KR101861535B1 - 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법 - Google Patents

철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량에 구비되는 트랜스폰더 리더에서 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하고, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 메인경로(main path)와 서브경로(diversity path)의 2개의 경로로 무결성 검증을 수행한 후, 무결성 검증을 통과한 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 차상관리시스템으로 전송하고, 차상관리시스템에서 이를 토대로 철도차량의 위치정보를 정밀하게 파악함으로써, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높일 수 있으며, 정밀한 위치정보 파악을 통해 유지보수 작업시간 및 작업효율을 개선함은 물론, 열차 운행의 안정성을 향상시킬 수 있는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법{A TRANSPONDER READER IN A TRAIN LOCATION DETECTION SYSTEM AND THE TRANSPONDER READER CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 철도차량에 구비되는 트랜스폰더 리더에서 선로에 구비된 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하고, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 메인경로(main path)와 서브경로(diversity path)의 2개의 경로로 무결성 검증을 수행한 후, 무결성 검증을 통과한 유저 데이터, 태그감지정보 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 차상관리시스템으로 전송하고, 차상관리시스템에서 이를 토대로 철도차량의 위치정보를 정밀하게 파악함으로써, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높일 수 있으며, 정밀한 위치정보 파악을 통해 유지보수 작업시간 및 작업효율을 개선함은 물론, 열차 운행의 안정성을 향상시킬 수 있는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도교통의 운행효율성 개선을 위해서는 정확하고 신뢰성 있는 열차의 이동위치에 관한 정보를 확보해야 한다. 과거의 열차 위치검지 시스템은 열차의 궤도회로 및 차륜센서를 이용하여 열차의 위치정보를 파악하였으나, 상기 궤도회로 및 차륜센서에서 측정되는 열차의 위치정보는 다양한 철도 레일 환경에 의해 실제 열차의 위치와 오차가 발생하는 문제가 있었다. 즉 기존의 철도 위치검지 방식은 열차 위치정보의 제한성, 낮은 정밀도로 인하여 유지보수작업이 장시간 소요되고, 신속한 선로 유지보수 대응이 곤란하였으며, 열차의 정확한 위치정보의 확인이 이루어지지 않아 무정차 통과와 같이 철도 운행 장애가 발생하거나 인명사고의 발생 우려가 높았던 것이다.
한편, 열차의 위치정보를 파악하는 기술 중 하나로 트랜스폰더 시스템이 있다. 상기 트랜스폰더 시스템은 무선정보인식기술로서 고유정보를 탑재한 태그와 상기 태그 내 고유정보를 판독하는 리더로 구성된다.
상기 트랜스폰더 시스템은 기본적으로 태그 내에 자체 전원장치를 보유하지 않으며 리더에서 무선으로 전력을 전송받아 동작하는 패시브(PASSIVE) 시스템의 구조를 가진다. 상기 패시브 트랜스폰더 시스템에서는 태그에 일정 이상의 전력이 전달되어야만 정상 동작이 가능하기 때문에, 리더는 약속된 최소한의 전력을 꾸준히 태그에 전달하여야만 태그로부터 위치정보를 제공받을 수 있고 이를 기반으로 철도 위치검지시스템이 원활하게 작동될 수 있다.
그러나 종래의 트랜스폰더 시스템에서는 열차가 고속으로 운행되기 때문에 리더와 태그 간의 송수신이 제대로 이루어지지 않거나, 수신된 태그정보의 처리과정에서 오류 검출을 정밀하게 수행하지 못하는 경우 열차의 위치정보를 제대로 파악할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명에서는 400Km/H급의 고속으로 운행되는 철도차량에 이중화 구조로 구현된 트랜스폰더 리더를 적용하여 선로에 배치된 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램 정보의 오류 검출을 정확하게 처리하고, 차상관리시스템에서 트랜스폰더 리더로부터 제공되는 태그 관련 정보를 통해 고속으로 운행하는 철도차량의 위치정보를 정밀하게 파악할 수 있는 기술을 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국등록특허 제1611981호(2016.04.06.)는 열차 위치 인식 및 선로/제어 정보 제공을 위한 ISM 밴드 신호 기반 트랜스폰더 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 열차 선로에 설치된 제1 태그로부터 제1 채널로 데이터를 수신하고, 열차 선로에 설치된 제2 태그로부터 제2 채널로 데이터를 수신하는 수신부 및 수신부에 의해 수신된 데이터를 디코딩하여 열차 측에 전달하는 처리부를 포함하며, 이에 의해 ISM 밴드로 통신하여 환경 요인에 의한 영향을 감소시킬 수 있고, 상행/하행 선로에서의 채널을 분리하여 상행/하행 태그 간 cross-talk를 억제할 수 있다.
상기 선행기술은 열차 선로에 설치된 태그로부터 데이터를 수신할 때 인접한 상행/하행 태그 간에 발생할 수 있는 크로스토크를 억제하는 것이고, 본 발명은 이와 달리 트랜스폰더 리더에서 선로에 설치된 태그로부터 수신되는 텔레그램의 무결성 검증을 2가지 경로로 수행하여 태그에 포함된 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높이고 이를 통해 열차 위치검지를 정밀하게 수행하도록 하는 것이므로, 양자는 서로 차이가 나는 것이다.
또한, 본 출원인의 선행기술인 한국등록특허 제1490759호(2015.02.02.)는 열차 상의 RFID 리더에서 철도 상의 RFID 트랜스폰더로 무선 신호를 전송하여 상기 RFID 트랜스폰더에 전원을 공급하고 상기 RFID 트랜스폰더에 내장되어 있는 위치정보를 수신하는 트랜스폰더 시스템에 있어서, 철도 레일 환경에 따라 무선 신호의 전달이 일반 구간보다 용이하지 않거나 용이한 구간을 미리 파악한 후, 각 구간의 RFID 트랜스폰더에 해당 구간 또는 인접 구간의 무선 신호 전달에 적합한 RFID 리더의 증폭기 출력값을 저장하고, RFID 리더에서 RFID 트랜스폰더에 저장된 정보를 수신하여 각 구간의 신호 수신 환경에 맞춰 증폭기의 출력을 조절할 수 있도록 하는 출력 가변형 트랜스폰더 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 선행기술은 RFID 리더에서 RFID 트랜스폰더에 저장된 정보를 수신하여 각 구간의 신호 수신 환경에 맞춰 증폭기의 출력을 조절하는 것이고, 본 발명은 이와 달리 트랜스폰더 리더에서 선로에 설치된 태그로부터 수신되는 텔레그램의 무결성 검증을 2가지 경로로 수행하여 태그에 포함된 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높이고 이를 통해 열차 위치검지를 정밀하게 수행하도록 하는 것이므로, 양자는 서로 차이가 나는 것이다.
또한, 본 출원인의 선행기술인 한국등록특허 제1512697호(2015.04.10.)는 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템에 있어서, 열차 상에 설치된 RFID 리더에서 선로 상에 설치된 RFID 트랜스폰더로부터 정상적으로 신호를 수신하지 못했을 경우, 해당 RFID 트랜스폰더의 상태 정보를 중앙 서버로 전송하고 중앙 서버는 수신한 RFID 트랜스폰더의 상태 정보를 해당 RFID 트랜스폰더가 설치된 선로 구간을 지나갈 다음 열차에 전송하며, 상기 다음 열차는 RFID 리더의 출력을 조절하는 등의 방법을 이용하여 상기 RFID 트랜스폰더의 상태를 더욱 상세히 파악하여 이를 중앙 서버로 재전송함으로써, 중앙서버에서 RFID 트랜스폰더의 상태를 정확하게 판단할 수 있도록 하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 선행기술은 중앙서버에서 취합된 정보를 기반으로 각 RFID 트랜스폰더의 상태를 정확하게 판단하는 것이고, 본 발명은 이와 달리 트랜스폰더 리더에서 선로에 설치된 태그로부터 수신되는 텔레그램의 무결성 검증을 2가지 경로로 수행하여 태그에 포함된 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높이고 이를 통해 열차 위치검지를 정밀하게 수행하도록 하는 것이므로, 양자는 서로 차이가 나는 것이다.
정리하면, 상기 선행기술들은 인접한 태그 간에 발생할 수 있는 크로스토크의 억제, 각 구간의 신호 수신 환경에 맞춰 증폭기의 출력 조절, RFID 트랜스폰더의 상태 판단에 대한 기술을 제시하고 있으나, 본 발명은 이중화 구조로 된 트랜스폰더 리더에서 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 무결성 검증을 2가지 경로를 통해 수행하여 오류 검출 정확도를 높이며, 차상관리시스템에서 이중화 구조로 된 트랜스폰더 리더로부터 전송받은 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 정밀하게 확인할 수 있는 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 이중화 구조로 구현된 트랜스폰더 리더를 통해 태그 관련 정보의 오류 검출 정확도를 높여 고속으로 운행하는 철도차량의 위치정보를 정밀하게 파악함으로써, 유지보수 작업시간 및 작업효율을 개선하고, 열차 위치정보의 미확인으로 인해 발생 가능한 철도 운행 장애나 인명사고 발생을 사전에 예방할 수 있어 열차 운행의 안정성을 향상시킬 수 있는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 철도차량에 구비되는 트랜스폰더 리더에서 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하고, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 메인경로와 서브경로의 2개의 경로로 무결성 검증을 수행한 후, 무결성 검증을 통과한 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 차상관리시스템으로 전송함으로써, 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높일 수 있으며, 차상관리시스템에서의 철도차량 위치정보를 정밀하게 확인할 수 있는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값 등의 제어명령을 수신하여 내부 구성 각각을 제어하고, 별도의 제어명령이 수신되지 않는 경우 기본값(default value)을 적용하여 구동할 수 있는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더는, 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하는 송신부; 상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 수신하는 수신부; 수신된 텔레그램을 디지털 복호화하여 Long 텔레그램, Short 텔레그램을 구분하는 모뎀부; 및 상기 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하여 차상관리시스템으로 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 모뎀부는, 메인경로의 제1FPGA(Field Programmable Gate Array)와 서브경로의 제2FPGA의 이중화 구조로 형성되고, 상기 제1FPGA와 상기 제2FPGA 각각에서 상기 텔레그램의 동기를 맞추어 디지털 복호화를 수행하여 상기 제어부로 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 메인경로의 제1MCU(Main Control Unit)와 서브경로의 제2MCU의 이중화 구조로 형성되고, 상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 상기 제1 FPGA와 상기 제2FPGA 각각으로부터 입력받은 동기가 맞추어진 상기 텔레그램의 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터 생성, 오류검출용 체크값의 생성 및 결합을 처리하여 프레임을 구성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성하는 유저 데이터를 절반으로 구분하여 전반부와 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 각각 생성하고, 상기 제1MCU와 상기 제2MCU 중 어느 하나에서 상기 유저 데이터와 상기 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 상기 프레임을 구성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 트랜스폰더 태그는, 선로 사이에 철도차량의 진행방향에 따라 간격을 두고 배치되며, 선로의 최대 허용 속도에 따라 태그간 최소 거리가 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 트랜스폰더 리더는, 상기 트랜스폰더 리더의 내부에서 사용되는 DC 전원을 생성하는 전원 공급부; 및 안테나를 통해 상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하고 태그 신호를 감지하는 수신부; 태그에 안테나를 통해 원격으로 무선전력을 전송하는 모뎀부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 차상관리시스템은, 상기 제어부로부터 전송받은 상기 프레임에 포함된 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인하고, 상기 태그 관련 정보를 토대로 생성한 위치정보를 열차운행 서버시스템으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 무결성 검증을 통과하지 못한 상기 텔레그램은 상기 차상관리시스템으로 전송하지 않고, 기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 트랜스폰더 리더의 구동을 제어하되, 상기 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 상기 제어명령을 토대로 트랜스폰더 리더의 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법은, 트랜스폰더 리더에서, 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그에 전력을 공급하는 전력공급 단계; 상기 트랜스폰더 리더에서, 상기 트랜스폰더 태그로부터 텔레그램을 수신하고, 상기 수신된 텔레그램을 디지털 복호화하는 태그감지 단계; 상기 트랜스폰더 리더에서, 상기 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하는 무결성 검증 단계; 및 상기 트랜스폰더 리더에서, 무결성 검증을 통과한 상기 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하여 차상관리시스템으로 전송하는 태그정보 생성 및 전송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 무결성 검증 단계는, 메인경로의 제1MCU와 서브경로의 제2MCU의 이중화 구조로 형성된 제어부를 통하여 상기 텔레그램의 무결성 검증을 수행하며, 상기 텔레그램은 메인경로의 제1FPGA와 서브경로의 제2FPGA의 이중화 구조로 형성된 수신부에서 디지털 복호화되어 입력되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 태그정보 생성 및 전송 단계를 통해 프레임을 생성할 때, 상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성한 유저 데이터를 절반으로 구분하여 전반부와 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 각각 생성하고, 상기 제1MCU와 상기 제2MCU 중 어느 하나에서 상기 유저 데이터와 상기 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 상기 프레임을 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 태그감지 단계는, 안테나를 통해 상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 태그정보 생성 및 전송 단계를 통해 상기 트랜스폰더 리더로부터 프레임을 전송받은 상기 차상관리시스템은, 상기 프레임에 포함된 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인하고, 상기 태그 관련 정보를 토대로 생성한 위치정보를 열차운행 서버시스템으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 무결성 검증 단계에서, 상기 트랜스폰더 리더는 무결성 검증을 통과하지 못한 상기 텔레그램을 상기 차상관리시스템으로 전송하지 않는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 트랜스폰더 리더 제어방법은, 상기 트랜스폰더 리더에서, 기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 기기 내부의 구동을 제어하되, 상기 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 상기 제어명령을 토대로 트랜스폰더 리더의 제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법에 따르면, 트랜스폰더 리더에서 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급한 후 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 메인경로와 서브경로의 2가지 경로를 통해 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 유저 데이터, 태그감지정보 등을 포함한 태그 관련 정보를 차상관리시스템으로 전송함으로써, 트랜스폰더 리더에서 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 오류 검출 정확도를 높일 수 있으며, 차상관리시스템에서 철도차량의 위치정보를 정밀하게 확인하여 유지보수 작업시간 및 작업효율을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 열차 위치정보의 미확인으로 인해 발생 가능한 무정차 통과와 같은 철도 운행 장애나 인명사고 발생을 사전에 예방할 수 있고, 열차 운행의 안정성을 크게 향상시켜 열차운행 밀도를 높일 수 있으며, 저비용, 고효율의 철도 운영기술로 확대 발전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값 등의 제어명령이 수신되면 해당 제어명령을 토대로 내부 구성 각각을 제어하고, 별도의 제어명령이 수신되지 않는 경우에는 기설정된 기본값을 토대로 제어하기 때문에 정밀한 기기제어가 가능하고, 사용 환경에 따라 트랜스폰더 리더의 제어를 다양화할 수 있으며, 이에 따라 제품의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더의 구동과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 철도 위치검지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스폰더 리더의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 전원 공급부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 송신부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 수신부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 제어부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 및 그 제어방법을 상세하게 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명이 적용된 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더의 구동과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선로 사이에는 철도차량의 진행방향에 따라 간격을 두고 트랜스폰더 태그가 설치되어 있다.
상기 트랜스폰더 태그에는 트랜스폰더 프로그래머(즉 텔레그램을 트랜스폰더 태그에 다운로드하고, 다운로드 유효성검사(Download Check)와 무결성 검증(Integrity Check)을 수행하는 휴대용 장치)로부터 다운로드받은 텔레그램이 저장되어 있다. 텔레그램은 태그 고유 ID 또는 설치위치정보가 포함된 유저 데이터를 포함하고 있으며, 예를 들어 1023비트로 구성된 롱(Long) 텔레그램과 341비트로 구성된 쇼트(Short) 텔레그램으로 구분된다.
트랜스폰더 태그는 트랜스폰더 리더(또는 트랜스폰더 프로그래머)로부터 원격으로 전력을 공급(Tele-Powering) 받아 태그 내에 저장된 텔레그램을 전송하는 기능을 수행한다.
철도차량의 하부에는 트랜스폰더 리더의 안테나가 설치(이때 트랜스폰더 리더와 안테나는 일체형으로 설치 가능함)되어 있다. 트랜스폰더 리더(철도차량 하부 또는 철도차량 내부에 설치 가능함)는 트랜스폰더 태그에 저장되어 있는 텔레그램을 읽기 위해서 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하고, 트랜스폰더 태그로부터 텔레그램을 수신하여 타 시스템(즉 차상관리시스템)에 유저 데이터, 태그감지정보 등을 포함한 태그 관련 정보를 전송하는 기능을 수행한다.
그리고 철도차량(예를 들어, 각종 제어장치가 구비되어 있는 운전석)에는 차상관리시스템이 구비되어 있으며, 트랜스폰더 리더와 유선으로 접속되어 RS-485 통신을 수행한다.
이러한 구조로 된 본 발명에서, 철도차량이 운행됨에 따라 트랜스폰더 리더에서 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그로 원격으로 전력이 공급되고(①), 이에 따라 트랜스폰더 태그가 동작되어, 저장되어 있는 텔레그램을 트랜스폰더 리더로 전송한다(②). 이때 트랜스폰더 리더는 트랜스폰더 태그로부터 수신된 신호의 전압이 태그 감지 임계값 이상으로 태그 감지 기준 시간 이상 유지될 경우 태그 감지로 인식하고, 태그로부터 수신된 신호의 전압이 태그 감지 임계값 이상으로 태그 감지 기준 시간 이상 유지되지 않을 경우 태그 미감지로 인식한다. 그리고 태그 감지 임계값, 태그 감지 기준 시간은 제작사 사양에 따라 디폴트 값을 적용하며, 차상관리시스템으로부터 설정값을 수신하여 변경할 수 있다. 그리고 트랜스폰더 리더는 태그 미감지시 태그로부터 수신한 텔레그램 관련 정보(유저 데이터)를 차상관리시스템으로 전송하지 않는다.
트랜스폰더 태그로부터 텔레그램이 수신되면, 트랜스폰더 리더는 상기 텔레그램의 종류를 구분한 후, 무결성 검증을 수행한다(③). 이때 트랜스폰더 리더에서 수행하는 무결성 검증의 동작과정은 하기에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
태그로부터 수신한 텔레그램의 무결성 검증을 수행한 이후, 트랜스폰더 리더는 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성한 유저 데이터, 태그감지정보(즉 트랜스폰더 리더가 태그의 컨택 볼륨(리더가 태그로부터 일정 수준 이상의 품질로 데이터를 수신할 수 있는 열차 진행방향의 축 방향 길이인 컨택 길이로 구성된 부피)을 통과했는지 여부를 일정 기준에 따라 인식한 정보) 등의 태그 관련 정보를 생성하고(④), 이를 차상관리시스템으로 전송한다(⑤).
그러면 차상관리시스템에서는 트랜스폰더 리더로부터 전송받은 유저 데이터, 태그감지정보 등의 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치를 확인한 후(⑥), 확인된 철도차량의 위치정보를 네트워크 통신망을 통해 열차운행 서버시스템으로 전송한다(⑦). 이때 차상관리시스템에서는 트랜스폰더 리더로부터 전송받은 태그 관련 정보를 토대로 트랜스폰더 태그와 트랜스폰더 리더의 전기적 중심을 기준으로 다음의 기준 위치 정확도를 획득할 수 있다.
차상관리시스템으로부터 철도차량의 위치정보를 전송받은 열차운행 서버시스템은 각각의 철도차량의 위치정보를 토대로 유지보수에 대한 관리, 차량 운행에 대한 관리 등을 총괄적으로 제어한다(⑧).
이에 따라 열차운행을 총괄하는 사업자 측에서는 정밀하게 파악된 각 철도차량의 위치정보를 토대로 유지보수의 작업시간 및 효율을 크게 개선할 수 있고, 열차 위치정보의 미확인으로 인해 발생 가능한 무정차 통과와 같은 철도 운행 장애나 인명사고 발생을 예방할 수 있으며, 열차 운행의 안정성을 크게 향상시켜 열차운행 밀도를 높여 저비용, 고효율의 철도 운영기술을 도모할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용된 철도 위치검지 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 트랜스폰더 프로그래머(100), 트랜스폰더 태그(200), 트랜스폰더 리더(300), 차상관리시스템(400) 등으로 구성된다.
트랜스폰더 프로그래머(100)는 텔레그램을 트랜스폰더 태그(200)에 다운로드하고, 다운로드 유효성검사와 무결성 검증을 수행하는 휴대용 장치이다.
트랜스폰더 태그(200)는 선로 사이에 철도열차의 진행방향에 따라 소정 간격을 두고 하나씩 구비되어 있으며, 트랜스폰더 리더(300)(또는 트랜스폰더 프로그래머(100))로부터 원격으로 전력을 공급받아 태그 내에 저장되어 있는 텔레그램을 전송한다.
이때 트랜스폰더 태그는 선로의 최대 허용 속도에 따라 태그간 최소 거리가 설정되는데, 예를 들어 최대 허용 속도가 180Km/H 이하인 선로의 경우 연속으로 설치된 두 태그간 최소 거리는 태그의 전기적 중심을 기준으로 2.3m, 최대 허용 속도가 300Km/H 이하인 선로의 경우 연속으로 설치된 두 태그간 최소 거리는 태그의 전기적 중심을 기준으로 3.0m, 최대 허용 속도가 400Km/H 이하인 선로의 경우 연속으로 설치된 두 태그간 최소 거리는 태그의 전기적 중심을 기준으로 5.0m를 만족하도록 배치하는 것이 바람직하다.
트랜스폰더 리더(300)는 철도차량의 내부에 설치되며, 차상관리시스템(400)과 통신 접속되어 있다.
트랜스폰더 리더(300)는 트랜스폰더 태그(200)에 저장되어 있는 텔레그램을 읽기 위해서 트랜스폰더 태그(200)에 원격으로 전력을 공급하고, 트랜스폰더 태그(200)로부터 텔레그램을 수신하여 유저 데이터, 태그감지정보 등을 포함한 태그 관련 정보를 생성한 후, 이를 차상관리시스템(400)에 전송한다.
차상관리시스템(400)은 통상적으로 철도차량의 각종 제어장치가 구비되어 있는 운전석에 구비되어 있으며, 트랜스폰더 리더(300)로부터 전송받은 유저 데이터, 태그감지정보 등의 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치를 확인한다. 그리고 네트워크 통신망을 통해 열차운행 서버시스템으로 철도차량의 위치정보를 전송하여, 열차운행 서버시스템에서 각각의 철도차량 위치정보를 토대로 유지보수 및 차량운행관리를 수행하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스폰더 리더의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4 내지 도 7은 도 3의 전원 공급부, 송신부, 수신부, 제어부의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 트랜스폰더 리더(300)는, 안테나(310), 전원 공급부(320), 송신부(330), 수신부(340), 모뎀부(350), 제어부(360) 등으로 구성된다.
안테나(310)는 트랜스폰더 태그(200)에 27.095MHz/CW(Continuous Wave) 신호를 최고 30W 이하의 출력으로 자기 유도 방식에 의해 전력을 송신한다. 그리고 트랜스폰더 태그(200)로부터 3.104640MHz/CPFSK(Continuous Phase Frequency Shift Keying) 신호를 최소 -60dBm 이상 자기 유도 방식에 의해 텔레그램을 수신한다.
전원 공급부(320)는 트랜스폰더 리더(300)의 내부 각 구성에서 사용되는 DC 전원(예를 들어, 5V, 48V 동작전원)을 생성한다.
상기 전원 공급부(320)는 도 4에 도시된 바와 같이, 48V DC/DC 컨버터, 5V DC/DC 컨버터 등을 포함하고, 출력단에는 출력전원 감지회로와 스위치가 구비되며, DC 100V 전원을 공급받아 받아 DC 48V, DC 5V를 트랜스폰더 리더(300)의 각각의 구성에 공급한다. 그리고 메인경로와 서브경로의 이중화로 설계되어, 초기 동작시에는 메인경로로 동작되며, 부품 고장시에는 제어부(360)로 고장 여부를 전송한 후 서브경로로 전환된다.
송신부(330)는 제어부(360)의 제어를 토대로 안테나(310)를 통해 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그(200)에 원격으로 전력을 공급한다. 이때 송신부(330)는 전원 공급부(320)로부터 전원을 공급받아 27.095MHz의 기준신호를 발생하고, 제어부(360)의 제어 명령에 따라 출력의 세기를 조절한다. 최대 출력은 30W를 넘지 않도록 설계하는 것이 바람직하다.
상기 송신부(330)는 도 5에 도시된 바와 같이, 클럭 발생기, 감쇠기, 고출력 증폭기 등을 포함하며, 도면에 도시하지 않았지만 출력단에 출력전력 감지회로와 정재파비를 감지하는 회로가 구비될 수 있다. 그리고 메인경로와 서브경로의 이중화로 설계되어, 초기 동작시에는 메인경로로 동작되며, 부품 고장시에는 제어부(360)로 고장 여부를 전송한 후 서브경로로 전환된다.
수신부(340)는 안테나(310)를 통해 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하여 모뎀부(350)로 출력한다. 즉 수신부(340)는 전원 공급부(320)로부터 DC 48V의 전원을 공급받아 동작하며, 안테나(310)로부터 수신한 3.104640MHz의 낮은 전력의 신호를 저잡음 증폭하여 모뎀부(350)에 전송한다.
상기 수신부(340)는 도 6에 도시된 바와 같이, 로우패스필터(LPF), 증폭기, 이득을 제어하여 모뎀부(350)가 포화되지 않도록 입력을 조정하는 감쇠기 등을 포함하고, 부품 고장시 절체하는 스위치가 구비되며, 출력단에는 출력전력 감지회로가 구비될 수 있다. 그리고 메인경로와 서브경로의 이중화로 설계되어, 초기 동작시에는 메인경로로 동작되며, 부품 고장시에는 제어부(360)로 고장 여부를 전송한 후 서브경로로 전환된다.
모뎀부(350)는 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신한 텔레그램을 디지털 복호화하여 제어부(360)로 출력한다.
이때 모뎀부(350)는 메인경로의 제1FPGA(352)와 서브경로의 제2FPGA(354)의 이중화 구조로 형성되고, 제1FPGA(352)와 제2FPGA(354) 각각에서 수신부(340)로부터 전송받은 텔레그램의 동기를 맞추어 디지털 복호화를 수행하여 제어부(360)의 메인경로 및 서브경로로 각각 출력한다.
제어부(360)는 모뎀부(350)를 통해 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하고, 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 차상관리시스템(400)으로 전송한다.
상기 제어부(360)는 도 7에 도시된 바와 같이, 메인경로의 제1MCU(362)와 서브경로의 제2MCU(364)의 이중화 구조로 형성하고, 제1MCU(362)는 무결성 검증부(3621), 유저 데이터 생성부(3622), 오류검출용 체크값 생성부(3623)로 구성하며, 제2MCU(364)는 무결성 검증부(3641), 유저 데이터 생성부(3642), 오류검출용 체크값 생성부(3643), 프레임 생성부(3644)로 구성한다.
즉 메인경로 및 서브경로 상의 무결성 검증부(3621)(3641)에서 모뎀부(350)의 제1 FPGA(352)와 제2FPGA(354) 각각으로부터 입력받은 동기가 맞추어진 텔레그램의 무결성 검증을 수행(예를 들어, 각각의 메인경로 및 서브경로를 통해 Subset-036, CRC-32 이상의 무결성 검증 절차를 거쳐서 해당 내용에 대한 충분한 안정성을 검토)하고, 유저 데이터 생성부(3622)(3642)를 통해 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 다시 유저 데이터를 생성하도록 한 후, 오류검출용 체크값 생성부(3633)(3643)에서 오류검출용 체크값(예를 들어, CRC 값)의 생성하도록 하며, 제2MCU(364)의 프레임 생성부(3644)에서 오류검출용 체크값 생성부(3633)(3643)를 통해 생성된 오류검출용 체크값을 결합하여 프레임을 생성하도록 한 것이다.
이때 제어부(360)는 제1MCU(362)의 오류검출용 체크값 생성부(3633)에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성하는 유저 데이터의 전반부에 대한 오류검출용 체크값을 생성하도록 하며, 제2MCU(364)의 오류검출용 체크값 생성부(3643)에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성하는 유저 데이터의 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 생성하도록 한다. 그리고 제1MCU(362)와 제2MCU(364) 중 어느 하나(본 발명에서는 제2MCU(364)의 프레임 생성부(3644)를 통해 처리하는 것을 예로 하여 설명함)를 통해 유저 데이터와 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 프레임을 구성하도록 한다. 예를 들어, 제1MCU(362)의 오류검출용 체크값 생성부(3623)와 제2MCU(364)의 오류검출용 체크값 생성부(3643)에서 CRC-32를 수행한 후, 제2MCU(364)의 프레임 생성부(3644)에서 CRC-32의 안정성 높은 수준의 프레임을 구성하여 차상관리시스템(400)에 전송한다. 그리고 제어부(360)를 구성하는 제1MCU(362)와 제2MCU(364)는 상호간에 데이터 무결성을 검증할 수 있다.
또한, 제어부(360)는 무결성 검증을 통과하지 못한 텔레그램은 차상관리시스템(400)으로 전송하지 않도록 하여 차상관리시스템(400)에서 위치검지의 정밀도를 높일 수 있도록 한다.
또한, 제어부(360)는 기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 트랜스폰더 리더(300)의 구동을 제어하되, 차상관리시스템(400)으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 제어명령을 토대로 트랜스폰더 리더(400)의 제어를 수행한다.
이에 따라 차상관리시스템(400)은 제어부(360)로부터 전송받은 프레임에 포함된 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인하며, 태그 관련 정보를 토대로 생성한 철도차량의 현재 위치정보를 네트워크 통신망을 통해 열차운행 서버시스템으로 전송한다.
한편, 본 발명에서는 트랜스폰더 리더(300)의 각 구성을 모두 메인경로 및 서브경로의 이중화로 구현하고, 이중에서 전원 공급부(320), 송신부(330) 및 수신부(340)는 초기의 정상적인 상태에서는 메인경로로 구동하고 사용중 고장이 발생되면 서브경로로 구동되도록 구성하였으며, 모뎀부(350) 및 제어부(360)의 경우 메인경로 및 서브경로 2개의 경로를 모두 사용하도록 구성하였다.
또한, 제어부(360)의 경우 SIL3(Safety Integrity Level 3) 인증을 받은 MCU를 이중화 구조로 구현하였으며, 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신한 텔레그램을 제조사 제공 매뉴얼에 따라 무결성 검증을 수행하여 SIL4를 구현하도록 하였다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법의 일 실시예를 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
우선, 철도차량이 운행됨에 따라 트랜스폰더 리더(300)에서 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그(200)에 전력을 공급하면(S10), 트랜스폰더 태그(200)가 동작되어, 저장되어 있는 텔레그램을 트랜스폰더 리더(300)로 전송한다(S20).
그러면 트랜스폰더 리더(300)는 트랜스폰더 태그(200)로부터 태그 감지가 정상적으로 이루어졌는지를 판단한다(S30). 즉 트랜스폰더 리더(300)는 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신된 신호의 전압이 태그 감지 임계값 이상으로 태그 감지 기준 시간 이상 유지될 경우 태그 감지로 인식하고, 태그로부터 수신된 신호의 전압이 태그 감지 임계값 이상으로 태그 감지 기준 시간 이상 유지되지 않을 경우 태그 미감지로 인식하는 것이다. 이때 태그 감지 임계값, 태그 감지 기준 시간은 제작사 사양에 따라 디폴트 값을 적용하며, 차상관리시스템으로부터 설정값을 수신하여 변경할 수 있다.
S30 단계의 판단결과 태그 감지가 정상적으로 이루어지지 않으면, 트랜스폰더 리더(300)는 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신한 텔레그램 관련 정보(유저 데이터 등)를 차상관리시스템(400)으로 전송하지 않도록 처리한다(S40).
S30 단계의 판단결과 태그 감지가 정상적으로 이루어지면, 트랜스폰더 리더(300)는 안테나(310)를 통해 트랜스폰더 태그(200)로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하는 단계, 저잡음 증폭된 텔레그램을 모뎀부(350)를 통해 디지털 복호화하는 태그감지 단계를 순차적으로 수행한 후, 제어부(360)를 통해 모뎀부(350)에서 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하는 무결성 검증 단계를 수행한다(S50).
상기 S50 단계를 통해 무결성 검증을 수행할 때, 트랜스폰더 리더(300)는 메인경로의 제1MCU(362)와 서브경로의 제2MCU(362)의 이중화 구조로 형성된 제어부(360)를 통하여 메인경로의 제1FPGA(352)와 서브경로의 제2FPGA(354)의 이중화 구조로 형성된 모뎀부(350)에서 디지털 복호화되어 입력되는 텔레그램의 무결성 검증을 수행한다.
S50 단계를 통해 무결성 검증을 수행한 이후, 트랜스폰더 리더(300)는 무결성 검증을 통과하였는지를 판단하고(S60), 판단결과 무결성 검증을 통과하지 못하면, 무결성 검증을 통과하지 못한 텔레그램을 차상관리시스템(400)으로 전송하지 않도록 처리한다(S70).
그리고 S60 단계의 판단결과 무결성 검증을 통과하면, 트랜스폰더 리더(300)는 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하여, 결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성한 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 생성하고(S80), 생성된 태그 관련 정보를 차상관리시스템(400)으로 전송한다(S90).
S80 단계를 통해 프레임을 생성할 때, 트랜스폰더 리더(300)는 제어부(360)의 제1MCU(362)와 제2MCU(364)에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성한 유저 데이터를 절반으로 구분하여 전반부와 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 각각 생성하고, 제2MCU(364)(설계에 따라 제1MCU(362)를 사용할 수도 있음)에서 유저 데이터와 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 프레임을 생성하도록 제어한다.
그러면 S80 단계 및 S90 단계의 태그정보 생성 및 전송 단계를 통해 트랜스폰더 리더(300)에서 생성한 태그 관련 정보를 전송받은 차상관리시스템(400)은 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인한다(S100).
그리고 태그 관련 정보를 토대로 확인한 위치정보를 네트워크 통신망을 통해 열차운행 서버시스템으로 전송한다(S110).
S110 단계를 통해 차상관리시스템(400)으로부터 철도차량의 위치정보를 전송받은 열차운행 서버시스템은 각각의 철도차량의 위치정보를 토대로 유지보수에 대한 관리, 차량 운행에 대한 관리 등을 총괄적으로 제어한다(S120).
한편, S10 단계 내지 S90 단계를 통해 선로에 구비되는 트랜스폰더 태그(200)로부터 텔레그램을 수신하여 데이터 처리를 수행하는 트랜스폰더 리더(300)는, 기본적으로 기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 기기 내부의 구동을 제어하게 되는데, 만일 차상관리시스템(400)으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 해당 제어명령을 토대로 제어를 수행한다.
이처럼 본 발명은 이중화 구조로 된 트랜스폰더 리더에서 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램의 무결성 검증을 2가지 경로를 통해 수행하기 때문에 오류 검출 정확도를 높일 수 있으며, 차상관리시스템에서 이중화 구조로 된 트랜스폰더 리더로부터 전송받은 무결성 검증을 통과한 유저 데이터, 태그감지정보 등을 포함한 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 정밀하게 확인하기 때문에 유지보수 작업시간 및 작업효율을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 열차 위치정보의 미확인으로 인해 발생 가능한 무정차 통과와 같은 철도 운행 장애나 인명사고 발생을 사전에 예방할 수 있고, 열차 운행의 안정성이 크게 향상되어 열차운행 밀도를 높일 수 있으며, 저비용, 고효율의 철도 운영기술로 확대 발전할 수 있다.
또한, 본 발명은 차상관리시스템으로부터 수신받은 제어명령(예를 들어, 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값 등)을 토대로 내부 구성 각각을 제어하고, 별다른 제어명령이 없는 경우에는 기본값으로 제어하기 때문에 사용 환경에 따라 트랜스폰더 리더의 제어를 다양화할 수 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 트랜스폰더 프로그래머 200 : 트랜스폰더 태그
300 : 트랜스폰더 리더 310 : 안테나
320 : 전원 공급부 330 : 송신부
340 : 수신부 350 : 모뎀부
352 : 제1FPGA 354 : 제2FPGA
360 : 제어부 362 : 제1MCU
364 : 제2MCU 400 : 차상관리시스템

Claims (15)

  1. 트랜스폰더 태그에 원격으로 전력을 공급하는 송신부;
    상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 디지털 복호화하는 모뎀부; 및
    상기 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하여 차상관리시스템으로 전송하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    메인경로의 제1MCU(Main Control Unit)와 서브경로의 제2MCU의 이중화 구조로 형성되고,
    상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성하는 유저 데이터를 절반으로 구분하여 전반부와 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 각각 생성하고,
    상기 제1MCU와 상기 제2MCU 중 어느 하나에서 상기 유저 데이터와 상기 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 상기 프레임을 구성하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모뎀부는,
    메인경로의 제1FPGA(Field Programmable Gate Array)와 서브경로의 제2FPGA의 이중화 구조로 형성되고,
    상기 제1FPGA와 상기 제2FPGA 각각에서 상기 텔레그램의 동기를 맞추어 디지털 복호화를 수행하며, 롱 텔레그램과 숏 텔레그램을 구분하여 상기 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 상기 제1 FPGA와 상기 제2FPGA 각각으로부터 입력받은 동기가 맞추어진 상기 텔레그램의 무결성 검증을 수행하고, 무결성 검증을 통과한 텔레그램에서 유저 데이터 생성, 오류검출용 체크값의 생성 및 결합을 처리하여 상기 프레임을 구성하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스폰더 태그는,
    선로 사이에 철도차량의 진행방향에 따라 간격을 두고 배치되며,
    선로의 최대 허용 속도에 따라 태그간 최소 거리가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스폰더 리더는,
    상기 트랜스폰더 리더의 내부에서 사용되는 DC 전원을 생성하는 전원 공급부; 및
    안테나를 통해 상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하여 상기 모뎀부로 출력하는 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 차상관리시스템은,
    상기 제어부로부터 전송받은 상기 프레임에 포함된 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인하고,
    상기 태그 관련 정보를 토대로 생성한 위치정보를 열차운행 서버시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    무결성 검증을 통과하지 못한 상기 텔레그램은 상기 차상관리시스템으로 전송하지 않고,
    기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 트랜스폰더 리더의 구동을 제어하되, 상기 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 상기 제어명령을 토대로 트랜스폰더 리더의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더.
  9. 트랜스폰더 리더에서, 선로 사이에 구비된 트랜스폰더 태그에 전력을 공급하는 전력공급 단계;
    상기 트랜스폰더 리더에서, 상기 트랜스폰더 태그로부터 텔레그램을 수신하고, 상기 수신된 텔레그램을 디지털 복호화하는 태그감지 단계;
    상기 트랜스폰더 리더에서, 상기 복호화된 텔레그램의 무결성 검증을 수행하는 무결성 검증 단계; 및
    상기 트랜스폰더 리더에서, 무결성 검증을 통과한 상기 텔레그램에서 유저 데이터를 생성한 다음, 오류검출용 체크값 생성 및 결합을 통해 프레임을 구성하여 차상관리시스템으로 전송하는 태그정보 생성 및 전송 단계;를 포함하며,
    상기 무결성 검증 단계는,
    메인경로의 제1MCU와 서브경로의 제2MCU의 이중화 구조로 형성된 제어부를 통하여 상기 텔레그램의 무결성 검증을 수행하며,
    상기 태그정보 생성 및 전송 단계를 통해 프레임을 생성할 때,
    상기 제1MCU와 상기 제2MCU에서 무결성 검증을 통과한 텔레그램으로부터 생성한 유저 데이터를 절반으로 구분하여 전반부와 후반부에 대한 오류검출용 체크값을 각각 생성하고,
    상기 제1MCU와 상기 제2MCU 중 어느 하나에서 상기 유저 데이터와 상기 오류검출용 체크값의 결합을 처리하여 상기 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 텔레그램은 메인경로의 제1FPGA와 서브경로의 제2FPGA의 이중화 구조로 형성된 수신부에서 디지털 복호화되어 입력되는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 태그감지 단계는,
    안테나를 통해 상기 트랜스폰더 태그로부터 수신한 텔레그램을 저잡음 증폭하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 태그정보 생성 및 전송 단계를 통해 상기 트랜스폰더 리더로부터 프레임을 전송받은 상기 차상관리시스템은,
    상기 프레임에 포함된 유저 데이터, 태그감지정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 태그 관련 정보를 토대로 철도차량의 위치정보를 확인하고,
    상기 위치정보를 열차운행 서버시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 무결성 검증 단계에서,
    상기 트랜스폰더 리더는 무결성 검증을 통과하지 못한 상기 텔레그램을 상기 차상관리시스템으로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 트랜스폰더 리더 제어방법은,
    상기 트랜스폰더 리더에서, 기설정되어 있는 디폴트 값을 토대로 기기 내부의 구동을 제어하되, 상기 차상관리시스템으로부터 텔레파워링 전력, 보고주기, 리더 설정값, 또는 이들의 조합을 포함하는 제어명령이 수신되면 상기 제어명령을 토대로 트랜스폰더 리더의 제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 위치검지 시스템에서의 트랜스폰더 리더 제어방법.
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