KR101059190B1 - ATM / ATO car on board system - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템은, 열차가 역에 정차하는 정차구간 및 열차가 운행되는 운행구간에서 열차의 운행을 제어하는 ATC/ATO 차상 시스템에 있어서, 지상에 설치되는 ATC(Auto Train Control) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 수신하는 ATC 신호 수신부; 지상에 설치되는 ATO(Auto Train Operation) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 포함하는 운행정보 신호를 수신하는 ATO 신호 수신부; 운행되는 열차의 운행속도를 검지하는 속도 검지부; 및 열차의 운행구간에서, ATC 신호 수신부로 수신된 속도신호 또는 상기 ATO 신호 수신부로 수신된 운행정보 신호의 열차운행 속도신호를 속도 검지부에서 검지된 운행속도를 비교하여 열차의 운행속도를 제어하는 제어부;를 포함한다. 이에 의하면, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있다. The ATC / ATO onboard system of a train according to the present invention is an ATC / ATO onboard system that controls the operation of a train in a stop section at which a train stops at a station and a section in which the train is operated. Auto Train Control) ATC signal receiving unit for receiving a train driving speed signal from the ground; An ATO signal receiving unit for receiving a driving information signal including a train driving speed signal from an ATO (Auto Train Operation) ground mounted on the ground; A speed detecting unit detecting a driving speed of a running train; And a control unit for controlling the operating speed of the train by comparing the operating speed signal detected by the speed detecting unit with the operating speed signal of the speed signal received by the ATC signal receiving unit or the driving information signal received by the ATO signal receiving unit in the driving section of the train. It includes; According to this, in the section in which the ATC system is installed (hereinafter referred to as 'ATC section') and the section in which the ATO system is installed, it can be used together as one system without any additional equipment or complicated processing.
ATC, ATO, 열차운행제어, 열차자동운행, 열차자동제어 ATC, ATO, train operation control, train automatic operation, train automatic control
Description
본 발명은 열차의 ATC/ATO 차상 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 ATO 운행 구간 및 ATC 운행 구간에서 별도의 복잡한 시스템 모드의 전환없이 겸용할 수 있는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an ATC / ATO onboard system of a train, and more particularly, to an ATC / ATO onboard system of a train that can be used without changing a separate complicated system mode in an ATO section and an ATC section.
도로의 정체나 유가의 급등 등으로 인하여, 정시 출발 및 도착이나, 대량의 화물운송 등과 같은 열차 고유의 특성 부각으로 인하여 최근에는 열차를 이용하는 빈도가 늘어가는 추세에 있다. Due to congestion of roads and soaring oil prices, the frequency of using trains has recently increased due to the inherent characteristics of trains such as on-time departures and arrivals and large quantities of freight.
그러나, 한정된 선로 및 선로 증설에 따른 기간 소요 등으로 인하여 기존 한정된 선로를 최대한 이용하면서 열차 편성을 증대시키는 방법, 열차 사고방지 또는 열차를 자동으로 운행하기 위한 방법이 제안되고 있다. However, due to limited tracks and time lapses due to the expansion of tracks, a method of increasing train organization while maximizing existing limited tracks, preventing train accidents, or a method for automatically operating a train has been proposed.
이러한 방법 중 자동열차제어 시스템(ATC :Auto Train Control) 및 자동열차 운행 시스템(ATO : Auto Train Operation) 방식이 제안되고 있으며, ATC는 지상 선로에 기설치된 ATC pick-up coil과 같은 지상자로부터 해당 선로에서의 최대속도 신호를 차상장치에서 이를 수신하여 최대속도 신호보다 현재 열차의 운행속도가 빠른 경우 자동으로 감속되도록 하는 시스템이며, ATO는 이러한 열차의 가감속 제어 뿐만 아니라 역에서의 역과 같은 정차구간에서 정위치에 정차하거나 출입문 개폐를 자동으로 제어하는 시스템을 말한다. Among these methods, an automatic train control system (ATC) and an automatic train operation system (ATO) are proposed, and the ATC is applied from grounders such as ATC pick-up coils installed on the ground track. It is a system that receives the maximum speed signal from the onboard device and automatically decelerates when the current train speed is faster than the maximum speed signal, and the ATO is not only the acceleration / deceleration control of these trains but also the stop section such as the station at the station. Refers to a system that automatically stops or stops the door at the right place.
ATC 시스템과 ATO 시스템을 비교하면, 열차의 운행제어 기술의 발달은 ATC가 먼저 개발되어 현장에서 운행되고 있으며 이후 ATO 시스템이 개발되어 현장에서 운행되고 있다. Comparing the ATC system and the ATO system, the development of the train control technology is developed by the ATC first and then operated in the field, and then the ATO system is developed and operated in the field.
이러한 기술발달 및 그 설치시간의 차이로 인하여, 어느 구간에서는 ATC 시스템이 설치되고 있고, 어느 구간에서는 ATO 시스템이 설치되고 있어 구간이 ATC 구간에서 ATO 구간으로 전환되는 경우에는 열차의 제어모드를 전환하여야 하는 문제가 있다. 이러한 전환은 기존 ATC 차상장치와 별도로 ATO 차상장치를 설치하거나 ATO 차상장치와 별도로 ATC 차상장치를 설치하였으나, 이들 차상장치간 전환이 용이하게 이루어지지 않는 문제가 있으며, 또한, ATC 시스템은 도 1a에 도시된 바와 같이 열차의 운행구간(A)에서만 활용되고 정차구간(B)에서는 수동으로 열차를 정차하여야 함으로 ATO 차상장치를 별도로 설치한 경우에도 ATO 시스템에 의한 자동운행을 하지 못하여 비효율적인 문제가 있다. Due to the difference in technology development and the installation time, when the ATC system is installed in one section and the ATO system is installed in one section, the control mode of the train must be switched when the section is switched from the ATC section to the ATO section. There is a problem. This conversion is provided with an ATO on-vehicle device separately from the existing ATC on-vehicle device or ATC on-vehicle device separately from the ATO on-vehicle device. As shown in the drawing, it is used only in the operating section (A) of the train and stops the train manually in the stop section (B), so there is an inefficient problem because the automatic operation by the ATO system is not possible even when the ATO vehicle is installed separately. .
또한, ATC 구간(도 1a)에 ATO 지상자를 설치하거나 ATO 구간(도 1b)에 ATC 지상자를 설치하는 것도 해결방법이 될 수 있으나, 동일 구간에 지상자를 중복설치하는 것은 비용면에서 바람직하지 않으며, 신호간 혼선이 발생할 수 있는 문제가 있다. In addition, installing an ATO grounder in the ATC section (FIG. 1A) or installing an ATC grounder in the ATO section (FIG. 1B) may be a solution, but it is not preferable to install the grounders in the same section in terms of cost. There is a problem that crosstalk between signals may occur.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, ATC 시스템이 설치된 ATC 구간에서도 열차 자동운전(ATO) 모드로 운행될 수 있는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ATC / ATO onboard system of a train that can be operated in an ATO mode in which an ATC system is installed.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템은, 열차가 역에 정차하는 정차구간 및 열차가 운행되는 운행구간에서 열차의 운행을 제어하는 ATC/ATO 차상 시스템으로서, 지상에 설치되는 ATC(Auto Train Control) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 수신하는 ATC 신호 수신부; 지상에 설치되는 ATO(Auto Train Operation) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 포함하는 운행정보 신호를 수신하는 ATO 신호 수신부; 운행되는 열차의 운행속도를 검지하는 속도 검지부; 및 상기 열차의 운행구간에서, ATC 신호 수신부로 수신된 속도신호 또는 상기 ATO 신호 수신부로 수신된 운행정보 신호의 열차운행 속도신호를 상기 속도 검지부에서 검지된 운행속도를 비교하여 열차의 운행속도를 제어하는 제어부;를 포함한다. The ATC / ATO onboard system of a train according to a preferred embodiment of the present invention is an ATC / ATO onboard system that controls the operation of a train in a section in which a train stops at a station and a section in which a train operates, and is installed on the ground. ATC (Auto Train Control) ATC signal receiving unit for receiving a train speed signal from the ground; An ATO signal receiving unit for receiving a driving information signal including a train driving speed signal from an ATO (Auto Train Operation) ground mounted on the ground; A speed detecting unit detecting a driving speed of a running train; And controlling the running speed of the train by comparing the running speed signal of the speed signal received by the ATC signal receiving unit or the driving information signal of the driving information signal received by the ATO signal receiving unit by the speed detecting unit. It includes a control unit.
이로써, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있게 된다. As a result, in the section in which the ATC system is installed (hereinafter referred to as an 'ATC section') and the section in which the ATO system is installed, it can be used together as a system without additional equipment or complicated processing.
여기서, 상기 제어부는, 상기 정차구간에서는 ATO 신호 수신부에서 수신되는 ATO 운행정보에 따라 열차운행을 제어하는 것이 바람직하다. Here, the control unit, it is preferable to control the train operation in accordance with the ATO operation information received by the ATO signal receiving section in the stop section.
이로써, ATC 구간에서도 열차의 정위치 정차나 출입문 개폐 등을 자동으로 제어할 수 있는 ATO 모드를 구현할 수 있게 된다. As a result, even in the ATC section, it is possible to implement the ATO mode that can automatically control the stationary stop of the train or the door opening and closing.
또한, 상기 열차가 정차구간으로 진입하는 경우, 열차의 열차번호 및 편성수를 포함하는 열차정보를 지상의 사령실로 송신하는 TWC 송신부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, when the train enters the stop section, TWC transmitter for transmitting the train information including the train number and the number of trains of the train to the ground command room; preferably further comprises a.
이로써, 현재 정차구간으로 진입하는 열차의 정보를 원격지의 사령실에서 모니터링할 수 있다. Thus, the information of the train entering the current stop section can be monitored in the remote command room.
또한, 상기 열차정보가 입력되는 입력부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the train information input unit; It is preferable to further include.
이로써, 열차정보가 변경되는 경우 예를 들어 차량 편성수 등에 변경이 있는 경우 정확한 정보를 수정 입력할 수 있다. Thus, when the train information is changed, for example, when there is a change in the number of trains, the correct information may be corrected and inputted.
또한, 상기 ATC 신호 수신부 또는 ATO 신호 수신부로 수신된 운행속도 및 현재 열차의 운행속도 정보를 나타내는 디스플레이부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. The apparatus may further include a display unit configured to display the driving speed and the driving speed information of the current train received by the ATC signal receiving unit or the ATO signal receiving unit.
이로써, 열차 운전자에게 실시간으로 현재구간의 제한속도나 현재 열차의 운행속도를 표시할 수 있다. Thus, the speed limit of the current section or the operating speed of the current train can be displayed to the train driver in real time.
본 발명에 의하면, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있다. According to the present invention, the section in which the ATC system is installed (hereinafter referred to as an 'ATC section') and the section in which the ATO system is installed can be used together as a system without additional equipment or complicated processing.
또한, ATC 구간에서도 열차의 정위치 정차나 출입문 개폐 등을 자동으로 제어할 수 있는 ATO 모드를 구현할 수 있게 된다. In addition, even in the ATC section it is possible to implement the ATO mode that can automatically control the stationary stop of the train, door opening and closing.
또한, 현재 정차구간으로 진입하는 열차의 정보를 원격지의 사령실에서 모니터링할 수 있다. In addition, the information of the train entering the current stop section can be monitored in the remote command room.
또한, 열차정보가 변경되는 경우 예를 들어 차량 편성수 등에 변경이 있는 경우 정확한 정보를 수정 입력할 수 있다. In addition, when the train information is changed, for example, when there is a change in the number of trains, the correct information may be corrected and input.
또한, 열차 운전자에게 실시간으로 현재구간의 제한속도나 현재 열차의 운행속도를 표시할 수 있다. In addition, the speed limit of the current section or the operating speed of the current train may be displayed to the train driver in real time.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차 자동 제어 및 운행 시스템에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described for the automatic train control and driving system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1c는 본 발명에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 ATC/ATO 차상 시스템을 나타낸 블록도이다. Figure 1c is a view for explaining the ATC / ATO vehicle system of the train according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing an ATC / ATO vehicle system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1c 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템(100)은 제어부(110), ATC 수신부(120), ATO 수신부(130) 및 속도 검지부(150)를 포함한다. 1C and 2, the ATC / ATO
본 발명의 실시예를 설명하면서, 열차가 운행되는 구간은 열차 운행구간(A, A')으로 설명하며, 도 1c에 도시된 바와 같이 열차가 역에서 정지하기 위한 구간을 열차 정차구간(B, B')으로 설명한다. 또한, ATC 시스템이 운영되는 구간은 ATC 운영구간으로 설명하며 ATO 시스템이 운영되는 구간은 ATO 운영구간으로 설명한다. While explaining an embodiment of the present invention, the section in which the train is operated is described as a train operating section (A, A '), as shown in Figure 1c the train stop section (B, B ') will be described. In addition, the section in which the ATC system operates is described as an ATC operating section, and the section in which the ATO system is operated is described as an ATO operating section.
ATC 수신부(120)는 ATC 운영구간의 열차 운행구간(A)에 설치되는 ATC 지상자(125)로부터 해당 운행구간(A)에서 열차의 운행속도 신호를 수신하는 것으로서, ATC 지상자(125)는 열차가 궤도회로에 의하여 검지되면 제한속도 신호를 궤도회로 또는 불연속 전송 루프를 통하여 ATC 수신부(120)로 해당 구간에서 운행속도 신호를 전송한다. 여기서, ATC 시스템은 열차의 운행시 해당 구간에서의 제한 운행속도를 위반하는 경우 강제로 감속을 하도록 제어하는 것이므로 ATC 지상자(125)는 열차의 운행구간(A)에만 설치되고 정차구간(B)에는 설치되지 않는다. The ATC
ATO 수신부(130)는 ATO 운영구간(운행구간(A') 및 정차구간(B')) 및 ATC 운영구간의 정차구간(B)에 설치되는 ATO 지상자(135)로부터 운행정보를 수신하는 것으로서, 운행정보에는 운행구간(A')에서 제한 운행속도 및 정차구간(B)(B')에서 정위치 정차를 위한 정보가 포함된다. 열차의 운행구간(A')에서는 열차의 운행속도 정보를 수신하고 열차의 정차구간(B)(B')에서는 열차의 정위치 정치를 위한 정보를 수신한다. ATO 수신부(130)는 상시 발진 주파수를 발진하여 지상의 ATO 지상자(135)로부터 열차운행 정보를 수신한다. 여기서, ATO 시스템은 열차의 운행구 간(A) 뿐만 아니라 정차구간(B)(B')에서도 정위치 정차를 위하여 제어되어야 함으로 ATO 지상자(135)는 ATO 운행구간에서 운행구간(A') 및 정차구간(B') 뿐만 아니라 ATC 구간의 정차구간(B)에도 설치된다. The ATO receiving
이로써, 후술하는 바와 같이 ATC 운행구간에서도 열차 정위치 제어 및 출입문 개폐 등과 같은 열차 자동 운행(ATO) 모드를 구현할 수 있다. Thus, as described below, the ATO mode may be implemented in the ATC driving section, such as control of the exact position of the train and door opening and closing.
속도 검지부(150)는 현재 열차의 운행속도를 검지하는 것으로서, 속도 발전부(153) 및 속도 연산부(151)를 포함한다. 속도 발전부(153)에서 열차의 운행 속도에 따른 펄스신호가 출력되면 속도 연산부(151)에서는 차륜에 따라 이를 열차의 운행속도로 연산하여 제어부(110)로 출력한다. The
제어부(110)는 상기한 ATC 수신부(120) 또는 ATO 수신부(130)로 수신된 제한 운행속도 신호와 속도 검지부(150)에서 검지된 열차의 운행속도를 비교하여, 열차의 운행속도가 제한 운행속도보다 빠른 경우 열차를 감속제어한다. 또한, 정차구간에서는 ATO 수신부(130)로 수신된 열차 운행정보에 따라 열차의 정위치에 정차되도록 제어하며 출입문 개폐 등과 같은 부수적인 열차 운행 제어를 한다. The
이로써, ATC 운행구간 및 ATO 운행구간에서 별도의 독립적인 장치의 추가없이도 병행 운행할 수 있으며, ATC 운행구간에서도 자동 열차 운전(ATO)을 할 수 있다. As a result, the ATC driving section and the ATO driving section can be operated in parallel without the addition of an independent device, and the ATC driving section can also perform automatic train operation (ATO).
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 TWC 송신부(140)를 더 포함하며, TWC 송신부(140)는 TWC(Train to Wayside Communication) 방식을 이용하여 열차의 열차번호 및 편성수를 포함하는 열차정보를 지상의 사령실로 송신함으로써, 원격지 에서 현재 열차에 대한 정보나 상황을 모니터링할 수 있다. On the other hand, according to a preferred embodiment of the present invention further includes a TWC
또한, 상기 열차정보가 입력되는 입력부(160)를 더 포함하여, 열차의 차량편성수나 차륜 등에 대한 정보가 변경되는 경우 이를 입력할 수 있도록 하여 효율적으로 열차의 운행을 관리할 수 있게 하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include an
또한, 상기 ATC 수신부(120) 또는 ATO 수신부(130)로 수신된 운행속도 및 현재 열차의 운행속도 정보를 나타내는 디스플레이부(170)를 더 포함하여, 운전자에게 시각적으로 이 정보를 알려주는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a
이와 같이 구성되는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템(100)의 운행방법을 도 3을 참조하여 설명한다. A driving method of the ATC /
먼저, 열차가 운행되면서 지상의 ATC 지상자(125)로부터 운행 제한속도 신호를 수신하거나 또는 ATO 지상자(135)로부터 운행정보 신호를 수신한다(S110). 이와 같이 수신된 신호에서 ATO 지상자(135)로부터 수신된 신호에서 정차구간(B)(B')에서 열차의 정위치 정차를 위한 신호가 있는지 판단하고(S120), 단계 S120에서 정위치 정차를 위한 신호가 아닌 경우 이는 운행구간(A)(A')에서의 운행 제한속도 신호에 해당하므로 현재 열차의 운행속도와 운행 제한속도를 비교한다(S130). First, while the train is running, it receives a driving speed limit signal from the ground ATC
단계 S130에서 비교결과, 열차의 운행속도가 제한속도보다 빠른 경우 이를 감속제어하거나 제한속도보다 느린 경우 가속제어한다(S140). As a result of the comparison in step S130, when the running speed of the train is faster than the speed limit, it is decelerated control or is accelerated control when it is slower than the speed limit (S140).
한편, 단계 S120에서 수신된 신호가 ATO 지상자(S110)로부터 수신된 열차 정위치 제어를 위한 신호인 경우 그에 추종하여 열차가 정차구역(B)(B')에서 정위치에 정차되도록 제어하며, 정차가 확인되면 출입문이 개폐되도록 제어한다(S150). On the other hand, if the signal received in step S120 is a signal for controlling the exact position of the train received from the ATO grounder (S110) to follow the control to control the train to stop at the correct position in the stop zone (B) (B '), When the stop is confirmed, the door is controlled to be opened and closed (S150).
상기와 같은 구성에 의하여, ATC 구간에서도 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 열차를 자동으로 운행할 수 있으며 열차 정위치 제어나 출입문 개폐와 같이 ATO 모드를 수행할 수 있다. By the above configuration, even in the ATC section, the train can be automatically operated without any additional equipment or complicated processing, and ATO mode can be performed such as train position control or door opening and closing.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능하다 할 것이다. As mentioned above, although the preferred embodiment of the present invention has been illustrated and described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs without departing from the scope of the claims. Modifications and variations are possible.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명을 설명하기 위한 도면, 1a to 1c is a view for explaining the present invention,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 ATC/ATO 차상 시스템의 개략적인 블록도, 및 2 is a schematic block diagram of an ATC / ATO onboard system according to a preferred embodiment of the present invention, and
도 3은 도 2에 도시된 ATC/ATO 차상 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a control method of the ATC / ATO onboard system shown in FIG. 2.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 > Description of the Related Art
100 : ATC/ATO 차상 시스템 110 : 제어부100: ATC / ATO vehicle system 110: control unit
120 : ATC 수신부 130 : ATO 수신부120: ATC receiver 130: ATO receiver
140 : TWC 송신부 150 : 속도 검지부140: TWC transmitter 150: speed detector
151 : 속도 산출부 153 : 속도 발전기151: speed calculator 153: speed generator
160 : 입력부 170 : 디스플레이부160: input unit 170: display unit
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