KR100812315B1 - 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한부가서비스 제공 방법 - Google Patents

대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한부가서비스 제공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한 부가서비스 제공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 역사와 열차 사이의 양방향 마이크로웨이브 통신을 통하여 승강장 영상과 함께 지상파 방송, 회사홍보 방송, 지역광고 방송 등 다양한 부가 서비스 컨텐츠를 열차로 제공하는 동시에, 열차의 운행 정보와 객차 내부 영상을 역사 및 종합사령실에서 실시간으로 감시할 수 있는 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한 부가서비스 제공 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템은, 지상파 방송, 회사홍보 방송 또는 지역광고 방송으로 구분되는 부가 컨텐츠 영상과, 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라로부터 전송되는 승강장 영상을 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 송신하는 지상장치와; 열차에 구비되어 상기 지상장치로부터 전송되는 마이크로웨이브 신호로부터 승강장 영상과 부가 컨텐츠 영상을 분리하여 열차의 운전자 또는 승객들에게 출력해주는 차상장치와; 종합사령실에 구비되고, 상기 지상장치와 네트워크망으로 연결되어, 상기 지상장치로부터 승강장 영상을 전송받아 출력하고, 열차 운영사의 회사홍보 방송을 상기 지상장치로 브로드캐스팅 방식으로 전송하는 통합운영장치;를 포함하여 구성되며, 상기 차상장치는 다수의 객차카메라에 의해 촬영된 객차 영상과 열차 운행정보를 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 상기 지상장치로 송신하고, 상 기 지상장치는 상기 차상장치로부터 전송되는 신호로부터 객차 영상 및 열차 운행 정보를 분리하여 상기 통합운영장치로 전송해줌으로써, 상기 통합운영장치에서 상기 지상장치로부터 전송되는 승강장 영상과, 객차 영상 및 열차 운행 정보를 통합하여 모니터링하는 점을 특징으로 한다.
도시철도, 무선 모니터링, 양방향 통신, 마이크로웨이브, 부가서비스

Description

대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한 부가서비스 제공 방법{Bidirectional microwave communication system for a train and the value-added service method using the same}
본 발명은 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한 부가서비스 제공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 역사와 열차 사이의 양방향 마이크로웨이브 통신을 통하여 승강장 영상과 함께 지상파 방송, 회사홍보 방송, 지역광고 방송 등 다양한 부가 서비스 컨텐츠를 열차로 제공하는 동시에, 열차의 운행 정보와 객차 내부 영상을 역사 및 종합사령실에서 실시간으로 감시할 수 있는 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템 및 이를 이용한 부가서비스 제공 방법에 관한 것이다.
근래들어 산업 발달 및 경제 성장으로 인하여 급증하고 있는 자동차의 수량과 도로시설 공급의 한계로 대도시의 교통난이 갈수록 심화되고 있는 바, 이를 완화시킬 수 있는 효과적인 수단으로 수송효율이 높은 도시철도가 각광을 받고 있다.
도시철도란 도시교통의 원활한 소통을 위하여 이용되는, 궤도를 따라 달리는 교통시설 및 교통수단을 의미하는 것으로서, 예를 들면, 도시교통권역에서 건설· 운영하는 지하철, 전철 또는 중소도시에서 추진하는 경량전철, 모노레일 등이 있다.
그러나 2003년 대구지하철 화재참사를 계기로 지하철과 같은 도시철도를 운영함에 있어 자살, 무단출입, 열차접촉 등의 각종 안전사고와, 화재나 침수로 인한 2차 대형 참사 발생에 대한 대비책 마련의 필요성이 심각하게 대두되었다. 이에 따라 정부 관계부처는 전동차 기관사가 승강장 상황을 확인하고, 재난 발생시 긴급상황을 전동차에 전달하는 무선영상전송시스템을 구축하도록 도시철도건설규칙 제46조에 법령화하여 반영하였다.
이후 부산지하철 3호선, 광주지하철 1호선, 서울지하철 8호선 및 신공항철도 등에서 기존 상용장비를 활용한 무선랜 방식 및 누설 동축케이블을 이용하여 단방향으로 영상전송만 가능한 무선영상전송시스템을 구축해 왔으며, 2007년 9월 정보통신부에서는 지하철 무선영상전송시스템에 있어 표준화 작업의 필요성을 느껴 향후 진행되는 모든 지하철 무선영상전송 시스템에서 18GHz의 전용주파수를 사용하도록 고시하였다.
종래의 무선영상전송시스템으로는 한국등록특허 제0395825호에 기재된 “지하철 플랫폼의 선로 감시를 위한 무선 모니터링 시스템”이 있다. 상기 문헌에 기재된 무선 모니터링 시스템은 지하철 역내 플랫폼에 설치된 감시카메라와 운행 중인 열차 내의 모니터시스템이 무선으로 연동되어, 열차가 역내 진입전에 플랫폼 및 선로의 상황을 열차 내의 운전자가 미리 파악할 수 있도록 하는 시스템이다.
또 다른 종래의 무선영상전송시스템으로는 한국등록특허 제0661189호에 기재 된 “무선랜 기반 하의 차량 내부 감시서비스 방법 및 시스템”이 있는데, 상기 시스템은 IEEE에서 규정하고 있는 802.11A/G 규격을 적용한 무선랜 장비를 이용하여 무선 네트워크 시스템을 구축하고, 열차 내에서 촬영된 영상을 해당 네트워크를 통해 중앙통제센터로 전송하도록 구성된다.
그러나 이와 같은 종래의 무선영상전송시스템은 역사와 열차 사이에 단방향 통신만 가능하기 때문에, 역사 플랫폼의 영상을 열차로 전송하거나 열차의 승객들에게 다양한 부가 서비스를 제공하는 대열차 서비스와, 열차로부터 열차의 진출입 정보, 열차 위치 등의 열차 운행정보를 수신하여 중앙에서 모니터링하는 통합 관리 기능을 동시에 구현하려면, 통신 관련 장치의 구조가 복잡해지고 그로인해 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 무선영상전송시스템의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 역사와 열차 사이에 양방향 마이크로웨이브웨이브 통신을 구현하여, 승강장 영상과 함께 지상파 방송, 회사홍보 방송, 지역광고 방송 등 다양한 부가 서비스 컨텐츠를 열차로 제공하는 동시에, 열차로부터 송신되는 열차 운행 정보 및 객차 내부 영상을 승강장 영상과 함께 종합사령실에 전송하도록 구성됨으로써, 역사 내에서의 안전 사고 뿐만 아니라 열차의 객차 내에서 발생할 수 있는 각종 사고에 대하여 보다 효율적으로 대처할 수 있고, 열차의 승객 들에게 보다 질 높은 서비스를 제공할 수 있는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 지상파 방송, 회사홍보 방송 또는 지역광고 방송으로 구분되는 부가 컨텐츠 영상과, 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라로부터 전송되는 승강장 영상을 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 송신하는 지상장치와; 열차에 구비되어 상기 지상장치로부터 전송되는 마이크로웨이브 신호로부터 승강장 영상과 부가 컨텐츠 영상을 분리하여 열차의 운전자 또는 승객들에게 출력해주는 차상장치와; 종합사령실에 구비되고, 상기 지상장치와 네트워크망으로 연결되어, 상기 지상장치로부터 승강장 영상을 전송받아 출력하고, 열차 운영사의 회사홍보 방송을 상기 지상 장치로 브로드캐스팅 방식으로 전송하는 통합운영장치;를 포함하여 구성되며, 상기 차상장치는 다수의 객차카메라에 의해 촬영된 객차 영상과 열차 운행정보를 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 상기 지상장치로 송신하고, 상기 지상장치는 상기 차상장치로부터 전송되는 신호로부터 객차 영상 및 열차 운행 정보를 분리하여 상기 통합운영장치로 전송해줌으로써, 상기 통합운영장치에서 상기 지상장치로부터 전송되는 승강장 영상과, 객차 영상 및 열차 운행 정보를 통합하여 모니터링하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 지상장치의 사용자입력부를 통해 역사의 운영 요원으로부터 지상파 방송, 회사홍보 방송 및 지역광고로 구분되는 부가 서비스 컨텐츠의 시간대별 스케쥴을 입력받는 단계와; 지상장치가 각 시간대별로 상기 입력된 스케쥴을 참조하여 해당 시간대에 제공될 부가 서비스 컨텐츠의 종류에 따라 영상소스로부터 입력되는 영상을 선별하여 인코딩하는 단계와; 지상장치가 상기 인코딩된 부가 서비스 컨텐츠 영상을 승강장 영상과 함께 하나의 영상 신호로 합성하고, 상기 합성된 영상 신호를 디지털 영상방송 규격으로 변조하여 마이크로웨이브 통신을 통해 차상장치로 전송하는 단계와; 차상장치가 상기 지상장치로부터 전송된 마이크로파 신호를 복조하고 승강장 영상과 부가 서비스 컨텐츠 영상으로 분리하여, 상기 분리된 부가 서비스 컨텐츠 영상을 승객안내시스템으로 전송하여 각 객실에 설치된 디스플레이 장치에 출력되게 하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템을 이용한 부가서비스 제공 방법을 제공 한다.
본 발명에 따른 지하철 양방향 무선통신시스템은, 역사에 설치된 카메라로부터 제공되는 승강장 영상을 다양한 부가 서비스 컨텐츠와 합성하여 마이크로웨이브 통신을 통해 열차로 무선 전송함으로써, 열차의 운전자로 하여금 도착 예정 역사의 승강장이나 선로 상태를 확인하고 미연의 사고에 즉각적인 대처를 할 수 있게 하는 동시에, 승객들에게는 다양한 부가 서비스 컨텐츠를 제공하여 그에 따른 부가 수익을 창출할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 역사와 열차 사이에는 마이크로웨이브 통신을 구현하고, 역사와 종합사령실은 네트워크망으로 연결하여, 역사에서 촬영된 승강장 영상 뿐만 아니라 열차로부터 전송되는 객차 내부 영상 및 열차 운행 정보를 종합사령실로 제공함으로써, 역사와 열차 내에서 발생할 수 있는 여러 안전 사고에 대하여 효율적으로 대처할 수 있도록 하여 도시철도의 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 마이크로웨이 브 통신 시스템은 각 역사마다 구비되는 지상장치(100)와, 열차에 구비되어 도착 예정 역사의 지상장치(100)와 마이크로웨이브 통신을 통해 데이터를 송수신하는 차상장치(200)와, 종합사령실에 설치되고 지상장치(100)와 네트워크망으로 연결되는 통합운영장치(300)를 포함하여 구성된다.
지상장치(100)는 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라로부터 전송되는 승강장 영상과, 지상파 방송, 회사홍보 방송 또는 지역광고 방송으로 구분되는 부가 서비스 컨텐츠 영상(이하 '부가컨텐츠 영상'이라 칭함)을 합성하여 하나의 디지털 영상방송 규격으로 변조한 후 열차의 차상장치(200)에 마이크로웨이브로 전송한다. 또한, 열차로부터 마이크로웨이브 통신을 통해 수신되는 디지털 영상방송 신호를 복조하고, 복조된 디지털 영상방송 신호를 객차 영상과 열차 운행정보로 분리하여 승강장 영상과 함께 네트워크로 연결된 통합운영장치(300)로 전송해 준다.
차상장치(200)는 선로를 따라 운행하는 열차에 구비되어 지상장치(100)로부터 마이크로웨이브 통신을 통해 수신되는 디지털 영상방송 신호를 복조하고, 복조된 디지털 영상방송 신호를 승강장 영상과 부가 컨텐츠 영상으로 분리하여, 승강장 영상은 열차의 운전자에게, 부가 컨텐츠 영상은 승객들에게 제공해줌으로써, 운전자로 하여금 도착 예정 역사의 승강장이나 선로 상태를 확인하고 미연의 사고에 즉각적인 대처를 할 수 있게 하는 동시에, 승객들에게는 부가 컨텐츠를 이용한 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 열차의 객차 내부에 구비된 다수의 객차카메라에 의해 촬영된 객차 영상과 열차 운행정보를 합성하여 디지털 영상방송 규격으로 변조한 후 열차의 차상장치(200)에 마이크로웨이브로 전송해준다.
통합운영장치(300)는 종합사령실에 설치되어 네트워크로 연결된 각 지상장치(100)로부터 각 역사의 승강장 영상 및 역사 진출입 열차의 객차 영상을 수신받아 디스플레이해줌으로써, 중앙에서 전체 역사의 승강장 및 열차 운행 상황을 효율적으로 감시할 수 있도록 해준다. 또한, 통합운영장치(300)는 각 역사의 지상장치(100)로 열차 운영사의 회사홍보 방송을 네트워크를 통해 송출해줌으로써, 각 역사의 지상장치(100)에서 수신된 회사홍보 방송을 부가 서비스 컨텐츠로 활용할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 지상장치 및 통합운영장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 지상장치(100) 및 통합운영장치(300)의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.
지상장치(100)는 역사의 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라(110)와, TV 방송 케이블, 지상파 DMB 수신기 또는 비디오 재생기와 연결되어 방송 영상 및 지역 광고 영상과 같은 각종 컨텐츠 영상을 입력받는 컨텐츠영상 입력부(130)와, 각 카메라(110) 및 컨텐츠영상 입력부(130)를 포함한 영상 소스로부터 아날로그 영상들을 전송받아 관리하는 영상서버(120)와, 영상서버(120)로부터 전송되는 승강장 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 승강장영상 인코더(141)와, 영상서버(120)로부터 전송되는 부가 컨텐츠 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 컨텐츠영상 인코더(142)와, 각 인코더(141, 142)로부터 입력되는 신호를 합성하여 하나의 신호로 출력해주는 다중화기(multiplexer; 150)와, 다중화기(150)로부터 출력되는 신호를 디지털 영상방송(Digital Video Broadcasting) 규격으로 변조하는 DVB 변조기(160)와, DVB 변조기(160)로부터 출력되는 디지털 영상방송 신호를 마이크로파로 변환하여 송신하고, 차상장치(200)로부터 송출된 마이크로파 신호를 수신하는 무선통신부(170)를 포함하여 구성된다.
또한, 무선통신부(170)를 통해 수신된 차상장치(200)의 디지털 영상방송 규격의 송출 신호를 복조하는 DVB 복조기(165)와, DVB 복조기(165)에 의해 복조된 신호를 처리하여 객차 영상 신호와 열차 운행정보 신호로 분리하는 역다중화기(demultiplexer; 155)와, 역다중화기(155)로부터 출력되는 객차 영상 신호를 디코딩하여 영상서버(120)로 전송하는 객차영상 디코더(145)와, 네트워크망을 통한 통합운영장치(300)와의 유선 통신 인터페이스를 제공해주는 유선통신부(190)와, 지상장치(100)를 구성하는 각 장치를 제어하는 제어부(180)와, 사용자로부터 각종 경보 관련 정보를 입력받아 제어부(180)로 전송해주는 사용자입력부(185)가 구비된다.
영상서버(120)는 각 카메라(110)와 컨텐츠영상 입력부(130) 및 객차영상 디코더(145)와 같은 각종 영상 소스로부터 전송되는 독립된 아날로그 영상들을 취합하여 관리하며, 카메라(110)로부터 전송되는 개별 승강장 영상을 일정 개수로 분할된 하나의 영상으로 통합해주는 화면 분할 기능을 수행한다. 또한, 컨텐츠영상 입력부(130)를 통해 입력되는 방송 영상 및 지역 광고 영상과, 유선통신부(190)를 통 해 통합운영장치(300)로부터 전송되는 회사홍보 영상을 기설정된 시간대별 스케쥴에 따라 선택하여 컨텐츠영상 인코더(142)로 전송하여 승강장 영상과 함께 열차의 차상장치(200)로 전송되게 함으로써, 열차의 승객들에게 시간대별로 다양한 부가 서비스를 제공해 줄 수 있다. 여기서, 영상서버(120)는 CCTV 시스템에서 통상적으로 사용되는 DVR(Digital Video Recoder)을 이용하여 구성되는 것이 바람직하다.
DVB 변조기(160) 및 DVB 복조기(165)는 디지털 영상방송 규격인 DVB-T(지상파 디지털 영상방송) 또는 DVB-S(위성 디지털 영상방송) 규격에 따라 신호를 변·복조하는데, 이와 같이 디지털 영상방송 규격을 적용함으로써 영상 신호 외에도 다양한 데이터 신호를 함께 포함하여 차상장치(200) 측과 양방향으로 통신할 수 있다.
무선통신부(170)는 DVB 변조기(160)로부터 전송되는 IF 신호를 무선 통신을 위한 전용주파수의 마이크로파로 상향 변환(Up-Converting)하거나 차상장치(200)로부터 수신되는 마이크로파를 하향 변환(Down-Converting)하여 IF 신호로 만들어주는 무선 모듈(미도시)과, 마이크로파 송수신을 담당하는 안테나부(미도시)로 구성된다. 여기서, 무선통신부(170)는 열차의 전 운행 구간을 감시할 수 있도록 열차 운행 방향, 즉 상행과 하행을 구분하여 각각 다수 설치되며, 각 방향별로 2개 또는 3개의 채널을 할당하여 열차 운행 방향에 따라 할당된 채널을 번갈아 가며 배정하는 방식으로 인접한 다른 무선송신부와 신호 간섭을 최소화할 수 있다. 국내의 경우, 무선통신부(170)의 전용주파수는 정보통신부에서 지하철 무선영상전송 시스템에 할당한 18 GHz로 설정하여 사용하는 것이 바람직하다.
유선통신부(190)는 영상서버(120) 및 역다중화기(155)와 연결되어, 영상서버(120)로부터 전송되는 승강장 영상 및 객차 영상과 역다중화기(155)로부터 출력되는 열차 운행정보를 전송받아 네트워크망을 통해 통합운영장치(300)로 전송해줌으로써, 통합운영장치(300)에서 해당 역사의 승강장 영상과 진·출입 열차의 객차 정보 및 열차 운행정보를 모니터링할 수 있도록 해준다. 또한, 네트워크망을 통해 통합운영장치(300)로부터 열차 운영사의 회사홍보 방송을 브로드캐스팅 형태로 제공받아 부가 서비스 컨텐츠의 하나로 영상서버(120)에 전달해준다.
제어부(180)는 영상서버(120)를 제어하여 사용자입력부(185)를 통해 입력된 부가 서비스 컨텐츠의 시간대별 스케쥴에 따라 특정 시간대에 지상파 방송, 회사홍보 방송, 지역광고 중에 선택하여 컨텐츠영상 인코더(142)에 컨텐츠 영상으로 출력해주며, 영상서버(120)에서 출력되는 승강장 영상 화면에 역사명과 같은 역사 정보를 포함시켜줄 수 있다. 또한, 지상장치(100)를 구성하는 주요 장비들의 동작 상태 및 관련 데이터를 취합하여 유선통신부(190)를 통해 종합사령실의 통합운영장치(300)로 전송해줌으로써 유지 보수를 위한 데이터로 활용되도록 할 수도 있다.
통합운영장치(300)는 모니터링 화면 및 알람 음향을 출력해주는 모니터링부(320)와, 기제작되어 있는 회사홍보 방송을 지상장치(200)로 제공해주는 방송서버(330)와, 모니터링부(320) 및 방송서버(330)를 제어하고, 지상장치(100)의 유선통신부(190)로부터 승강장 영상, 객차 영상 및 열차 운행정보를 수신하여, 해당 노선의 전 역사 및 운행 차량에 대한 승강장 상황, 객차 상황, 열차 운행 상황에 대한 정보를 모니터링부(320)를 통해 제공해주며, 방송서버(330)로부터 출력되는 회 사홍보 방송을 지상장치(100)의 유선통신부(190)로 전송해주는 통합제어부(310)로 구성된다. 여기서, 모니터링부(320)는 터치스크린 화면 또는 마우스와 같은 입력장치를 구비하여, 종합사령실의 사령원이 필요한 정보를 다양한 형태로 출력하여 볼 수 있도록 구성되는데, 모니터링부를 통해 출력되는 열차 운행 상황과 승강장 영상 및 객차 영상에 대한 구체적인 예는 후술하여 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 차상장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차상장치(200)는 열차의 각 객차마다 설치되는 다수의 객차카메라(210)와, 객차카메라(210)로부터 각 객차 내부의 아날로그 영상을 전송받아 관리하는 차상 영상서버(220)와, 차상 영상서버(220)로부터 전송되는 객차 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 객차영상 인코더(245)와, 열차신호설비로부터 열차의 위치, 역사 진출입 정보가 포함된 열차 운행정보를 수신하는 열차신호정보 인터페이스부(230)와, 객차영상 인코더(245)와 열차신호정보 인터페이스부(230)로부터 입력되는 신호를 합성하여 하나의 신호로 출력해주는 차상 다중화기(250)와, 차상 다중화기(250)로부터 출력되는 신호를 디지털 영상방송 규격으로 변조하는 차상 DVB 변조기(260)와, 차상 DVB 변조기(260)로부터 출력되는 디지털 영상방송 신호를 마이크로파로 변환하여 송신하고, 지상장치(100)로부터 송출된 마이크로파 신호를 수신하는 차상 무선통신부(270)를 포함하여 구성된다.
또한, 차상 무선통신부(270)를 통해 수신된 지상장치(100)의 디지털 영상방송 규격의 송출 신호를 복조하는 차상 DVB 복조기(265)와, 차상 DVB 복조기(265)에 의해 복조된 신호를 처리하여 승강장 영상 신호와 부가 컨텐츠 영상 신호로 분리하는 차상 역다중화기(255)와, 차상 역다중화기(255)로부터 출력되는 승강장 영상 신호를 디코딩하여 기관실 모니터링장치(291)로 전송하는 승강장영상 디코더(241)와, 차상 역다중화기(255)로부터 출력되는 부가 컨텐츠 영상 신호를 디코딩하여 승객안내시스템(292)으로 전송하는 컨텐츠영상 디코더(242)와, 차상장치(200)를 구성하는 각 장치를 제어하는 차상 제어부(280)가 구비된다.
여기서, 차상 제어부(280)는 차상 영상서버(220)를 제어하여 차상 영상서버(220)에서 출력되는 객차 영상 화면에 열차번호 및 객차 번호와 같은 객차 정보를 포함시켜줌으로써, 해당 객차 영상을 전송받는 통합운영장치(300) 측에서 특정 객차 영상과 관련된 객차 정보를 직관적으로 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 차상 무선통신부(270)는 무선통신부(170)와 동일하게 무선 모듈 및 안테나부로 구성되어 원할한 마이크로웨이브 신호 수신을 위해 차량의 진행 방향 전면에 설치되는데, 안테나부는 수신 감도를 향상시키기 위해 두 개의 신호를 수신할 수 있는 다이버시티 안테나로 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템은 열차의 객차 내부에 구비된 다수의 객차카메라(210)에 의해 촬영되어 차상 영상서버(220)로 전송된 객차 영상을 기관실 모니터링장치(291)로 바로 전달하여 기관실의 운전자가 각 객차의 상황을 수시로 점검해 볼 수 있으며, 객차 영상을 열차의 운행 정보와 함께 통합하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 통신을 통 해 지상장치(100)로 전송한 후 네트워크망을 통해 종합사령실의 통합운영장치(300)로 전달함으로써, 종합사령실의 사령원이 해당 열차의 운행 정보와 객차 상황을 일목요연하게 파악할 수 있도록 해준다.
도 4는 도 2에 도시된 모니터링부를 통해 열차의 운행 상황과 승강장 영상 및 객차 영상이 디스플레이되는 화면을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)는 통합운영장치(300)의 모니터링부(320)에 표시되는 종합상황도로서 전체 열차 노선을 따라 각 역사와 상행/하행별 운행 열차의 위치가 한눈에 파악할 수 있도록 표시되어 있다.
이와 같은 종합상황도 화면 내에서 종합사령실의 사령원이 입력장치를 이용하여 특정 역사를 선택하면, 도 4의 (b)에서와 같이 해당 역사의 승강장 영상이 4분할된 하나의 화면으로 출력되어 승강장 내에서의 각종 안전 사고 발생 여부를 감시할 수 있다. 또한, 사령원이 운행 열차 중의 하나를 선택하면 해당 열차의 각 객차 영상이 객차 번호순으로 정렬되어 도 4의 (c)와 같이 출력됨으로써, 각 객차 내의 상황을 일괄적으로 감시할 수 있다.
여기서, 종합상황도가 표시되는 화면과 승강장 영상 및 객차 영상을 표시하는 다수의 화면을 별도로 구비하여, 각 역사별 승강장 영상과, 각 차량별 객차 영상이 항상 출력되도록 구성할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 지상장치(100)에서 차상장치(200)와의 양방향 마이크로웨이브 통신을 이용하여 열차의 운행 정보와 객차 영상을 전송받고, 종합사령실의 통합운영장치(300)로 승강장 영상과 함께 열차로부터 전송된 열차 운행정 보와 객차 정보를 네트워크망을 통해 송신하여 화면으로 출력되게 함으로써, 종합사령실 내에서 전 노선의 역사와 각 역사를 진출입하는 열차에 대한 전체적인 안전 상태를 용이하게 파악할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부가 서비스 제공 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 지하철 양방향 무선통신시스템을 이용한 본 발명의 일실시예에 따른 부가 서비스 제공 과정에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 역사의 운영 요원은 사용자입력부(185)를 통해 열차로 제공하기 위한 부가 서비스 컨텐츠의 시간대별 스케쥴을 입력한다(S10). 여기서, 운영 요원은 각 시간대별로 방영될 지상파 방송, 회사홍보 방송, 지역광고 중에 하나를 선택하여 부가 서비스 스케쥴을 조정하게 된다.
상기 S10 단계를 통해 부가 서비스 컨텐츠에 대한 스케쥴 입력이 완료되면, 지상장치(100)의 영상서버(120)는 각 시간대별로 상기 입력된 스케쥴을 참조하여 해당 시간대에 제공될 부가 컨텐츠의 종류에 따라 영상소스로부터 입력되는 영상을 선별하여 컨텐츠영상 인코더(142) 측으로 출력해주는데, 해당 부가 컨텐츠가 지상파 방송 또는 지역광고인 경우 TV 방송 케이블, 지상파 DMB 수신기 또는 비디오 재생기와 연결된 컨텐츠영상 입력부(130)로부터 입력되는 지상파 방송 영상 또는 지역광고를 선택하여 출력하고(S21), 해당 부가 컨텐츠가 회사홍보 방송인 경우 통합 운영장치(300)의 방송서버(330)로부터 전송되는 회사홍보 영상을 선택하여 출력하게 된다(S22).
이와 같이 영상서버(120)에 의해 출력된 시간대별 부가 컨텐츠 영상은 컨텐츠영상 인코더(142)에 의해 인코딩되어(S30), 다중화기(150)에 의해 승강장 영상과 함께 하나의 영상 신호로 합성되며(S40), 합성된 영상 신호는 DVB 변조기(160)에 의해 디지털 영상방송 규격으로 변조되어 마이크로웨이브 통신을 통해 차상장치(200)로 전송된다(S50).
차상장치(200)로 전송된 마이크로파 신호는 차상 DVB 복조기(265)에 복조되어(S60), 차상 역다중화기(255)에 의해 승강장 영상과 부가 컨텐츠 영상으로 분리되며(S70), 분리된 부가 컨텐츠 영상은 승객안내시스템(292)으로 전송되어 각 객실에 설치된 LCD 화면과 같은 디스플레이 장치에 출력됨으로써, 승객들에게 시간대별로 미리 계획된 부가 컨텐츠 영상을 제공하게 된다(S80). 여기서, 차상 역다중화기(255)에 의해 분리된 승강장 영상은 열차 기관실에 설치된 기관실 모니터링장치(291)로 전송되어 기관실의 운전자가 도착할 역사의 승강장 상황을 파악하여 미연의 사고에 대처하도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 지상장치 및 통합운영장치의 세부 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 도 1에 도시된 차상장치의 세부 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 도 2에 도시된 모니터링부를 통해 열차의 운행 상황과 승강장 영상 및 객차 영상이 디스플레이되는 화면을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부가 서비스 제공 방법을 나타내는 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 지상장치 110, 210 : 카메라
120, 220 : 영상서버 130 : 컨텐츠영상 입력부
141, 142, 245 : 인코더 145, 241, 242 : 디코더
150, 250 : 다중화기 155, 255 : 역다중화기
160, 260 : DVB 변조기 165, 265 : DVB 복조기
170, 270 : 무선통신부 180 : 제어부
185 : 사용자입력부 190 : 유선통신부
200 : 차상장치 230 : 열차신호정보 인터페이스부
280 : 차상 제어부 300 : 통합운영장치
310 : 통합제어부 320 : 모니터링부
330 : 방송서버

Claims (9)

  1. 지상파 방송, 회사홍보 방송 또는 지역광고 방송으로 구분되는 부가 컨텐츠 영상과, 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라로부터 전송되는 승강장 영상을 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 송신하는 지상장치와;
    열차에 구비되어 상기 지상장치로부터 전송되는 마이크로웨이브 신호로부터 승강장 영상과 부가 컨텐츠 영상을 분리하여 열차의 운전자 또는 승객들에게 출력해주는 차상장치와;
    종합사령실에 구비되고, 상기 지상장치와 네트워크망으로 연결되어, 상기 지상장치로부터 승강장 영상을 전송받아 출력하고, 열차 운영사의 회사홍보 방송을 상기 지상장치로 브로드캐스팅 방식으로 전송하는 통합운영장치;를 포함하여 구성되며,
    상기 차상장치는 다수의 객차카메라에 의해 촬영된 객차 영상과 열차 운행정보를 합성하여 디지털 영상방송 규격의 마이크로웨이브 신호로 상기 지상장치로 송신하고, 상기 지상장치는 상기 차상장치로부터 전송되는 신호로부터 객차 영상 및 열차 운행 정보를 분리하여 상기 통합운영장치로 전송해줌으로써, 상기 통합운영장치에서 상기 지상장치로부터 전송되는 승강장 영상과, 객차 영상 및 열차 운행 정보를 통합하여 모니터링하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지상장치는,
    역사의 승강장 또는 선로 주변에 설치되는 다수의 카메라와;
    TV 방송 케이블, 지상파 DMB 수신기 또는 비디오 재생기와 연결되어 방송 영상 또는 지역 광고 영상을 입력받는 컨텐츠영상 입력부와;
    상기 다수의 카메라 및 컨텐츠영상 입력부로부터 승강장 영상 및 컨텐츠 영상을 전송받아 관리하는 영상서버와;
    상기 영상서버로부터 전송되는 승강장 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 승강장영상 인코더와;
    상기 영상서버로부터 전송되는 부가 컨텐츠 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 컨텐츠영상 인코더와;
    상기 승강장영상 인코더 및 컨텐츠영상 인코더로부터 입력되는 신호를 합성하여 하나의 신호로 출력해주는 다중화기와;
    상기 다중화기로부터 출력되는 신호를 디지털 영상방송(Digital Video Broadcasting) 규격으로 변조하는 DVB 변조기와;
    상기 DVB 변조기로부터 출력되는 디지털 영상방송 신호를 마이크로파로 변환하여 송신하고, 상기 차상장치로부터 송출된 마이크로파 신호를 수신하는 무선통신부와;
    상기 무선통신부를 통해 수신된 차상장치의 디지털 영상방송 규격의 송출 신호를 복조하는 DVB 복조기와;
    상기 DVB 복조기에 의해 복조된 신호를 처리하여 객차 영상 신호와 열차 운행정보 신호로 분리하는 역다중화기(demultiplexer)와;
    상기 역다중화기로부터 출력되는 객차 영상 신호를 디코딩하여 상기 영상서버로 전송하는 객차영상 디코더와;
    상기 통합운영장치와의 유선 통신 인터페이스를 제공해주는 유선통신부와;
    상기 지상장치를 구성하는 각 장치를 제어하는 제어부와;
    사용자로부터 각종 경보 관련 정보를 입력받아 상기 제어부로 전송해주는 사용자입력부;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 영상서버는,
    상기 컨텐츠영상 입력부를 통해 입력되는 방송 영상 및 지역 광고 영상과, 상기 유선통신부를 통해 상기 통합운영장치로부터 입력되는 회사홍보 영상 중의 하나를 상기 제어부의 제어에 의해 기설정된 시간대별 스케쥴에 따라 선택하여, 상기 컨텐츠영상 인코더로 전송하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 유선통신부는,
    상기 영상서버 및 역다중화기와 연결되어, 상기 영상서버로부터 전송되는 승강장 영상 및 객차 영상과, 상기 역다중화기로부터 출력되는 열차 운행정보를 전송받아 상기 통합운영장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 통합운영장치는,
    모니터링 화면 및 알람 음향을 출력해주는 모니터링부와;
    기제작되어 있는 회사홍보 방송을 상기 지상장치로 제공해주는 방송서버와;
    상기 모니터링부 및 방송서버를 제어하고, 상기 지상장치로부터 승강장 영상, 객차 영상 및 열차 운행정보를 수신하여, 해당 노선의 전 역사 및 운행 차량에 대한 승강장 상황, 객차 상황 및 열차 운행 상황에 대한 정보를 상기 모니터링부를 통하여 출력해주는 통합제어부;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 차상장치는,
    열차의 각 객차마다 설치되는 다수의 객차카메라와;
    상기 객차카메라로부터 각 객차 내부의 객차 영상을 전송받아 관리하는 차상 영상서버와;
    상기 차상 영상서버로부터 전송되는 객차 영상을 디지털 포맷으로 변환하여 압축해주는 객차영상 인코더와;
    열차신호설비로부터 열차의 위치, 역사 진출입 정보가 포함된 열차 운행정보를 수신하는 열차신호정보 인터페이스부와;
    상기 객차영상 인코더 및 열차신호정보 인터페이스부로부터 입력되는 신호를 합성하여 하나의 신호로 출력해주는 차상 다중화기와;
    상기 차상 다중화기로부터 출력되는 신호를 디지털 영상방송 규격으로 변조하는 차상 DVB 변조기와;
    상기 차상 DVB 변조기로부터 출력되는 디지털 영상방송 신호를 마이크로파로 변환하여 송신하고, 상기 지상장치로부터 송출된 마이크로파 신호를 수신하는 차상 무선통신부와;
    상기 지상장치로부터 상기 차상 무선통신부를 통해 수신되는 디지털 영상방송 규격의 신호를 복조하는 차상 DVB 복조기와;
    상기 차상 DVB 복조기에 의해 복조된 신호를 처리하여 승강장 영상 신호와 부가 컨텐츠 영상 신호로 분리하는 차상 역다중화기와;
    상기 차상 역다중화기로부터 출력되는 승강장 영상 신호를 디코딩하여 기관실 모니터링장치로 전송하는 승강장영상 디코더와;
    상기 차상 역다중화기로부터 출력되는 부가 컨텐츠 영상 신호를 디코딩하여 승객안내시스템으로 전송하는 컨텐츠영상 디코더와;
    상기 차상장치를 구성하는 각 장치를 제어하는 차상 제어부;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차상 제어부는,
    상기 차상 영상서버를 제어하여 객차 영상에 열차번호 및 객차 번호를 포함시켜 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템.
  8. 각 역사마다 구비되는 지상장치와, 열차에 구비되어 상기 지상장치와 양방향으로 마이크로웨이브 통신을 하는 차상장치와, 상기 지상장치와 네트워크망으로 연결되어 있는 종합사령실의 통합운영장치를 포함하는 통신 시스템을 이용하여 부가 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    지상장치의 사용자입력부를 통해 역사의 운영 요원으로부터 지상파 방송, 회사홍보 방송 및 지역광고로 구분되는 부가 서비스 컨텐츠의 시간대별 스케쥴을 입력받는 단계와;
    지상장치가 각 시간대별로 상기 입력된 스케쥴을 참조하여 해당 시간대에 제 공될 부가 서비스 컨텐츠의 종류에 따라 영상소스로부터 입력되는 영상을 선별하여 인코딩하는 단계와;
    지상장치가 상기 인코딩된 부가 서비스 컨텐츠 영상을 승강장 영상과 함께 하나의 영상 신호로 합성하고, 상기 합성된 영상 신호를 디지털 영상방송 규격으로 변조하여 마이크로웨이브 통신을 통해 차상장치로 전송하는 단계와;
    차상장치가 상기 지상장치로부터 전송된 마이크로파 신호를 복조하고 승강장 영상과 부가 서비스 컨텐츠 영상으로 분리하여, 상기 분리된 부가 서비스 컨텐츠 영상을 승객안내시스템으로 전송하여 각 객실에 설치된 디스플레이 장치에 출력되게 하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템을 이용한 부가서비스 제공 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 영상소스로부터 입력되는 영상을 선별하여 인코딩하는 단계에서는,
    해당 시간대의 부가 서비스 컨텐츠가 지상파 방송 또는 지역광고인 경우, TV 방송 케이블, 지상파 DMB 수신기 또는 비디오 재생기로부터 입력되는 지상파 방송 영상 또는 지역광고를 선택하여 인코딩하고, 해당 시간대의 부가 서비스 컨텐츠가 회사홍보 방송인 경우 통합운영장치의 방송서버로부터 전송되는 회사홍보 영상을 선택하여 인코딩하는 것을 특징으로 하는 대열차 양방향 마이크로웨이브 통신 시스템을 이용한 부가서비스 제공 방법.
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