a paper box, a line switcher, and a virtual section.
상기 선로전환기에 대한 공유자원 엘리먼트는 선로전환기 식별정보 및 방향 제어 정보를 포함하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 5. The method of claim 4,
Wherein the shared resource element for the line switcher includes line switching unit identification information and direction control information.
상기 PSD에 대한 공유자원 엘리먼트는 PSD 제어기 식별정보 및 개폐 제어 정보를 포함하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 5. The method of claim 4,
Wherein the shared resource element for the PSD includes PSD controller identification information and open / close control information.
상기 공유자원 관리장치는
상기 점유 요청에 응답하여,
상기 공유자원 엘리먼트의 세마포어값이 언락(unlock) 상태에 대응되면, 상기 제1 자율주행 제어장치로 키(key)를 전송하고,
상기 공유자원 엘리먼트의 세마포어값이 락(lock) 상태에 대응되면, 상기 제1 자율주행 제어장치로 상기 제2 자율주행 제어장치의 식별정보를 전송하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템.3. The method of claim 2,
The shared resource management device
In response to the occupancy request,
When a semaphore value of the shared resource element corresponds to an unlock state, transmits a key to the first autonomic driving control device,
And if the semaphore value of the shared resource element corresponds to a lock state, transmits the identification information of the second autonomic drive control device to the first autonomous drive control device.
상기 제2 자율주행 제어장치는
상기 제1 자율주행 제어장치로부터 점유 해제 요청이 수신되면, 상기 제2 자율주행 제어장치의 현재 위치를 식별하고, 상기 점유 해제 요청된 적어도 하나의 공유자원이 주행 완료되었는지 여부를 판단하며,
상기 점유 해제 요청된 적어도 하나의 공유자원의 전체 또는 일부의 점유를 반납하는 것인 차상중심 분산 열체제어 시스템. 3. The method of claim 2,
The second autonomous-drive control device
Wherein the control unit identifies the current position of the second autonomic control unit when the occupancy release request is received from the first autonomous-motion control unit, determines whether the at least one shared resource requested to be occupied is completed,
And returns the occupancy of all or part of the at least one shared resource requested to be released.
상기 공유자원 관리장치는
상기 제2 자율주행 제어장치가 점유 중인 공유자원 중 일부 공유자원의 점유를 반납하는 경우,
상기 일부 공유자원에 대응하는 새로운 공유자원 엘리먼트를 생성하고, 상기 새로운 공유자원 엘리먼트의 세마포어값을 언락 상태로 설정하되,
상기 점유된 공유자원에 대응하는 공유자원 엘리먼트로부터 상기 일부 공유자원에 대응하는 정보를 제거하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 3. The method of claim 2,
The shared resource management device
When the second autonomous-motion-controlling apparatus returns the occupancy of some of the shared resources occupied,
A new shared resource element corresponding to the shared resource is generated, and a semaphore value of the new shared resource element is set to an unlocked state,
And removes information corresponding to the partial shared resource from the shared resource element corresponding to the occupied shared resource.
상기 제1 자율주행 제어장치는
상기 제2 자율주행 제어장치가 상기 점유 해제 요청을 거절하는 경우, 상기 이동권한을 갱신하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. The method according to claim 1,
The first autonomic drive control device
And when the second autonomous-motion control apparatus rejects the occupancy release request, updates the movement authority.
상기 제1 자율주행 제어장치는
현재 위치를 식별하고, 선행 열차의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나를 수신한 후, 상기 선행 열차의 상기 수신된 정보를 기초로 상기 열차의 이동권한을 생성하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. The method according to claim 1,
The first autonomic drive control device
Wherein the control unit identifies a current position, receives at least one of position information and speed information of a preceding train, and generates a movement authority of the train based on the received information of the preceding train.
상기 선행 열차의 위치 정보 및 속도 정보 중 적어도 하나는 상기 선행 열차에 구비된 자율주행 제어장치로부터 멀티캐스팅(multicasting)되는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. 14. The method of claim 13,
Wherein at least one of the position information and the speed information of the preceding train is multicasting from an autonomous drive control device provided in the preceding train.
상기 공유자원 관리장치는
선로에 구비된 적어도 하나의 센서, 복수의 선로전환기 및 복수의 PSD 제어기와 유무선으로 연결되어, 상기 적어도 하나의 센서, 상기 복수의 선로전환기 및 상기 복수의 PSD 제어기로부터 상태 정보를 수집하고,
상기 수집된 상태 정보를 상기 복수의 자율주행 제어장치 및 관제 서버 중 적어도 하나로 제공하는 것인 차상중심 분산 열차제어 시스템. The method according to claim 1,
The shared resource management device
A plurality of line diverters and a plurality of PSD controllers connected in a wired or wireless manner to at least one sensor provided in the line, a plurality of line diverters, and a plurality of PSD controllers to collect status information from the at least one sensor, the plurality of line diverters,
And provides the collected state information to at least one of the plurality of autonomous travel control devices and the control server.
열차 자율주행 제어 프로그램이 저장된 메모리; 및
상기 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 상기 프로그램이 실행됨에 따라,
상기 열차의 이동권한을 생성하고, 상기 이동권한에 대응하는 적어도 하나의 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치로 전송하며,
상기 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트가 타 자율주행 제어장치에 의해 점유 중인 경우, 상기 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 획득하고, 상기 타 자율주행 제어장치로 상기 공유자원 엘리먼트에 대한 점유 해제를 요청하되,
상기 공유자원 엘리먼트는
복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되고, 세마포어(semaphore)값에 의해 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유되는 것인 자율주행 제어장치. 1. An autonomous-running control device provided in a train,
A memory for storing a train autonomous travel control program; And
And a processor for executing the program,
The processor, as the program is executed,
Generating a movement authority of the train, transmitting an occupancy request of at least one shared resource corresponding to the movement authority to the shared resource management apparatus,
When the at least one shared resource element corresponding to the at least one shared resource is occupied by the other autonomous drive control device, acquires the identification information of the other autonomous drive control device, Request the release of the occupancy of the element,
The shared resource element
And is shared by a plurality of autonomous drive control devices and occupied by a single autonomous drive control device by a semaphore value.
상기 프로세서는
상기 타 자율주행 제어장치가 상기 점유 해제 요청을 거절하는 경우, 상기 이동권한을 갱신하는 것인 자율주행 제어장치. 17. The method of claim 16,
The processor
And when the other-wheel-drive control device rejects the occupancy release request, updates the movement authority.
상기 열차의 이동권한을 생성하는 단계;
상기 이동권한에 대응하는 적어도 하나의 공유자원의 점유 요청을 공유자원 관리장치로 전송하는 단계;
상기 적어도 하나의 공유자원에 대응하는 적어도 하나의 공유자원 엘리먼트가 타 자율주행 제어장치에 의해 점유 중인 경우, 상기 타 자율주행 제어장치의 식별정보를 획득하는 단계; 및
상기 타 자율주행 제어장치로 상기 공유자원 엘리먼트에 대한 점유 해제를 요청하는 단계를 포함하되,
상기 공유자원 엘리먼트는
복수의 자율주행 제어장치에 의해 공유되고, 세마포어(semaphore)값에 의해 단일 자율주행 제어장치에 의해 점유되는 것인 열차 자율주행 제어 방법. A method for controlling an autonomous train running on a train, comprising the steps of:
Generating a movement authority of the train;
Transmitting an occupancy request of at least one shared resource corresponding to the movement authority to the shared resource management apparatus;
Obtaining identification information of the other running control apparatus when at least one shared resource element corresponding to the at least one shared resource is occupied by the other running control apparatus; And
And requesting the other autonomous drive control apparatus to release occupancy of the shared resource element,
The shared resource element
Wherein the autonomous drive control device is shared by a plurality of autonomous drive control devices and is occupied by a single autonomous drive control device by a semaphore value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170134666A KR102165292B1 (en) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Method for sharing common resource in rain-centric distributed train control system and system thereof |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170134666A KR102165292B1 (en) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Method for sharing common resource in rain-centric distributed train control system and system thereof |
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|---|---|
| KR20190042962A true KR20190042962A (en) | 2019-04-25 |
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| KR1020170134666A KR102165292B1 (en) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Method for sharing common resource in rain-centric distributed train control system and system thereof |
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| KR (1) | KR102165292B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111731348A (en) * | 2020-06-02 | 2020-10-02 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | Ground control method, device, equipment and storage medium based on resource management |
| KR102202468B1 (en) | 2019-07-15 | 2021-01-13 | 에이치웨이 주식회사 | Centralized controlling system of train based on cloud and method thereof |
| KR20210078587A (en) | 2019-12-18 | 2021-06-29 | 한국철도기술연구원 | Handover Time Determination Method of Train Autonomous Driving Terminal |
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- 2017-10-17 KR KR1020170134666A patent/KR102165292B1/en active IP Right Grant
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| KR102165292B1 (en) | 2020-10-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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