KR101889408B1 - 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 철도 차량(예: 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등)에 설치되어 필요시에 안내 방송을 정상적으로 제공할 수 있는 재난방송 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등과 같이 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에 충전 배터리를 자체 내장한 단말장치들을 설치하고 이들이 근거리 디지털 무선중계 방식으로 승무원의 음성을 릴레이 송수신함으로써 추돌이나 탈선 등의 사고 발생시에 심지어 철도 차량의 동작 전원이 차단된 경우에도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있는 재난방송 시스템에 관한 것이다.

Description

근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템 {disaster broadcasting system of trains based on digital short-range wireless relay}

본 발명은 일반적으로 철도 차량(예: 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등)에 설치되어 필요시에 안내 방송을 정상적으로 제공할 수 있는 재난방송 시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등과 같이 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에 충전 배터리를 자체 내장한 단말장치들을 설치하고 이들이 근거리 디지털 무선중계 방식으로 승무원의 음성을 릴레이 송수신함으로써 추돌이나 탈선 등의 사고 발생시에 심지어 철도 차량의 동작 전원이 차단된 경우에도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있는 재난방송 시스템에 관한 것이다.

철도 시스템은 대량 수송수단으로서 이용인원이 증가하면서 그 중요성이 확대되고 있다. 현재 지하철과 기차가 전국적으로 사용되고 있으며 경전철과 모노레일 등도 여러 지역에서 운영되고 있다.

이러한 철도는 차량 객실의 안내방송과 객실 감시용 영상시스템, 그리고 비상시의 재난방송을 위해 일반적으로 유선 케이블을 차량에 설치하여 기관실과 객실들 간에 데이터 통신을 한다.

그런데, 이러한 종래방식에 따른 유선 방송시스템은 사고 발생시에 차량 이탈 등으로 인해 동작전원이 차단되면 승무원과 승객과의 통신까지 단절되어 버리고, 그로 인해 승무원이 승객을 통제하고 대피 안내 방송을 제공할 수 없게 되어 큰 혼란이 발생한다.

이러한 경우까지 대비한다면 무선통신 시스템을 추가로 설치하여야 재난방송에 활용할 수 있어야 하나 철도 시스템은 무선통신을 적용하기에는 주변 환경이 매우 좋지 않다.

즉, 철도는 운전실과 객실이 연결되어 전체적으로 대략 200 미터 정도의 길이를 갖는다. 반면, 철도 차량을 구동하기 위한 높은 전압과 전류, 지하터널로 인한 전파의 제한 및 페이딩 그리고 다른 무선 신호와의 간섭 등으로 인해 무선통신 품질이 매우 불량하다.

현재 사용되고 있는 여러가지 무선통신 기술들은 일반적으로는 수백 미터 정도는 통신이 가능하다. 하지만 철도 분야에서는 이와 같이 무선통신 환경이 매우 불량하고 지하로 들어하거나 터널 내부로 철도 차량이 진입하는 경우에는 무선통신 환경이 더욱 열악해진다. 대략 200 미터에 달하는 운전실과 객실 사이를 무선통신으로 연결한다면 신뢰도가 너무 낮아서 실제 현장에 적용이 곤란하다는 것이 여러 시험을 통해 확인이 되었다.

그에 따라, 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에서 사고 발생시에 대피안내 방송을 승객들에게 제공할 수 있어 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술이 요망된다. 특히, 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에서 사고로 인해 철도 차량의 동작 전원이 차단되어 버린 경우라도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있게 함으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술이 요망된다.

본 발명의 목적은 일반적으로 철도 차량(예: 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등)에 설치되어 필요시에 안내 방송을 정상적으로 제공할 수 있는 재난방송 시스템을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등과 같이 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에 충전 배터리를 자체 내장한 단말장치들을 설치하고 이들이 근거리 디지털 무선중계 방식으로 승무원의 음성을 릴레이 송수신함으로써 추돌이나 탈선 등의 사고 발생시에 심지어 철도 차량의 동작 전원이 차단된 경우에도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있는 재난방송 시스템을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 운전실과 복수 개의 객실이 연결된 철도 차량에서 운전실의 승무원이 객실의 승객들에게 안내 방송을 제공하기 위한 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템으로서, 승무원이 안내 방송을 하기 위해 운전실에 비치된 근거리 디지털 무선 통신의 송신용 단말장치로서, PTT 버튼이 눌러져있는 동안 승무원의 음성을 입력받아 음성 패킷을 생성하고 미리 설정된 베이스 노드 넘버에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 베이스 노드 넘버에 할당된 주파수인 미리 설정된 베이스 채널 넘버로 음성 패킷을 무선 통신으로 외부 송신하는 하나 이상의 송신기; 승무원의 안내 방송을 승객들에게 음성 출력하기 위해 객실마다 비치된 근거리 디지털 무선 통신의 수신용 단말장치로서, 외부로부터 임계 레벨 이상의 신호를 수신하면 이로부터 음성 패킷을 획득하여 그 내부에 있는 음성 데이터를 디코딩하여 객실 내에 설치된 스피커를 통해 재생 출력하고, 수신 신호의 노드 넘버('수신 노드 넘버') 및 수신 신호의 채널 넘버('수신 채널 넘버')에 대하여 미리 설정된 넘버 재설정 규칙에 따라 무선중계에서 재송신을 위한 노드 넘버('재송신 노드 넘버') 및 재송신을 위한 채널 넘버(이하, '재송신 채널 넘버')를 수신 노드 넘버 및 수신 채널 넘버와 충돌하지 않도록 설정하고, 외부로부터 수신된 음성 패킷을 재송신 노드 넘버와 재송신 채널 넘버를 사용하여 근거리 디지털 무선 신호로 재송신하는 복수 개의 수신기;를 포함하여 구성된다.

본 발명에서 송신기와 수신기는 소출력 무선통신기로 구성되어 철도 차량에서 좌우로 미리 설정된 대수 이내의 차량을 무선통신 커버리지로 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 수신기는 자신이 무선중계의 재송신을 위해 설정한 재송신 채널 넘버로 수신되는 음성 패킷을 무시함으로써 중복패킷 필터링을 달성하도록 구성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 송신기는 베이스 노드 넘버를 노드 #0으로 설정하고 베이스 채널 넘버를 통신채널 #0으로 설정하고 베이스 노드 넘버의 정보데이터를 음성 패킷의 음성데이터에 포함하여 송신할 수 있다.

또한, 본 발명에서 송신기와 수신기는 각각 충전 배터리를 단말장치 본체에 내장하여 무정전으로 구성되고 동작 대기 상태에서는 내장 배터리를 충전하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등과 같이 운전실과 다수의 객실이 200 미터 정도로 길게 연결되어 있는 철도 차량에서 사고가 발생하는 경우에 철도 차량의 동작 전원이 차단되더라도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있는 장점이 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면.
[도 2]는 본 발명에서 운전실에 설치된 송신기의 동작 프로세스를 나타내는 순서도.
[도 3]은 본 발명에서 객실에 설치된 수신기의 동작 프로세스를 나타내는 순서도.
[도 4]는 본 발명에서 디지털 무선중계 기술로서 적용 가능한 무선 인터컴 기술에서 데이터 프레임의 구성을 나타낸 도면.
[도 5]은 무선 인터컴에서 제어 패킷의 필드 구성을 나타낸 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명은 철도에서 사고가 발생하여 철도 차량의 동작 전원이 차단된 경우에도 정상적으로 승객들에게 대피안내 방송을 제공할 수 있는 재난방송 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 적용 대상은 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량이며, 본 명세서에서 철도는 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등을 포함하는 용어이다.

[도 1]은 앞위의 운전실 2량과 중간의 객실 9량으로 이루어진 전체 11량을 1편성으로 구성한 철도 차량의 예를 나타낸 것이다. 이때, 송신기는 일반적으로 승무원이 사용하는 무전기 형태로 맨 앞뒤의 운전실에 보관되고 수신기는 모든 객실의 벽면이나 천정에 스피커와 함께 장착된다.

사고 발생 등의 비상 시에는 승무원이 운전실에 보관된 송신기를 직접 손에 들고 PTT(Push-to-Talk) 버튼을 눌러서 객실에 방송을 하게 되며, 각 객실에 있는 수신기는 그 음성을 수신하여 스피커로 출력한다.

본 발명에 따른 재난방송 시스템에서는 철도 차량 일단의 운전실에 비치된 송신기로부터 출력된 음성 패킷이 한번에 전체 객실의 수신기로 직접 전달되지 않는다. 본 발명의 재난방송 시스템에서는 송신기와 수신기가 근거리 디지털 무선중계 기반으로 음성 패킷을 전달한다.

이를 위해 송신기와 수신기는 바람직하게는 소출력 무선통신기(예: 10 mW 정도)로 이루어져 운전실과 다수의 객실이 길게 연결된 철도 차량에서 좌우로 미리 설정된 대수 이내의 차량을 무선통신 커버리지로 포함하게 되어 본 발명의 무선중계 방식에 적합하다.

실험적으로 살펴볼 때, 대략 10 mW 정도의 출력이면 철도 차량이 일반적으로 접하는 통신 환경에서 좌우 2대 정도의 차량을 무선통신 커버리지로 포함하게 되어 근거리 무선중계 방식에 적합하다. 들판과 같이 무선 통신 환경이 양호한 지점을 통과할 때에는 이보다는 더 많은 차량이 무선통신 커버리지에 포함될 것이며, 터널이나 지하 공간과 같이 무선 통신 환경이 열악한 지점을 통과할 때에는 좌우 2대 정도의 차량이 무선통신 커버리지에 포함된다.

한편, 본 발명에서 송신기와 수신기는 대략 수십 미터 정도의 거리에서 근거리 디지털 무선통신을 수행하는데, 예컨대 무선 인터컴이나 디지털 무전기를 들 수 있다. 이러한 기술들은 시분할 방식으로 동작하여 여러 단말장치들이 동시에 음성 패킷을 주고받을 수 있도록 되어 있으며, 혼선을 방지하기 위해 복수의 주파수 채널을 운용한다.

본 발명에서 디지털 무선중계 기술로서 적용 가능한 한가지 예로서 무선 인터컴 기술을 [도 4]와 [도 5]를 참조하여 설명한다. 이때, [도 4]는 무선 인터컴 기술에서 데이터 프레임의 구성을 나타내고 [도 5]은 무선 인터컴 기술에서 제어 패킷의 필드 구성의 예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 철도 재난방송 시스템은 무선 인터컴 이외의 다른 디지털 무선중계 기술을 이용하여 구현할 수 있으며, 무선 인터컴을 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에도 데이터 프레임의 구성과 제어 패킷의 필드 구성은 [도 4], [도 5]와는 상이하게 적용될 수 있다.

무선 인터컴 시스템에서 각 노드 간 송수신하는 데이터 프레임은 [도 4]에서와 같이 데이터 프레임은 하나의 제어 패킷(CPx)과 복수 개의 데이터 패킷(DPx)으로 구성된다. 또한, 이들 데이터 프레임을 예컨대 5개 묶어서 슈퍼프레임을 구성하는데, 이러한 슈퍼프레임은 순차적으로 계속 반복되어 무선 인터컴 시스템의 데이터 송수신을 유지한다.

여기서, 제어 패킷(Control Packet; CPx)은 각 노드를 링크할 때 동기화를 달성하기 위한 정보 데이터와 디바이스들 간에 제어 명령을 송수신하기 위한 패킷이며, [도 5]은 이러한 제어 패킷의 필드 구성을 나타낸다. 또한, 데이터 패킷(Data Packet; DPx)은 각 노드에서 입력한 음성데이터를 압축하여 전달하기 위한 영역이다

무선 인터컴에서 제어 패킷(CPx)과 데이터 패킷(DPx)은 노드, 프레임, 패킷 순서에 따라 상위 또는 하위 노드 방향, 그리고 송신 또는 수신 모드가 결정된다. 바람직하게는 하나의 슈퍼프레임동안 제어 패킷(CPx)을 통하여 상위 노드 방향과 하위 노드 방향으로 제어 패킷을 한번씩 송수신한다. 또한, 하나의 프레임 동안 데이터 패킷(DPx)을 통하여 상위 노드 방향과 하위 노드 방향으로 음성 데이터 패킷을 한번씩 송수신할 수 있다.

먼저, [도 1]에서 앞뒤의 운전실에 배치되어 비상시에 승무원이 직접 조작하는 단말장치인 송신기에 대해 살펴본다.

송신기는 비상시에 승무원이 안내 방송을 하기 위한 송신용 무선통신 단말장치로서, 기본적으로는 승무원(기관사)이 위치하는 운전실에 비치되어 있지만 구현 예에 따라서는 승무원이 무전기처럼 손에 들고 이동하면서도 무선으로 안내방송을 하는 것도 가능하다.

송신기에 관련된 동작을 살펴보면 다음과 같다. 철도 차량이 좌측으로 운행한다고 가정하면 승무원은 운전실 1에 위치하게 되며, 그에 따라 송신기 1을 조작한다.

탈선이나 추돌 등의 비상시에 승무원이 송신기 1의 PTT 버튼을 누르고 안내방송을 위해 발성을 시작하면 송신기 1은 노드 #0에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 노드 #0에 할당된 주파수인 통신채널 #0로 노드 #0의 정보데이터를 음성데이터에 포함하여 송신한다.

이러한 경우에 철도 차량에서 중간에 배치된 여러 객실에 대해 예컨대 벽면이나 천정에 장착되어 승무원의 음성을 승객들에게 전달하는 수신용 무선통신 단말장치인 수신기의 동작에 대해 살펴본다.

본 발명에서 사용하는 근거리 디지털 무선통신의 수신 범위는 철도 차량에서 대략 수신기 두 개 정도인데 그 커버리지는 무선통신 환경에 따라 수시로 변화한다. 그에 따라, 각 수신기에서는 현재 수신된 패킷이 미리 정해진 수신 레벨 이상이면 노드 #에 관계없이 수신을 시작한다.

따라서, 수신기 1은 노드 #0(통신채널 #0)의 신호를 수신하며, 신호 재송신을 위해 자신의 노드 #를 1로 설정하고 그 수신된 음성 패킷을 송신 타임슬롯에 통신채널 #1로 송신한다.

이때, 수신기가 음성 패킷의 재송신을 위해 자신의 노드 넘버와 채널 넘버를 설정하는 규칙, 즉 넘버 재설정 규칙은 그 수신된 패킷의 넘버와 충돌하지 않는다는 조건을 만족한다면 다양한 방식으로 미리 규정될 수 있다. 본 명세서에서는 이러한 조건을 만족하는 넘버 재설정 규칙의 일 예로서 단순히 +1 만큼 증가하는 것으로 설정하였다.

그리고, 객실에 설치되어 있는 수신기들은 중복 패킷을 필터링하는 기능을 갖추는 것이 바람직하다.

[도 1]에서 예컨대 객실 2에 설치된 수신기 2를 살펴보면, 수신기 2는 노드 #0(송신기 1)과 노드 #1(수신기 1)로부터 전송되는 신호 모두의 커버리지 내에 속한다. 그에 따라, 수신기 2는 노드 #0과 노드 #1가 전송하는 두 신호 모두 임계 레벨 이상의 충분한 신호 강도로 수신하게 된다. 수신기 2는 동일한 음성 데이터를 포함하는 음성 패킷(동일한 음성 패킷)을 약간의 시간차를 두고서 노드 #0과 노드 #1 양쪽으로부터 수신하게 된다.

구체적으로, 수신기 2는 동일한 음성 패킷을 송신기 1로부터 노드 #0와 통신채널 #0의 조합을 통해 전달받고, 그 직후에 수신기 1로부터는 노드 #1과 통신채널 #1의 조합을 통해 전달받는다.

수신기 2는 이처럼 중복 패킷을 수신하는 경우에 이를 필터링하는 것이 바람직하다. 이러한 중복 패킷 필터링 정책은 다양하게 채택 가능한데, 먼저 수신하는 음성 패킷의 데이터를 정상 처리 및 재송신하고 동일한 음성 패킷에 대해 그 이후에 수신된 신호는 무시하는 결과를 나타내도록 구성하는 것이 필터링의 확실성 측면에서 바람직하다.

이와 같은 중복패킷 필터링을 달성하기 위한 수신기 2의 데이터 처리 동작의 예를 살펴본다.

수신기 2가 노드 #0(송신기 1)가 전송한 음성 패킷을 수신기 1이 전송한 음성 패킷보다 먼저 수신하였다고 가정한다. 수신기 2는 그 수신된 음성 패킷을 스피커로 재생하는 한편, [도 1]에 도시된 바와 같이 넘버 재설정 규칙에 따라 자신의 노드넘버를 노드 #1로 설정하고 그 수신된 음성 패킷을 송신 타임슬롯에 통신채널 #1로 재송신하게 된다.

이처럼 송신기 1이 전송한 음성 패킷을 재송신하는 수신기 1과 수신기 2는 동일한 넘버 재설정 규칙에 따라 서로 동일한 노드넘버([도 1]에서 노드 #1)와 동일한 통신채널([도 1]에서 통신채널 #1)을 사용하게 된다. 결국, 수신기 2는 수신기 1과 타임슬롯 상에서 동일한 채널과 주파수로 송신을 수행하게 되고, 그에 따라 수신기 2는 수신기 1이 재송신한 음성 패킷은 무시하게 되어 결과적으로 중복패킷 필터링을 달성하게 된다.

[도 2]는 본 발명에서 운전실에 설치된 송신기의 동작 프로세스를 나타내는 순서도이다. 송신기는 일반적으로 철도 차량에서 앞뒤의 운전실에 배치되어 있으며, 사고 발생 등과 같은 비상시에 승무원이 대피안내 등을 위해 조작하는 단말장치이다.

이하에서 송신기의 동작 프로세스를 살펴본다.

단계 (S100) : 먼저, 평소의 일반적인 상황에서 송신기는 동작을 대기하면서 배터리를 충전한다. 본 발명의 재난방송 시스템은 사고 발생시에 차량 이탈 등으로 인해 동작전원이 차단되는 경우에도 대피안내 방송이 정상적으로 제공되어야 한다. 이를 위해, 송신기는 충전 배터리를 내장하여 평소의 일반적인 상황에서는 배터리를 충전해둔다.

단계 (S110) : 승무원이 대피안내 방송 등을 하려고 하면 먼저 PTT 버튼을 누를 것이므로 송신기는 PTT 버튼의 프레스 이벤트(pressed event)가 발생하는지 여부를 식별한다.

단계 (S120) : 승무원은 대피안내 방송 등을 하려는 경우에 먼저 송신기의 PTT 버튼을 누르며, 그에 대응하여 송신기는 승무원의 음성을 입력받아 주변으로 무선 전송한다. 이를 위해, 송신기는 자신의 노드 넘버를 베이스 노드 넘버(예: '0')로 설정하고 자신의 통신채널 넘버를 베이스 채널 넘버(예: '0')로 설정하여 음성 패킷 송신을 준비한다.

단계 (S130) : 송신기는 마이크를 이용하여 승무원의 음성을 입력받으며 이를 인코딩하여 디지털 음성 데이터를 생성한다. 그리고 나서, 송신기는 디지털 음성 데이터를 수신기로 디지털 무선 전송하기 위하여 디지털 음성 데이터으로부터 음성 패킷을 생성한다.

단계 (S140) : 송신기는 베이스 노드 넘버(즉, 노드 #0)에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 노드 #0에 할당된 주파수인 베이스 채널 넘버(즉, 통신채널 #0)로 발신자의 음성 패킷을 송신한다. 이때, 송신기는 노드 #0의 정보데이터를 음성데이터에 포함하여 송신한다.

단계 (S150, S160) : 이상의 단계 (S120) 내지 (S140)은 승무원이 송신기의 PTT 버튼을 릴리스(release)할 때까지 지속되며, 이를 통해 승무원의 안내 방송이 지속적으로 전송된다. 이를 위해, 송신기는 PTT 버튼이 릴리스되는지 여부를 지속적으로 모니터링하다가 PTT 버튼의 릴리스 이벤트를 식별하면 음성 패킷의 송신을 중지한다.

[도 3]은 본 발명에서 객실에 설치된 수신기의 동작 프로세스를 나타내는 순서도이다. 수신기는 일반적으로 철도 차량에서 각 객실에 장착되어 있으며, 승무원의 음성을 송신기로부터 무선 수신하여 승객들에게 출력하고 주변의 다른 수신기에게 재송신해주는 단말장치이다.

이하에서 수신기의 동작 프로세스를 살펴본다.

단계 (S210) : 먼저, 평소의 일반적인 상황에서 수신기는 동작을 대기하면서 배터리를 충전한다. 본 발명의 재난방송 시스템은 사고 발생시에 차량 이탈 등으로 인해 동작전원이 차단되는 경우에도 대피안내 방송이 정상적으로 제공되어야 한다. 이를 위해, 수신기는 충전 배터리를 내장하여 평소의 일반적인 상황에서는 배터리를 충전해둔다.

단계 (S220) : 수신기는 미리 설정한 임계 레벨 이상의 강도를 갖는 신호가 수신됨을 식별한다. 본 발명에서 수신기는 그 임계 레벨 이상의 신호로부터 음성 패킷을 획득한다.

단계 (S230) : 수신기는 음성 패킷을 수신하면 그 내부에 있는 음성 데이터를 디코딩하여 스피커로 재생 출력한다. 이를 통해, 승무원이 운전실에서 말하고 있는 방송 내용이 객실 내의 승객에게 전달된다. 본 발명에서 수신기가 그 수신한 음성 패킷을 외부로 재송신하는 동작(S240 ~ S260)을 수행한 이후에 스피커로 재생 출력하는 동작(S230)을 수행할 수도 있다.

단계 (S240 내지 S260) : 이어서, 수신기는 그 수신한 음성 패킷을 디지털 무선통신 기술을 이용하여 외부로 중계한다.

이를 위해, 먼저 수신기는 수신 신호의 노드 넘버(이하, '수신 노드 넘버'라 함)와 채널 넘버(이하, '수신 채널 넘버'라 함)를 식별한다.

그리고 나서, 수신기는 미리 설정된 넘버 재설정 규칙에 따라 무선중계에서 재송신을 위한 노드 넘버(이하, '재송신 노드 넘버'라 함) 및 재송신을 위한 채널 넘버(이하, '재송신 채널 넘버'라 함)를 앞서 식별한 수신 노드 넘버와 수신 채널 넘버로부터 설정한다.

이때, 수신기가 음성 패킷의 재송신을 위해 자신의 노드 넘버와 채널 넘버를 설정하는 규칙, 즉 넘버 재설정 규칙은 수신 노드 넘버 및 수신 채널 넘버와 충돌하지 않는다는 조건을 만족한다면 다양한 방식으로 채택될 수 있다. 본 명세서에서는 이와 같은 조건을 만족하는 넘버 재설정 규칙의 일 예로서 단순히 +1 만큼 증가하는 것으로 설정하였다.

그리고 나서, 수신기는 그 수신된 음성 패킷을 재송신 노드 넘버와 재송신 채널 넘버를 통해 외부로 재송신한다.

이렇게 재송신된 음성 패킷은 해당 수신기 근처의 다른 무선통신 단말이 수신하게 된다. 즉, 수신기 2가 재송신하는 음성 패킷은 근처에 위치하는 수신기들, 예컨대 수신기 1, 3, 4가 수신하게 된다. 이때, 이들 수신기들은 [도 1]을 참조하여 전술한 바와 같이 해당 음성 패킷을 중복 패킷으로 필터링하거나 혹은 음성 출력 및 재송신을 수행한다.

단계 (S270, S280) : 이상의 단계 (S230) 내지 (S260)은 음성 패킷이 외부로부터 수신되는 동안 지속되며, 이를 통해 승무원의 안내 방송이 객실 내에 지속적으로 재생 출력되고 음성 패킷은 재송신된다. 이를 위해, 수신기는 신호 수신이 없어지는지 여부를 지속적으로 모니터링하다가 신호 수신이 없다는 사실을 식별하면 음성 패킷의 재송신을 중지한다.

이상에서 기술한 바와 같이 철도 재난방송 시스템을 구성함으로써 지하철, 기차, 경전철, 모노레일 등과 같이 운전실과 다수의 객실이 길게 연결되어 있는 철도 차량에서 사고가 발생하는 경우에 심지어 차량 이탈 등으로 인해 철도 차량의 동작 전원이 차단된 경우에도 승무원이 대피안내 방송을 승객들에게 정상적으로 제공할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 운전실과 복수 개의 객실이 연결된 철도 차량에서 운전실의 승무원이 객실의 승객들에게 안내 방송을 제공하기 위한 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템으로서,
   승무원이 안내 방송을 하기 위해 상기 운전실에 비치된 근거리 디지털 무선 통신의 송신용 단말장치로서, PTT 버튼이 눌러져있는 동안 승무원의 음성을 입력받아 음성 패킷을 생성하고 미리 설정된 베이스 노드 넘버에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 상기 베이스 노드 넘버에 할당된 주파수인 미리 설정된 베이스 채널 넘버로 상기 음성 패킷을 무선 통신으로 외부 송신하는 하나 이상의 송신기;
   상기 승무원의 안내 방송을 승객들에게 음성 출력하기 위해 상기 객실마다 비치된 근거리 디지털 무선 통신의 수신용 단말장치로서, 외부로부터 임계 레벨 이상의 신호를 수신하면 이로부터 음성 패킷을 획득하고 그 내부에 있는 음성 데이터를 디코딩하여 객실 내에 설치된 스피커를 통해 재생 출력하고, 상기 수신 신호의 노드 넘버('수신 노드 넘버')와 채널 넘버('수신 채널 넘버')에 대하여 미리 설정된 넘버 재설정 규칙에 따라 무선중계에서 재송신을 위한 노드 넘버('재송신 노드 넘버')와 채널 넘버(이하, '재송신 채널 넘버')를 상기 수신 노드 넘버 및 상기 수신 채널 넘버와 충돌하지 않도록 설정하고, 상기 외부로부터 수신된 음성 패킷을 상기 재송신 노드 넘버에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 상기 재송신 채널 넘버에 의해 근거리 디지털 무선 신호로 재송신하는 복수 개의 수신기;
   를 포함하여 구성되는 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템으로서,
   상기 송신기와 상기 수신기는 소출력 무선통신기로 구성되어 일련의 철도 차량에서 각자 좌우로 미리 설정된 대수 이내의 차량을 무선통신 커버리지로 갖도록 구성되고,
   상기 복수 개의 수신기는 각자 상기 외부로부터 수신된 음성 패킷을 상기 재송신 노드 넘버에 해당하는 송신패킷 타임슬롯에 상기 재송신 채널 넘버에 의해 근거리 디지털 무선 신호로 재송신함에 따라 자신이 무선중계의 재송신을 위해 사용한 송신패킷 타임슬롯 및 재송신 채널 넘버에 의해 수신되는 음성 패킷을 무시함으로써 중복패킷 필터링을 달성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템.
   
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4. 청구항 1에 있어서,
   상기 송신기는 상기 베이스 노드 넘버를 노드 #0으로 설정하고 상기 베이스 채널 넘버를 통신채널 #0으로 설정하고 상기 베이스 노드 넘버의 정보데이터를 상기 음성 패킷의 음성데이터에 포함하여 송신하는 것을 특징으로 하는 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 송신기와 상기 수신기는 각각 충전 배터리를 내장하여 무정전으로 구성되고 동작 대기 상태에서 배터리를 충전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근거리 디지털 무선중계 기반의 철도 재난방송 시스템.

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