KR101506956B1 - Gis정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차와, 시설물의 지리정보 및 영상이 미리저장되면서 카메라로 촬영되는 정보와 비교하는 지리정보관제부로서 이루어져 전동차의 이동시 시설물의 지리정보를 통하여 전동차의 위치를 정확하게 알 수 있도록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템에 관한 것이다.

Description

GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템{system for GIS Based Facility Management and train control}
본 발명은 카메라가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차와, 시설물의 지리정보 및 영상이 미리저장되면서 카메라로 촬영되는 정보와 비교하는 지리정보관제부로서 이루어져 전동차의 이동시 시설물의 지리정보를 통하여 전동차의 위치를 정확하게 알 수 있도록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템에 관한 것이다.
현대인들의 가장 보편화된 대중 교통수단의 하나인 지하철의 대중화 및, 지하철 보다는 수송능력은 작지만 소음, 도시미관, 공간 활용성 면에서 우수한 모노레일과, 설치비용, 정시성, 운행간격(Headway)이 지하철 보다 효율적인 경전철 사업의 활성화와 더불어, 철도 신호제어 시스템의 신뢰성(Reliability) 및 안정성(Safety) 확보의 중요성이 점차 증가하고 있다.
또한, 종래의 지상 중심의 고정 폐색 방식의 궤도회로 구성을 통한 열차운행제어에서 CBTC와 같은 차상 중심의 이동 폐색 방식의 궤도회로 구성을 통한 열차운행제어라는 기술적 변화에 따라 차상 신호 제어 시스템의 중요성이 보다 확대되어 가고 있는 추세이다.
한편, 이러한 열차운행제어방식으로는 최근 ATO, ATC, ATS 등이 이용되고 있다.
ATS(Automatic Train Stop device : 열차 자동 정지 장치)(이하, 간단히 'ATS'라 함)는 지상에서 많이 쓰이는 장치로서, 기관사가 수동으로 열차(지하철)(이하, 간단히 '열차'라 함) 운전을 하는 상태에서, 기관사가 일정시간 안에 열차를 정차시키지 않으면 강제적으로 열차를 정지시키는 장치이다.
ATC(Automatic Train Control device : 열차 자동 제어 장치)(이하, 간단히 'ATC'라 함)는 지하에서 많이 쓰이는 장치로서, 열차가 제한속도를 넘게 되면 자동으로 제한속도 아래로 제어하여 주는 장치이다.
ATO(Automatic Train Operation device : 열차 자동 운전 장치)(이하, 간단히 'ATO'라 함)는 기관사의 개입없이 열차를 자동으로 운전하고 제어하는 장치로서, 일반적으로 ATC를 포함하여 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 장치들을 이용하는 종래의 열차운행방식은 크게, ATS를 이용하는 수동운행방식과 ATO를 이용하는 자동운행방식으로 구분될 수 있다.
수동운행방식은 기관사가 수동으로 열차를 출발시키고, 수동으로 열차를 가속시키며, 수동으로 열차를 정차시키는 방식으로서, 특별한 상황, 예를 들어, 기관사가 일정시간 안에 열차를 정차시키지 않는 경우에는 ATS가 동작하여 열차를 강제적으로 정차시키는 방식이다.
자동운행방식은 상기한 바와 같은 ATO를 이용하여 기관사의 개입없이도 열차를 자동으로 출발시키고, 가속시키며, 정차시키는 방식이다.
한편, 열차가 정차하는 플랫폼에는, 사용자들의 안전과 실내환경 개선을 위하여 스크린 도어(Platform Screen Door)(이하, 간단히 'PSD'라 함)가 설치되어 운영되고 있다.
이러한 PSD는 열차가 플랫폼의 정위치에 정차되어야만 개폐되어 사용자들이 안전하게 승하차를 할 수 있기 때문에, PSD의 이용과 함께 열차의 플랫폼에서의 정위치 정차가 보다 강조되고 있다.
그러나, 종래의 열차 정위치 정차 장치는 ATS를 이용한 수동운행방식에서는 적용되지 않고 있다. 또한, ATO를 이용한 자동운행방식의 경우에는 마커를 이용하여 열차 정위치 정차를 유도하고 있으나, 이러한 마커를 이용한 방식은 점대점 방식을 이용하는 것이기 때문에 정확한 정차 제어가 어려우며, 승강장에 진입하는 각 열차마다의 차륜 마모상태 및 브레이크 제동력이 각기 다르므로 이에 따른 제동거리 오차가 발생하여 오차허용 범위(Stop Point±30Cm)내의 정확한 정위치 정차에 대한 문제점을 내포하고 있다.
더하여, 열차의 현위를 파악할 수 있지만 지하철 시설물의 정확한 상태 확인은 불가능한 단점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 열차의 위치 분석을 통해 열차가 플랫폼의 정위치에 정차 할 수 있도록 하고, 시설물의 현황관리 및 상태파악이 실시간으로 정확하게 이루어질 수 있도록 하며, 유지보수를 위한 시설물의 위치 파악이 정확하게 이루어지도록 하고, 작업차량의 위치를 실시간으로 확인하면서 위치정보를 출력토록 하여 안전사고를 미연에 방지토록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 카메라가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차와, 시설물의 지리정보 및 영상이 미리저장되면서 카메라로 촬영되는 정보와 비교하는 지리정보관제부로서 이루어져 전동차의 이동시 시설물의 지리정보를 통하여 전동차의 위치를 정확하게 알 수 있도록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
더하여, 본 발명의 지리정보관제부는, 각 시설물, 지하터널, 승강장등의 지리정보와 영상정보가 미리 저장되며, 현 위치의 위치정보를 송출하는 위치정보송출부와 저장이미지와 전동차의 촬영이미지를 비교하는 객체인식부가 구비되는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
그리고, 본 발명은 지하공간에 능동형 제1GIS정보기가 더 구비되면서 상기 능동형 제1GIS정보기와 연동하도록 전동차에 제2GIS정보기가 더 구비되는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 전동차는 타코메타 또는 거리감지센서등으로 이루어진 감지부가 더 구비되어 위치정보를 보정토록 설치되는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
계속하여, 본 발명의 위치정보송출부는, 카메라로 각 침목을 촬영한 후 촬영된 침목번호에 의해 전동차의 위치를 파악토록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
더하여, 본 발명의 객체인식부는, 동일 위치에서 미리 촬영된 신품 시설물의 영상과 설치위치와 전동차의 진행중 촬영된 시설물의 영상 및 설치위치를 비교한 후 시설물의 상황을 판단토록 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 열차의 위치 분석을 통해 열차가 플랫폼의 정위치에 정차하고, 시설물의 현황관리 및 상태파악이 실시간으로 정확하게 이루어지며, 유지보수를 위한 시설물의 위치 파악이 정확하게 이루어지고, 작업차량의 위치를 실시간으로 확인하면서 위치정보를 출력하여 안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이다.
도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이고, 도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이며, 도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정위치 정차 및 시설물 관리시스템을 도시한 블럭도이다.
본 발명은, 카메라(110)가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차(100)와, 시설물(400)의 지리정보 및 영상이 미리저장되는 데이터베이스(510)가 구비되면서 카메라(110)로 촬영되는 정보와 비교하는 프러그램이 미리 저장되는 지리정보관제부(500)로서 이루어진다.
더하여, 상기 지리정보관제부(500)는, 각 시설물(400), 지하터널, 승강장등의 지리정보와 영상정보가 데이터베이스(510)미리 저장되며, 각 시설물등의 위치정보를 송출하는 위치정보송출부(530)와 데이터베이스(510)에 미리 저장된 이미지와 전동차(100)의 카메라(110)로 촬영된 이미지를 비교하는 객체인식부(550)가 구비된다.
또한, 상기 지리정보관제(500)는, 객체인식부(550)에 의해 이상상황판단시 경보신호을 출력부(570)를 통하여 출력토록 설치된다.
그리고, 상기 지하공간(700)에는 능동형 제1GIS정보기(710)가 더 구비되면서 상기 능동형 제1GIS정보기(710)와 연동하도록 전동차(100)에 제2GIS정보기(170)가 더 구비된다.
또한, 상기 전동차(100)는 타코메타 또는 거리감지센서등으로 이루어진 감지부(150)가 더 구비되고, 상기 감지부(150)의 신호는 지리정보관제부(500)에 송출토록 설치되며, 상기 지리정보관제부(500)의 위치정보송출부(530)는 감지부에 의해 측정된 값에 의해 위치정보를 보정토록 설치된다.
계속하여, 상기 위치정보송출부(530)는, 카메라(110)로 각 침목(190)을 촬영한 후 촬영된 침목번호에 의해 전동차의 위치를 파악토록 설치된다.
더하여, 상기 객체인식부(550)는, 동일 위치에서 미리 촬영된 신품 시설물의 영상과 설치위치와 전동차의 진행중 촬영된 시설물의 영상 및 설치위치를 비교한 후 시설물의 상황을 판단토록 설치되는 것이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도1 내지 도3에서 도시한 바와같이 본 발명은, 카메라(110)가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차(100)와, 전동차가 진행하는 지하공간등의 시설물(400)에 해당되는 지리정보 및 영상정보가 미리저장되면서 정보를 처리하는 지리정보관제부(500)로서 이루어져 전동차의 이동시 시설물의 상대위치에 의하여 정확한 위치파악이 가능토록 된다.
이때, 상기 지리정보관제부(500)는, 지리정보는 물론 각 시설물의 설치시 영상정보가 미리 저장되는 데이터베이스(510)가 구축되어 전동차(100)의 진행시 전동차에 구비되는 카메라(110)로 촬영되는 정보와 데이터베이스(510)의 저장정보가 비교되어 시설물의 현재 상태를 정확하게 판단할 수 있게 된다.
그리고, 상기 데이터베이스(510)에는 시설물(400)의 3차원 위치정보가 저장되어 시설물(400)의 수리시 그 수리위치를 정확하게 확인토록 한다.
더하여, 상기 지리정보관제부(500)는, 각 시설물(400), 지하터널, 승강장등의 지리정보와 각 시설물의 영상정보가 데이터베이스(510)미리 저장되어 하나의 시설물을 선택하면 선택되는 시설물의 3차원 위치정보 및 영상정보가 출력토록 설치된다.
그리고, 상기 데이터베이스(510)와 연결되어 각 시설물등의 위치정보를 송출하는 위치정보송출부(530)와 미리 저장된 이미지와 전동차(100)의 카메라(110)로 촬영된 이미지를 비교하는 객체인식부(550)가 구비되어 전동차가 진행하면서 촬영하는 시설물의 각 이미지를 저장되는 이미지와 비교함으로써 실시간으로 시설물의 상태를 파악할 수 있게 된다.
또한, 상기 지리정보관제(500)는, 객체인식부(550)에 의해 이상상황판단시 경보신호을 출력부(570)를 통하여 출력토록 되어 주기적인 유지보수는 물론 실시간 유지보수가 가능토록 된다.
그리고, 상기 지하공간(700)에는 가장 근접되어 위치하는 각 전동차(100)의 ID를 자동저장토록 하는 능동형 제1GIS정보기(710)가 더 구비되어 시설물의 유지보수를 위하여 정차되는 보수전동차와의 충돌을 방지토록 한다.
즉, 상기 전동차(100)에는 상기 능동형 제1GIS정보기(710)와 연동하도록 전동차(100)에 제2GIS정보기(170)가 더 구비되어 제1GIS정보기(710)와 근접시 근접되는 전동차의 ID를 전송토록 함은 물론 제1GIS정보기의 정보를 받도록 함으로써 근접 위치하는 전동차의 추돌을 방지하게 된다,
또한, 상기 전동차(100)는 타코메타 또는 거리감지센서등으로 이루어진 감지부(150)가 더 구비되어 지리정보관제부(500) 송출하고, 상기 지리정보관제부(500)에서는 감지부(150)의 데이터에 의해 데이터베이스에 저장되는 지리정보를 보정토록 한다.
즉, 상기 위치정보송출부(530)는, 카메라(110)로 각 침목(190)을 촬영한 후 촬영된 침목번호에 의해 전동차의 위치정보를 파악토록 하고, 파악된 위치정보와 침목번호를 통과한 거리등을 감지부에 감지한 후 감지부에 의한 값과 위치정보의 값을 비교하여 이상이 있을 경우 이를 보정토록 설치된다.
더하여, 상기 객체인식부(550)는, 동일 위치에서 미리 촬영된 신품 시설물의 영상과 설치위치와 전동차의 진행중 촬영된 시설물의 영상 및 설치위치를 비교한 후 시설물의 상황을 판단토록 하는 것이다.
100...전동차 110...카메라
400...시설물 500...지리정보관제부
510...데이터베이스 530...위치정보송출부
550...객체인식부

Claims (7)

  1. 카메라가 부착되면서 고유ID가 부여되는 전동차와
    지하공간에 위치한 시설물의 지리정보 및 영상이 미리저장되면서 카메라로 촬영되는 시설물의 정보와 비교하는 지리정보관제부로서 이루어지며,
    상기 전동차의 이동시 시설물의 지리정보에 의한 상대위치를 통하여 전동차의 위치를 정확하게 알 수 있도록 설치되고,
    상기 지리정보관제부는, 각 시설물의 지리정보와 영상정보가 미리 저장되며, 현 위치의 위치정보를 송출하는 위치정보송출부와 저장이미지와 전동차의 촬영이미지를 비교하는 객체인식부가 구비되며,
    상기 지하공간에는 능동형 제1GIS정보기가 더 구비되면서 상기 능동형 제1GIS정보기와 연동하도록 전동차에 제2GIS정보기가 더 구비되는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전동차는 타코메타 또는 거리감지센서중에서 선택되는 감지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 위치정보를 보정토록 설치되는 것을 특징으로 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치정보송출부는, 카메라로 각 침목을 촬영한 후 촬영된 침목번호에 의해 전동차의 위치를 파악토록 설치되는 것을 특징으로 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 객체인식부는, 동일 위치에서 미리 촬영된 신품 시설물의 영상과 설치위치와 전동차의 진행중 촬영된 시설물의 영상 및 설치위치를 비교한 후 시설물의 상황을 판단토록 설치되는 것을 특징으로 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 지리정보관제부는, 객체인식부에 의해 이상상황 판단시 경보신호을 출력부를 통하여 출력토록 설치되는 것을 특징으로 하는 GIS정보를 이용한 열차제어 및 시설물 관리시스템.
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