KR101449742B1 - 열차 간격 제어 장치 - Google Patents

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KR101449742B1 KR1020130089393A KR20130089393A KR101449742B1 KR 101449742 B1 KR101449742 B1 KR 101449742B1 KR 1020130089393 A KR1020130089393 A KR 1020130089393A KR 20130089393 A KR20130089393 A KR 20130089393A KR 101449742 B1 KR101449742 B1 KR 101449742B1
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 열차 간격 제어 시스템에 관한 것이다. 이는 선로(R) 상에서 운행 중인 각 열차에 구비되고, 내부에 위치한 위치검지장치(26)에 의해 검지된 위치데이터를 차상안테나(22)로부터 지상안테나(12)를 경유하여 지상열차제어부(10)에 주기적으로 보고하는 차상열차제어부(20)와, 관할 영역에 있는 모든 열차의 위치를 파악하여 열차 사이의 안전간격을 계산하고, 이에 기초하여 각각의 상기 차상열차제어부(20)에 이동권한(MA, movement authority)을 부여하는 지상열차제어부(10)를 포함하여, 열차 간격 제어를 수행하는 열차 간격 제어 장치에 있어서, 선행열차와 소정 거리에 있는 후행열차의 차상열차제어부(20)는, 상기 선행열차로부터 소정의 측정 가능 범위 내에 있는지 판단하고, 상기 선행열차와 소정의 측정 가능 범위 내에 있다면, 상기 선행열차에 관한 데이터 검출하는 선행열차 직접검출부(28)를 더 구비하되, 상기 후행열차의 차상열차제어부(20)는, 상기 지상열차제어부(10)로부터 계산된 상기 안전간격 데이터를 제공받고, 상기 제공받은 안전간격 데이터와 상기 선행열차에 관한 데이터를 이용하여 제2안전간격을 계산하고, 상기 선행열차 직접검출부(28)의 범위 판단에 의해 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 상기 안전간격을 기준으로 열차를 제어하며, 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 상기 제2안전간격을 기준으로 열차를 제어하는 것으로 구성된다.

Description

열차 간격 제어 장치{Device For Controlling Distance Between Trains}
본 발명은 무선통신기반 열차 제어 시스템에서 열차 간격을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차상에 선행열차의 위치와 속도를 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 부착하고, 차상시스템은 지상시스템으로부터 수신된 이동권한과 차상에서 측정된 선행열차 속도 위치값을 사용하여 안전간격을 계산하도록 구성함으로써 선행열차와 후행열차 사이의 열차 간격 제어를 근접 주행이 가능한 범위에서 사람의 개입없이 자동으로 이루어지도록 한 새로운 열차 간격 제어 장치에 관한 것이다
종래의 열차 제어 시스템은 선로상에 일정 거리마다 고정설치된 지상자(색등신호기도 포함)로부터 정보를 전송받고, 거기서의 지령에 따라 동작하는 FBS(Fixed Blocking System: 고정폐색식)에 의해 구현되었다. 이러한 FBS는 어느 누구도 (심지어 열차를 운전하는 기관사조차도) 열차의 정확한 위치에 대한 정보를 가질 수 없고 드문드문 설치된 지상자를 통해서만 정보를 주고받으므로, 열차 차간거리를 탄력적으로 조절할 수 없다는 문제점을 가진다.
이러한 FBS의 문제점을 해결하기 위해 종래에 MBS(Moving Blocking System : 이동폐색식)가 개발되었다. MBS는 단순히 열차가 "몇 번 폐색구간에 운행 중"이라는 정보의 수준을 뛰어넘어, 중앙통제실과 각 열차가 항상 통신으로 연결되어 있어, 중앙통제실에서 각 열차들의 정확한 위치를 실시간 파악하고, 선행열차와의 간격을 탄력적으로 조절할 수 있게 한다. MBS는 크게 ATS(Automatic Train Supervision, 열차자동운행감시장치), ATO(Automatic Train Operation, 열차자동운전장치), ATP(Automatic Train Protection, 열차자동방호장치) 등이 포함되어 구성된다. ATO는 속도 조절, 사전 설정된 프로그램에 의한 정확한 정차, 열차 출입문 통제 및 성능 레벨 규제 등 보조적(Non-vital) 기능들을 수행한다. ATS는 시스템 상태를 감시하며, 열차운용지시를 위한 제어 기능을 제공하고, 트래픽 흐름을 유지하며, 열차지연으로 인한 영향을 최소화하고, 중앙집중전송 인터페이스를 제공한다. ATP는 열차의 안전한 보호 및 운용을 책임진다. MBS 분야에서 현재 상용화되어 있는 시스템의 예로서 RF-CBTC(Radio Frequency Communication Base Train Control, 무선통신기반 열차제어)이 잘 알려져 있다.
도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 기존의 무선통신기반 열차제어시스템의 경우, 열차의 위치는 선로(R) 상에서 운행 중인 각 열차의 차상열차제어시스템(20, 30)의 위치검지장치에 의해 검지된 위치데이터가, 차상안테나(22, 32)로부터 지상안테나(12)를 경유하여 중앙통제실 즉 지상열차제어시스템(10)에 주기적으로 보고된다. 지상열차제어 시스템(10)은 관할 영역에 있는 모든 열차의 위치를 파악하여 열차간 안전간격을 계산하고 이에 기초하여 각각의 차상열차제어시스템(20, 30)에게 이동권한(movement authority)을 지상안테나(12)와 차상안테나(22, 32)를 경유하여 부여하는 방식으로 열차간격제어를 수행한다.
차상의 위치검지장치는, 예컨대, 열차의 차륜경과 차축에 설치된 타코미터가 계산하는 회전수를 기본으로 이동거리를 계산하고, 궤도를 따라 설치된 지상자(태그 또는 발리스)로부터 위치정보를 수신하여 주기적으로 갱신한다. 예를 들어, 특정 ID를 갖는 트랜스폰더 태그는 25m마다 선로변에 설치되어 열차의 절대 위치 정보를 제공하고, 차상의 위치검지장치는 수신한 태그 ID와 타코미터에서 계산된 이동거리를 비교하여 열차의 현재 위치를 확인, 결정할 수 있다. 이 때 열차의 위치오차는 차상의 리더기와 지상의 태그가 응동하는 범위에 대한 오차, 지상 ATP와의 통신주기 및 지연, 열차의 슬립/슬라이드, Rollback 검지오차 등이 발생되며 IEEE1474.1 CBTC의 경우 열차의 위치오차는 최대 ±6.25m로 규정하고 있다.
따라서, 지상열차제어시스템(10)에서 후행열차(20)와 선행열차(30) 사이의 안전간격을 결정하고 후행열차(20)에게 이동권한을 부여할 때, 후행열차(20)에서 위치결정시 발생하는 검지오차와 함께 차상-지상-차상으로 이어지는 삼각경로(triangular-path)를 거쳐 발생되는 선행열차(30)의 위치오차가 반영되어야 한다.
종래의 지상시스템(즉, 지상열차제어시스템)으로부터 차상시스템(즉, 차상열차제어시스템)으로 제공되는 이동권한은 선행열차의 위치보고시 반영되어 있는 위치오차와 차상에서 지상 그리고 다시 차상으로 이어지는 삼각경로의 통신주기 및 지연이 포함되어 있다. 또한 지상시스템에서 후행열차의 이동권한을 계산할 때 선행열차의 속도는 항시 0을 기준으로 계산하기 때문에 후행열차의 현재 속도 V0에서 0까지의 정지거리를 안전 마진으로 가져야만 한다.
따라서 종래의 선행열차와 후행열차 사이의 안전간격은 다음 수학식 1과 같이 계산되어야 한다.
Figure 112013068394738-pat00001
여기서, S는 안전간격, D(VF)는 후행열차가 현재 속도(VF)로부터 완전히 정지하게 될 때까지의 제동거리, VF는 후행열차의 속도, EP는 선행열차의 위치오차(롤백검지오차+위치계산오차+통신지연시간), 그리고 EF는 후행열차의 위치오차(롤백검지오차+위치계산오차)이다.
예를 들어, CBTC의 경우 롤백검지오차는 약 2 m 이하이고, 열차 운행 중 발생되는 통신지연 및 위치계산오차에 의한 열차 위치오차는 약 ±6.25m 이하로 정의하고 있다.
최근에 열차의 간격 제어가 사람의 개입 없이 완전히 자동으로 이루어지도록 하는 자동 운행 시스템이 요구되고 있으며 더 나아가 두 편성 열차가 주행 중에 분리결합이 이루어져야 하는 경우 수학식 1과 같은 계산 방식을 이용하는 종래의 열차간격제어 로직으로는 근접 주행에 대한 구현이 불가능하다. 선행열차의 위치오차를 계산하기 위하여 후행열차의 제동거리 D를 사용하고 있기 때문에, 열차사이의 안전 간격을 감소시키기 어렵다는 문제가 있기 때문이다.
그러므로, 무선통신기반 열차제어시스템에 있어서, 열차 간격 제어에 있어 선행열차의 현재 속도를 실시간으로 검출함으로써 선행열차의 위치오차를 감소시켜 안전간격을 감소시키면서도 정밀한 자동 운전 제어가 가능하도록 하는 열차 간격 제어 기술에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 무선통신기반 열차 제어 시스템에서 열차 간격을 제어하는 시스템에서, 차상에 선행열차의 위치와 속도를 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 부착하고, 차상시스템은 지상시스템으로부터 수신된 이동권한과 차상에서 측정된 선행열차 속도 및 위치 값을 사용하여 안전간격을 계산하도록 구성함으로써 선행열차와 후행열차 사이의 열차 간격 제어를 근접 주행이 가능한 범위에서 사람의 개입없이 자동으로 이루어지도록 한 새로운 열차 간격 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 열차 간격 제어 장치에 의하여 달성된다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 간격 제어 장치는, 무선통신기반 열차제어시스템에서, 선로 상에서 운행 중인 각 열차의 차상열차제어부의 위치검지장치에 의해 검지된 위치데이터가, 차상안테나로부터 지상안테나를 경유하여 지상열차제어부에 주기적으로 보고되고, 상기 지상열차제어부는 관할 영역에 있는 모든 열차의 위치를 파악하여 열차 사이의 안전간격을 계산하고 이에 기초하여 각각의 차상열차제어부에게 이동권한(MA, movement authority)을 부여하는 방식으로 열차간격제어를 수행하는 열차 간격 제어 장치에 있어서, 상기 차상열차제어부는 상기 열차로부터 소정 측정 가능 범위 내에 있는 선행열차의 속도를 직접 검출하는 선행열차 직접검출부를 더 구비하며; 상기 지상열차제어부으로부터 수신된 안전간격 데이터와 함께 상기 선행열차 직접검출부에서 검출된 선행열차에 관한 데이터를 이용하여 제2안전간격을 계산하고, 만약 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 상기 차상열차제어부는 상기 지상열차제어부에서 제공한 안전간격을 기준으로 열차를 제어하며, 한편, 만약 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 상기 차상열차제어부는 상기 제2안전간격을 기준으로 열차를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 선행열차 직접검출부에서 검출된 선행열차에 관한 데이터는 상기 선행열차의 속도와 위치일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 차상열차제어부가 상기 지상열차제어부(10)으로부터 수신한 안전간격은 소정 윈도우 크기를 가지는 범위 값이며, 만약 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 상기 차상열차제어부는 상기 지상열차제어부(10)에서 제공한 안전간격의 범위 값 중 가장 작은 값을 선택하여 열차를 제어할 수 있다.
그리고, 또 다른 실시예에 있어서, 상기 차상열차제어부가 계산한 제2안전간격은 이후 상기 차상열차제어부의 열차의 목표점 결정시 반영되며, 또한 상기 차상열차제어부의 동적 속도프로파일 결정시에 사용될 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 특히 무선통신기반 열차 제어 시스템에서 열차 간격을 제어하는 시스템에서, 차상에 선행열차의 위치와 속도를 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 부착하고, 차상시스템은 지상시스템으로부터 수신된 이동권한과 차상에서 측정된 선행열차 속도 위치값을 사용하여 안전간격을 계산하도록 구성함으로써 선행열차와 후행열차 사이의 열차 간격 제어를 근접 주행이 가능한 범위에서 사람의 개입없이 자동으로 이루어지도록 하는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래의 무선통신기반 열차제어시스템을 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 간격 제어 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 간격 제어 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 간격 제어 장치를 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 간격 제어 장치는, 무선통신기반 열차제어시스템 환경 하에서, 선행열차의 상대위치 및 상대속도를 이용한 열차 간격 제어 장치를 제안한다.
제안된 시스템의 동작 개요를 도 2에 도시된 바를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 차상시스템(즉, 차상열차제어부)(20, 30)은 주기적으로 지상시스템(즉, 지상열차제어부)(10)에게 각 열차의 위치에 대한 보고를 수행한다. 지상시스템(10)은 주기적으로 관할영역 내의 모든 차상시스템(20, 30)에게 이동권한을 부여한다. 이때, 차상시스템(20, 30)은 삼각경로를 통해 지상으로부터 부여받은 이동권한과 함께, 차상에 부착된 선행열차의 속도와 위치를 검출하기 위한 선행열차 직접검출부(28, 38)로부터 직접 경로를 통해 획득한 선행열차 위치 및 속도를 이용하여, 새로운 이동권한을 결정하여 차량을 제어한다.
이때, 선행열차가 후행열차의 차상시스템(20)에 설치된 선행열차 직접 검출장치(28)의 측정 범위 밖에 있는 경우, 후행열차는 지상시스템(10)으로부터 수신한 이동권한에 의해서 제어된다. 하지만 선행열차가 후행열차의 차상시스템(20)에 설치된 선행열차 직접 검출장치(28)의 측정 범위 내에 존재하고 있는 경우, 후행열차의 차상시스템(20)은 지상시스템(10)으로부터 수신한 이동권한과 함께 측정된 선행열차의 속도 및 위치 값을 이용하여 새로운 안전간격 즉 새로운 이동권한을 결정하고 이에 따라 후행열차를 제어한다.
종래의 무선통신기반 열차제어시스템에서는 이론적으로 선행열차가 정차 중인 경우, 후행열차가 지상시스템(10)으로부터 수신한 이동권한 즉 수학식 1의 안전간격(S)의 계산에 있어 후행열차는, 예컨대 약 8.25m의 선행열차의 위치오차(EP)와 자신의 위치오차(EF) 약 8.25m를 합쳐서 약 16.5m까지 접근가능하다.
한편, 수학식 1의 제동거리 D의 계산은, 후행열차가 지상시스템(10)으로부터 수신한 이동권한의 안전간격에 따르면, 후행열차의 현재 속도 VF에서의 제동거리이다.(D = D(VF))
반면에, 본 발명에 따라 선행열차 직접검출부(28)에 의해 획득한 선행열차의 상대위치 및 상대속도를 기준으로 접근하게 되므로 최대 접근할 수 있는 간격은 후행열차에 취부된 선행열차 직접검출부(28)의 측정오차(ES)에 종속하여 결정될 수 있다. 이 측정오차(ES)는 일반적으로 차상-지상-차상으로 이어지는 삼각경로를 거쳐 발생되는 선행열차의 위치오차보다 매우 작은 값이므로, 아래의 수학식 2와 같이 표현이 가능하다.
Figure 112013068394738-pat00002
한편, 선행열차가 주행 중이라면, 선행열차의 주행 속도(VP)를 후행열차는 실시간으로 알 수 있기 때문에 선행열차의 제동거리(D(VP))를 이용하여 자신의 제동거리(D) 계산에 반영할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따라 차상시스템(20)에서 새로이 계산되는 제2안전간격(S')은 다음 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112013068394738-pat00003
이 경우, 후행열차의 속도(VP)는 선행열차의 속도(VP)보다 작거나 같은 것이 바람직하며(VP ≤ VP), 수학식 3에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따라 후행열차의 속도가 선행열차의 속도와 같은 경우, D = 0 이므로 열차의 안전거리는 정지 상태인 경우와 마찬가지로 선행열차 직접검출부(28)가 가지는 측정오차로서 정의할 수 있다.
만약, 후행열차의 속도(VP)가 선행열차의 속도(VP)보다 크다면(VP > VP), 두 열차 사이의 간격의 크기에 따라, 열차 안전 운행을 위한 별도의 제어 로직이 사용되어 예컨대 긴급 정지 등이 수행될 수 있다.
도 3에는 도 2의 시스템을 좀더 상세하게 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 열차 간격 제어 장치는, 무선통신기반 열차제어시스템에서, 선로(R) 상에서 운행 중인 각 열차의 차상열차제어부(20)의 위치검지장치(26)에 의해 검지된 위치데이터가, 차상안테나(22)로부터 지상안테나(12)를 경유하여 지상열차제어부(10)에 주기적으로 보고된다. 한편 지상열차제어부(10)은 관할 영역에 있는 모든 열차의 위치를 파악하여 열차 사이의 안전간격을 계산하고 이에 기초하여 각각의 차상열차제어부(20)에게 이동권한(MA, movement authority)을 부여하는 방식으로 열차간격제어를 수행하게 된다.
본 발명에 따라, 차상열차제어부(20)은 제어부로서 차상ATP(24)를 구비하며, 주기적으로 지상열차제어부(10)으로 위치보고할 위치를 감지하기 위한 위치감지장치(26) 구비하고, 또한 열차로부터 소정 측정 가능 범위 내에 있는 선행열차의 속도를 직접 검출하는 선행열차 직접검출부(28)를 더 구비한다.
차상ATP(24)는 지상ATP(14)와의 통신을 제어하고, 위치감지장치(26) 및 선행열차 직접검출부(28)에서 감지한 데이터를 수신하며, 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이 이동권한을 결정하고 열차를 제어하도록 구성된다.
위치감지장치(26)는 예컨대 선로(R)에 소정 간격으로 고정되어 있는 PSM(Precision Stop Marker)(16) 및/또는 트랜스폰더 태그(18)를 감지하여 열차의 현재 위치를 실시간으로 감지할 수 있다.
선행열차 직접검출부(28)는 예컨대 레이저, 적외선, 음향, 또는 광학 신호를 이용하여 예컨대, 10 ~ 100 m 정도의 소정 거리 안에 있는 선행 열차의 속도와 위치를 감지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 선행열차 직접검출부(28)에서 감지된 선행 열차의 속도와 위치는 후행열차의 속도와 위치에 대하여 상대적인 값이지만, 차상ATP(24)에 의해 지상시스템(10)을 기준으로 하는 절대 속도와 절대 위치로 변환하여 사용될 수 있다는 것은 자명하다.
지상열차제어부(10)으로부터 수신된 안전간격(즉, 수학식 1에 기초하여 계산된) 데이터와 함께 선행열차 직접검출부(28)에서 검출된 선행열차에 관한 데이터, 예컨대 선행열차의 속도 및 위치를 이용하여 제2안전간격(즉, 수학식 3에 기초하여 계산되는)을 계산할 수 있다.
만약 선행열차가 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 선행열차 직접검출부(28)에서 감지되는 값이 의미가 없으므로, 차상열차제어부(20)은 제2안전간격을 계산하지 않고 지상열차제어부(10)에서 제공한 안전간격을 기준으로 열차의 속도를 제어할 수 있다.
한편, 만약 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 차상열차제어부(20)은 예컨대 수학식 3에 의하여 제2안전간격을 계산하고, 계산된 제2안전간격을 기준으로 열차의 속도를 제어할 수 있다.
차상열차제어부(20)이 지상열차제어부(10)으로부터 수신한 안전간격은 하나의 특정 값이 아니라 소정 윈도우 크기를 가지는 범위 값, 즉 최소값과 최대값을 가질 수 있다. 이 경우, 만약 선행열차가 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 차상열차제어부(20)은 지상열차제어부(10)에서 제공한 안전간격의 범위 값 중 가장 작은 값(즉, 가장 큰 안전마진을 갖는 값)을 선택하여 열차를 제어할 수 있다.
도 4에는, 도 3에 도시된 것을 인용하여, 지상열차제어부(10)과 차상열차제어부(20)에서 안전간격 및 제2안전간격이 계산되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다.
지상열차제어부(10)의 지상ATP(14)는, 각 열차와의 통신을 통해 주기적으로 갱신되는 관할영역 내의 모든 열차의 위치값(101), 전자연동장치(EI, Electronic Interlocking)로부터의 진로정보, 및 지상ATP(14)가 관할하는 방호영역을 기준으로 이동권한(MA)을 계산(103)한다. 지상ATP(14)가 MA를 계산하는 것은 예컨대 수학식1에 의하여 안전간격(S)을 계산하는 것을 포함한다. 계산된 MA(즉, 안전간격)은 지상열차제어부(10)의지상ATP(14)로부터 차상열차제어부(20)의 차상ATP(24)로 전송된다.
그러면, 차상ATP(24)는 열차를 실제로 제어하게 될 이동권한을 결정한다(201). 이때, 차상ATP(24)는, 본 발명에 따라, 지상ATP(14)로부터 수신된 안전간격과 함께 선행열차 직접검출부(28)로부터 획득한 선행열차의 위치와 속도에 관한 데이터를 반영하여 이동권한을 결정할 수 있다.
이 경우, 차상ATP(24)는, 만약 선행열차가 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 수신된 안전간격을 그대로 이동권한 결정시 기준으로 할 수 있다. 한편, 만약 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 예컨대 수학식 3에 의하여 제2안전간격을 새로이 계산하고, 계산된 제2안전간격을 기준으로 이동권한을 결정할 수 있다.
차상ATP(24)에 의해 결정된 이동권한은 다시 열차의 목표점 결정시 반영되며, 더 나아가 동적 속도프로파일 계산에 반영될 수 있다. 즉, 만약 선행열차가 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 지상ATP(14)로부터 수신된 안전간격이 그대로 열차의 목표점 결정시 반영(203)되며, 더 나아가 동적 속도프로파일 계산에 반영(204)될 것이다. 한편, 만약 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 계산한 제2안전간격이 사용된다. 열차의 동적 속도프로파일의 계산(204)은, 이동권한 뿐만 아니라, 선행열차 직접검출부(28)로부터 획득한 선행열차의 속도와 위치가 고려되고, 또한 지상ATP(14)로부터 수신된 정적 속도프로파일이 이용된다. 지상ATP(14)로부터 수신된 정적 속도프로파일은 지상ATP(14)에 의해 계산된 이동권한으로부터 지상ATP(14) 에 의해 생성된 정적 속도프로파일(105)이 차상ATP(24)에 의해 수신된 것일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열차 간격 제어 장치는, 무선통신기반 열차제어시스템 환경에서 선행열차와의 열차 간격을 줄이기 위해 기존의 열차 위치결정시 발생하는 검지오차와 함께 차상-지상-차상으로 이어지는 삼각경로를 거쳐 발생되는 선행열차의 위치오차를 줄이는 방식이다. 즉, 본 발명에 따라 차상에 추가적으로 선행열차의 위치와 속도를 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 부착함으로써 선행열차의 위치오차를 크게 감소시킬 수 있다.
특히 본 발명에 따른 열차 간격 제어 장치는, 근접 주행이 가능하게 하는 열차 제어 분야 뿐만 아니라, 열차의 분리결합을 자동화하기 위해 필요한 열차제어시스템으로 적용이 가능하다는 장점을 제공한다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

Claims (4)

  1. 선로(R) 상에서 운행 중인 각 열차에 구비되고, 내부에 위치한 위치검지장치(26)에 의해 검지된 위치데이터를 차상안테나(22)로부터 지상안테나(12)를 경유하여 지상열차제어부(10)에 주기적으로 보고하는 차상열차제어부(20)와,
    관할 영역에 있는 모든 열차의 위치를 파악하여 열차 사이의 안전간격을 계산하고, 이에 기초하여 각각의 상기 차상열차제어부(20)에 이동권한(MA, movement authority)을 부여하는 지상열차제어부(10)를 포함하여, 열차 간격 제어를 수행하는 열차 간격 제어 장치에 있어서,
    선행열차와 소정 거리에 있는 후행열차의 차상열차제어부(20)는, 상기 선행열차로부터 소정의 측정 가능 범위 내에 있는지 판단하고, 상기 선행열차와 소정의 측정 가능 범위 내에 있다면, 상기 선행열차에 관한 데이터 검출하는 선행열차 직접검출부(28)를 더 구비하되,
    상기 후행열차의 차상열차제어부(20)는, 상기 지상열차제어부(10)로부터 계산된 상기 안전간격 데이터를 제공받고, 상기 제공받은 안전간격 데이터와 상기 선행열차에 관한 데이터를 이용하여 제2안전간격을 계산하고,
    상기 선행열차 직접검출부(28)의 범위 판단에 의해 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 상기 안전간격을 기준으로 열차를 제어하며,
    상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 내에 있을 경우, 상기 제2안전간격을 기준으로 열차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 간격 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 선행열차 직접검출부(28)에서 검출된 선행열차에 관한 데이터는 상기 선행열차의 속도와 위치인 것을 특징으로 하는 열차 간격 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 차상열차제어부(20)가 상기 지상열차제어부(10)로부터 수신한 안전간격은 소정 윈도우 크기를 가지는 범위 값이며,
    상기 차상열차제어부(20)는 만약 상기 선행열차가 상기 선행열차 직접검출부(28)의 소정 측정 가능 범위 외에 있을 경우, 상기 지상열차제어부(10)에서 제공한 안전간격의 범위 값 중 가장 작은 값을 선택하여 열차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차 간격 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 차상열차제어부(20)가 계산한 제2안전간격은 이후 상기 차상열차제어부(20)의 열차의 목표점 결정시 반영되며, 또한 상기 차상열차제어부(20)의 동적 속도프로파일 결정시에 사용되는 것을 특징으로 하는 열차 간격 제어 장치.
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