KR101489886B1 - System for controlling automatically a train using smart signal - Google Patents

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KR101489886B1 KR20130055353A KR20130055353A KR101489886B1 KR 101489886 B1 KR101489886 B1 KR 101489886B1 KR 20130055353 A KR20130055353 A KR 20130055353A KR 20130055353 A KR20130055353 A KR 20130055353A KR 101489886 B1 KR101489886 B1 KR 101489886B1
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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템은, 열차의 전방으로 초음파를 송파하고 수파하는 초음파 모듈과, 초음파 모듈에서 송파된 후 이물체에 의하여 되돌아 오는 초음파를 수파하여 이물체와의 이격거리를 실시간으로 산출하고, 산출된 이격거리에 따라 열차 제동여부를 판단하는 제어부와, 제어부에 의하여 열차 제동이 필요한 것으로 판단되는 경우, 경고하는 경고부를 포함하며, 제어부는, 초음파 모듈로부터 송파되는 초음파의 초기 세팅된 초음파 송파거리보다 짧은 이격거리가 산출되는 경우 이물체로 판단하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 초음파 센서에 의하여 열차의 주행 전방 레일상에 이물체가 있는 지를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 판단된 이물체와 열차간 이격거리를 산출할 수 있게 되어 현재 열차의 주행속도 및 이격거리를 비교하여 경고할 수 있게 됨으로써 열차 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. A train control system using a smart signal according to a preferred embodiment of the present invention includes an ultrasonic module for transmitting and receiving ultrasonic waves forward of a train and an ultrasonic module for receiving ultrasonic waves returned by the object after being transmitted from the ultrasonic module, And a warning unit for warning when the control unit determines that the train should be braked, wherein the control unit is configured to calculate the distance from the ultrasonic module When the ultrasonic transmission distance is shorter than the initial set ultrasonic transmission distance of the ultrasonic wave, the ultrasonic wave is determined as a foreign body. Accordingly, it is possible to determine whether the object exists on the trail front side of the train by the ultrasonic sensor, and it is possible to calculate the distance between the determined object and the train, so that the traveling speed and the separation distance of the current train are compared So that the train accident can be prevented in advance.

Description

스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템 {SYSTEM FOR CONTROLLING AUTOMATICALLY A TRAIN USING SMART SIGNAL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a train control system using a smart signal,

본 발명은 초음파 센서와 같은 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다른 복잡한 지상신호 및 차상신호 시스템의 설치없이도 열차의 전방으로 초음파를 송파 및 수파하는 초음파 센서를 설치함으로써 열차 전방 레일의 장애물과 같은 이물체를 판단하여 열차를 비상제동할 수 있을 뿐만 아니라 전방을 주행하는 선행 열차와의 이격거리에 따라 열차의 주행속도를 자동으로 제어할 수 있는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a train control system using a smart signal such as an ultrasonic sensor and more specifically to an ultrasonic sensor for transmitting and receiving ultrasound to the front of a train without installing other complicated ground signals and onboard signal systems, In addition to emergency braking of trains by judging objects such as obstacles on the rail, it is also possible to control the running speed of a train according to the distance from the preceding train running ahead by using a smart signal train control system .

일반적으로 열차는 일반 자동차에 비하여 많은 승객을 운송시킬 수 있을 뿐만 아니라 많은 화물을 실어나를 수 있기 때문에, 교통 및 물류에 있어서 뿐만 아니라 환경오염 문제에 있어서도 매우 중요한 운송수단으로 재차 조명받고 있는 상황이다. 또한, 최근에는 물류량이 많아지고 고속열차가 등장함에 따라서 열차 이용이 점차 증가하고 있는 추세이다. In general, trains are able to carry many passengers as well as carry a lot of cargo compared to ordinary cars, so they are being illuminated again as transportation vehicles not only in transportation and logistics but also in environmental pollution problems. In recent years, the use of trains has been gradually increasing with the increase in the quantity of goods and the appearance of high-speed trains.

이러한 열차는 전방의 동력차에 다수의 종동차를 연결하여 레일 위를 고속으로 운행하도록 되어 있기 때문에 사고 발생시 많은 인명피해와 물적 피해가 발생할 수 있기 때문에 열차 운행에 있어서 안전예방이 무엇보다도 중요하게 대두되고 있다. These trains are designed to run at high speeds on a railway car by connecting a number of trains to a power train in front of the train, which can cause many casualties and material damage in the event of an accident. have.

이와 같이 열차는 한정된 선로를 이용하여 수많은 열차가 운행되고 있어 열차의 선로 사용이나 그에 따른 열차 운행 속도에 제한을 받아 왔다. 또한, 열차의 운행 특성상 정해진 선로를 따라서만 운행됨으로써 선행열차와 후행 열차간 운행을 조정하여 추돌사고 등을 방지할 필요성이 대두되고 있다. In this way, trains are operated with limited number of trains, which limits the use of trains and thus the speed of trains. In addition, due to the nature of the train 's operation, it is necessary to prevent the occurrence of a collision by coordinating the service between the preceding train and the trailing train.

이에 따라, 선행열차의 선로 점유상태를 판단하여 후행 열차의 운행속도를 제어하는 다양한 방안이 제시되고 있으며, 이러한 방안 중 ATS 시스템(자동 열차 정지 시스템 : Automatic Train Stop System) 및 ATP 시스템(자동 열차 보호 시스템 : Automatic Train Protect System)이 있다. Accordingly, there have been proposed various methods of controlling the trains of the trains by determining the occupancy of the trains of the preceding trains. Among these measures, the ATS system (Automatic Train Stop System) and the ATP system System: Automatic Train Protect System).

ATS 시스템은 열차가 운행하는 선로를 일정 구간으로 구분하고 해당 구간에서 제한속도로 감속운행되도록 하고 정해진 시간내에 감속이 되지 않는 경우 강제적으로 정지되도록 한 것으로서, 선행열차가 특정 선로구간을 점유하고 있는지 궤도점유 유닛에서 검지하고 점유되고 있는 구간을 기준으로 5현시 시스템의 경우 정지신호(R), 경계신호(YY) 주의신호(Y), 감속신호(YG) 및 진행신호(G)가 구간별로 현시되고, 3현시 시스템의 경우 정지신호(R), 주의신호(Y) 및 진행신호(G)가 구간별로 현시된다. The ATS system is a system that divides a railway line that a train travels into a certain section and causes the train to decelerate at a limited speed and forcibly stops the train if it is not decelerated within a predetermined time. The stop signal (R), the boundary signal (YY) caution signal (Y), the deceleration signal (YG) and the progress signal (G) are displayed for each section in the case of the five-system system based on the section occupied by the occupied unit , The stop signal (R), the caution signal (Y) and the progress signal (G) are displayed for each section in the case of the three-time system.

이때, 각 구간별의 현시신호는 구간별로 설치되는 ATS 지상자로부터 열차의 ATS 차상자로 전송되며 이는 공지된 기술로서 간단하게 설명하면, 선행열차에 의하여 특정구간(이하, '선행열차의 점유구간'이라 한다)의 궤도가 점유되면 각 구간별 ATS 지상자는 현시신호에 따른 공진주파수가 발진되며 이 ATS 지장자위로 ATS 차상자가 지나가면 주파수 인입현상에 의하여 ATS 지상자의 공진주파수를 감지하여 해당 공진주파수에 따라 제한속도로 감속하게 된다. At this time, the generated signal for each section is transmitted from the ATS receiver box installed in each section to the ATS receiver box of the train, which is a well known technique. In brief description, it is assumed that a predetermined section (hereinafter referred to as' The ATS ground is oscillated according to the present signal. When the ATS car box is passed by the ATS interference masturbation, the resonance frequency of the ATS ground is detected by the frequency induction phenomenon, It is decelerated at a limited speed according to the frequency.

그러나 ATS 시스템에서는 ATS 지상자에서 선행열차와 후행열차간 이격거리, ATS 지상자의 설치위치 및 ATS 지상자간 이격거리에 대한 정보가 없어 단순히 해당구간을 진입하기전 정해진 제한속도로 감속한 후 진입하도록 하여 운행중인 열차가 선행열차와 충분히 제동거리 이상 이격되어 있어도 무조건 기계적으로 감속운전하도록 하여 한정된 선로를 비효율적으로 사용하게 되거나 열차가 비효율적으로 운행되는 문제가 있다. However, in the ATS system, there is no information on the distance between the preceding train and the trailing train, the installation position of the ATS ground, and the separation distance between the ATS ground and the ATS, so that the system simply decelerates to the predetermined speed before entering the corresponding section, There is a problem in that a limited line is inefficiently used due to an unconditionally mechanically decelerating operation even if the train in operation is separated from the preceding train by more than a braking distance sufficiently or the train is operated inefficiently.

한편, ATP 시스템은 선로의 구간별로 지상 발리스가 설치되며, 열차의 차상 안테나에서 지상 발리스로부터 선행열차와의 이격거리, 지상 발리스가 설치된 위치, 지상 발리스간 이격거리 등에 대한 정보를 수신함으로써 선행열차와의 이격거리를 파악할 수 있어 보다 효율적으로 한정된 선로를 이용하여 열차의 운행 효율을 증대시킬 수 있다. On the other hand, the ATP system is equipped with a ground ballis for each section of the line, and receives information on the distance from the ground floor balise to the preceding train, the position where the ground ballis is installed, So that it is possible to increase the efficiency of train operation by using the line more efficiently.

그러나, 상기와 같이 한정된 선로를 효율적으로 사용하기 위한 ATS 시스템이나 ATP 시스템의 경우 선행 열차에 의하여 궤도점유가 된 경우 해당 신호를 후행 열차로 ATS 지상자를 통하여 전달하거나 지상 발리스를 통하여 전달하여 후행 열차의 운행을 제어하는데, 열차 선로에 이상 장애물이 있는 경우와 같은 비정상적인 상황에서는 이에 대처하지 못하는 문제점이 있다. However, in the case of the ATS system or the ATP system for efficiently using the limited line as described above, when the trajectory is occupied by the preceding train, the corresponding signal is transmitted to the trailing train through the ATS ground or through the ground ballis, In case of an abnormal situation such as an abnormal obstacle in the railway track, there is a problem that it can not cope with this situation.

또한, ATS 지상자 및 지상 발리스는 상호 이격되어 설치되기 때문에 이들 사이에서의 열차 선로 정보(선행 열차가 이들 사이 어디에 있는지 등)는 취득하기 어렵다는 문제가 있다. Further, since the ATS ground box and the ground balisse are installed so as to be spaced apart from each other, there is a problem that it is difficult to acquire train line information between them (such as where the preceding train is located therebetween).

또한, 이러한 ATS 시스템 및 ATP 시스템은, 열차 선로의 지상에 일정한 간격으로 지상자 또는 발리스를 설치하고, 이들 신호를 전달하는 신호체계를 구축하여야할 뿐만 아니라 열차의 차상에 이들과 신호전달을 받기 위한 차상장치를 구축하여야 함으로써 전체 시스템 구축비용 및 그 유지관리비용이 증가한다는 문제점이 있다. In addition, the ATS system and the ATP system require a ground box or balise to be installed at a predetermined interval on the ground of the train line, and a signal system for transmitting these signals must be established. In addition, The overall system construction cost and maintenance cost increase.

또한, 이들 ATS 시스템이나 ATP 시스템의 경우 상호 병렬적으로 교환되어 운행할 수 없으며 ATS 시스템의 열차 또는 ATP 시스템의 열차만 해당 선로를 운행될 수 밖에 없다는 문제가 있다.
In addition, these ATS systems and ATP systems can not be exchanged in parallel, and only trains of ATS system trains or ATP systems can be operated.

이와 같은 고정폐색방식이 폐색구간의 길이에 의해 열차간의 간격이 제한되는 점을 보완 또는 해결하기 위하여 궤도회로를 사용하지 않는 이동폐색방식이 제안되고 있다. In order to compensate for or solve the problem that the interval between the trains is limited by the length of the blockage period, the motion blocking method that does not use the track circuit has been proposed.

이동폐색 방식은 유도루프를 이용한 시스템과 무선통신을 이용한 시스템으로 구분되는데 후속열차가 선행열차의 위치 및 속도를 파악하고 자신의 목표속도에 비례하는 제동곡선을 산출하여 최소이격거리를 실시간으로 계산하여 운행하는 폐색방식이다. The mobile closure system is divided into a system using an inductive loop and a system using a wireless communication. The next train obtains the position and speed of the preceding train, calculates a braking curve proportional to the target speed, calculates the minimum distance in real time It is an occlusion system that operates.

그러나, 이러한 유도루프를 이용한 시스템의 경우 선로 가운데에 유도루프를 일정 간격(대략 25m) 간격으로 교차하여 전체 선로에 설치하고 열차가 유도루프를 지나갈 때 열차에 설치된 안테나를 통하여 지상과 차상간 통신을 하여 열차의 위치를 검지하여야 하는데 통신밴드의 저밀도로 인하여 많은 정보를 주고받을 수 없어 관제설비에 다양한 열차상태를 표시하는데 한계가 있고 전체 선로에 유도루프를 설치하여야 하므로 일부구간의 증폭장치가 필요하여 유도루프의 유지보수 비용이 증가하게 된다. However, in the case of the system using the induction loop, the induction loops are installed in the entire line at regular intervals (approximately 25 m) in the middle of the rail, and when the train passes through the induction loop, It is necessary to detect the position of the train. Due to the low density of the communication band, there is a limit to display various train conditions in the control facility because the information can not be exchanged much. The maintenance cost of the induction loop is increased.

또한, 무선통신을 이용한 시스템의 경우 블록내의 열차위치를 검지하기 위한 유도루프와 같은 지상장치를 사용하지 않고 라디오를 사용하여 지상과 차상의 통신을 하며 열차의 위치는 지상에 일정한 간격으로 설치한 트랜스폰드를 사용하여 열차의 절대위치를 인식하는데 무선통신을 함으로써 통신의 혼선과 간섭 및 해킹에 노출될 우려가 있으며 무선통신의 안정성을 확보하는데 어려움이 따르게 될 뿐만 아니라 지상설비가 필요하므로 그에 대한 유지보수 비용이 증가하는 문제가 있다. Also, in the case of a system using wireless communication, a ground is not used such as an induction loop for detecting the position of a train within a block, and a radio is used to communicate with the ground. The position of the train is set at a constant interval In order to recognize the absolute position of a train by using a pond, wireless communication may cause confusion, interference and hacking of communication, and it may be difficult to secure the stability of the radio communication. In addition, There is a problem that the cost increases.

또한, 열차 선로 전방에 장애물이 있는지 판단하기 위하여 별도로 열차의 전방에 장애물 장치를 설치하였는데, 이는 일반적인 자동차의 범퍼와 같은 것으로서 장애물과 출돌하여야만 장애물을 인식하여 열차 주행 속도를 늦추거나 장애물을 선로 밖으로 튕겨져 나가도록 하는 것으로 장애물과의 충돌을 원천적으로 방지하지 못한다는 문제가 있다. In addition, an obstacle device is installed in front of the train in order to determine whether there is an obstacle in front of the train line. This obstacle device is similar to a bumper of a general automobile. There is a problem that the collision with the obstacle can not be prevented originally.

또한, 선로 관리인을 배치하여 장애물 유무를 육안으로 확인하고 있지만, 수동으로 관리하는데 한계가 있을 뿐만 아니라 선로 전체를 관리하는 것은 불가능하다. In addition, although a line manager is installed to visually check the presence of obstacles, there is a limit to the manual control, and it is impossible to manage the entire line.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 열차의 주행선로 전방에 장애물이 있는지를 사전에 파악할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 시스템으로 열차 운행을 자동으로 제어할 수 있는 시스템을 제공하는데 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a system capable of automatically detecting whether an obstacle is present in front of a train by a train, have.

또한, 열차의 신호체계에 한정되지 않고 신규로 열차를 어느 신호체계가 구축된 선로에도 투입하여 운행할 수 있는 시스템을 제공하는데 목적이 있다. In addition, the present invention is not limited to the signal system of a train, but it is also an object of the present invention to provide a system which can newly transmit a train to a line in which a signal system is built.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 신호를 이용한 열차 제어 시스템은, 열차의 전방으로 초음파를 송파하고 수파하는 초음파 모듈; 상기 초음파 모듈에서 송파된 후 이물체에 의하여 되돌아 오는 초음파를 수파하여 상기 이물체와의 이격거리를 실시간으로 산출하고, 산출된 이격거리에 따라 상기 열차 제동여부를 판단하는 제어부; 상기 제어부에 의하여 열차 제동이 필요한 것으로 판단되는 경우, 경고하는 경고부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 초음파 모듈로부터 송파되는 초음파의 초기 세팅된 초음파 송파거리보다 짧은 이격거리가 산출되는 경우 이물체로 판단하는 것을 특징으로 한다. According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a train control system using a smart signal, comprising: an ultrasonic module for transmitting and receiving ultrasonic waves forward of a train; Receiving a ultrasonic wave returned from the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic module, receiving the ultrasonic wave reflected by the ultrasonic wave module, calculating a distance to the object in real time, and determining whether the train is braked according to the calculated distance; And a warning unit for warning when the control unit determines that the train is required to be braked, wherein the control unit controls the ultrasonic transmission unit such that, when the ultrasonic transmission distance from the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic module is shorter than the initially set ultrasonic transmission distance, .

이로써, 초음파 센서에 의하여 열차의 주행 전방 레일상에 이물체가 있는 지를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 판단된 이물체와 열차간 이격거리를 산출할 수 있게 되어 현재 열차의 주행속도 및 이격거리를 비교하여 경고할 수 있게 됨으로써 열차 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
Accordingly, it is possible to determine whether the object exists on the trail front side of the train by the ultrasonic sensor, and it is possible to calculate the distance between the determined object and the train, so that the traveling speed and the separation distance of the current train are compared So that the train accident can be prevented in advance.

또한, 상기 제어부는, 상기 경고부가 작동된 후에 열차가 제동되지 않는 경우, 자동으로 열차를 제동시키는 것이 바람직하다. Preferably, the control unit automatically brakes the train when the train is not braked after the warning unit is activated.

또한, 상기 제어부는, 자차량의 이동속도 및 선행 이물체의 이동속도를 판단하여, 자차량과 선행 이물체의 상대속도를 판단하여, 상기 열차의 주행속도를 제어하는 것이 바람직하다. It is preferable that the control unit judges the traveling speed of the vehicle and the traveling speed of the preceding vehicle to determine the relative speed between the vehicle and the preceding vehicle and controls the running speed of the train.

이로써, 열차 주행 전방에 이물체가 있다는 것을 경고한 후에 일정시간이 경과한 후에 열차를 제동하는 명령이 실행되지 않는 경우 자동으로 열차를 제동시킬 수 있어 2중으로 열차 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. This makes it possible to automatically brak down the train if the command to brake the train is not executed after a certain period of time has elapsed after warning that the object is present in front of the train running, thereby preventing double accidental train accidents .

또한, 전방의 이물체가 열차 선로에 떨어진 장애물이 아닌 전방을 주행하는 선행 열차인 경우도 이를 판단할 수 있게 되어 전방 선행열차와의 이격거리 및 현재 주행하는 열차의 속도, 전방 선행열차의 속도를 판단하여 전방 선행열차와의 안전거리를 조절할 수 있게 된다. In addition, it can be judged that this object in front is not an obstacle falling on a train line but a preceding train traveling forward, so that it is possible to determine the distance from the preceding train, the speed of the current train, It is possible to control the safety distance to the front preceding train.

또한, 종래 열차 자동 정지 장치 (ATS: Automatic Train Stop), 열차 자동 보호 장치(ATP : Automatic Train Protection) 또는 열차 자동 운전 장치(ATO : Automatic Train Operation)와 같이 복잡한 지상 신호 시스템 및 차상 신호 시스템의 설치없이도 간단하게 전방으로 초음파를 송파 및 수파하는 초음파 모듈을 설치함으로써 열차를 자동으로 운행할 수 있게 된다. In addition, the installation of complicated ground signal systems and onboard signal systems such as conventional automatic train stop (ATS), automatic train protection (ATP) or automatic train operation (ATO) It is possible to automatically operate a train by installing an ultrasonic module for transmitting and receiving ultrasound waves in a simple manner without using an ultrasonic wave.

또한, 지상의 선로에 대해 궤도회로, 루프회로 또는 지상 무선통신장치와 같은 복잡한 인프라 구축없이도 종래의 이동 폐색 방식과 같이 효과적인 선로운영을 할 수 있으며, 그 유지, 보수 및 관리비용을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.
Further, it is possible to effectively operate the line as in the conventional mobile occlusion method without constructing a complicated infrastructure such as a track circuit, a loop circuit, or a ground wireless communication device with respect to the ground line, and to greatly reduce the maintenance, .

또한, 보다 바람직하게는 구배구간 또는 곡선구간에서 열차 주행방향 전방으로 초음파를 송파하는 적어도 하나 이상의 지상 초음파모듈; 상기 지상 초음파 모듈로부터 측정된 데이터 신호를 주행해 오는 열차로 전송하는 지상 송수신부;를 포함한다. More preferably, the at least one ground ultrasonic module transmits ultrasonic waves forward in a train traveling direction in a gradient section or a curved section. And a terrestrial transceiver unit for transmitting the measured data signal from the terrestrial ultrasonic wave module to a traveling train.

또한, 상기 제어부는, 상기 지상 초음파 모듈로부터 전송되는 데이터 신호, 지상 초음파 모듈의 위치, 자차량의 위치를 판단하고, 지상 초음파 모듈의 초기 세팅된 송파거리보다 짧은 신호가 수신되는 경우 이물체로 판단하고, 상기 이물체와 지상 초음파 모듈간 이격거리를 판단한 후 이를 토대로 열차와 이물체간 이격거리를 판단하는 것이 바람직하다. The control unit may determine the data signal transmitted from the terrestrial ultrasonic module, the position of the ground ultrasonic module, and the position of the child vehicle, and judge the data signal as a foreign object when a signal shorter than the initially set transmission distance of the terrestrial ultrasonic module is received It is preferable to determine the distance between the object and the ground ultrasonic module, and then determine the distance between the train and the object based on the distance.

이로써, 열차가 주행하는 선로가 곡선구간이거나 구배구간인 경우 전방으로 송파되는 초음파 모듈이 포착하지 못하는 사각지대의 이물체인 경우에도 지상 초음파 모듈로부터 데이터를 열차에서 확보할 수 있게 되고, 열차에서는 열차와 지상 초음파 모듈간 이격거리, 지상 초음파 모듈과 이물체간 이격거리를 판단하여 결과적으로 열차에서 초음파 모듈의 데이터를 분석하여 열차와 이물체간 이격거리를 판단하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되어, 열차 초음파 모듈의 사각지대가 있는 경우에도 안정적으로 이물체를 판단하여 열차의 주행속도를 적절하게 제어할 수 있게 된다.
Accordingly, even when the track on which the train travels is a curved section or a gradient section, even if the ultrasonic module forwardly transmitted is a foreign object in a blind spot that can not be captured, data from the ground ultrasonic module can be secured on the train. It is possible to obtain the same effect as that of determining the distance between the ground ultrasonic module and the ground ultrasonic module and the distance between the ground ultrasonic module and the object and consequently analyzing the data of the ultrasonic module in the train, It is possible to determine the object stably and control the traveling speed of the train appropriately.

또한, 상기 지상 초음파 모듈은, 후행하는 열차가 감지되는 경우 영상을 촬상하는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that the ground ultrasonic module images an image when a trailing train is detected.

또한, 이와 달리 상기 지상 초음파 모듈의 후방측 레일 상에 열차 주행시 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부가 설치되어, 후행 열차를 감지하는 것도 무방하다. Alternatively, a vibration sensing unit may be provided on the rear-side rail of the ground-based ultrasonic module to sense vibrations generated when the train travels, so that a trailing train may be sensed.

또한, 이와 달리 상기 지상 송수신부에서 상기 열차의 송수신부로부터 신호가 감지되는 경우, 지상 초음파 모듈이 작동되는 것도 무방하다. Alternatively, when the terrestrial transceiver detects a signal from the transceiver of the train, the terrestrial ultrasonic module may be operated.

이로써, 지상 초음파 모듈에서 24시간 동안 초음파를 송파 및 수파하는 경우 이에 대한 전력 처리, 유지 및 관리에 시간 및 비용이 소요됨에 따라, 지상 초음파 모듈측으로 열차가 진입해 들어오는 경우에만 지상 초음파 모듈을 구동시킴으로써 데이터 처리, 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있게 된다.
Accordingly, when the ultrasonic wave is transmitted and received by the ultrasonic wave module for 24 hours, it takes time and expense to process, maintain and manage electric power for the ultrasonic wave module. Therefore, by driving the ultrasonic wave module only when the train enters into the ultrasonic wave module side Data processing, maintenance and management can be facilitated.

또한, 상기 제어부는, 기존 철도신호 시스템의 지상장치로부터 열차 운행 신호를 수신하고, 상기 판단된 이물체와의 이격거리 및 제동여부를 비교판단하여, 더 신속하게 제동해야하는 신호에 따라 열차를 제동시키는 것이 바람직하다. The control unit receives the train running signal from the ground apparatus of the existing railway signal system, compares the determined distance with the determined object and determines whether to brak or not, and brakes the train in accordance with the signal to be braked more quickly .

이로써, 초음파 모듈을 이용하여 열차를 자동으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라 기존 신호 체계 예를 들면, ATS, ATP 또는 ATO와 병행하여 작동시킴으로써 기존 신호체계 시스템의 오작동이 있는 경우 이중으로 안전장치를 마련해 놓을 수 있을 뿐만 아니라 기존 신호체계의 경우에는 지상자, 지상장치 또는 발리스가 설치된 위치에서만 선로의 지상정보를 수신할 수 밖에 없는 한계가 있는데 이를 보완하여 열차의 주행 선로 전구간에 걸쳐 선로의 지상정보를 취득할 수 있게 되어 보다 안정적인 열차 운행 시스템을 구축할 수 있게 된다.
In this way, the train can be operated automatically by using the ultrasonic module, and the existing signal system, for example, ATS, ATP or ATO, is operated in parallel, so that if there is a malfunction of the existing signal system, In addition, in the case of the existing signal system, there is a limit that can only receive the ground information of the line only at the place where the ground box, ground device or ballis is installed. By supplementing this, it is possible to acquire the ground information of the line over the entire running track of the train So that a more stable train operation system can be constructed.

또한, 상기 제어부는, 상기 열차의 주행속도에 따라 상기 초음파 모듈의 출력범위를 조절하는 것이 바람직하다. Preferably, the control unit adjusts the output range of the ultrasonic module according to the traveling speed of the train.

이로써, 열차의 주행속도가 빠른 경우에는 제동거리가 늘어나게 됨으로 그에 따라 전방의 장애물이나 선행열차를 더 멀리서 미리 감지할 필요가 있으므로 초음파 모듈의 전방 송파범위를 증가시키고, 열차의 주행속도가 느린 경우에는 제동거리가 짧아지게 됨으로 그에 따라 전방의 장애물이나 선행열차를 좀더 여유있고 자세하게 감지할 수 있도록 전방 송파범위를 축소시킬 수 있게 되어 열차의 주행속도에 따라 전방 감시를 효과적으로 할 수 있게 된다.
Accordingly, when the running speed of the train is high, the braking distance is increased. Accordingly, it is necessary to detect the obstacle or the preceding train ahead in advance, thereby increasing the forward transmission range of the ultrasonic module. When the running speed of the train is slow The braking distance is shortened, so that the forward transmission range can be reduced so that the front obstacle or the preceding train can be more spaciously and precisely detected, so that the forward surveillance can be effectively performed according to the running speed of the train.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템에 의하면, 초음파 센서에 의하여 열차의 주행 전방 레일상에 이물체가 있는 지를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 판단된 이물체와 열차간 이격거리를 산출할 수 있게 되어 현재 열차의 주행속도 및 이격거리를 비교하여 경고할 수 있게 됨으로써 열차 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
According to the train control system using the smart signal according to the preferred embodiment of the present invention as described above, it is possible to judge whether the object is present on the running front side of the train by the ultrasonic sensor, It is possible to calculate the distance between the trains, so that the traveling speed and the distance of the current train can be compared with each other to warn the train, thereby preventing a train accident from occurring.

또한, 열차 주행 전방에 이물체가 있다는 것을 경고한 후에 일정시간이 경과한 후에 열차를 제동하는 명령이 실행되지 않는 경우 자동으로 열차를 제동시킬 수 있어 2중으로 열차 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. In addition, if the command to brake the train is not executed after a predetermined time has elapsed after warning that the object is present in the front of the train, the train can be automatically braked and the train accident can be prevented in advance .

또한, 전방의 이물체가 열차 선로에 떨어진 장애물이 아닌 전방을 주행하는 선행 열차인 경우도 이를 판단할 수 있게 되어 전방 선행열차와의 이격거리 및 현재 주행하는 열차의 속도, 전방 선행열차의 속도를 판단하여 전방 선행열차와의 안전거리를 조절할 수 있게 된다. In addition, it can be judged that this object in front is not an obstacle falling on a train line but a preceding train traveling forward, so that it is possible to determine the distance from the preceding train, the speed of the current train, It is possible to control the safety distance to the front preceding train.

또한, 종래 열차 자동 정지 장치 (ATS: Automatic Train Stop), 열차 자동 보호 장치(ATP : Automatic Train Protection) 또는 열차 자동 운전 장치(ATO : Automatic Train Operation)와 같이 복잡한 지상 신호 시스템 및 차상 신호 시스템의 설치없이도 간단하게 전방으로 초음파를 송파 및 수파하는 초음파 모듈을 설치함으로써 열차를 자동으로 운행할 수 있게 된다. In addition, the installation of complicated ground signal systems and onboard signal systems such as conventional automatic train stop (ATS), automatic train protection (ATP) or automatic train operation (ATO) It is possible to automatically operate a train by installing an ultrasonic module for transmitting and receiving ultrasound waves in a simple manner without using an ultrasonic wave.

또한, 지상의 선로에 대해 궤도회로, 루프회로 또는 지상 무선통신장치와 같은 복잡한 인프라 구축없이도 종래의 이동 폐색 방식과 같이 효과적인 선로운영을 할 수 있으며, 그 유지, 보수 및 관리비용을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.
Further, it is possible to effectively operate the line as in the conventional mobile occlusion method without constructing a complicated infrastructure such as a track circuit, a loop circuit, or a ground wireless communication device with respect to the ground line, and to greatly reduce the maintenance, .

또한, 열차가 주행하는 선로가 곡선구간이거나 구배구간인 경우 전방으로 송파되는 초음파 모듈이 포착하지 못하는 사각지대의 이물체인 경우에도 지상 초음파 모듈로부터 데이터를 열차에서 확보할 수 있게 되고, 열차에서는 열차와 지상 초음파 모듈간 이격거리, 지상 초음파 모듀과 이물체간 이격거리를 판단하여 결과적으로 열차에서 초음파 모듈의 데이터를 분석하여 열차와 이물체간 이격거리를 판단하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되어, 열차 초음파 모듈의 사각지대가 있는 경우에도 안정적으로 이물체를 판단하여 열차의 주행속도를 적절하게 제어할 수 있게 된다.
In addition, when the track on which the train travels is a curved section or a gradient section, data can be obtained from the ground ultrasonic module even in the case of a foreign object in a blind spot that can not be captured by an ultrasonic module forwarded to the train. It is possible to obtain the same effect as that of judging the distance between the ground ultrasonic module and the ground ultrasonic module and the distance between the foreign object and the ultrasonic module in the train so as to determine the distance between the train and the object, It is possible to determine the object stably and control the traveling speed of the train appropriately.

또한, 지상 초음파 모듈에서 24시간 동안 초음파를 송파 및 수파하는 경우 이에 대한 전력 처리, 유지 및 관리에 시간 및 비용이 소요됨에 따라, 지상 초음파 모듈측으로 열차가 진입해 들어오는 경우에만 지상 초음파 모듈을 구동시켜 촬상하도록 함으로써 데이터 처리, 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있게 된다.
In addition, when ultrasonic waves are transmitted and received by the ground ultrasonic module for 24 hours, it takes time and expense to process, maintain and manage electric power. Therefore, when the train enters the ground ultrasonic module side, the ground ultrasonic module is driven So that data processing, maintenance and management can be facilitated.

또한, 초음파 모듈을 이용하여 열차를 자동으로 운행할 수 있을 뿐만 아니라 기존 신호 체계 예를 들면, ATS, ATP 또는 ATO와 병행하여 작동시킴으로써 기존 신호체계 시스템의 오작동이 있는 경우 이중으로 안전장치를 마련해 놓을 수 있을 뿐만 아니라 기존 신호체계의 경우에는 지상자, 지상장치 또는 발리스가 설치된 위치에서만 선로의 지상정보를 수신할 수 밖에 없는 한계가 있는데 이를 보완하여 열차의 주행 선로 전구간에 걸쳐 선로의 지상정보를 취득할 수 있게 되어 보다 안정적인 열차 운행 시스템을 구축할 수 있게 된다.
In addition, the train can be operated automatically using the ultrasonic module, and the existing signal system, for example, ATS, ATP or ATO, can be operated in parallel with the existing signal system. In addition, in the case of the existing signal system, there is a limit that can only receive the ground information of the line only at the place where the ground box, ground device or ballis is installed. By supplementing this, it is possible to acquire the ground information of the line over the entire running track of the train So that a more stable train operation system can be constructed.

또한, 열차의 주행속도가 빠른 경우에는 제동거리가 늘어나게 됨으로 그에 따라 전방의 장애물이나 선행열차를 더 멀리서 미리 감지할 필요가 있으므로 초음파 모듈의 전방 송파범위를 증가시키고, 열차의 주행속도가 느린 경우에는 제동거리가 짧아지게 됨으로 그에 따라 전방의 장애물이나 선행열차를 좀더 여유있고 자세하게 감지할 수 있도록 전방 송파범위를 축소시킬 수 있게 되어 열차의 주행속도에 따라 전방 감시를 효과적으로 할 수 있게 된다.
In addition, when the traveling speed of the train is high, the braking distance is increased. Accordingly, it is necessary to detect the obstacle ahead or the preceding train in the farther advance, so that the forward transmission range of the ultrasonic module is increased. When the traveling speed of the train is slow The braking distance is shortened, so that the forward transmission range can be reduced so that the front obstacle or the preceding train can be more spaciously and precisely detected, so that the forward surveillance can be effectively performed according to the running speed of the train.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 열차 전방에 초음파 모듈이 설치되는 것을 설명하기 위한 도면,
도 3은 열차 전방의 다른 열차와의 이격거리를 판단하여 열차의 주행을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 곡선구간에서 열차의 주행을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 구배구간에서 열차의 주행을 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating a train control system using a smart signal according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining that an ultrasonic module is installed in front of a train,
3 is a view for explaining a method of controlling the running of a train by determining a distance between the train and another train in front of the train,
4 is a view for explaining a method of controlling the running of a train in a curve section,
5 is a diagram for explaining a method of controlling the running of a train in a gradient section,
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a train using a smart signal according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템에 대하여 설명한다. Hereinafter, a train control system using a smart signal according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

아울러, 종래 ATS, APT, 고정폐색방식, 이동폐색방식과 대비하여 이들의 신호 인프라를 사용하지 않는 본 발명의 초음파 센서를 이용한 방식을 스마트 신호라 정의한다. In addition, a method using the ultrasonic sensor of the present invention which does not use the signal infrastructure of the conventional ATS, APT, fixed occlusion method, and mobile occlusion method is defined as a smart signal.

한편, 도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 초음파 또는 초음파를 이용한 자동 열차 운행 시스템을 나타낸다. 1 to 6 show an automatic train operation system using ultrasonic waves or ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 초음파를 이용한 열차 자동 운행 시스템에 대하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an automatic train operation system using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 초음파 센서와 같은 스마트 신호를 이용한 열차 제어 시스템의 개략적인 블록도, 도 2는 초음파 모듈이 열차에 설치되는 상태를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a schematic block diagram of a train control system using a smart signal such as an ultrasonic sensor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a state in which an ultrasonic module is installed on a train.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스마트 신호를 이용한 열차 제어 시스템(100), 초음파 모듈(120), 제어부(110), 경고부(130) 및 제동부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the system includes a train control system 100 using a smart signal, an ultrasonic module 120, a control unit 110, a warning unit 130, and a braking unit 140 according to a preferred embodiment of the present invention .

초음파 모듈(120)은, 초음파 송파부 및 초음파 수파부로 구성되며, 초음파 송파부로부터 송파된 초음파가 전방의 이물체 등에 의하여 반사되어 수파부로 들어오게 된다. The ultrasonic module 120 includes an ultrasonic wave transmitting part and an ultrasonic wave receiving part, and the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave transmitting part is reflected by the front object and enters the receiving part.

이때, 초음파 모듈(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 열차 전면을 향하여 초음파를 송파하도록 설치되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the ultrasonic module 120 is installed to transmit ultrasonic waves toward the front of the train as shown in FIG.

제어부(110)는, 초음파 모듈(120)의 송파부로부터 송파된 초음파가 이물체에 의하여 반사되어 수파부로 수파되는 시간을 카운팅하여 이물체와의 이격거리를 판단한다. The control unit 110 counts the time that ultrasonic waves transmitted from the transmission unit of the ultrasonic module 120 are reflected by the object and received by the reception unit to determine the separation distance from the object.

이후, 제어부(110)는 현재 열차의 주행속도에 따른 제동거리를 판단하고 식별된 이물체와의 이격거리와 제동거리를 비교하여, 즉 충분한 제동거리를 확보할 수 있는지를 판단하여 열차를 감속 또는 제동할 필요가 있는지 판단한다. Thereafter, the control unit 110 determines the braking distance according to the traveling speed of the current train, compares the distances from the identified objects with the braking distances, i.e., determines whether a sufficient braking distance can be secured, Determine if braking is necessary.

이때, 열차의 감속 또는 제동이 필요한 것으로 판단하는 경우 경고부(130)를 통하여 음성 또는 경고음을 출력하도록 하여 기관사가 필요한 조치를 취하도록 하는 것이 바람직하다. At this time, when it is determined that deceleration or braking of the train is necessary, it is preferable to output a voice or a warning sound through the warning unit 130 so that the engineer takes necessary measures.

보다 바람직하게는, 제어부(110)는 상기와 같이 감속 또는 제동이 필요한 것으로 판단하여 경고부(130)를 통하여 경고를 한 후, 소정 시간이 지난 후에 제동부(140)로부터 제동에 대한 입력신호가 입력되지 않는 경우, 자동으로 제동부(140)를 구동시켜 열차를 감속 또는 제동시키도록 제어한다.
More specifically, after the controller 110 determines that deceleration or braking is necessary, the control unit 110 warns the driver through the warning unit 130 and then receives an input signal for braking from the braking unit 140 If it is not input, the control unit 140 automatically controls the braking unit 140 to decelerate or brake the train.

이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 주행중인 열차의 선로 전방에 이물체 즉 장애물이 감지되는 경우 장애물과의 이격거리 및 현재 주행중인 열차의 주행속도에 따라 제동거리를 산출하여, 그에 따라 열차를 감속 또는 제동될 수 있도록 함으로써 별도의 복잡한 기구적인 장치없이도 장애물에 대한 안전사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이 이물체가 선행하는 열차인 경우 선행하는 열차와의 이격거리를 판단하여 감속 또는 제동할 수 있도록 함으로써 복잡한 지상장치 및 차상장치를 설치하지 않아도 간단하게 선행열차와의 이격거리에 따라 열차의 증속, 감속 또는 제동될 수 있도록 함으로써 한정된 열차 선로를 효율적으로 이용할 수 있게 된다. According to the preferred embodiment of the present invention configured as described above, the braking distance is calculated according to the distance between the obstacle and the current running speed of the train when the obstacle is detected in front of the line of the running train, The train can be decelerated or braked so that a safety accident against an obstacle can be prevented without a complicated mechanical device. In addition, if the object is a preceding train as shown in FIG. 3, The speed of the train can be increased, decelerated or braked according to the distance from the preceding train, so that it is possible to efficiently use the limited train line without the need to install a complicated ground device or an onboard device .

또한, 기존 ATS 시스템 또는 ATP 시스템이 설치된 선로에 운행되도록 투입되는 열차가 해당 시스템이 구축되지 않은 열차라 하여도 어느 선로 또는 어느 라인이라도 투입되어 열차 운행을 할 수 있게 되어, 기존 낡은 인프라가 구축된 경우에도 효과적인 열차 배치, 열차 운행을 할 수 있게 된다.
In addition, even if the train to be operated on the line where the existing ATS system or ATP system is installed is a train for which the corresponding system is not installed, any line or any line can be used to operate the train and the existing old infrastructure is established Even when the train is deployed effectively, the train can be operated.

한편, 보다 바람직하게는 열차의 주행속도가 빠른 경우에는 그 만큼 제동거리가 길어질 수 밖에 없어 이물체와의 이격거리가 멀어도 열차의 주행속도를 감속하도록 제동할 필요가 있으며, 열차의 주행속도가 느린 경우에는 그 만큼 제동거리가 짧으므로 이물체와의 이격거리가 가까운 경우 주행속도를 감속하도록 제동할 필요가 있으므로, 열차의 주행속도에 따라 초음파 모듈(120)의 출력을 비례하여 증감한다. If the traveling speed of the train is high, the braking distance must be long. Therefore, it is necessary to brak down the traveling speed of the train even if the distance from the object is long. The output of the ultrasonic module 120 is increased or decreased in proportion to the traveling speed of the train because it is necessary to braking the vehicle so as to decelerate the traveling speed when the braking distance is short.

이러한 구성에 의하여, 열차의 주행속도가 느린 경우에는 초음파 모듈(120)의 송파거리가 짧으므로 전력소비를 최소화하여 좀 더 자세하게 전방을 감시하면서 열차 운행을 할 수 있으며, 열차의 주행속도가 빠른 경우에는 초음파 모듈(120)의 송파거리가 길어지므로 좀 더 먼 이물체를 감지하여 보다 신속하게 열차의 주행속도를 감속할 수 있도록 제어할 수 있게 된다. With this configuration, when the traveling speed of the train is slow, the transmission distance of the ultrasonic module 120 is short, so that the power consumption can be minimized and the train can be operated while observing the front side in more detail. The distance traveled by the ultrasonic module 120 becomes long, so that it is possible to control the traveling speed of the train to be reduced more quickly by detecting a farther object.

따라서, 초음파 모듈(120)의 송파거리가 고정된 경우에는 열차의 주행속도에 추종하지 못하고 최대 송파거리로 고정 세팅할 수 밖에 없는 데, 이러한 경우 불필요하게 전력소모가 될 수 있으며 송파부의 수명이 짧아지게 되므로 유지 및 보수 비용이 증가하는 문제가 발생한다. Accordingly, when the transmission distance of the ultrasonic module 120 is fixed, it can not follow the traveling speed of the train and can be fixedly set to the maximum transmission distance. In this case, power consumption may be unnecessarily consumed, The maintenance and repair costs increase.

이때, 열차의 주행속도에 따른 초음파 모듈(120)의 전방 송파거리에 대한 데이터를 제어부(110)가 인지하고 그에 맞게 이물체와의 이격거리를 연산한다. At this time, the controller 110 recognizes data on the forward transmission distance of the ultrasonic module 120 according to the traveling speed of the train, and calculates a distance to the object from the data.

보다 바람직하게는 초음파 모듈(120)의 송파각을 열차의 주행속도에 따라 가변되게 하여, 열차의 주행속도가 빠른 경우 먼거리로 송파하도록 틸팅되고 주행속도가 느린 경우 근거리로 송파하도록 틸팅되게 한다.
More preferably, the transmission angle of the ultrasonic module 120 is varied according to the running speed of the train, and when the running speed of the train is high, the vehicle is tilted so as to travel at a long distance.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이 선로가 곡선구간인 경우 및 도 6에 도시된 바와 같이 선로가 구배구간인 경우 초음파 모듈에 의하여 열차 선로의 이물체를 감지하는 것이 한계가 있으므로, 곡선구간 또는 구배구간에서 열차의 진행방향으로 초음파광을 발광하도록 지상에 지상 초음파 모듈(160)이 설치된다. According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, when the line is a curve section or when the line is a gradient section as shown in FIG. 6, the ultrasonic module senses the object of the train line The ground ultrasonic module 160 is installed on the ground to emit ultrasonic light in the traveling direction of the train in the curve section or the gradient section.

이러한 지상 초음파 모듈(160)은 상기 열차에 설치되는 초음파 모듈(120)과 같이 전방으로 초음파를 송파하도록 하여 전방 이물체를 감지하도록 한다. The ground ultrasonic module 160 allows ultrasonic waves to be transmitted forward as in the ultrasonic module 120 installed on the train, so that the object can be detected ahead.

지상 초음파 모듈(120)로부터 감지된 데이터 신호는 지상 초음파 모듈(160)측으로 진입하는 열차로 전송한다. The data signal detected from the terrestrial ultrasonic wave module 120 is transmitted to the terrestrial ultrasonic wave module 160 through the train.

이때, 지상 초음파 모듈(160)에서 감지된 데이터 신호를 진입하는 열차로 전송하기 위하여 지상 송수신부(170)가 구비된다. At this time, the terrestrial transceiver unit 170 is provided to transmit the data signal sensed by the terrestrial ultrasonic wave module 160 to the incoming train.

후행하는 열차는 지상 송수신부(170)로부터 전송되는 데이터 신호를 상기의 초음파 모듈(120)에서 이물체와의 이격거리를 판단하는 것과 동일하게 이물체를 감지한다. 이물체가 판단되는 경우 지상 초음파 모듈(160)과 이물체간 이격거리 및 열차와 지상 초음파 모듈(160)간의 이격거리를 합산하여 최종적으로 열차와 이물체간 이격거리를 산출한다. The trailing trains sense the data signal transmitted from the terrestrial transceiver unit 170 in the same way as the ultrasonic module 120 determines the distance from the object. When the object is determined, the separation distance between the ground ultrasonic module 160 and the foreign object and the separation distance between the train and the ground ultrasonic module 160 are finally calculated to calculate the separation distance between the train and the foreign object.

이를 위해, 상기 지상 송수신부(170)에서는 지상 초음파 모듈(160)이 설치된 위치 데이터 및 송파해서 수파되는 시간 데이터를 후행하는 열차로 전송한다. 이때, 지상 초음파 모듈(120)의 세팅된 송파거리에 대한 데이터도 전송하는 것이 바람직하며, 이와 달리 제어부(110)가 지상 초음파 모듈(160)의 설치 위치 데이터를 판단하여 기저장된 해당 위치에 설치된 초음파 모듈(120)의 송파거리를 독출하여 이용하는 것도 무방하다. To this end, the terrestrial transceiver unit 170 transmits the position data provided with the ground ultrasonic module 160 and the time data received and transmitted to the following trains. At this time, it is preferable to transmit data on the set transmission distance of the ground ultrasonic module 120. Alternatively, the controller 110 may determine installation position data of the ground ultrasonic module 160, It is also possible to read and use the transmission distance of the module 120.

즉, 제어부(110)는 지상 송수신부(170)에서 전송되는 지상 초음파 모듈(160)의 설치 위치 데이터 및 현재 열차의 위치 데이터를 GPS 모듈(280)로부터 판단하여 열차와 지상 초음파 모듈(160)간 이격거리를 판단하고, 지상 초음파 모듈(160)로부터 전송되는 데이터 신호를 분석하여 지상 초음파 모듈(160)과 이물체간 이격거리를 판단하여 최종적으로 열차와 이물체간 이격거리를 판단한다.That is, the control unit 110 determines the installation position data of the ground ultrasonic module 160 and the position data of the current train transmitted from the terrestrial transmission / reception unit 170 from the GPS module 280 and transmits the position data between the train and the ground ultrasonic module 160 And determines the separation distance between the terrestrial ultrasound module 160 and the foreign object by analyzing the data signal transmitted from the terrestrial ultrasound module 160 to finally determine the separation distance between the train and the foreign object.

이후, 열차와 이물체가 이격거리 및 현재 주행중인 열차의 주행속도에 따라 제동거리를 산출하여, 감속 또는 제동 제어가 필요한지를 판단하고, 감속 또는 제동 제어가 필요한 경우 상기와 마찬가지로 경고부(130)를 통하여 경고 메시지를 알리고, 경고 메시지를 알린 후 소정 시간이 경과후에도 제동부(140)에 대한 입력신호가 없는 경우 자동으로 열차를 감속 또는 제동 제어를 한다. Thereafter, it is determined whether deceleration or braking control is necessary by calculating the braking distance according to the distance between the train and the object and the running speed of the train that is currently running. If deceleration or braking control is required, And notifies the warning message, and if the input signal to the braking unit 140 does not exist even after a predetermined time has elapsed, the train is automatically decelerated or braked.

이로써, 곡선구간 및 구배구간에서 열차의 초음파 모듈(120)에서 감지하지 못하는 경우에도 이물체를 사전에 파악하여 열차의 감속 또는 제동 제어를 할 수 있게 된다. Thus, even when the ultrasonic module 120 of the train can not detect the curved section and the gradient section, the object can be grasped in advance to control the deceleration or braking of the train.

이때, 곡선구간 및 구배구간에는 그 회전반경 또는 구배 기울기에 따라 지상 초음파 모듈을 하나 이상 설치하는 것도 무방하다. At this time, it is also possible to install at least one ground ultrasonic module in the curved section and the gradient section according to the rotation radius or gradient of the gradient.

한편, 상기에서 지상 초음파 모듈(160)에서 데이터 신호를 열차로 전송하고, 제어부(110)에서 이를 분석하여 이물체간 이격거리를 분석하는 것에 대하여 도시하고 설명하였으나, 이와 달리 지상 초음파 모듈(160)에서 이물체와의 이격거리를 산출하여 열차로 전송하는 것도 무방하다. In the above description, the terrestrial ultrasonic module 160 transmits a data signal to the train, and the control unit 110 analyzes the data signal to analyze the separation distance. However, in the terrestrial ultrasonic module 160, It is also possible to calculate the distance from this object and transmit it to the train.

또한, 열차 초음파 모듈(120)은 실시간으로 초음파를 송파하여야 하나 지상 초음파 모듈(160)의 경우 후행하는 열차가 감지되는 경우에만 초음파를 송파하도록 함으로써 지상 초음파 모듈(160)의 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In addition, although the train ultrasonic module 120 must transmit ultrasonic waves in real time, in the case of the ground ultrasonic module 160, the ultrasonic wave is transmitted only when a trailing train is detected, thereby facilitating the maintenance of the ground ultrasonic module 160 .

이와 달리, 지상 초음파 모듈(160)이 설치된 위치로부터 후방측 레일 위에 열차 주행시 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부(S)를 설치하고, 진동 감지부(S)로부터 소정 크기 이상의 진동이 감지되는 경우 후행 열차가 있는 것으로 판단하여 지상 초음파 모듈(160)을 구동시켜 초음파를 송파하도록 하는 것도 무방하다. Alternatively, a vibration sensing part S may be provided to sense the vibration generated when the train is run on the rear side rail from a position where the ground ultrasonic module 160 is installed. When vibration exceeding a predetermined size is detected from the vibration sensing part S It may be determined that there is a trailing train and the ground ultrasonic module 160 is driven to transmit ultrasonic waves.

한편, 이와 달리 후행하는 열차의 차상 송수신부(150)로부터 송신되는 신호를 지상 송수신부(170)에서 수신되는 경우 지상 초음파 모듈(160)을 구동시켜 초음파를 송파하도록 하는 것도 무방하다. On the other hand, when the signal transmitted from the onboard transceiver unit 150 of the trailing train is received by the terrestrial transceiver unit 170, the terrestrial ultrasonic wave module 160 may be driven to transmit the ultrasonic wave.

이로써, 지상 초음파 모듈(170)은 후행하는 열차가 없는 경우에는 초음파를 송파하지 않고 대기 모드의 상태에서, 후행하는 열차가 감지되는 경우에만 초음파를 송파하도록 함으로써 지상 초음파 모듈(160)의 작동수명을 실질적으로 연장시킬 수 있으며 그 유지 또는 관리에 따른 비용 및 시간을 단축할 수 있게 된다.
Thus, the ground ultrasonic module 170 can transmit the ultrasonic wave only when a trailing train is sensed in the standby mode without transmitting the ultrasonic wave in the case where there is no following train, so that the operating life of the ground ultrasonic module 160 It is possible to substantially extend and shorten the cost and time of maintenance or management thereof.

이와 같이, 종래에는 열차 선로의 신호체계(ATS 또는 ATP 등)에 따라 해당 신호 시스템 및 인프라를 구축하고도, 별도의 장애물 판단장치를 설치하고, 별도의 역사 정위치 정차 시스템을 구축하여야 하는 불편함이 있으나, 하나의 시스템 즉, 초음파를 이용하여 열차와 이물체간 이격거리를 판단함으로써 장애물 판단, 선행 열차와의 상호관계를 고려한 열차 운행 제어 및 역사 정위치 정차를 유도할 수 있게 되어, 전체 시스템의 설치나 구축에 따른 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 복잡하고 많은 지상장치 및 차상장치를 유지 및 관리하는 시간 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있으며 시스템의 운용면에서도 획기적으로 간편화할 수 있게 된다.
In this way, conventionally, it is inconvenient to establish a separate obstacle judging device and to construct a separate historical stationary system even if the signal system and infrastructure are built according to the signal system (ATS or ATP, etc.) of the railway track However, it is possible to judge obstacles and determine the distances between the trains and the foreign objects by using one system, that is, ultrasonic waves, and to control the train operation taking into consideration the correlation with the preceding trains, It is possible to drastically reduce the cost of installation and construction as well as drastically reduce the time and cost of maintaining and managing the conventional complicated and large number of ground apparatuses and onboard apparatuses and greatly simplifying the operation of the system do.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 기존 신호체계 인프라와 병행하여 즉, ATS 시스템 또는 ATP 시스템과 병행하여 초음파 모듈을 이용하여 열차를 운행 속도를 제어하는 것도 가능하다. Meanwhile, it is also possible to control the traveling speed of the train using the ultrasonic module in parallel with the existing signal system infrastructure according to the preferred embodiment of the present invention, that is, in parallel with the ATS system or the ATP system.

즉, ATS 시스템의 경우 ATS 신호 또는 ATP 신호에 의한 열차의 주행속도와 초음파 모듈의 신호를 분석하여 주행속도에 대한 감속 또는 제동에 대한 판단이 나오는 경우, 두개의 신호 중 더 신속하게 주행속도를 제한하여야 하는 신호에 추종하여 열차를 감속 또는 제동 제어할 수 있도록 한다. That is, in the case of ATS system, when the speed of the train by the ATS signal or the ATP signal and the signal of the ultrasonic module are analyzed to determine the deceleration or braking of the traveling speed, So that the train can be decelerated or braked to follow the signal.

예를 든다면, ATS 신호에서 열차의 진행신호(G)가 수신되는 경우에도 초음파에 의하여 이물체가 판단되고, 이물체와 열차간 이격거리가 열차 주행속도에 따른 제동거리와 비교판단하여 제동 또는 감속이 필요한 경우 ATS 신호의 진행신호(G)를 무시하고 제동 또는 감속제어 한다. For example, even when the progress signal (G) of the train is received from the ATS signal, the object is judged by the ultrasonic waves, and the distance between the object and the train is compared with the braking distance according to the train running speed, If a deceleration is required, braking or decelerating control is performed by ignoring the progress signal (G) of the ATS signal.

이로써, 보다 안정적으로 열차 운행을 제어할 수 있게 되어 보다 효율적으로 한정된 열차 선로를 활용할 수 있게 되며, 열차 운행을 안정성을 획기적으로 증대시킬 수 있게 된다.
As a result, it is possible to control the train operation more stably, so that it is possible to utilize the railway line more efficiently, and the stability of the train operation can be remarkably increased.

이하, 도 6을 참조하여 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 초음파를 이용한 열차 자동 운행 시스템의 작동에 대하여 설명한다.
Hereinafter, operation of the automatic train operating system using ultrasonic waves according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

초음파 모듈(120)에서 열차의 전방을 향하여 초음파를 송파하고(S110), 수파부로 되돌아오는 초음파를 수파하여(S115), 송파 및 수파까지의 시간을 고려하여 이물체 여부를 판단하고 이물체와의 이격거리를 산출한다(S120). The ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic module 120 toward the front of the train in step S110 and the ultrasonic wave returned to the wave part is received in step S115 to determine whether the object is in consideration of the time from the transmission to the reception wave, The separation distance is calculated (S120).

이후, 제어부(110)에서 장애물이 있는 것으로 판단하는 경우 열차와 장애물간 이격거리를 판단하고, 현재 열차의 주행속도를 산출하여 제동거리를 판단하여 열차의 주행속도를 감속할 필요가 있는지 제동이 필요한지를 판단한다(S125). Thereafter, when it is determined that there is an obstacle in the control unit 110, it is necessary to determine whether the distance between the train and the obstacle is a distance, determine the braking distance by calculating the running speed of the current train, decelerate the traveling speed of the train, (S125).

S125 단계에서 제동 또는 감속이 필요한 경우 제어부(110)는 경고부(130)를 통하여 전방에 장애물이 있으므로 감속 또는 제동이 필요한 것을 알리며(S130), S130 단계에서 경고를 한 후 소정 시간 경과후에 제동부(140)에서 제동신호가 검지되지 않은 경우(S135), 제어부(110)는 열차를 자동으로 감속 또는 제동 제어를 하게 된다(S140). If it is determined in step S125 that braking or deceleration is required, the control unit 110 notifies the driver of the necessity of deceleration or braking because there is an obstacle ahead through the warning unit 130 (S130) If the braking signal is not detected at step S135, the control unit 110 automatically decelerates or brakes the train at step S140.

한편, S110 단계에서 초음파 모듈(120)로 열차 주행 전방으로 발광하면서 지상에 설치되는 진동감지센서(S)에서 소정 크기 이상의 진동이 감지되는 경우 또는 열차의 차상 송수신부(150)로부터 지상 송수신부로(170)로 열차 신호가 검지되는 경우, 지상 초음파 모듈(160)이 전방으로 초음파를 송파하고 수파되는 경우 이에 대한 데이터 신호를 열차 차상 송수신부(150)로 전송한다. If vibration of a predetermined magnitude or more is sensed by a vibration sensor S installed on the ground while emitting light in front of the train running to the ultrasonic module 120 in step S110 or when vibration is detected from the onboard transceiver unit 150 to the ground transceiver unit When the terrestrial ultrasonic module 160 transmits the ultrasonic wave forward and receives the ultrasonic wave, the data signal is transmitted to the on-train transceiver unit 150.

제어부(110)는 열차의 초음파 모듈(120) 및 지상 초음파 모듈(160)의 데이터를 분석하여 장애물 또는 선행 열차를 판단하고, 장애물 또는 선행 열차가 있는 것으로 분석되는 경우 GPS 모듈(280)에 의하여 현재 열차의 위치, 전송되어 오는 지상 초음파 모듈(160)의 설치 위치, 송파 거리, 송파 및 수파까지의 시간을 분석하여 최종적으로 실시간으로 장애물 또는 선행 열차와의 이격거리를 판단하고, 열차의 주행속도로부터 제동거리를 판단하여 감속 또는 제동이 필요한지를 판단하여 이후 절차를 진행한다.
The control unit 110 analyzes the data of the ultrasonic module 120 and the ground ultrasonic module 160 of the train to determine an obstacle or a preceding train and if the obstacle or the preceding train is analyzed, The position of the train, the installation position of the ground ultrasonic module 160, the distance of the transmission distance, and the time until the transmission and reception waves are finally analyzed to determine the distance from the obstacle or the preceding train in real time, It is determined whether deceleration or braking is necessary, and the process proceeds to the next step.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the above detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

100 : 자동 열차 운행 시스템 110 : 제어부
120 : 초음파 모듈 130 : 경고부
140 : 제동부 150 : 차상 송수신부
160 : 지상 초음파 모듈 170 : 지상 송수신부
180 : GPS 모듈 S : 진동 감지부100: Automatic train operating system 110:
120: ultrasonic module 130: warning part
140: Braking unit 150: Onboard transmission / reception unit
160: ground ultrasonic wave module 170: ground transmission /
180: GPS module S:

Claims (10)

열차의 전방으로 초음파를 송파하고 수파하는 초음파 모듈;
상기 초음파 모듈에서 송파된 후 이물체에 의하여 되돌아 오는 초음파를 수파하여 상기 이물체와의 이격거리를 실시간으로 산출하고, 산출된 이격거리에 따라 상기 열차 제동여부를 판단하는 제어부;
상기 제어부에 의하여 열차 제동이 필요한 것으로 판단되는 경우, 경고하는 경고부;
상기 초음파 모듈에 의하여 열차 선로의 이물체를 감지하는 것이 한계가 있는 구배구간 또는 곡선구간 선로에 위치하여 열차 주행방향 전방으로 초음파를 송파하는 적어도 하나 이상의 지상 초음파모듈;
상기 지상 초음파 모듈로부터 측정된 데이터 신호를 주행해 오는 열차로 전송하는 지상 송수신부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 초음파 모듈로부터 송파되는 초음파의 초기 세팅된 초음파 송파거리보다 짧은 이격거리가 산출되는 경우 이물체로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. An ultrasonic module for transmitting and receiving ultrasonic waves forward of a train;
Receiving a ultrasonic wave returned from the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic module, receiving the ultrasonic wave reflected by the ultrasonic wave module, calculating a distance to the object in real time, and determining whether the train is braked according to the calculated distance;
A warning unit for warning when the control unit determines that the train braking is necessary;
At least one ground ultrasonic module positioned at a gradient section or a curved section line where it is difficult to sense the object of the train line by the ultrasonic wave module and transmitting ultrasonic waves forward in the train traveling direction;
And a terrestrial transceiver unit for transmitting the measured data signal from the terrestrial ultrasonic wave module to a traveling train,
Wherein,
Wherein the ultrasonic signal is determined as a foreign object when a distance shorter than the initially set ultrasonic transmission distance of ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic module is calculated. 제1항에 있어서,
상기 경고부가 작동된 후에 열차가 제동되지 않는 경우, 자동으로 열차를 제동시키는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein when the train is not braked after the warning unit is activated, the train is automatically braked. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
자차량과 선행 이물체의 이동속도 및 상대속도를 통해 자차량과 선행 이물체와의 이격거리를 판단하여, 상기 열차의 주행속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. 3. The apparatus of claim 2,
Wherein the driving speed of the train is controlled by determining a distance between the subject vehicle and the preceding object through the subject vehicle and the moving speed and the relative speed of the preceding object. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 지상 초음파 모듈로부터 전송되는 데이터 신호, 지상 초음파 모듈의 위치, 자차량의 위치를 판단하고,
지상 초음파 모듈의 초기 세팅된 송파거리보다 짧은 신호가 수신되는 경우 이물체로 판단하고, 상기 이물체와 지상 초음파 모듈간 이격거리를 판단한 후 이를 토대로 열차와 이물체간 이격거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. The apparatus of claim 1,
Determining a data signal transmitted from the terrestrial ultrasonic module, a position of the ground ultrasonic module,
Wherein the controller determines that the ultrasonic module is a foreign body when a signal shorter than the initially set transmission distance of the ground ultrasonic module is received and determines a distance between the object and the ground ultrasonic module and then determines a distance between the train and the object based on the distance, Train Control System Using Signal. 제5항에 있어서,
상기 지상 초음파 모듈은, 후행하는 열차가 감지되는 경우 초음파를 송파하는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. 6. The method of claim 5,
Wherein the terrestrial ultrasonic module transmits an ultrasonic wave when a trailing train is sensed. 제5항에 있어서,
상기 지상 초음파 모듈의 후방측 레일 상에 열차 주행시 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부가 설치되어, 진동이 감지되는 경우 지상 초음파 모듈이 구동되는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. 6. The method of claim 5,
Wherein a vibration sensing unit is mounted on a rear rail of the ground ultrasonic module to sense vibrations generated when the train travels, and the ground ultrasonic module is driven when vibration is sensed. 제5항에 있어서,
상기 지상 송수신부에서 상기 열차의 송수신부로부터 신호가 감지되는 경우, 상기 지상 초음파 모듈이 구동되는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. 6. The method of claim 5,
Wherein the terrestrial ultrasonic module is driven when a signal is sensed from the transceiver of the train by the terrestrial transceiver. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
기존 철도신호 시스템의 지상장치로부터 열차 운행 신호를 수신하고, 상기 판단된 이물체와의 이격거리 및 제동여부를 비교판단하여, 더 신속하게 제동해야하는 신호에 따라 열차를 제동시키는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 8,
Wherein,
A braking system for braking a train according to a signal to be braked more quickly by receiving a train running signal from a ground device of an existing railway signal system, comparing the determined distance with the determined object, Train Control System Using. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 열차의 주행속도에 따라 상기 초음파 모듈의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트 시그널을 이용한 열차 제어 시스템. The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 8,
Wherein,
And the output of the ultrasonic module is controlled according to the running speed of the train.
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