KR101553643B1 - 인적오류를 방지하기 위한 ats 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철도 신호 시스템 중 ATS 장치에 있어서, 인적오류를 방지하기 위한 ATS 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 열차의 차상장치에 제한속도 신호를 제공하는 지상장치;를 포함하고, 차상장치에 제한속도 신호가 수신되고, 차상장치는, 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 장치가 제공될 수 있다. 이에 따르면 기존의 ATS 장치의 구성을 크게 변화시키지 않으면서 인적오류를 최대한 방지할 수 있는 ATS 장치가 제공될 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 철도 신호 시스템 중 ATS 장치에 있어서, 인적오류를 방지하기 위한 ATS 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
열차 자동 정지 장치(ATS, Automatic Train Stop)는 기관사의 부주의나 갑작스러운 천재지변으로 선로상의 신호기를 확인하지 못하고 운행할 때, 정해진 신호에 의해 열차의 제동을 유도하는 장치이다. ATS 장치는 지상장치로부터 수신되는 지시속도와 운행중인 여?상태를 비교하여 열차가 신호를 위반하면 기관사에게 경보주의를 하고, 5초 이내에 적절한 조치를 취하지 않으면 비상 제동 장치를 작동시켜 열차를 자동 정지 시킴으로써 열차의 충·추돌 사고를 방지하기 위한 안정장치이다.
이러한 ATS 장치는 차상장치의 유도장치와 지상의 3개의 폐회로가 결합하여 공진하는 주파수를 검지하여, 그 주파수 값에 따라 열차 속도를 제어한다. 열차 속도를 정확하게 제어하기 위해서는 속도에 따른 정확한 공진이 발생되어야 한다. 보다 자세하게는, 열차 진행방향에 설치된 신호등에 따라 기관사게 열차를 제어하여 운행하며, 신호등과 연관된 지상 신호를 ATS 장치가 수신한다. 열차의 위치에 따른 폐색구간의 점유에 따라 자동으로 후속신호가 결정되며, 신호에 따라 열차의 제한속도가 결정된다. ATS 장치는 기관사가 신호기를 사전에 인식하여 확인버튼을 조작하고 열차를 제동조치하는 것을 전제 조건으로 하여 사전에 감속을 유도하며, 기관사의 확인버튼 조작 조치가 이루어지지 않을 때에 시스템이 열차제동에 개입할 수 있다.
철도 신호 시스템은 ATS 장치에서 ATC 및 ATO 장치로 변화되어 가고 있으며, 변화기에는 2개의 시스템을 병행하거나, 기존의 시스템을 그대로 이용하고 있다.
그러나 ATS 장치에서는 기관사가 확인버튼 조작만 수행하고, 제동을 인가하지 않을 경우에 열차의 제동을 제어할 수 없는 문제점이 있다. 즉 기관사가 ATS 장치의 경고에도 불구하고 확인버튼 조작만 수행하고 별도로 제동을 인가하지 않을 경우, ATS 장치는 비상제동을 인가하지 않으며, 선행 열차와의 추돌 혹은 대향 열차와의 충돌 사고를 유발할 수 있다.
또한 ATS 장치에서 특정 폐색 구간에 녹색 신호등이 인가된 경우, 기관사의 과속운전을 차단할 수 없어서, 곡선 구간 또는 하구배 구간에서 열차탈선사고가 발생될 수 있다.
또한 기존의 ATS 장치는 점제어 방식으로만 속돌르 제한하고 있어서, 정위치 정차 등을 위해서는 기관사의 육안에 의존할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점들은 ATS 장치 이후의 철도 신호 시스템인 ATC, ATO 장치 등에서는 많이 개선되었지만, 운행되고 있는 기존 차량의 내구연한 때문에 모든 차량에 ATC, ATO 장치를 설치하는 것은 상당한 경제적 불이익이 발생된다. 따라서 내구연한이 얼마 남지 않은 차량은 기존의 ATS 장치를 여전히 이용할 수 밖에 없다.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.
본 발명의 목적은, 철도 신호 시스템 중 기존의 ATS 장치의 구성을 크게 변화시키지 않아서 기존의 ATS 장치에 직접 적용할 수 있으면서도 인적오류를 방지할 수 있는 ATS 장치, 시스템 및 방법를 제공하는데에 있다.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.
본 발명의 목적은, 열차의 차상장치에 제한속도 신호를 제공하는 지상장치;를 포함하고, 상기 차상장치에 상기 제한속도 신호가 수신되고, 상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 장치를 제공하여 달성될 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 제한속도 신호를 제공하는 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;를 포함하고, 상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 장치를 제공하여 달성될 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 제한속도 신호를 제공하는 지상장치; 및 상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;를 포함하고, 상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 장치를 제공하여 달성될 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 제한속도 신호를 제공하는 지상장치; 상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치; 및 상기 차상장치에서 상기 제한속도 신호를 전달받고, 열차의 강제제동을 제어하는 강제제동 제어부;를 포함하고, 상기 강제제동 제어부는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고, 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 시스템을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 통하여 실시간 제한속도를 검출하는 제한속도 검출부;를 더 포함하고, 상기 강제제동 제어부는, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고, 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 통하여 실시간 제한속도를 검출하는 제한속도 검출부;를 더 포함하고, 상기 강제제동 제어부는, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되고, 상기 열차의 강제제동이 인가된 이후, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르지 않은 경우 상기 열차의 강제제동의 인가를 해제하도록 구성될 수 있다.
또한 열차가 점유하는 궤도회로의 전류루프의 길이를 통해, 상기 열차의 선행 열차와의 거리를 계산하는 거리계산부; 및 상기 거리계산부에서 상기 선행열차와의 거리의 정보를 수신하고, 실시간 제한속도를 검출하는 제한속도 검출부;를 더 포함하고, 상기 제한속도 검출부는 상기 선행 열차와의 거리의 정보 및 상기 열차의 속도의 정보를 토대로 실시간 제한속도를 검출하며, 상기 강제제동 제어부는, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성될 수 있다.
또한 사고 직결 조건이 확인될 시에 상기 강제제동 제어부에 강제제동 요청을 송신하는 사고 직결 조건 생성부;를 더 포함하고, 상기 사고 직결 조건 생성부에서 상기 사고 직결 조건은, 선행열차와의 거리 정보 및 열차 속도 정보 중 적어도 하나를 토대로 생성되며, 상기 강제제동 제어부는, 상기 강제제동 요청을 수신하면 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성될 수 있다.
또한 지상에 구비되어 후행열차의 근접 정보를 생성하는 후행열차 근접 검출부; 및 상기 열차에 구비되어 상기 후행열차 근접 정보를 수신하며, 상기 열차의 강제가속을 제어하는 강제가속 제어부;를 더 포함하고, 상기 강제가속 제어부는, 상기 강제가속 제어부에 상기 후행열차 근접 정보가 수신된 이후 특정 시간동안 상기 열차에 가속이 인가되지 않는 경우, 상기 열차를 특정 속도까지 전방으로 가속하거나 상기 열차를 특정 거리까지 전방으로 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법에 있어서, 열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계; 상기 열차의 일구성인 제한속도 검출부가 상기 ATS 장치를 통해 제한속도를 수신하는 제한속도 수신단계; 상기 열차의 일구성인 강제제동 제어부에서 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 비교하는 속도비교단계; 상기 강제제동 제어부에서 상기 열차의 속도가 상기 제한속도보다 높은 경우 경고신호를 발생시키는 경고단계; 상기 강제제동 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차에의 제동 인가 여부를 확인하는 제동인가 확인단계; 및 상기 강제제동 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제제동되도록 상기 열차를 제어하는 강제제동 단계;를 포함하는 ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 폐색 구간 진입단계 이후에, 상기 강제제동 제어부에서, 선행 열차와의 거리 및 열차 속도를 토대로 생성되는 사고 직결 정보를 수신하는 사고 직결 정보 수신단계; 및 상기 강제제동 제어부에서 상기 사고 직결 정보를 수신하면, 상기 강제제동 제어부에 의해 상기 열차가 강제제동되도록 제어되는 강제제동 단계;를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 ATS 장치를 이용한 열차 연속정보 제공 방법에 있어서, 열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계; 상기 열차의 일구성인 제한속도 검출부가 상기 ATS 장치를 통해 제한속도를 수신하는 제한속도 수신단계; 상기 제한속도 검출부에서 선행 열차와의 거리의 정보, 상기 열차의 속도의 정보를 토대로 실시간 제한속도를 계산하는 실시간 제한속도 계산단계; 상기 제한속도 검출부가 상기 열차에서 상기 실시간 제한속도가 표출되도록 제어하는 실시간 제한속도 표출단계; 상기 열차의 일구성인 강제제동 제어부에서 상기 실시간 제한속도와 상기 열차의 속도를 비교하는 속도비교단계; 상기 강제제동 제어부에서 상기 열차의 속도가 상기 실시간 제한속도보다 높은 경우 경고신호를 발생시키는 경고단계; 상기 강제제동 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차에의 제동 인가 여부를 확인하는 제동인가 확인단계; 및 상기 강제제동 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제제동되도록 상기 열차를 제어하는 강제제동 단계;를 포함하는 ATS 장치를 이용한 열차 연속정보 제공 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 ATS 장치를 이용한 열차 강제가속 방법에 있어서, 열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계; 지상에 구비된 후행열차 근접 검출부에서 후행차량의 근접을 검출하고, 후행차량의 근접 정보를 통해 가속명령을 생성하는 후행차량 근접 검출단계; 상기 열차의 강제가속 제어부에서 상기 후행차량 근접 검출부의 가속명령을 수신하는 가속명령 수신단계; 상기 열차의 강제가속 제어부에서 추돌 경고 신호를 발생시키는 추돌 경고 신호 발생 단계; 상기 강제가속 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차의 가속 인가 여부를 확인하는 가속인가 확인단계; 및 상기 강제가속 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 가속이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제가속되도록 상기 열차를 제어하는 강제가속 단계;를 포함하는 ATS 장치를 이용한 열차 강제가속 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면 기존의 ATS 장치의 구성을 크게 변화시키지 않으면서 인적오류를 최대한 방지할 수 있는 ATS 장치가 제공될 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면 ATS 경고 신호 이후에 기관사가 확인버튼을 인가하더라도 제동이 미인가되면 ATS 경고 신호 또는 제한속도 정보를 유지하도록 구성되므로, 기관사의 제동을 유도할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면 사고 직결 조건에서 강제제동이 가능한 효과가 있다.
넷째, 본 발명의 일실시예에 따르면 ATS 장치의 설치간격 사이에서도 연속 정보를 구현할 수 있고, 제어가 가능해지는 효과가 있다.
다섯째, 본 발명의 일실시예에 따르면 기존 ATS 장치를 그대로 개량하여 이용할 수 있으므로, ATC 장치나 ATO 장치로 전부 교체하지 않아도 되는 경제적 효과가 발생된다.
여섯째, 본 발명의 일실시예에 따르면 종래의 ATS 장치의 장비를 그대로 이용하면서 점제어 방식에서 탈피하여 연속제어가 가능해지는 효과가 있다.
일곱째, 본 발명의 일실시예에 따르면 열차의 운행시간을 단축시키고, 선로의 이용률을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템의 모식도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치의 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템 구성의 블록도,
도 4는 궤도회로의 원리를 도시한 모식도,
도 5는 3 현시의 신호기 동작 원리를 도시한 모식도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리계산부의 원리를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 후행차량 근접 검출부의 원리를 도시한 모식도,
도 8, 9, 10은 각각 종래의 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선,
도 11, 12, 13은 본 발명의 일실시예에 따른 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법을 도시한 흐름도,
도 15는 본 발명의 변형예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법을 도시한 흐름도,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 연속정보 제공방법을 도시한 흐름도,
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제가속 방법을 도시한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템의 모식도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치의 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템 구성의 블록도,
도 4는 궤도회로의 원리를 도시한 모식도,
도 5는 3 현시의 신호기 동작 원리를 도시한 모식도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리계산부의 원리를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 후행차량 근접 검출부의 원리를 도시한 모식도,
도 8, 9, 10은 각각 종래의 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선,
도 11, 12, 13은 본 발명의 일실시예에 따른 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법을 도시한 흐름도,
도 15는 본 발명의 변형예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법을 도시한 흐름도,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 연속정보 제공방법을 도시한 흐름도,
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제가속 방법을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
ATS
장치, 시스템
본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치, 시스템과 관련하여, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템의 모식도를 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치의 모식도를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템 구성의 블록도를 도시한 것이다. 도 1, 2, 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 시스템(1)은, ATS 장치(2, 지상자(3), 차상자(10)), 운전논리부(속도검출부(11), 거리계산부(12), 제한속도 검출부(13), 강제 제동 제어부(17), 강제 가속 제어부(18)), 제동부(14), 엔진부(15), 디스플레이부(16), 지상 장치로서 후행차량 근접 검출부 등을 포함할 수 있다.
이러한 ATS 장치 및 시스템의 설명의 전제가 되는 궤도회로에 관하여, 도 4는 궤도회로의 원리를 도시한 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 궤도회로는 하나의 폐색 구간마다 형성되는 회로를 의미하며, 전원 공급 장치, 선로, 계전기(릴레이)가 하나의 폐회로로 구성될 수 있다.
궤도회로는 해당 폐색 구간에 열차가 진입하였는지 열차가 진입하지 않았는지를 판단할 수 있는 정보를 제공해준다. 해당 폐색 구간에 열차가 진입하는 경우, 계전기보다 저항이 낮은 열차의 차축(Axis)으로 전류가 흘러가게 되고, 계전기에서는 전류가 낮아지거나, 검출되지 않게 된다. 계전기에서 검출되는 전류가 낮아지거나 검출되지 않는 경우에 신호기계실에서는 해당 폐색 구간 내에 열차가 진입하였음을 확인하거나 열차가 해당 폐색 구간을 점유하고 있음을 확인할 수 있고, 계전기와 연결된 신호기가 녹색에서 적색으로 변경되도록 구성될 수 있다.
신호기 동작 원리에 관하여, 도 5는 3 현시의 신호기 동작 원리를 도시한 모식도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 신호기는 지상의 신호기계실과 연결되며, 열차가 점유하고 있는 폐색 구간의 후방 신호기는 적색을 띄고, 기관사는 전방의 신호기를 보고 열차를 운전하게 된다. 종래의 3 현시 신호에서는 열차가 진입한 해당 폐색 구간의 후방은 적색 신호, 적색 신호의 후방은 황색 신호, 황색 신호의 후방은 녹색 신호를 신호기에서 표출하도록 구성되어, 후행 열차가 3개의 폐색 구간 차이로 운행되도록 구성되어 있었다. 즉, 종래의 3 현시 신호기 시스템에 따르면, 예를 들어, 적색 신호가 관찰되는 기관사는 완전 정지가 요구되고, 황색 신호가 관찰되는 기관사는 45 km/h 이하의 운행이 요구되며, 녹색 신호가 관찰되는 기관사에게는 속도제한이 요구되지 않았다.
지상자(3)는 신호기에 의한 운전조건을 전기적 정보로 변조하여 공진 주파수를 이용해 열차의 차상자에 전송하는 지상 설비로서, 도 2에 도시된 바와 같이 차상자(10)가 연직 상방을 지나갈 때 특정 정보를 차상자(10)에 전송하는 구성이다. 보통 직사각형 형태로 구성되고, 크기는 대략 720mm x 320mm로 구성되며, 선로 상에서 진행방향의 우측에 구비된다. 내부에는 직사각형의 프레임 주의에 코일이 감겨져서 내부에 콘덴서와 직렬 LC 회로가 구성되게 된다. 지상자(3)의 코일과 콘덴서는 주파수나 Q 수치가 변조되지 않도록 외부의 충격에 견딜 수 있는 동시에 방침수제로 이용되는 폴리에틸렌 수지로 외장될 수 있다.
지상자(3)와 차상자(10) 사이의 정보전송은 도 2에 도시된 바와 같이 발진 회로에서의 주파수 변주 현상을 이용하고 있다. 지상자(3)는 연속적으로 특정 주파수를 갖는 신호를 발진시킨다. 차상자(10)는 지상자(3)의 연직 상방에 위치하였을 때 유도에 의해 동작하고, 수신된 특정 주파수의 신호를 구형파 시그널 등으로 변환하여 차량에 구비된 다른 여러 구성요소에 본 시그널을 제공하게 된다.
차상자(10)는 지상자(3)의 신호현시에 따라 각각 다르게 수신되는 주파수를 Pick-Up Coil에서 검지하여 발진기 및 대역 여과기 등으로 보내게 된다. 보다 구체적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 지상자(3) 위를 통과하면서 LC 공진 조건에 따라 공진 주파수가 달라지고, 달라진 f1 kHz의 공진 주파수를 증폭기에서 증폭하며, IC에서 수신된 신호를 구형파로 전환하고, BPM(Band Pass Microprocessor)에서 수신된 신호를 운전논리부로 송신하게 된다. 지상자(3)에서 발생되는 신호의 공진 주파수는 공진회로에서 캐패시터의 용량(C) 값에 따라 변화될 수 있도록 구성된다.
운전논리부는 차상 장치로서, 속도검출부(11), 거리계산부(12), 제한속도 검출부(13), 강제 제동 제어부(17), 강제 가속 제어부(18) 등을 포함할 수 있다.
속도검출부(11)는 차상 장치로서, 열차의 보기 차축 회전 연동되게 설치되어 운전 논리부가 차량의 이동속도를 연산 가능하도록 하는 구성이다. 외부 충격물에 대비하여 견고한 보호 커버가 부가적으로 부착될 수 있으며, 속도검출기와 속도센서는 분리가 가능한 구조로 구성될 수 있다. 속도검출부(11)에서 얻어진 열차속도 정보는 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(16), 강제제동 제어부(17), 강제가속 제어부(18)에 제공될 수 있다.
거리계산부(12)는 지상 장치 또는 차상 장치로서, 폐색 구간 내에서의 실시간 위치를 이용하여, 선행 열차 및 후행 열차와의 실시간 거리를 계산하는 구성이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 거리계산부의 원리를 도시한 모식도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 폐색 구간 내에서의 실시간 위치는 궤도회로에서 열차가 폐색구간에 진입하게 되면 전류루프가 짧아지는 것을 이용하여, 전류루프의 길이를 저항의 변화를 통해 실시간으로 도출해낼 수 있다. 열차의 폐색 구간 내에서의 실시간 위치를 이용하면, 다른 열차의 위치 정보를 이용하여 선행 열차 및 후행 열차와의 실시간 거리를 계산할 수 있다. 이러한 거리계산부(12)는 열차의 운전논리부에 포함되거나, 지상에 구성되어 열차에 선행 열차 및 후행 열차와의 실시간 거리에 대한 신호를 제공할 수 있다.
또는 거리계산부(12)가 지상 장치 및 차상 장치로 구성되어 지상 장치에서는 선행 열차와 후행 열차와의 실시간 거리 정보 및 선행/후행 열차의 열차속도 정보를 열차에 제공하고, 차상 장치에서는 ATS 장치와 다음 ATS 장치의 사이에서의 연속 정보 제공을 위하여 수신된 실시간 거리 정보, 열차속도 및 선행/후행 열차의 열차속도를 토대로 ATS 장치의 설치 간격 사이에서의 선행 열차 및 후행 열차와의 실시간 거리 예측값을 제공할 수 있다. 이러한 예측값은 열차가 ATS 장치 위를 지나갈 때 실시간 거리 실제값으로 업데이트되도록 구성될 수 있다.
제한속도 검출부(13)는 차상 장치로서, 차상자(10)에서 수신된 신호를 토대로 해당 폐색구간에 설정된 제한속도를 검출해 내는 구성이다. 본 발명의 일실시예에 따른 제한속도 검출부(13)는 해당 폐색구간에 설정된 제한속도를 거리계산부(12) 또는 속도검출부(11)에서 계산된 정보를 이용하여 실시간 제한속도 정보를 제공할 수 있다. 즉 본 발명의 일실시예에 따르면 종래의 계단형 제한속도 개념과 달리, ATS 장치의 설치 간격 사이에서도 제한속도를 실시간으로 계산하여 제공할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 본 발명의 일실시예에서 제한 속도란, 해당 열차에서 선행 열차 또는 선행 열차가 점유하고 있는 선행 폐색 구간에서 특정 안전거리까지 제동하였을 때의 속도 프로파일을 의미할 수 있다.
강제 제동 제어부(17)는 차상 장치로서, 제한속도 검출부(13)에 의해 실시간으로 제한속도를 제공받고, 속도검출부(11)에 의해 실시간으로 현재 열차속도를 제공받으며, 두 속도 정보를 비교하여 현재 열차속도가 제한속도를 초과하는 경우에 경고신호를 발생시키도록 디스플레이부(16)를 제어하고, 특정 상황을 조건으로 제동부(14)를 제어하여 열차를 강제 제동하게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 강제 제동의 조건이 되는 특정 상황은, 기관사가 제한 속도 초과의 경고신호를 송신 받은 이후 특정 시간(예를 들면 5 초) 이내에 제동을 인가하지 않는 것을 포함할 수 있다. 종래에는 경고신호 발생 이후 기관사의 확인버튼의 인가 여부에 따라 강제 제동 혹은 비상 제동의 여부가 결정되었다. 그러나 본 발명의 일실시예에 따르면 제동 인가를 트리거로 강제 제동 여부가 결정되므로 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 실질적인 강제제동이 가능해지는 효과가 발생되고, 인적 오류를 최소화할 수 있는 효과가 발생된다.
또한 강제 제동 제어부(17)는 거리계산부(12)와의 연계를 통해 사고 직결 조건에서 경고신호와 함께 열차가 강제 제동되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 사고 직결 조건은 해당 열차와 안전거리까지의 거리가 강제 제동에 따른 정지거리에 불과한 경우 등을 들 수 있다. 열차는 고속으로 운전하고 있으며 중량물체이므로, 사고 직결 조건에서 기관사가 운행 중 선행열차를 육안으로 발견하고 제동을 취급하여 추돌하지 않기 위해서는 상당한 기술적 한계가 있었으며, 본 발명의 일실시예에 따른 강제 제동 제어부(17)와 거리계산부(12)에 따르면 사고 직결 조건에서도 안전거리 유지가 가능해지는 효과가 발생된다.
또한 강제 제동 제어부(17)는, 해당 열차의 열차속도와 실시간 제한속도를 실시간으로 비교하여, 해당 열차의 속도가 제한속도보다 더 낮아지는 경우에는 강제 제동이 해제되도록 제동부(14)를 제어할 수 있다. 따라서 종래의 ATS 장치에서 발생되었던 불필요한 제동이 방지되는 효과가 발생된다. 불필요한 제동의 방지는 열차 운행시간을 단축시키게 되고, 선로의 이용률을 향상시키는 효과가 발생된다.
후행차량 근접 검출부는 지상의 신호기계실에 위치되어 특정 열차에 기설정된 거리(예를 들면 안전거리)보다 가깝게 후행 차량이 근접하는 경우를 검출하고, 해당 열차에 가속명령을 하는 구성이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 후행차량 근접 검출부의 원리를 도시한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 후행차량 근접 검출부는 지상 장치로서 지상에 구성되어 열차에 가속명령을 전달할 수 있다. 이때 가속명령은 몇 가지 명령 예외 조건을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 가속명령의 명령 예외 조건으로는 해당 열차가 신호대기 중인 경우, 전방의 폐색 구간에 선행열차가 점유하고 있는 경우, 해당 열차가 강제제동 상황인 경우 등을 예로 들 수 있다.
강제 가속 제어부(18)는 차상 장치로서, 후행차량 근접 검출부에 의해 발생된 가속명령을 수신하고, 가속명령이 수신된 경우 엔진부(15)를 제어하여 열차가 기설정된 시간만큼 가속되도록 또는 기설정된 거리만큼 이동되도록 제어하는 구성이다.
효과
(1) ATS 경고 신호 및 제한 속도 정보의 유지
본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치 및 시스템에 의하면, ATS 경고 신호 이후에 기관사가 확인버튼을 인가하더라도 제동이 미인가되면 ATS 경고 신호 또는 제한속도 정보를 유지하도록 구성되므로, 기관사의 제동을 유도할 수 있는 효과가 있다.
종래에는 경고신호 발생 이후 기관사의 확인버튼의 인가 여부에 따라 강제 제동 혹은 비상 제동의 여부가 결정되었다. 그러나 본 발명의 일실시예에 따르면 제동 인가를 트리거로 강제 제동 여부가 결정되므로 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 실질적인 강제제동이 가능해지는 효과가 발생되고, 인적 오류를 최소화할 수 있는 효과가 발생된다. 즉 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 ATS 경고 신호 및 제한 속도 정보의 제공이 유지됨으로써 기관사의 부주의를 방지할 수 있는 효과가 있다.
(2) 사고 직결 조건에서 강제 제동
본 발명의 일실시예에 따른 강제 제동 제어부(17)는 거리계산부(12)와의 연계를 통해 사고 직결 조건에서 경고신호와 함께 열차가 강제 제동되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 사고 직결 조건은 해당 열차와 안전거리까지의 거리가 강제 제동에 따른 정지거리에 불과한 경우 등을 들 수 있다. 열차는 고속으로 운전하고 있으며 중량물체이므로, 사고 직결 조건에서 기관사가 운행 중 선행열차를 육안으로 발견하고 제동을 취급하여 추돌하지 않기 위해서는 상당한 기술적 한계가 있었으며, 본 발명의 일실시예에 따른 강제 제동 제어부(17)와 거리계산부(12)에 따르면 사고 직결 조건에서도 안전거리 유지가 가능해지는 효과가 발생된다.
(3) 연속 정보 구현
도 8, 9, 10은 각각 종래의 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선을 도시한 것이다. 도 8, 9, 10에 도시된 바와 같이 종래에는 점제어에 의해 약 600m 내지 800m 간격의 폐색구간별 제한속도가 계단 형태로 제공되고 있었고, ATS 비상 제동이 동작되는 경우 열차의 완전 제동시까지 불필요하게 제동이 되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 열차 운행 시간을 증대시키는 악효과를 발생시키고, 열차 운행 시간의 증대는 선로 이용률을 악화시키는 원인이 될 수 있다.
도 11, 12, 13은 본 발명의 일실시예에 따른 3현시, 4현시, 5현시 ATS 운행 곡선을 도시한 것이다. 도 11, 12, 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면 제한속도 검출부(13)와 거리계산부(12)의 계산값에 의해 ATS 장치가 설치되지 않은 구간 내에서도 제한속도가 연속적으로 제공될 수 있고, 선행 열차와의 대략적 거리에 따라 제한 속도가 결정되므로 실질적인 제한속도가 제공될 수 있는 효과가 발생된다. 또한 강제 제동 제어부(17)에서 열차속도가 제한속도 이하로 내려가게 되는 경우에는 강제 제동을 해제하도록 제동부(14)를 제어하게 됨으로써 불필요한 제동을 방지하여 열차의 연착을 방지하게 되는 효과가 발생된다.
게다가 본 발명의 일실시예에 따르면 제한속도가 폐색구간에 따라 계단 형태로 제공되지 않아도 되므로, 열차의 불필요한 제동을 방지하고, 선로의 이용률을 최대화시키는 효과가 발생된다.도 8, 9, 10과 도 11, 12, 13을 각각 비교해보면, 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치가 종래의 ATS 장치에 비하여 안전성을 보장하면서도 열차 운행 시간을 현저히 단축할 수 있다는 점을 확인할 수 있다.
(4) 기존 ATS 장치 개량
본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치 및 시스템은 기존 ATS 장치를 그대로 개량하여 이용할 수 있으므로, ATC 장치나 ATO 장치로 전부 교체하지 않아도 되는 경제적 효과가 발생된다. 게다가 본 발명의 일실시예에 따르면 종래의 ATS 장치의 장비를 그대로 이용하면서 점제어 방식에서 탈피하여 연속제어가 가능해지는 효과가 있다.
ATS
장치를 이용한 강제제동 방법
도 14에 도시된 강제제동 방법과 관련하여, 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법은, 도 14에 도시된 바와 같이 폐색 구간 진입단계(S10), 제한속도 수신단계(S11), 속도비교단계(S12), 경고단계(S13), 제동인가 확인단계(S14), 강제제동 단계(S15)를 포함할 수 있다.
폐색 구간 진입단계(S10)는 해당 열차가 해당 폐색 구간 내에 진입하고, 폐색 구간 진입 여부를 계전기에서 파악하여 열차점유정보를 지상의 신호기계실에 전송하는 단계이다.
제한속도 수신단계(S11)는 해당 열차의 ATS 차상자가 ATS 지상자 위를 지나가고, 지상자에서 제공하는 신호를 차상자가 수신하고 제한속도 검출부에서 제공된 신호를 토대로 실시간 제한속도 정보를 해석하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에 따른 제한속도 수신단계(S11)에 따라 종래와 달리 실시간 제한속도 정보가 제공됨으로써 ATS 장치의 사이사이에서도 연속 정보가 제공될 수 있는 효과가 있다.
속도비교단계(S12)는 해당 열차의 강제제동 제어부에서, 해당 열차의 제한속도 검출기에서 해석된 실시간 제한속도 정보와 해당 열차의 속도 검출부에서 검출된 열차 속도를 비교하는 단계이다.
경고단계(S13)는 강제제동 제어부에서 비교한 속도 중 검출된 열차 속도가 실시간 제한속도보다 더 큰 값을 갖는 경우, 강제제동 제어부에서 경고신호를 발생시키고, 디스플레이부에 경고신호를 송신하며, 디스플레이부에서 경고신호를 기관사에게 표시하는 단계이다. 강제제동 제어부에서 비교한 속도 중 검출된 열차 속도가 실시간 제한속도보다 같거나 더 작은 값을 갖는 경우에는 경고단계(S13)를 수행하지 아니한다.
제동인가 확인단계(S14)는 강제제동 제어부에서의 경고신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 제동을 인가하지 않는지 여부를 확인하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에 따른 제동인가 확인단계(S14)에 따르면 제동 인가를 트리거로 강제 제동 여부가 결정되므로 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 실질적인 강제제동이 가능해지는 효과가 발생되고, 인적 오류를 최소화할 수 있는 효과가 발생된다. 즉 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 ATS 경고 신호 및 제한 속도 정보의 제공이 유지됨으로써 기관사의 부주의를 방지할 수 있는 효과가 있다.
강제제동 단계(S15)는 강제제동 제어부에서의 경고신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 제동을 인가하지 않는 경우, 강제제동 제어부에서 제동부를 제어하여 해당 열차의 강제제동을 인가하는 단계이다. 이때 본 발명의 일실시예에 따른 강제제동 단계(S15)는 해당 열차의 열차속도가 실시간 제한속도보다 같거나 낮은 값까지 제동되는 경우에는 강제제동의 인가를 해제하도록 강제제동 제어부에서 제동부를 제어할 수 있다.
도 15에 도시된 사고 직결 정보와 관련된 변형예와 관련하여, 본 발명의 변형예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법은, 도 15에 도시된 바와 같이 폐색 구간 진입 단계(S20), 선행열차와의 거리 및 열차 속도 계산 단계(S21), 사고 직결 정보 수신단계(S22), 강제제동 단계(S23)을 포함할 수 있다. 본 발명의 변형예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법은 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법에 부차적으로 이용될 수 있는 보조적 방안일 수 있다.
폐색 구간 진입 단계(S20)는 해당 열차가 해당 폐색 구간 내에 진입하고, 폐색 구간 진입 여부를 계전기에서 파악하여 열차점유정보를 지상의 신호기계실에 전송하는 단계이다.
선행열차와의 거리 및 열차 속도 계산 단계(S21)는 거리계산부에서 궤도 회로의 전류루프 길이를 이용하여 선행열차와의 거리를 계산하고, 속도검출부에서 열차 속도를 계산하는 단계이다.
사고 직결 정보 수신단계(S22)는 S21 단계에서 계산된 선행열차와의 거리 정보 및 열차 속도 정보를 토대로 지상의 신호기계실에서 사고 직결 정보를 생성해내고, 사고 직결 정보를 해당 열차의 강제제동 제어부에서 수신하는 단계이다. 지상의 신호기계실에서는 선행열차와의 거리 정보만을 해당 열차의 강제제동 제어부에 제공하고, 강제제동 제어부에서 선행열차와의 거리 정보 및 열차 속도 정보를 토대로 사고 직결 정보를 생성해낼 수도 있다.
강제제동 단계(S23)는 강제제동 제어부에서 사고 직결 정보가 수신되거나 생성되는 경우, 강제제동 제어부가 제동부를 제어하여 해당 열차를 강제제동하고, 강제제동 제어부가 디스플레이부에 경고신호를 송신하여, 디스플레이부에서 기관사에게 경고신호를 표출하는 단계이다.
열차는 고속으로 운전하고 있으며 중량물체이므로, 사고 직결 조건에서 기관사가 운행 중 선행열차를 육안으로 발견하고 제동을 취급하여 추돌하지 않기 위해서는 상당한 기술적 한계가 있었으며, 본 발명의 변형예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제제동 방법의 강제 제동 제어부(17)와 거리계산부(12)에 따르면 사고 직결 조건에서도 안전거리 유지가 가능해지는 효과가 발생된다.
ATS
장치를 이용한 연속정보 제공 방법
도 16에 도시된 연속정보 제공방법과 관련하여, 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 연속정보 제공 방법은, 도 16에 도시된 바와 같이 폐색 구간 진입단계(S30), 제한속도 수신단계(S31), 실시간 제한속도 계산단계(S32), 실시간 제한속도 표출단계(S33), 속도 비교 단계(S34), 경고 단계(S35), 제동인가 확인 단계(S36), 강제제동 단계(S37)를 포함할 수 있다.
폐색 구간 진입단계(S30)는 해당 열차가 해당 폐색 구간 내에 진입하고, 폐색 구간 진입 여부를 계전기에서 파악하여 열차점유정보를 지상의 신호기계실에 전송하는 단계이다.
제한속도 수신단계(S31)는 해당 열차의 ATS 차상자가 ATS 지상자 위를 지나가고, 지상자에서 제공하는 제한속도에 대한 신호를 차상자가 수신하는 단계이다.
실시간 제한속도 계산단계(S32)는 강제제동 제어부에서 S31 단계에서 수신된 제한속도와 속도검출부에서 검출되는 열차속도 및 거리계산부에서 계산된 선행열차와의 거리 정보를 토대로, 현재 위치에서 안전거리까지 제동하기 위한 속도 프로파일에 대응되는 실시간 제한속도를 계산하는 단계이다.
실시간 제한속도 표출단계(S33)는 해당 열차의 디스플레이부에 계산된 실시간 제한속도를 표출하여 기관사에게 알림하는 단계이다.
속도 비교 단계(S34)는 해당 열차의 강제제동 제어부에서, 해당 열차의 제한속도 검출기에서 해석된 실시간 제한속도 정보와 해당 열차의 속도 검출부에서 검출된 열차 속도를 비교하는 단계이다.
경고 단계(S35)는 강제제동 제어부에서 비교한 속도 중 검출된 열차 속도가 실시간 제한속도보다 더 큰 값을 갖는 경우, 강제제동 제어부에서 경고신호를 발생시키고, 디스플레이부에 경고신호를 송신하며, 디스플레이부에서 경고신호를 기관사에게 표시하는 단계이다. 강제제동 제어부에서 비교한 속도 중 검출된 열차 속도가 실시간 제한속도보다 같거나 더 작은 값을 갖는 경우에는 경고단계(S35)를 수행하지 아니한다.
제동인가 확인 단계(S36)는 강제제동 제어부에서의 경고신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 제동을 인가하지 않는지 여부를 확인하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에 따른 제동인가 확인단계(S36)에 따르면 제동 인가를 트리거로 강제 제동 여부가 결정되므로 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 실질적인 강제제동이 가능해지는 효과가 발생되고, 인적 오류를 최소화할 수 있는 효과가 발생된다. 즉 기관사의 확인버튼 조작 여부를 떠나서 ATS 경고 신호 및 제한 속도 정보의 제공이 유지됨으로써 기관사의 부주의를 방지할 수 있는 효과가 있다.
강제제동 단계(S37)는 강제제동 제어부에서의 경고신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 제동을 인가하지 않는 경우, 강제제동 제어부에서 제동부를 제어하여 해당 열차의 강제제동을 인가하는 단계이다. 이때 본 발명의 일실시예에 따른 강제제동 단계(S37)는 해당 열차의 열차속도가 실시간 제한속도보다 같거나 낮은 값까지 제동되는 경우에는 강제제동의 인가를 해제하도록 강제제동 제어부에서 제동부를 제어할 수 있다.
ATS
장치를 이용한 강제가속 방법
도 17에 도시된 강제가속 방법과 관련하여, 본 발명의 일실시예에 따른 ATS 장치를 이용한 강제가속 방법은, 도 17에 도시된 바와 같이 폐색 구간 진입단계(S40), 후행차량 근접 검출단계(S41), 가속명령 수신단계(S42), 추돌 경고 신호 발생 단계(S43), 가속 인가 확인 단계(S44), 예외 조건 확인 단계(S45), 강제가속 단계(S46)를 포함할 수 있다.
폐색 구간 진입단계(S40)는 해당 열차가 해당 폐색 구간 내에 진입하고, 폐색 구간 진입 여부를 계전기에서 파악하여 열차점유정보를 지상의 신호기계실에 전송하는 단계이다.
후행차량 근접 검출단계(S41)는 지상의 후행차량 근접 검출부에서 해당 열차의 후행차량의 근접을 검출하는 단계이다. 후행차량의 근접은 단순히 차량간 거리를 요소로 하는 정보이거나, 차량간 거리와 열차 속도를 고려한 정보일 수 있다. 지상의 후행차량 근접 검출부에서 후행차량의 근접을 검출하게 되면 가속명령을 생성하고 해당 열차의 강제가속 제어부에 송신하게 된다.
가속명령 수신단계(S42)는 해당 열차의 강제가속 제어부에서 후행차량 근접 검출부의 가속명령을 수신하는 단계이다.
추돌 경고 신호 발생 단계(S43)는 가속명령을 수신한 강제가속 제어부에서 추돌 경고 신호를 발생시키고, 디스플레이부를 제어하여 디스플레이부에 추돌 경고 신호를 표출하는 단계이다. 기관사는 추돌 경고 신호를 확인하고 가속 인가 여부를 결정하게 된다.
가속 인가 확인 단계(S44)는 강제가속 제어부에서의 추돌 경고 신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 가속을 인가하지 않는지 여부를 확인하는 단계이다.
예외 조건 확인 단계(S45)는 해당 열차의 기관사가 특정 시간 이후에도 가속을 인가하지 않는 경우, 강제 가속을 인가하기 전에 강제가속 제어부에서 예외 조건을 확인하는 단계이다. 예외 조건에 해당되는 경우, 강제가속 제어부에서는 해당 열차를 강제가속할 수 없도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 가속명령의 명령 예외 조건으로는 해당 열차가 신호대기 중인 경우, 전방의 폐색 구간에 선행열차가 점유하고 있는 경우, 해당 열차가 강제제동 상황인 경우 등을 예로 들 수 있다.
강제가속 단계(S46)는 강제가속 제어부에서의 추돌 경고 신호 발생 이후에 특정 시간이 지날 때까지 해당 열차의 기관사가 가속을 인가하지 않고, 예외 조건에 해당되지 않는 경우, 강제가속 제어부에서 엔진부를 제어하여 해당 열차의 강제가속을 인가하는 단계이다. 이때 본 발명의 일실시예에 따른 강제가속 단계(S46)는 해당 열차의 열차속도가 추돌을 방지할 수 있는 특정 속도까지 상승되거나, 해당 열차와 후행 열차의 열차간 거리가 추돌을 방지할 수 있는 특정 거리까지 증대되는 경우에는 강제가속의 인가를 해제하도록 강제가속 제어부에서 엔진부를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: ATS 시스템
2: ATS 장치
3: 지상자
10: 차상자
11: 속도 검출부
12: 거리계산부
13: 제한속도 검출부
14: 제동부
15: 엔진부
16: 디스플레이부
17: 강제제동 제어부
18: 강제가속 제어부
2: ATS 장치
3: 지상자
10: 차상자
11: 속도 검출부
12: 거리계산부
13: 제한속도 검출부
14: 제동부
15: 엔진부
16: 디스플레이부
17: 강제제동 제어부
18: 강제가속 제어부
Claims (13)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제한속도 신호를 제공하는 지상장치;
상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;
상기 차상장치에서 상기 제한속도 신호를 전달받고, 열차의 강제제동을 제어하는 강제제동 제어부;
열차가 점유하는 궤도회로의 전류루프의 길이를 통해, 상기 열차의 선행 열차와의 거리를 계산하는 거리계산부; 및
상기 거리계산부에서 상기 선행열차와의 거리의 정보를 수신하고, 실시간 제한속도를 검출하는 제한속도 검출부;
를 더 포함하고,
상기 제한속도 검출부는 상기 선행 열차와의 거리의 정보 및 상기 열차의 속도의 정보를 토대로 실시간 제한속도를 검출하며,
상기 강제제동 제어부는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않거나, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 제한속도 검출부는 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 통하여 실시간 제한속도를 검출하고,
상기 강제제동 제어부는, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 제한속도 검출부는 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 통하여 실시간 제한속도를 검출하고,
상기 강제제동 제어부는,
상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되며,
상기 열차의 강제제동이 인가된 이후, 상기 실시간 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르지 않은 경우 상기 열차의 강제제동의 인가를 해제하도록 구성되는 ATS 시스템.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
사고 직결 조건이 확인될 시에 상기 강제제동 제어부에 강제제동 요청을 송신하는 사고 직결 조건 생성부;
를 더 포함하고,
상기 사고 직결 조건 생성부에서 상기 사고 직결 조건은, 선행열차와의 거리 정보 및 열차 속도 정보 중 적어도 하나를 토대로 생성되며,
상기 강제제동 제어부는, 상기 강제제동 요청을 수신하면 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는 ATS 시스템
- 제4항에 있어서,
지상에 구비되어 후행열차의 근접 정보를 생성하는 후행열차 근접 검출부; 및
상기 열차에 구비되어 상기 후행열차 근접 정보를 수신하며, 상기 열차의 강제가속을 제어하는 강제가속 제어부;
를 더 포함하고,
상기 강제가속 제어부는, 상기 강제가속 제어부에 상기 후행열차 근접 정보가 수신된 이후 특정 시간동안 상기 열차에 가속이 인가되지 않는 경우, 상기 열차를 특정 속도까지 전방으로 가속하거나 상기 열차를 특정 거리까지 전방으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 ATS 시스템.
-
ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법에 있어서,
열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계;
상기 열차의 일구성인 제한속도 검출부가 상기 ATS 장치를 통해 제한속도를 수신하는 제한속도 수신단계;
상기 열차의 일구성인 강제제동 제어부에서 상기 제한속도와 상기 열차의 속도를 비교하는 속도비교단계;
상기 강제제동 제어부에서 상기 열차의 속도가 상기 제한속도보다 높은 경우 경고신호를 발생시키는 경고단계;
상기 강제제동 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차에의 제동 인가 여부를 확인하는 제동인가 확인단계; 및
상기 강제제동 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제제동되도록 상기 열차를 제어하는 강제제동 단계;
를 포함하되,
상기 ATS장치는,
제한속도 신호를 제공하는 지상장치; 및
상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;
를 포함하고,
상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는, ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 폐색 구간 진입단계 이후에,
상기 강제제동 제어부에서, 선행 열차와의 거리 및 열차 속도를 토대로 생성되는 사고 직결 정보를 수신하는 사고 직결 정보 수신단계; 및
상기 강제제동 제어부에서 상기 사고 직결 정보를 수신하면, 상기 강제제동 제어부에 의해 상기 열차가 강제제동되도록 제어되는 강제제동 단계;
를 포함하는, ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법.
- ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법에 있어서,
열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계;
상기 열차의 일구성인 제한속도 검출부가 상기 ATS 장치를 통해 제한속도를 수신하는 제한속도 수신단계;
상기 제한속도 검출부에서 선행 열차와의 거리의 정보, 상기 열차의 속도의 정보를 토대로 실시간 제한속도를 계산하는 실시간 제한속도 계산단계;
상기 제한속도 검출부가 상기 열차에서 상기 실시간 제한속도가 표출되도록 제어하는 실시간 제한속도 표출단계;
상기 열차의 일구성인 강제제동 제어부에서 상기 실시간 제한속도와 상기 열차의 속도를 비교하는 속도비교단계;
상기 강제제동 제어부에서 상기 열차의 속도가 상기 실시간 제한속도보다 높은 경우 경고신호를 발생시키는 경고단계;
상기 강제제동 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차에의 제동 인가 여부를 확인하는 제동인가 확인단계; 및
상기 강제제동 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제제동되도록 상기 열차를 제어하는 강제제동 단계;
를 포함하되,
상기 ATS장치는,
제한속도 신호를 제공하는 지상장치; 및
상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;
를 포함하고,
상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는, ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법.
- ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법에 있어서,
열차가 특정 폐색 구간에 진입하는 폐색 구간 진입단계;
지상에 구비된 후행열차 근접 검출부에서 후행차량의 근접을 검출하고, 후행차량의 근접 정보를 통해 가속명령을 생성하는 후행차량 근접 검출단계;
상기 열차의 강제가속 제어부에서 상기 후행차량 근접 검출부의 가속명령을 수신하는 가속명령 수신단계;
상기 열차의 강제가속 제어부에서 추돌 경고 신호를 발생시키는 추돌 경고 신호 발생 단계;
상기 강제가속 제어부에서 특정 시간 동안 상기 열차의 가속 인가 여부를 확인하는 가속인가 확인단계; 및
상기 강제가속 제어부에서 상기 특정 시간 동안 상기 열차의 가속이 인가되지 않은 경우 상기 열차가 강제가속되도록 상기 열차를 제어하는 강제가속 단계;
를 포함하되,
상기 ATS장치는,
제한속도 신호를 제공하는 지상장치; 및
상기 지상장치에서 상기 제한속도 신호를 수신하는 차상장치;
를 포함하고,
상기 차상장치는, 상기 제한속도 신호에 대응되는 제한속도보다 상기 열차의 속도가 빠르고 특정 시간 동안 상기 열차의 제동이 인가되지 않는 경우, 상기 열차의 강제제동을 인가하도록 구성되는, ATS 장치를 이용한 열차 강제제동 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152544A KR101553643B1 (ko) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 인적오류를 방지하기 위한 ats 장치, 시스템 및 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152544A KR101553643B1 (ko) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 인적오류를 방지하기 위한 ats 장치, 시스템 및 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101553643B1 true KR101553643B1 (ko) | 2015-09-16 |
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|---|---|---|---|
| KR1020140152544A KR101553643B1 (ko) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 인적오류를 방지하기 위한 ats 장치, 시스템 및 방법 |
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- 2014-11-05 KR KR1020140152544A patent/KR101553643B1/ko active IP Right Grant
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