KR101606638B1 - 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도 차량의 진행 중에 비상핸들이 조작되어 제동에 의한 감속이 이뤄지는 동안 출입문 닫힘 동작을 하여 출입문이 열리지 않도록 하고, 상기 비상핸들의 조작이 오취급에 의한 일시적인 것이어서 열차가 완전히 멈추기 전에 조작이 중지되는 경우에는 상기 제동을 해제함으로써 차량의 정지 없이 연속 진행을 실현함으로써 비상핸들의 오취급에 의한 승객의 불편을 최소화하고, 안전을 보장하는 것이 가능한 차량 출입문 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법은 상기 비상핸들의 조작에 따라 출입문잠금검출부에서 출입문잠금장치의 잠금 해제를 검출하는 제 1 과정; 상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 속도검출부에서 철도 차량의 진행을 검출하는 제 2 과정; 상기 철도 차량의 진행이 검출되는 경우, 차량제어부에서 제동부에 제동의 체결을 명령하는 제 3 과정; 및 출입문제어부에서 출입문개폐동작부에 출입문 닫힘 동작을 명령하는 제 4 과정을 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법{Auto Door Control Method of Railroad Vehicle Against Wrong Operation of Emergency Handle}

본 발명은 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도 차량의 진행 중에 비상핸들이 조작되어 제동에 의한 감속이 이뤄지는 동안 출입문 닫힘 동작을 하여 출입문이 열리지 않도록 하고, 상기 비상핸들의 조작이 오취급에 의한 일시적인 것이어서 열차가 완전히 멈추기 전에 조작이 중지되는 경우에는 상기 제동을 해제함으로써 차량의 정지 없이 연속 진행을 실현함으로써 비상핸들의 오취급에 의한 승객의 불편을 최소화하고, 안전을 보장하는 것이 가능한 차량 출입문 제어 방법에 관한 것이다.

철도 차량의 운행에서 승객의 안전 확보는 무엇보다도 중요하다. 사고의 예방을 위한 철저한 점검 및 관제도 중요하지만, 특히 사고나 기타 비상사태가 이미 발생한 경우에 승객의 안전 대피는 끊임없이 이슈화되어 온 핵심 과제이다. 이에 따라 현재 도시 철도 등의 철도 차량에서는 비상핸들을 철도 차량의 출입문 옆에 장착하고, 비상 시 승객이 이 비상핸들을 조작하면, 출입문이 수동으로 열릴 수 있도록 하는 메커니즘을 채택하고 있다. 이 비상핸들과 관련하여 기존의 연구는 주로 그 장착 위치를 개선하는 것에 그쳐 왔다.

도 1은 종래 기술에 따른 철도 차량의 비상 시 출입문 개방을 위한 시스템의 모식도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 기존 철도 차량의 비상 시 출입문 개방 방법의 순서도이다.

도 1(b)에 도시된 바와 같이, 승객 등이 비상핸들(200)을 조작하면, 출입문 잠금장치(300)의 체결이 해제되고, 이에 따라 출입문(100)을 수동으로 열 수 있는 상태가 된다. 도1(a)에 도시된 출입문잠금검출부(400)에서는 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제를 검출하고, 이 정보는 차량제어부(500)에 전달되어 철도 차량의 제동부(600)에 제동 명령을 내리도록 한다. 이러한 과정의 순서가 도 2에 도시되어 있다. 결국, 철도 차량의 승객이 비상핸들(200)을 조작하게 되면, 실수 또는 장난에 의한 오취급인지 여부와 상관없이 열차는 무조건 멈추게 된다. 일단 열차가 멈추게 되면 기관사 등이 직접 조치 후에야 운행 재개가 가능하고, 경우에 따라 철도 역 사이의 선로에 승객들이 하차를 해야 하는 사태도 벌어질 수 있으며, 문제 해결이 될 때까지 후행 차량들이 멈춰서야 하는 불편함을 초래하게 된다. 특히 역간 거리가 먼 경우에는 중대한 문제를 야기할 수 있다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0017157호(공개일 2014.2.11.)에는 철도차량용 무인운행시스템의 발명이 공개되어 있다. 이 발명은 철도차량에 설치되어 운행상태정보와 차량고장정보를 전송하는 차상 신호장치를 포함하며, 비상출입문 핸들이 취급되었는지 여부를 사령의 TCMS콘솔로 전송하는 기능을 구비하고 있다. 이 발명은 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성이 향상되는 효과가 있으나, 비상출입문 핸들, 즉 비상핸들이 승객의 장난이나 실수에 의해 일시적으로 조작된 경우에 대한 대책을 포함하고 있지 않다는 단점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 승객의 실수나 장난에 의한 오취급으로 일시적으로 비상핸들이 조작된 경우에 열차의 연속 운행을 보장하려는 목적이 있다.

또한 선행 철도 차량의 정지로 인한 후행 철도 차량의 운행 지연을 방지하여 승객의 불편을 최소화하려는 다른 목적이 있다.

또한 기관사 등의 수동 조작에 의존하지 않고도 문제 해결이 가능하도록 하여, 기관사 등이 본 업무에 충실할 수 있도록 하거나, 철도 차량의 무인 운전 시스템을 운용하는데 이점을 제공하려는 또 다른 목적이 있다.

더 나아가, 역 간의 선로에 승객이 불필요하게 하차하여야 하는 경우를 방지하여 그로 인한 안전 사고를 미연에 예방하려는 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 상기 비상핸들의 조작에 따라 출입문잠금검출부에서 출입문잠금장치의 잠금 해제를 검출하는 제 1 과정; 상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 속도검출부에서 철도 차량의 진행을 검출하는 제 2 과정; 상기 철도 차량의 진행이 검출되는 경우, 차량제어부에서 제동부에 제동의 체결을 명령하는 제 3 과정; 및 출입문제어부에서 출입문개폐동작부에 출입문 닫힘 동작을 명령하는 제 4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법은 승객의 실수나 장난에 의한 오취급으로 일시적으로 비상핸들이 조작된 경우에도 열차가 연속으로 운행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 선행 철도 차량의 정지로 인한 후행 철도 차량의 운행 지연을 방지함으로써 승객의 불편을 최소화하는 다른 효과가 있다.

또한 기관사 등의 수동 조작에 의존하지 않고도 문제 해결이 가능하여, 기관사 등이 본 업무에 충실할 수 있도록 하거나, 철도 차량의 무인 운전 시스템을 운용하는데 이점을 제공하는 또 다른 효과가 있다.

더 나아가, 역 간의 선로에 승객이 불필요하게 하차하 경우를 방지하여 그로 인한 안전 사고를 미연에 예방할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 철도 차량의 비상 시 출입문 개방을 위한 시스템의 모식도,
도 2는 종래 기술에 따른 철도 차량의 비상 시 출입문 개방 방법의 순서도,
도 3은 본 발명의 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법을 구현하기 위한 시스템의 모식도이며,
도 4는 본 발명의 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법의 순서도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법을 구현하기 위한 시스템의 모식도이며, 도 4는 본 발명의 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법의 순서도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법은 비상핸들(200)의 조작에 따라 출입문잠금검출부(400)에서 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제를 검출(S100)하는 제 1 과정; 상기 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 검출되는 경우, 속도검출부(1000)에서 철도 차량의 진행을 검출(S200)하는 제 2 과정; 철도 차량의 진행이 검출(S200)되면, 차량제어부(500)에서 제동부(600)에 제동의 체결을 명령(S300)하는 제 3 과정; 및 출입문제어부(900)에서 출입문개폐동작부(700)에 출입문 닫힘 동작을 명령하는 제 4 과정을 기본적으로 포함한다.

위 설명에서 출입문잠금검출부(400)는 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 발생하는 경우에 접점이 이탈되는 방식으로 구현할 수 있고, 이러한 접점 이탈에 따라 무여자되는 계전기(릴레이스위치)를 그 내부에 포함하거나 외부에 두어 연동할 수 있다. 이러한 구조는 상용적으로 DCLS(Door Closed and Locked Status)라 일컬어지는 출입문잠금검출부(400)의 실시예에 포함되어 있다. 이와 같이 계전기가 무여자 되는 경우에는 차량제어부(900)에서 이를 인식하여 상기 제 2 과정에서와 같이 제동부(600)에 제동을 체결하도록 명령을 내리게 된다. 물론 이러한 접점-계전기 방식 이외에도 광센서와 마이크로컴퓨터 회로의 결합 등 다양한 검출 시스템을 활용할 수 있다.

속도 검출부(1000)는 철도 차량의 운행 속도를 검출하여 정지 또는 진행 여부를 출입문 제어부(900)에 전달한다. 속도검출부(1000) 또한 다양한 시스템을 생각할 수 있으나, 특히 상기 철도 차량의 주전력변환장치(C/I, Converter/ Inverter)를 활용하는 것이 바람직하다. 주전력변환장치에 포함된 인버터 회로는 출력 주파수 정보를 가지고 있으며, 일반적으로 이 출력 주파수 정보와 열차 추진 모터의 극수 등의 정보를 가지고 모터의 회전 속도를 연산하는 것도 가능하며, 이 모터의 회전 속도와 열차 구동 시스템의 기어비를 이용하면 열차의 운행 속도를 연산하는 것도 가능하다. 속도검출부(1000)에서는 철도 차량이 소정의 속도 미만으로 진행할 경우를 '정지', 즉 진행 중이 아닌 것으로 판단하도록 설정하는 것이 바람직하다. 상기 소정의 속도는 0.5km/h 내지 5km/h의 범위에서 선정하며, 1km/h인 것이 바람직하다.

출입문제어부(900)는 상용적으로 DCU(Door Control Unit)이라 불리는 것으로서, 일반적으로 Trigger Receive Assembly라 불리는 정위치정차검출부(800)로부터 철도 차량이 역의 정위치에 정차하였음을 나타내는 정보를 수신하여 출입문 개폐동작부(700)에 철도 차량 출입문의 열림 동작 명령을 내리는 기능을 가지고 있다. 출입문 개폐동작부(700)는 일반적으로 엔코더를 포함하는 모터(액추에이터)와 리니어가이드를 포함한 구성으로 구현할 수 있다. 본 발명에서는 출입문제어부(900)는 기존의 기본적인 하드웨어 구성을 통해 철도 차량이 진행 중에는 출입문 개방을 방지할 수 있도록 출입문개폐동작부(700)에 출입문 닫힘 동작을 명령할 수 있다. 이 경우 승객이 강제로 출입문을 열려고 하는 경우 상기 모터의 힘에 의해 문 열림이 저지된다.

차량제어부(500)는 상용적으로 차상제어장치(VOBC, Vehicle On Board Controller)라 불리는 것으로 제동부(600)에 제동 명령을 내릴 수 있다. 제동부(600)에서 이뤄지는 차량의 제동에는 상용 제동(FSB, Full Service Brake)과 비상 제동(EB, Emergency Brake)의 두 가지가 있다. 상용 제동은 추진장치의 회생제동력과 함께 공기의 감압량에 따라 제동력이 인가되는 것으로서 일반적으로 감속 또는 정지를 위해 사용되는 것이다. 비상 제동이란, 제동판의 공기를 일시에 다량 배출하는 급제동 행위로서 선로에 장애물이 있거나 충돌 위험 등이 있는 경우 사용된다.

상기 제 4 과정 이후에, 상기 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 검출되거나 상기 철도 차량의 진행이 검출되지 않게 되기까지 위 제 1 과정부터 제 4 과정까지 무한 루프로 반복 수행하는 것이 바람직하다.

위의 제 1 과정 내지 제 4 과정 이외에도, 위 제 2 과정에서 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 검출되는 경우, 속도검출부(1000)에서 상기 철도 차량의 진행이 검출되지 않으면, 출입문제어부(900)에서 출입문개폐동작부(700)에 상기 출입문 닫힘 동작의 해제를 명령하고 차량제어부(500)에서 제동부(600)에 제동의 체결을 명령(S500)하는 제 5 과정이 추가로 더 포함되는 것이 바람직하다.

위 제 5 과정은 문열림검출부(1100)에서 상기 철도 차량의 출입문(100)이 열린 간격을 검출하고, 출입문(100)이 소정의 간격만큼 열린 것이 검출되는 경우에만 차량제어부(500)에서 제동부(600)에 상기 제동의 체결을 명령하도록 하는 것이 바람직하다. 문열림검출부(1100)는 상기 모터의 엔코더를 활용하거나 접촉센서, 광센서 등을 활용할 수 있다. 상기 소정의 간격은 사람의 신체가 빠져나갈 수 없는 간격으로서 1cm 내지 10cm 정도로 설정하며, 바람직하게는 3cm로 하는 것이 바람직하다.

또한 비상핸들(200)이 복귀됨에 따라 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 더 이상 검출되지 않게 된 경우에는 출입문제어부(900)에서 출입문개폐동작부(700)에 상기 출입문 닫힘 동작의 해제를 명령하고 차량제어부(500)에서 제동부(600)에 제동의 해제를 명령(S600)하는 제 6 과정이 추가로 더 포함되는 것이 바람직하다.

상기 제 2 과정 및 상기 제 6 과정에서의 제동은 상용 제동으로 하고, 상기 제 5 과정에서의 제동은 비상 제동으로 하는 것이 바람직하다. 상용 제동을 통해서 진행 중인 열차의 감속이 가능하며, 철도 차량이 완전히 정지한 이후에는 비상 제동을 통해 비상 사태시 승객이 대피하는 동안 철도 차량이 제 위치를 유지하도록 한다.

본 발명에 따르는 경우에는 위와 같은 하드웨어와 소프트웨어 구성을 통해 열차가 진행 중에는 비상핸들(200)이 조작되어 출입문 잠금이 해제되어 제동에 의한 감속이 이뤄지는 동안 출입문 닫힘 동작을 하여 출입문이 열리지 않도록 하고, 비상핸들(200)의 상기 조작이 오취급에 의한 일시적인 것이어서 열차가 완전히 멈추기 전에 조작이 중지되는 경우에는 상기 제동을 해제함으로써 차량의 정지 없이 연속 진행을 실현할 수 있다. 이와 같이 비상핸들(200)의 조작이 중지된 경우에는 출입문 닫힘 동작을 해제하여 불필요한 에너지 낭비 및 장기적인 출입문개폐동작부(700)의 소손을 예방한다.

상기 제 2 과정 및 상기 제 5 과정에서 상기 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 검출되는 경우, 상기 철도 차량 내부에 장착된 CCTV가 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제를 야기한 비상핸들(200)의 위치를 추적하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이를 통해 관제실의 관제사가 철도 차량의 비상 핸들이 조작된 경위를 확인하여 별도의 조치를 취하는 것이 가능해 진다.

상기 제 2 과정 및 상기 제 5 과정에서 상기 출입문잠금장치(300)의 잠금 해제가 검출되는 경우, 안내 방송을 출력하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 통해 승객이 순간의 실수나 장난으로 비상핸들(200)을 조작한 경우에 이를 스스로 인지하거나, 다른 승객이 이를 인식하여 제지하는 것이 용이하게 된다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 출입문 200 : 비상핸들
300 : 출입문잠금장치 400 : 출입문잠금검출부
500 : 차량제어부 600 : 제동부
700 : 출입문개폐동작부 800 : 정위치정차검출부
900 : 출입문제어부 1000 : 속도검출부
1100 : 문열림검출부

Claims (9)

1. 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법에 있어서,
   상기 비상핸들의 조작에 따라 출입문잠금검출부에서 출입문잠금장치의 잠금 해제를 검출하는 제 1 과정;
   상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 속도검출부에서 철도 차량의 진행을 검출하는 제 2 과정;
   상기 철도 차량의 진행이 검출되는 경우, 차량제어부에서 제동부에 제동의 체결을 명령하는 제 3 과정; 및
   출입문제어부에서 출입문개폐동작부에 출입문 닫힘 동작을 명령하는 제 4 과정을 포함하여 이루어지되, 상기 제 4 과정 이후, 상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되거나 상기 철도 차량의 진행이 검출되지 않게 되기까지 상기 제 1 과정부터 상기 제 4 과정까지 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 과정에서
   상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 상기 속도검출부에서 상기 철도 차량의 진행이 검출되지 않으면, 상기 출입문제어부에서 상기 출입문개폐동작부에 상기 출입문 닫힘 동작의 해제를 명령하고 상기 차량제어부에서 상기 제동부에 제동의 체결을 명령하는 제 5 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 5 과정은
   문열림검출부에서 상기 철도 차량의 출입문이 열린 간격을 검출하고, 상기 출입문이 소정의 간격만큼 열린 것이 검출되는 경우에만 상기 차량제어부에서 상기 제동부에 상기 제동의 체결을 명령하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 비상핸들의 복귀에 따라 상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되지 않게 된 경우, 상기 출입문제어부에서 상기 출입문개폐동작부에 상기 출입문 닫힘 동작의 해제를 명령하고 상기 차량제어부에서 상기 제동부에 상기 제동의 해제를 명령하는 제 6 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 과정 및 상기 제 6 과정에서의 제동은 상용 제동이고, 상기 제 5 과정에서의 제동은 비상 제동인 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 속도검출부는 상기 철도 차량의 주전력변환장치인 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 과정 및 상기 제 5 과정에서
   상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 상기 철도 차량 내부에 장착된 CCTV가 상기 출입문잠금장치의 잠금 해제를 야기한 비상핸들의 위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.
   
9. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 과정 및 상기 제 5 과정에서
   상기 출입문잠금장치의 잠금 해제가 검출되는 경우, 안내 방송을 출력하는 것을 특징으로 하는 비상핸들 오취급 대응을 위한 철도 차량 출입문 제어 방법.

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