KR100809880B1

KR100809880B1 - 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템

Info

Publication number: KR100809880B1
Application number: KR1020060070075A
Authority: KR
Inventors: 엄두섭; 김일환
Original assignee: 엄두섭; 김일환
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-03-06
Also published as: KR20080010076A

Abstract

본 발명은 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템에 관한 것으로, 특히 본 발명은 승객이 선로에 추락하는 것을 감지하는 추락감지센서를 설치함과 함께 열차 자동운전장치(ATO)의 궤도회로상의 열차 진입지점과 열차 출발지점에 계전기를 각각 설치하고, 열차가 역 구내의 승강장으로 진입하거나 출발하는 경우, 승강장에 설치된 추락감지센서를 통해 승객의 선로 추락이 감지되거나, 승하차시에 문 틈새 끼임 사고나 발빠짐 사고로 인해 승강장 안전요원에 의한 정지 명령이 입력되면, 상황에 맞게 각 계전기를 단락시켜 열차 자동운전장치(ATO)로 하여금 사고가 발생한 폐색구간에 마치 열차가 정지해 있는 것으로 판단하도록 유도함으로서 뒤 열차가 사고 발생한 폐색구간에 진입하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 출발되지 않도록 할 수 있어 열차에 의한 2차 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

열차 승강장의 안전사고 방지 시스템{SAFETY ACCIDENT PREVENTING SYSTEM FOR RAILROAD PLATFORM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템의 제어블록도이다.

도 2는 도 1의 열차 자동운전장치의 제어블록도이다.

도 3은 도 2의 열차 자동운전장치가 해당 폐색구간에서 열차 비점유를 판단하는 것을 설명하기 위한 도이다.

도 4는 도 2의 열차 자동운전장치가 해당 폐색구간에서 열차 점유를 판단하는 것을 설명하기 위한 도이다.

도 5는 도 2의 열차 자동운전장치가 해당 폐색구간에 열차가 있음을 강제로 인식시켜 열차 점유로 판단하도록 유도하는 것을 설명하기 위한 도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 열차 11 : 선로

12 : 승강장 20 : 제어부

30 : 추락감지부 40 : 제1계전기

41 : 제2계전기 50 : 열차 자동운전장치

51 : 차상장치부 52 : 궤도회로부

53 : 지상장치부

본 발명은 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도 승강장을 이용하는 승객의 선로로의 추락사고, 승하차시에 문 틈새 끼임 사고나 발빠짐 사고 등으로 인한 안전사고를 방지할 수 있는 열차 승강장의 안전사고 방지시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 열차(국철, 지하철, 전철 등) 승강장에는 차량의 진입이 완료되거나 출발이 완료될 때까지 승객이 차량으로부터 이격되어야 하는 안전거리를 나타내는 안전선이 표시되어 있다. 안전선은 차량을 기다리는 승객이 통과, 진입 또는 출발하는 궤도차량과 휩쓸리거나 부딪치지 않도록 하고, 부주의로 승강장 선로부에 떨어져 진입하는 차량에 충돌하지 않도록 차량의 선로부와 일정한 간격을 두고 승강장 외측에 표시해 놓은 접근 제한선이다.

따라서, 승객들은 차량의 진입과 출발 시에 상기 안전선을 준수함으로써 빠른 속도로 진입하는 차량으로부터 자신을 보호하고, 차량의 경적음 및 안내방송에 의해 차량 진입 또는 출발 시 안전선 안쪽으로 안전하게 대피하게 된다.

그럼에도 불구하고 승객의 부주의나 기타 예상치 못한 이유로 인해 승객이 선로에 추락하여 진입하는 차량과 부딪치거나, 열차 출발시 차량의 문 틈새 또는 차량과 승강장의 틈새에 끼이거나, 승강장 선로에 떨어지는 돌발 상황이 발생할 수 있다.

이러한 돌발 상황에서 열차 기관사가 즉각적으로 열차를 비상 제동시키기 어려워 안전사고의 우려가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열차가 역 구내의 승강장으로 진입하거나, 출발하는 경우 철도 승강장을 이용하는 승객의 선로로의 추락사고, 승하차시에 문 틈새 끼임 사고나 발빠짐 사고 등으로 인한 안전사고 위험을 감지하여 열차를 자동으로 비상 제동시킴으로서 안전사고를 방지할 수 있는 열차 승강장의 안전사고 방지시스템에 관한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템은 일정길이의 폐색구간별로 선로와 선로사이에 연결된 송수신 임피던스 본드로 이루어진 궤도회로를 갖는 궤도회로부와, 상기 궤도회로에 실린 궤도신호를 감지하여 열차의 운행을 제어하는 차상장치부와, 상기 궤도회로에 궤도신호를 실어 보내고 보낸 궤도신호가 다시 수신되지 않으면 해당 폐색구간에 열차가 있는 것으로 판단하는 지상장치부를 구비하고, 한 개의 폐색구간에 2대의 열차가 동시 진입하지 않도록 제어하는 열차 자동운전장치와, 승강장의 폐색구간의 궤도회로상에 마련되고 상기 궤도회로상의 선로를 단락시켜 상기 지상장치부에 궤도신호가 수신되지 않도록 하여 승강장의 폐색구간에 열차가 있음을 상기 열차 자동운전장치에 알리는 제1계전기와, 승강장에 있는 승객의 선로 추락을 감지하는 추락감지부와, 상기 추 락감지부를 통해 승객의 선로 추락이 감지되면, 상기 열차 자동운전장치로 하여금 상기 승객이 추락한 폐색구간에 열차가 있다는 판단을 유도하여 상기 승객이 추락한 폐색구간에 다음 열차가 진입하지 못하도록 상기 제1계전기의 작동을 제어하여 상기 승객이 추락한 폐색구간의 선로를 단락시키는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 추락감지부는 승강장의 단부 또는 천장에 다수의 추락감지센서노드들이 일렬 배치되고, 각 추락감지센서노드들은 전기적으로 병렬된 것을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 승강장의 제1폐색구간 다음에 바로 이어지는 제2폐색구간의 제2궤도회로상에 마련되고 상기 제2궤도회로상의 선로를 단락시켜 상기 지상장치부에 궤도신호가 수신되지 않도록 하여 상기 제2폐색구간에 열차가 있음을 상기 열차 자동운전장치에 알리는 제2계전기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 열차 자동운전장치를 통해 상기 제2 폐색구간에 열차가 있다는 것이 판단되면 상기 제2폐색구간으로 승강장의 열차가 출발하지 못하도록 상기 제2계전기의 작동을 제어하여 상기 제2폐색구간의 선로를 단락시키는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템은 추락감지부(30)와, 제1계전기(40)와, 제2계전기(41)와, 열차 자동운 전장치(50)(ATO)와 제어부(20)를 구비한다.

열차(10)는 선로(11)를 따라 승강장(12)으로 진입하게 되며, 선로(11)는 한 역에서 다음 역까지 여러 폐색구간으로 나누어져 있다.

추락감지부(30)는 선로(11)에 추락한 승객을 감지하기 위한 다수개의 추락방지 센서노드들로 이루어지며, 이 추락방지센서노드는 인체에서 발생하는 적외선을 감지하여 추락한 사람이 있는지를 감지하는 PIR 센서 혹은 적외선 센서와 초음파 센서 등이 사용될 수 있다. 이 추락감지부(30)는 승강장의 폐색구간을 8개의 구간으로 나누고, 각 구간에서의 승객의 추락을 감지할 수 있도록 각 추락방지센서노드가 안전선을 따라 승강장 단부 또는 천장에 일렬로 설치된다. 이때, 각 추락방지센서노드는 자신에 할당된 구간 영역별로 승객의 추락을 감지하게 되며, 전기적으로 각각 병렬 연결되어 어느 하나의 추락감지센서노드에 의해 승객의 추락이 감지되면, 그에 상응하는 출력신호가 제어부(20)에 입력되게 된다.

제1계전기(40)는 승강장(12)의 열차 진입 지점에 선로를 단락시킬 수 있도록 설치되며, 추락감지부(30)를 통해 승객 추락이 감지될 때 제어부(20)에 의해 동작하는 계전기(RELAY)로 승객이 선로에 추락하였을 경우, 계전기가 동작하여 승강장(12)으로 진입하는 열차를 강제적으로 비상 제동시키기 위한 계전기이다.

제2계전기(41)는 승강장(12)의 열차 출발 지점에 선로를 단락시킬 수 있도록 설치되며, 제어부(20)에 의해 동작되는 계전기(RELAY)로 승강장(12)에 열차(10)가 진입하여 승객을 태우는 과정에서 승객이 출입문에 끼이는 사고가 발생하거나 열차(10)와 승강장(12)사이에 끼이는 사고 등 승강장 내에서 열차와 승객사이에 사 고가 발생했을 경우, 열차가 출발하지 못하도록 하거나, 출발 하였다 하더라도 열차(10)를 강제적으로 비상 제동시키기 위한 계전기이다.

열차 자동운전장치(50)(Automatic Train Operation ; 이하 ATO)는 열차 운행에 필요한 정보를 수집하여 무인운전모드, 자동운전모드, 수동운전모드, 구내운전모드, 비상운전모드 등을 수행하는 장치로, 시스템을 초기화 하고 자기진단하는 기능, 지속적인 자체검사 및 시스템 모니터링을 행하는 감시기능, 열차의 역 정지를 제어하는 기능, 열차의 목표 속도를 제어하는 기능, 정확한 정지위치를 제어하는 기능, 궤도에 대한 데이터를 처리하는 기능 등을 수행하는 장치이다. 이 열차 자동운전장치(50)는 폐색구간에서 열차가 충돌하는 것을 방지하도록 자동 운전하는 열차 2대가 한 개의 폐색구간에 동시에 진입할 수 없도록 제어된다. 만약, 한 개의 폐색구간에 2대의 열차가 동시 진입되는 상황이 발생시에는 뒤 열차를 비상 제동시켜 강제적으로 정지시킨다. 이 열차 자동운전장치(50)(ATO)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차상장치부(51)와, 궤도회로부(52)와, 지상장치부(53)를 구비한다.

차상장치부(51)는 소정의 제어논리에 의해 열차를 비상 제동시키는 비상제동기(51a)를 구비한다. 이외에 차상장치부(51)는 궤도회로부(52)에 실린 궤도신호를 감지하고, 감지된 궤도신호로부터 열차의 운행정보, 속도정보, 비상제동정보를 제공받아 열차의 운행을 제어한다.

궤도회로부(52)는 상하선 선로(11)사이에 설치되어 각각의 폐색구간별로 궤도회로를 구성하고, 각 궤도회로는 궤도신호를 송신하는 송신측 임피던스 본드(52a)(AF BOND)와 궤도신호를 수신하는 수신측 임피던스 본드(52b)(AF BOND)를 구비한다.

지상장치부(53)는 궤도회로부(52)의 각 궤도회로의 송신측 임피던스 본드(52a) 및 수신측 임피던스 본드(52b)와 전기적으로 연결되며, 송신측 임피던스 본드(52a)를 통해 궤도신호를 선로(11)로 송신시키고, 수신측 임피던스 본드(52b)에 궤도신호의 수신여부에 따라 해당 폐색구간별로 선로(11) 상에 열차의 점유 또는 비점유를 판단한다.

상기한, 차상장치부(51), 궤도회로부(52), 지상장치부(53)의 동작을 좀더 자세히 살펴보면, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 궤도회로부(52)는 상하선 선로(11)를 하나의 전선회로로 사용하여, 전구간의 상하선 레일을 열차 한 편성이 들어갈 정도의 약 200m의 폐색구간마다 상하선 레일사이에 송신측 임피던스 본드(52a)와 수신측 임피던스 본드(52b)가 전기적으로 각각 설치된다. 이때, 송신측 임피던스 본드(52a)와 수신측 임피던스 본드(52b)는 상호간에 일정거리 이격된다.

지상장치부(53)는 궤도회로부(52)의 각 임피던스 본드(52a,52b)와 케이블(53a,53b)에 의해 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 지상장치부(53)는 궤도회로부(52)의 송신측 임피던스본드(52a)로 궤도신호를 전달하고, 수신측 임피던스본드(52b)로부터의 궤도신호의 수신여부에 따라 상하선 선로(11)에 열차(10)가 점유되었는지 비점유되었는지를 판단한다. 지상장치부(53)는 상하선 선로(11)에 열차(10)가 점유된 것으로 판단되면, 궤도회로부(52)를 통한 차상장치부(51)와의 통신을 통하여 차상장치부(51)가 비상제동기(51a)를 작동시켜 열차(10)를 비상 제 동시키도록 제어한다.

좀더 자세히 살펴보면, 해당 폐색구간에 열차(10)가 점유되지 않은 경우, 지상장치부(53)에 의해 송신측 임피던스 본드(52a)로부터 송신된 궤도신호는 도 3에 도시된 바와 같이, 약 200m 후방에 있는 수신측 임피던스 본드(52b)를 경유하여 지상장치부(53)로 흐르게 된다. 이와 같은 원리에 의해 지상장치부(53)는 수신측 임피던스 본드(52b)를 통해 궤도신호가 수신되면, 해당 폐색구간에 열차(10)가 없는 것으로 판단한다. 반면에, 해당 폐색구간에 열차(10)가 점유된 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 송신측 임피던스 본드(52a)로부터 송신된 궤도신호가 수신측 임피던스 본드(52b)까지 흘러가지 못하고, 열차(10)의 바퀴에 의해 상하선 선로(11)가 단락(연결)되어 다시 송신측 임피던스 본드(52a)측으로 반송되기 때문에 지상장치부(53)는 자신이 보낸 궤도신호를 다시 수신하지 못한다. 이와 같은 원리에 의해 지상장치부(53)는 수신측 임피던스 본드(52b)를 통해 궤도신호가 수신되지 않으면, 해당 폐색구간에 열차(10)가 있는 것으로 판단한다. 즉, 지상장치부(53)는 해당 폐색구간에서 자신이 보낸 신호를 다시 수신하는 경우에는 해당 폐색구간에 열차(10)가 없는 것으로 판단하고, 다시 수신하지 못하는 경우에는 해당 폐색구간에 열차(10)가 있는 것으로 판단한다. 해당 폐색구간에 열차(10)가 있다고 판단되면 앞 열차 및 뒤 열차와의 거리간격을 고려하여, 해당 폐색구간에서의 열차(10)의 최고 운행속도를 계산하고, 그에 해당하는 궤도신호를 송신측 임피던스 본드(52a)를 통하여 열차의 차상장치부(51)에 전송한다. 이에 따라, 차상장치부(51)는 열차(10)의 운행속도를 제어하여 해당 폐색구간에 두 대의 열차가 동시에 있지 않 도록 제어하게 되는데, 해당 폐색구간에 두 대의 열차가 동시에 있는 경우에는 뒤 열차를 비상 제동시켜 정지시킨다.

상술한 도 4는 해당 폐색구간에 열차(10)가 실제로 있는 경우에 지상장치부(53)가 열차(10)의 존재를 판단하는 것이다. 하지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 해당 폐색구간에 실제 열차가 없더라도 궤도회로상의 제1계전기(40)를 단락시키면, 지상장치부(53)가 자신이 보낸 궤도신호를 다시 수신할 수 없게 된다. 이로 인해, 실제로는 열차가 없지만, 지상장치부(53)는 해당 폐색구간에 열차가 있는 것으로 판단한다.

본원발명은 상기한 제1계전기(40) 조작을 통하여 열차 자동운전장치(50)가 해당 폐색구간에 마치 열차가 있는 것으로 판단하게 하는 방식과 열차 자동운전장치(50)의 특징인 해당 폐색구간에 두 대의 열차가 동시에 진입되지 않도록 뒤 열차를 비상 제동시켜 정지시키는 방식과 같은 열차 자동운전장치(50)의 동작원리를 이용하여 일예로, 선로에 승객이 추락한 경우, 상기한 제1계전기(40)를 단락시켜 승객이 추락한 폐색구간에 열차 자동운전장치(50)가 마치 열차가 있는 것처럼 판단하게 함으로서 승객이 추락한 폐색구간에 진입하려는 열차를 자동으로 비상 제동시킬 수 있어 안전사고를 방지할 수 있게 된다. 이때, 열차 자동운전장치(50)는 해당 폐색구간에 두 대의 열차가 동시에 있거나, 열차가 있는 폐색구간에 다른 열차가 진입하려는 경우, 지상장치부(53)가 궤도회로를 이용하여 차상장치부(51)와 통신하여 차상장치부(51)가 비상제동기(51a)를 작동시켜 열차를 비상 정지시키도록 제어한다.

요약하면, 통상 열차 자동운전장치(50)는 열차의 충돌 사고를 방지하기 위하여 한 개의 폐색구간에는 두 대의 열차가 들어가지 못하도록 열차의 속도를 제어한다. 즉, 열차의 진행방향쪽 바로 앞에 있는 폐색구간에 열차가 있는 것으로 판단될 경우에는 뒤 열차가 즉시 정지되도록 궤도신호를 전송한다. 또한, 앞 열차와 뒤 열차의 간격이 가까워질수록 열차의 속도가 점차적으로 감소되도록 궤도신호를 전송한다. 본 발명은 앞서 설명한 열차 자동운전장치(50)의 동작원리를 이용하는 것으로, 제어부(20)는 추락감지부(30)를 통해 승객 추락이 감지되면, 제1계전기(40)를 단락시켜 마치 해당 폐색구간에 열차가 정지되어 있는 것처럼 보이도록 함으로써 승강장으로 진입하는 열차가 승객이 추락한 폐색구간에 진입하지 못하도록 하는 것이다. 이때, 승객 추락시 열차가 추락한 폐색구간 바로 뒤에 있는 경우에는 열차가 급제동되지만, 어느 정도 떨어져 있는 경우에는 떨어져 있는 만큼 서서히 제동되어 멈추게 된다.

승객의 추락 외에 열차 출입문에 끼인다거나 선로에 발이 빠진다거나 하는 기타 안전사고가 발생시에는 승강장 내에 정지되어 있는 열차가 출발되지 말아야 한다. 이를 위해서 안전사고 발생시 안전요원이 제어부(20)에 후행열차의 비상제동을 위하여 정차된 열차 앞의 폐색구간 즉, 승강장 폐색구간 바로 다음에 이어지는 폐색구간에 설치된 제2계전기(41)를 단락시키기 위한 신호를 입력하면, 제2계전기(41)를 단락시킨다. 이에 따라, 제2계전기(41)가 단락되면, 승강장 폐색구간 바로 다음에 이어지는 폐색구간의 상하선 선로가 단락되기 때문에 열차가 정지되어 있는 것처럼 보여 승강장의 열차가 열차 자동운전장치(50)에 의하여 자동으로 출발 되지 않도록 제어된다.

이와 같이, 상기한 제1계전기(40)와 제2계전기(41)를 사용하게 되면, 추락사고 및 기타 안전사고 발생시 열차 기관사와의 통신을 통하지 않고서도 열차 자동운전장치(50)를 통하여 자동으로 열차를 멈추게 하거나, 출발되지 않도록 할 수 있기 때문에 가장 신속하게 사고에 자동으로 대처하는 것이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 승객이 선로에 추락하는 것을 감지하는 추락감지센서를 설치함과 함께 열차 자동운전장치(ATO)의 궤도회로상의 열차 진입지점과 열차 출발지점에 계전기를 각각 설치하고, 열차가 역 구내의 승강장으로 진입하거나 출발하는 경우, 승강장에 설치된 추락감지센서를 통해 승객의 선로 추락이 감지되거나, 승하차시에 문 틈새 끼임 사고나 발빠짐 사고로 인해 승강장 안전요원에 의한 정지 명령이 입력되면, 상황에 맞게 각 계전기를 단락시켜 열차 자동운전장치(ATO)로 하여금 사고가 발생한 폐색구간에 마치 열차가 정지해 있는 것으로 판단하도록 유도함으로서 뒤 열차가 사고 발생한 폐색구간에 진입하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 출발되지 않도록 할 수 있어 열차에 의한 2차 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

일정길이의 폐색구간별로 선로와 선로사이에 연결된 송수신 임피던스 본드로 이루어진 궤도회로를 갖는 궤도회로부와, 상기 궤도회로에 실린 궤도신호를 감지하여 열차의 운행을 제어하는 차상장치부와, 상기 궤도회로에 궤도신호를 실어 보내고 보낸 궤도신호가 다시 수신되지 않으면 해당 폐색구간에 열차가 있는 것으로 판단하는 지상장치부를 구비하고, 한 개의 폐색구간에 2대의 열차가 동시 진입하지 않도록 제어하는 열차 자동운전장치와,

승강장의 폐색구간의 궤도회로상에 마련되고 상기 궤도회로상의 선로를 단락시켜 상기 지상장치부에 궤도신호가 수신되지 않도록 하여 승강장의 폐색구간에 열차가 있음을 상기 열차 자동운전장치에 알리는 제1계전기와,

승강장의 단부 또는 천장에 일렬배치된 다수의 추락감지센서노드를 구비하고, 상기 감지센서 노드를 통해 선로 추락을 감지하는 추락감지부와,

상기 추락감지부를 통해 승객의 선로 추락이 감지되면, 상기 열차 자동운전장치로 하여금 상기 승객이 추락한 폐색구간에 열차가 있다는 판단을 유도하여 상기 승객이 추락한 폐색구간에 다음 열차가 진입하지 못하도록 상기 제1계전기의 작동을 제어하여 상기 승객이 추락한 폐색구간의 선로를 단락시키는 제어부를 포함하는 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템.
제1항에 있어서, 각 추락감지센서노드들은 전기적으로 병렬된 것을 특징으로 하는 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 승강장의 제1폐색구간 다음에 바로 이어지는 제2폐색구간의 제2궤도회로상에 마련되고 상기 제2궤도회로상의 선로를 단락시켜 상기 지상장치부에 궤도신호가 수신되지 않도록 하여 상기 제2폐색구간에 열차가 있음을 상기 열차 자동운전장치에 알리는 제2계전기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 열차 자동운전장치를 통해 상기 제2폐색구간에 열차가 있다는 것이 판단되면 상기 제2폐색구간으로 승강장의 열차가 출발하지 못하도록 상기 제2계전기의 작동을 제어하여 상기 제2폐색구간의 선로를 단락시키는 것을 포함하는 열차 승강장의 안전사고 방지 시스템.