KR101165355B1 - 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101165355B1 KR1020120022477A KR20120022477A KR101165355B1 KR 101165355 B1 KR101165355 B1 KR 101165355B1 KR 1020120022477 A KR1020120022477 A KR 1020120022477A KR 20120022477 A KR20120022477 A KR 20120022477A KR 101165355 B1 KR101165355 B1 KR 101165355B1
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최승우
김성태
정성식
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Abstract

본 발명은 ATP(Automatic Train Protection) 및 ETCS(European Train Control System)의 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 하고, 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 신호보안설비인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)가 지상설비에 속하도록 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 지상자 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 신호보안설비의 일종인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)의 지상설비에 속하는 정보전송장치인 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법{A information transfer system for a train automatic control and its control method thereof}
본 발명은 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 지상자 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 신호보안설비의 일종인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)의 지상설비에 속하는 정보전송장치인 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 철도 및 도시철도 구간에서 사용되는 정보전송장치는 무선주파수(RF; Radio Frequency)를 이용하여 열차통과시 열차에 필요한 운전정보를 송신하여 열차가 앞으로 어떻게 운행을 할지에 대한 정보를 전송하는 장치이다.
이러한 정보전송장치는 선로의 구배, 곡선 등의 지리적 정보를 전송하는 고정 정보전송장치와 선로변 장치인 LEU로부터 수신된 신호기 정보 등을 전송하는 가변 정보전송장치로 구분되어져 있다.
또한 가변 정보전장치는 LEU로부터 정보가 수신되지 않거나 정보 상태가 정상적이지 않을 경우 내부에 저장되어 있는 기본 정보를 전송하는 역할을 한다.
동일한 시스템에 사용되는 기존(국내)의 정보전송장치는 존재하지 않으며 이와 유사한 방법으로 열차에 정보를 전송하는 장치인 ATS(Automatic Train Stop)의 정보전송장치를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 정보전송장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이 종래의 정보전송장치는 열차에 정보를 전송하기 위한 방법은 열차자동폐색장치(ABS; Automatic Block System)제어 출력에 의해 계전기가 동작하고 여자 접점을 통한 캐패시터의 조합으로 인해 캐패시턴스 값이 변화하게 된다. 이 변화된 캐패시턴스 값과 인덕턴스 값에 의해 공진주파수가 형성된다. 이 가변되는 공진주파수는 차상으로 해당 단일 주파수를 전송하고 차량은 이와 결합하여 최대 5가지의 열차제어 속도 정보를 수신한다.
여기서 열차로 전송하는 정보를 ABS 제어에 의한 계전기의 여자/낙하를 통해 정보의 가변이 이루어지기 때문에 계전기의 노후화, 진동 및 접점의 불량으로 인한 신뢰성 저하로 인해 오동작이 발생하여 열차의 안전운행에 지장을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 단일 주파수 공진방식 이기 때문에 하나의 정보만 보낼 수 있어 차량에서 필요한 추가정보를 전송하지 못하여 열차가 효율적인 운행을 할 수 없는 문제점이 있다.
게다가 콘덴서의 조합방식을 사용하였기 때문에 정보의 종류를 증가시키기 위해서는 기구적으로 커져야 하고 이는 유지보수를 어렵게 하는 문제점이 있다.
그리고 정보에 따라 신호의 Q값이 변화하기 때문에 차상으로 보내주는 송신정보의 응동 범위가 변화하여 이로 인해 각 정보마다의 신호 특성이 다르게 나타나 신호별 차상에서 인식할 수 있는 속도가 제한되어 고속의 열차는 정보를 수신받지 못하는 문제점이 있다.
또한, 열차 진입 전에 해당 정보의 주파수로 설정이 되기 때문에 열차 진/출입시 임계점에서의 오동작으로 인해 안전한 열차 운행에 지장을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 다음과 같은 선행기술문헌이 있다. 즉, 선행기술문헌 1은, 특허등록 제0858119호(출원번호 제2007-0025955호)(명칭: 열차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법)가 있다. 그리고 선행기술문헌 2는, 특허등록 제1019146호(출원번호 제2008-0132642호)(명칭: 열차 자동 제어 시스템의 차상 신호 장치 및 그 동작 방법)가 있다. 또한 선행기술문헌 3은, 특허등록 제1049176호(출원번호 제2009-0047061호)(멍칭: 열차 정위치 정차 장치)가 있다. 그러나 상기한 종래 기술도 다음과 같은 문제점이 발생 되었다. 즉, 정보전송 통신방법이 가변정보 전송장치가 구비되지 못하므로 인해 열차의 안전 운행에 지장을 초래하게 되는 문제점이 발생 되었다. 또한 이로 인해 고속 열차의 정보를 수신받지 못함은 물론 유지보수를 어렵게 하는 문제점도 발생 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 가변정보전송장치와 고정정보전송장치 그리고 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 한 것이고, 제3목적은 유지보수의 편이성을 향상시키고 열차의 안전운행 확보 및 효율적인 운행을 할 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 구조에 있어 진동이나 외부의 환경적 요인에 대한 면역성을 증대시키기 위해 완전 밀폐형 구조로 이루어져 있어 신뢰성을 향상시킨 것이고, 제5목적은 종래의 계전기 접점에 의한 제어 대신 LEU로부터 인코딩된 정보 코드를 수신받아 이를 디코딩하여 안테나를 통해 데이터를 전송하는 방법을 채용함으로써 많은 정보를 송신할 수 있어 열차의 안전운행 및 효율적인 운행이 가능하도록 한 것이며, 제6목적은 시리얼 코드 전송방식을 사용함으로써 선로변 장치(LEU)와의 인터페이스가 간단해져 유지보수의 편이성을 증대시킨 것이고, 제7목적은 전송 정보의 변화는 동일한 안테나에서 데이터의 변화를 통해 이루어지기 때문에 정보의 종류에 따라서 전송신호의 세기 및 차상과의 응동 범위가 변하지 않음은 물론 RF 고주파를 사용하였기 때문에 고속의 열차에서도 정보전송이 가능하도록 한 것이며, 제8목적은 종래에 존재하였던 임계점에서의 오동작을 차상에서의 전원용 신호가 충분히 인가되었을 경우 정보를 전송하고 적당히 낮은 신호시 미리 송신을 차단하는 원리를 사용하여 임계점에서의 오동작을 방지하여 신뢰성 및 안정성을 향상시킨 것이고, 제9목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 하고, 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 신호보안설비인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)가 지상설비에 속하도록 함을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하되, 완전 밀봉된 형태의 가변정보전송장치(100)가 가변정보전송단계와 고정정보전송단계를 거쳐 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 함을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 가변정보전송장치와 고정정보전송장치 그리고 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)가 구비된다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 유지보수의 편이성을 향상시키고 열차의 안전운행 확보 및 효율적인 운행을 할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 또한 구조에 있어 진동이나 외부의 환경적 요인에 대한 면역성을 증대시키기 위해 완전 밀폐형 구조로 이루어져 있어 신뢰성을 향상시킨 것이다.
또한 본 발명은 종래의 계전기 접점에 의한 제어 대신 LEU로부터 인코딩된 정보 코드를 수신받아 이를 디코딩하여 안테나를 통해 데이터를 전송하는 방법을 채용함으로써 많은 정보를 송신할 수 있어 열차의 안전운행 및 효율적인 운행이 가능하도록 한 것이다.
또한 본 발명은 시리얼 코드 전송방식을 사용함으로써 선로변 장치(LEU)와의 인터페이스가 간단해져 유지보수의 편이성을 증대시킨 것이다.
아울러 본 발명은 전송 정보의 변화는 동일한 안테나에서 데이터의 변화를 통해 이루어지기 때문에 정보의 종류에 따라서 전송신호의 세기 및 차상과의 응동 범위가 변하지 않음은 물론 RF 고주파를 사용하였기 때문에 고속의 열차에서도 정보전송이 가능하도록 한 것이다.
더하여 본 발명은 종래에 존재하였던 임계점에서의 오동작을 차상에서의 전원용 신호가 충분히 인가되었을 경우 정보를 전송하고 적당히 낮은 신호시 미리 송신을 차단하는 원리를 사용하여 임계점에서의 오동작을 방지하여 신뢰성 및 안정성을 향상시킨 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 ATS(Automatic Train Stop)의 정보전송장치의 간략 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 간략
구성도.
도 3 은 본 발명에 적용된 가변정보전송장치의 블럭 구성도.
도 4 는 본 발명에 적용된 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어
흐름도.
본 발명에 적용된 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법은 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 하고, 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 신호보안설비인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)가 지상설비에 속하도록 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템을 제공한다.
특히 본 발명에 적용된 상기 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템은 도 2, 3 에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉,
선로에 선로정보(예: 구배 및 곡선 등의 지리적 정보)를 전송하는 고정정보전송장치(200)가 구비된다.
또한 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터 수신된 가변정보(예: 열차의 운행이나 진로상태 정보)를 차량에 전송하기 위한 가변정보전송장치(100)가 구비되는 것으로, 상기 가변정보전송장치(100)는 선로변장치 인터페이스부(110)와 차상장치 인터페이스부(120)로 구비된다.
그리고 상기 선로변 제어 유니트(LEU)(300)와 연결되며, 열차의 충돌사고를 방지하기 위한 열차자동폐색장치(ABS; Automatic Block System)(400)가 구비된다.
아울러 상기 열차자동폐색장치(ABS)(400)와 연결되며, 역 구내의 열차 운행과 차량의 입환을 안전하고 신속하게 하기 위하여 동작하는 전자연동장치(500)가 구비된다.
한편, 상기 선로변장치 인터페이스부(110)는 도 3 의 왼쪽에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉,
선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터 데이터와 전원신호가 혼합된 형태의 신호를 수신받아 데이터 정보만을 필터링 하여 안정적인 데이터를 MCU2(117)로 정보를 전송하는 정보수신부(112)가 구비된다.
그리고 상기 선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터 선로변장치 인터페이스부에만 공급하는 전원을 생성하기 위한 전원용 AC신호(8.81Khz)를 DC로 전환시키는 기능을 담당하는 AC/DC변환부(113)가 구비된다.
또한 상기 AC/DC변환부(113)와 연결되어 MCU2(117)에 필요한 코어(Core) 전원을 생성하는 MCU Core 전원부2(115)가 구비된다.
그리고 상기 AC/DC변환부(113)와 연결되어 MCU2(117)의 안정적인 동작 시점을 결정하고, 선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터의 신호의 유효성을 판단하여 MCU2로 MCU2의 동작시점을 부여하는 MCU RESET 회로부2(114)가 구비된다.
또한 상기 MCU Core 전원부2(115)와 MCU RESET 회로부2(114)에 연결되어 데이터 정보를 디코딩하여 차상장치 인터페이스부(120)로 가변 정보 코드를 전송하는 MCU2(117)가 구비된다.
그리고 상기 MCU2(117)에는 MCU2와 함께 구동되어 정보 수신부에서 수신된 데이터와 동기를 맞추어 MCU2의 메인 클럭으로 사용되는 클럭을 생성함은 물론 선로변 제어 유니트(LEU)로부터의 신호와 동기를 맞추는 PLL 회로부(118)가 연결 구비된다.
또한 상기 MCU2(117)에는 초기 기동시 MCU2의 클럭을 생성하는 클럭생성부2(116)가 연결 구비된다.
한편, 상기 차상장치 인터페이스부(120)는 도 3 의 오른쪽에 도시된 바와 같이 구성된다. 즉,
안테나(121)의 AC신호를 DC로 변환하는 AC/DC 변환부1(123)과 이와 연결되어 일정한 전압을 공급하는 정전압회로부(124)가 구비된다.
그리고 상기 정전압회로부(124)와 연결되어 MCU1(129)에 필요한 코어(Core)전원을 생성하는 MCU Core 전원부1(127)가 구비된다.
또한 상기 정전압회로부(124)와 연결되어 MCU1(129)의 안정적인 동작 시점을 결정하고, 차상으로부터의 전원용 신호가 충분히 입력되었을 경우 MCU1이 동작하도록 하는 MCU RESET회로부1(126)가 구비된다.
그리고 상기 MCU2(117)로부터 전송된 정보를 FSK변조부(131)로 보내거나 또는 선로변장치 인터페이스부의 상태와 가변정보가 정상적이지 않을 경우 EEPROM(130) 내에 저장된 데이터를 FSK변조부로 전송하는 MCU1(129)가 구비된다.
또한 상기 MCU1(129)으로부터 전송된 데이터를 차상으로 전송할 수 있도록 변조된 신호를 생성하고, 차상으로 전송되는 정보의 신호 특성의 점유대역폭을 최소화하고 차상에서 복조시 데이터의 오류를 없애기 위해 연속위상주파수 편이 변조 방식으로 동작하는 FSK변조부(131)가 구비된다.
그리고 상기 MCU1(129)에는 초기 기동시 MCU1의 클럭을 생성하는 클럭생성부(1(125)가 연결 구비된다.
또한 상기 MCU1(129)에는 EEPROM(130)에 고정 정보를 저장하기 위한 고정정보 다운로드부(128)가 연결 구비된다.
마지막으로 본 발명의 상기 안테나(121)는 열차가 정보 전송장치를 통과시 차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신안테나부(122)와 열차의 차상 안테나로 전송하기 위한 정보송신안테나부(132)가 연결 구비된다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 완전 밀봉된 형태로써 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하되, 완전 밀봉된 형태의 가변정보전송장치(100)가 가변정보전송단계와 고정정보전송단계를 거쳐 외부의 물리적인 영향을 최소화하여 높은 신뢰성을 확보하고, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용함으로써 열차로 전송되는 신호의 무결성을 높여 열차의 안전운행이 가능하도록 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법을 제공한다.
특히 본 발명에 적용된 상기 가변정보전송단계는 다음과 같은 단계를 수행하게 된다.
먼저, 차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신 안테나(122)로부터 전원을 생성하여 MCU1(129)에 필요한 전원을 생성하는 단계를 거친다.
이어서 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결상태를 MCU2(117)에서 확인하는 단계를 거친다.
이후 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결이 될 경우 MCU2(117)에서 선로변장치 인터페이스부(110)의 정보 수신부(112)에서 수신한 데이터를 MCU1(129)으로 전송하는 단계를 거친다.
이어서 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결이 안 될 경우 고정정보 전송장치와 동일하게 전송하는 단계를 거친다.
마지막으로 차상 안테나로부터 전원용 신호가 끊길 때까지 반복적으로 같은 정보를 전송하는 단계를 거쳐 최종 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법을 제공한다.
또한 상기 고정정보전송단계는 다음과 같은 단계를 수행하게 된다. 즉,
차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신 안테나(122)로부터 전원을 생성하여 MCU1(129)에 필요한 전원을 생성하는 단계를 거친다.
이어서 EEPROM(130)에 저장되어 있는 데이터를 FSK변조부(131)를 거쳐 정보수신 안테나(132)로 전송하는 단계를 거친다.
이후 차상 안테나로부터 전원용 신호가 끊길 때까지 반복적으로 같은 정보를 전송하는 단계를 거쳐 최종 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법을 제공한다.
특히 전원수신 안테나(122)는 차상으로부터의 전원용 신호가 과도하게 입력될 경우 이를 보호하는 과전류 차단 보호회로가 추가로 구성되어 있고, 또한 EEPROM(130)에 정보를 저장하기 위해 커넥터를 사용하지 않고 고정정보 다운로드 시작 인가 후 외부로부터 고정정보 다운로딩 신호가 인가될 경우 전원수신 안테나(122)를 통한 신호가 고정정보 다운로드부에서 복조되어 MCU1(129)으로 전송되고 이를 EEPROM(130)에 저장하게 된다.
본 발명 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템 및 그 제어방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 가변정보전송장치 110: 선로변장치 인터페이스부
120: 차상장치 인터페이스부 200: 고정정보전송장치
300: 선로변 제어 유니트(LEU) 400: 열차자동폐색장치(ABS)

Claims (13)

  1. 일단은 가변정보전송장치(100)와 연결되고, 타단은 열차자동폐색장치(ABS)(400)와 연결되되, 정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)로 적용하고, 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하고, 신호보안설비인 ATP(Automatic Train Protection) 또는 ETCS(European Train Control System)가 포함된 밀봉된 형태의 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300);가 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템은,
    선로정보(예: 구배 및 곡선 등의 지리적 정보)를 전송하는 고정정보전송장치(200);
    선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터 수신된 가변정보(예: 열차의 운행이나 진로상태 정보)를 차량에 전송하기 위한 가변정보전송장치(100);
    선로변 제어 유니트(LEU)와 연결되며, 열차의 충돌사고를 방지하기 위한 열차자동폐색장치(ABS; Automatic Block System); 및
    열차자동폐색장치(ABS)와 연결되며, 역 구내의 열차 운행과 차량의 입환을 위하여 동작하는 전자연동장치(500);가 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 가변정보전송장치(100)는 선로변장치 인터페이스부(110)와 차상장치 인터페이스부(120);로 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  4. 청구항 3 에 있어서,
    상기 선로변장치 인터페이스부(110)는,
    선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터 데이터와 전원신호가 혼합된 형태의 신호를 수신받아 데이터 정보만을 필터링 하여 안정적인 데이터를 MCU2(117)로 정보를 전송하는 정보수신부(112);
    선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터 선로변장치 인터페이스부에만 공급하는 전원을 생성하기 위한 전원용 AC신호(8.81Khz)를 DC로 전환시키는 기능을 담당하는 AC/DC변환부(113);
    AC/DC변환부(113)와 연결되어 MCU2(117)에 필요한 코어(Core) 전원을 생성하는 MCU Core 전원부2(115);
    AC/DC변환부(113)와 연결되어 MCU2(117)의 동작 시점을 결정하고, 선로변 제어 유니트(LEU)(111)로부터의 신호의 유효성을 판단하여 MCU2로 MCU2의 동작시점을 부여하는 MCU RESET 회로부2(114); 및
    MCU Core 전원부2(115)와 MCU RESET 회로부2(114)에 연결되어 데이터 정보를 디코딩하여 차상장치 인터페이스부(120)로 가변 정보 코드를 전송하는 MCU2(117);가 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 MCU2(117)에는 MCU2와 함께 구동되어 정보 수신부에서 수신된 데이터와 동기를 맞추어 MCU2의 메인 클럭으로 사용되는 클럭을 생성함은 물론 선로변 제어 유니트(LEU)로부터의 신호와 동기를 맞추는 PLL 회로부(118);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  6. 청구항 4 에 있어서,
    상기 MCU2(117)에는 초기 기동시 MCU2의 클럭을 생성하는 클럭생성부2(116);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  7. 청구항 3 에 있어서,
    상기 차상장치 인터페이스부(120)는,
    안테나(121)의 AC신호를 DC로 변환하는 AC/DC 변환부1(123)과 이와 연결되어 전압을 공급하는 정전압회로부(124);
    정전압회로부(124)와 연결되어 MCU1(129)에 필요한 코어(Core)전원을 생성하는 MCU Core 전원부1(127);
    정전압회로부(124)와 연결되어 MCU1(129)의 안정적인 동작 시점을 결정하고, 차상으로부터의 전원용 신호가 입력되었을 경우 MCU1이 동작하도록 하는 MCU RESET회로부1(126);
    MCU2(117)로부터 전송된 정보를 FSK변조부(131)로 보내거나 또는 선로변장치 인터페이스부의 상태와 가변정보가 정상적이지 않을 경우 EEPROM(130) 내에 저장된 데이터를 FSK변조부로 전송하는 MCU1(129); 및
    MCU1(129)으로부터 전송된 데이터를 차상으로 전송할 수 있도록 변조된 신호를 생성하고, 차상으로 전송되는 정보의 신호 특성의 대역폭을 최소화하고 차상에서 복조시 데이터의 오류를 없애기 위해 연속위상주파수 편이 변조 방식으로 동작하는 FSK변조부(131);가 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  8. 청구항 7 에 있어서,
    상기 MCU1(129)에는 초기 기동시 MCU1의 클럭을 생성하는 클럭생성부(1(125);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  9. 청구항 7 에 있어서,
    상기 MCU1(129)에는 EEPROM(130)에 고정 정보를 저장하기 위한 고정정보 다운로드부(128);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  10. 청구항 7 에 있어서,
    상기 안테나(121)는,
    열차가 정보 전송장치를 통과시 차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신안테나부(122)와 열차의 차상 안테나로 전송하기 위한 정보송신안테나부(132);가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템.
  11. 선로에 설치되어 열차가 통과시에 내부에 저장되어 있는 정보를 차상으로 전송하거나 선로변 장치인 선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)로부터의 정보를 차상으로 전송하는 단계;
    완전 밀봉된 형태의 가변정보전송장치(100)가 가변정보전송단계와 고정정보전송단계를 거치는 단계; 및
    정보전송시 통신방법을 연속위상 주파수 편이변조(CPFSK; Continuous Phase Frequency Shift Keying)를 적용하여 열차로 전송하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법.
  12. 청구항 11 에 있어서,
    상기 가변정보전송단계는,
    차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신 안테나(122)로부터 전원을 생성하여 MCU1(129)에 필요한 전원을 생성하는 단계;
    선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결상태를 MCU2(117)에서 확인하는 단계;
    선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결이 될 경우 MCU2(117)에서 선로변장치 인터페이스부(110)의 정보 수신부(112)에서 수신한 데이터를 MCU1(129)으로 전송하는 단계;
    선로변 제어 유니트(LEU; Lineside Electronic Unit)(300)의 연결이 안 될 경우 고정정보 전송장치와 동일하게 전송하는 단계; 및
    차상 안테나로부터 전원용 신호가 끊길 때까지 반복적으로 같은 정보를 전송하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법.
  13. 청구항 11 에 있어서,
    상기 고정정보전송단계는,
    차상 안테나로부터 전원용 신호를 수신받는 전원수신 안테나(122)로부터 전원을 생성하여 MCU1(129)에 필요한 전원을 생성하는 단계;
    EEPROM(130)에 저장되어 있는 데이터를 FSK변조부(131)를 거쳐 정보수신 안테나(132)로 전송하는 단계; 및
    차상 안테나로부터 전원용 신호가 끊길 때까지 반복적으로 같은 정보를 전송하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 열차 자동 제어를 위한 정보 전송 시스템의 제어방법.
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