KR101899381B1 - 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 외부 열차로부터 전달되는 전원으로 내부 회로를 동작시키는 전원공급부(300); 전원공급부와 연결되며, 발리스(Balise)에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 발리스의 상태 정보 및 오류율, 오류율에 대한 이미지 캡쳐 기능을 갖는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100); 및 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상간에 정보를 전송하며, 선로에 설치되는 선로변 무선통신장치와 양방향 무선통신을 통하여 선로정보와 열차 운행정보, 열차상태정보를 교환하는 발리스(Balise)(200);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 이를 위해 외부 열차로부터 전달되는 전원으로 내부 회로를 동작시키는 전원공급부(300); 전원공급부와 연결되며, 발리스(Balise)에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 발리스의 상태 정보 및 오류율, 오류율에 대한 이미지 캡쳐 기능을 갖는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100); 및 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상간에 정보를 전송하며, 선로에 설치되는 선로변 무선통신장치와 양방향 무선통신을 통하여 선로정보와 열차 운행정보, 열차상태정보를 교환하는 발리스(Balise)(200);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명의 실시예는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 열차제어 시스템의 구성은 일반적으로 열차진로제어, 열차집중제어, 열차간격제어로 분류된다.
상기 열차간격제어 관련 설비는 정보 전송 및 속도 제어를 위한 신호기의 밀접한 관계를 가지며, 주로 궤도회로장치와 폐색장치를 기본으로 제어 방식에 따라 자동열차정지장치, 자동 열차제어장치, 자동열차방호장치, 자동열차 운전장치 및 자동열차감시장치 등으로 분류한다.
사익 자동열차정지장치(ATS : Automatic Train Stop)는 열차가 폐색 구간에 설치된 신호기가 현시하는 열차 운행 제한 속도를 초과할 때, 기관사가 5초 이내에 제동을 인가하지 않는 경우 자동으로 열차를 정지시키는 우리나라 기존선 구간 및 지하철 일부 구간에서 사용하는 열차 제어 방식을 의미한다.
또한 자동열차제어장치(ATC : Automatic Train Control)는 열차 이동에 대한 제어 및 열차의 안전성과 열차 운영 명령을 자동으로 실행하는 장치로 자동열차 방호장치, 자동열차 운전장치 및 자동열차감시장치 등의 하부 시스템 기능을 갖는다. 이는 선행 열차의 위치, 운행 진로 등 선로의 제반 조건에 따른 정보 코드가 선로를 통하여 차상으로 전송되며, 차상에서는 지상에서 전송된 정보를 표시 장치에 현시 한다. 자동열차제어장치는 고속철도 차량을 안전하고 효율적으로 이동시키기 위해 주로 사용한다.
또한 자동열차 방호장치(ATP : Automatic Train Protection)는 열차 검지, 선행 열차와 후행 열차 사이의 거리 유지, 진로 연동 및 속도 제한 등을 통해 안전한 열차 운행을 유지하는 ATC 하부 시스템으로 폐색 구간 경계 지점에 설치한 지상자(예: 발리스, 비콘, 루프 등)를 통하여 열차간 운행 정보를 상호 교환하여 최소 제동 거리를 확보함으로써 운전 시격의 단축, 선로 용량 증가 및 열차 추돌에 따른 열차 보호를 실행한다.
또한 자동열차 운전장치(ATO : Automatic Train Operation)는 미리 설정된 프로그램에 따라 역에서의 열차 속도 감소 및 정지 관련 열차 제어 기능을 실행하는 ATC 의 하부 시스템으로 ATO 장치는 종래에 승무원이 수동으로 수행하던 역간 운전, 열차 정지, 출입문 제어, 열차 출발, 안내방송 등을 컴퓨터 기술개발에 적용함으로서 열차 운행 상태가 열차 운행 제어 컴퓨터(TTC :Train Traffic Control)에서 감시되어 안전한 열차운행이 자동으로 실행된다.
또한 자동열차감시장치(ATS : Automatic Train Supervision)는 열차 상태 감시 및 열차 운영 패턴을 유지하기 위해 열차 운영 명령에 대한 적절한 통제를 실행하는 ATC 하부 시스템으로 열차의 도착과 출발을 각각의 역에서 통제한다. 이는 현장의 자동장치에 의한 조정과 열차운행제어 컴퓨터 (TTC)프로그램에 의한 자동 조정으로 분류한다.
한편, 상기 자동열차방호장치(ATP)의 발리스(Balise)란 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상 간에 각종 정보를 전송하는 장치로서, 선로에 설치되는 선로변 제어유니트와 양방향 무선통신을 통하여, 선로정보(예: 곡선, 경사 등)와 열차운행 정보(예: 목표운행속도, 선행열차와의 거리, 다음 발리스 설치위치까지의 거리 등) 및, 열차상태 정보(예: 비정상 운행정보, 비상스위치 조작 정보, 문열림 제어 정보, 역 구내 운행정보 등)를 전송한다.
이처럼 발리스는 열차 안전운행에 중요한 기기이다, 따라서, 이미 열차 선로에 설치되어 기 사용중인 발리스의 고장 여부를 확인하기 위해서는 발리스 점검기(Checker)를 구비한 특수 차량(모터카 등)이 준비되어야 하므로 발리스를 점검하는데 상당한 시간과 노력이 소요될 뿐만 아니라, 비용도 적지 않게 필요하게 되었고, 이러한 지상 신호설비 검측을 위한 검측차량을 한국철도공사에서 1994년에 도입하여 운영하였으나 노후화 및 기능저하로 인하여 2007년부터 운영이 중단되어 발리스의 상태정보를 확인할 수 없는 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점으로 인해 발리스를 사용하는 현장에서는 열차의 사고예방을 위해 사전에 발리스의 상태 정보 및 에러 정보 등을 사전에 검측할 수 있는 장치가 요구되고 있으나, 종래 기술은 상기한 상태 및 에러 정보를 사전에 검측하는 장치가 없다는 커다란 문제점이 발생 되었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 전원공급부와 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit) 그리고 발리스(Balise)가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 발리스로부터 수신한 텔레그램 데이터의 오류율 및 발리스의 동작레벨 그리고 에러 정보를 실시간 확인할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 신호설비 발리스의 결함유무를 신속·정확하게 검지할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 결함 자동검사를 통한 철도 시설물의 유지보수가 용이할 뿐만 아니라, 제5목적은 전기철도 확대 및 열차 운행 횟수 증가와 고속화로 인한 철도 사고를 사전에 예방이 가능하며, 제6목적은 국내 자립기반 기술 및 제품 확보를 통한 유지보수 핵심기술이 향상될 수 있도록 한 것이고, 제7목적은 이로 인해 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해, 외부 열차로부터 전달되는 전원으로 내부 회로를 동작시키는 전원공급부; 전원공급부와 연결되며, 발리스(Balise)에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 발리스의 상태 정보 및 오류율, 오류율에 대한 이미지 캡쳐 기능을 갖는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit); 및 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상간에 정보를 전송하며, 선로에 설치되어 선로변 제어유니트와 양방향 무선통신을 통하여 선로정보와 열차 운행정보, 열차상태정보를 교환하는 발리스(Balise);가 포함됨을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해, 지상에 설치되어 있는 발리스 위를 통과하는 시간 동안 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)이 수신부에서 생성된 신호를 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)의 송신안테나부를 통해 발리스 텔레파워링 수신 안테나부로 전송하면 발리스는 이 텔레파워링 신호에 의해 전력을 생성해 동작을 개시하게 되고, 텔레그램 신호 생성부에서 생성한 신호는 텔레그램 송신 안테나부를 통해서 업링크 신호로 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)의 수신안테나부로 전송하고, 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)은 수신안테나부를 거쳐 수신부에서 테이터를 검사하고, 이상이 없는 경우 이를 차상검측 관리장치로 전송하고, 차상의 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)은 열차가 고속으로 운행하는 동안 송수신을 행함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 전원공급부와 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit) 그리고 발리스(Balise)가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 발리스로부터 수신한 텔레그램 데이터의 오류율 및 발리스의 동작레벨 그리고 에러 정보를 실시간 확인할 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 신호설비 발리스의 결함유무를 신속·정확하게 검지할 수 있도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 결함 자동검사를 통한 철도 시설물의 유지보수가 용이하도록 한 것이다.
아울러 본 발명은 전기철도 확대 및 열차 운행 횟수 증가와 고속화로 인한 철도 사고를 사전에 예방이 가능하다.
더하여 본 발명은 국내 자립기반 기술 및 제품 확보를 통한 유지보수 핵심기술이 향상될 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 차
상 위치도를 보인 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 블
럭 구성도.
도 3 은 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제
어방법의 간략 흐름도.
도 4 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제
어방법의 상세한 흐름도.
상 위치도를 보인 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 블
럭 구성도.
도 3 은 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제
어방법의 간략 흐름도.
도 4 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제
어방법의 상세한 흐름도.
본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해 아래 기술적 구성이 구비된다.
즉, 본 발명은 외부 열차로부터 전달되는 전원으로 내부 회로를 동작시키는 전원공급부(300)가 구비된다.
또한 본 발명은 전원공급부와 연결되며, 발리스(Balise)에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 발리스의 상태 정보 및 오류율, 오류율에 대한 이미지 캡쳐 기능을 갖는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)이 구비된다.
그리고 본 발명은 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상간에 정보를 전송하며, 선로에 설치되는 선로변 무선통신장치와 양방향 무선통신을 통하여 선로정보와 열차 운행정보, 열차상태정보를 교환하는 발리스(Balise)(200)가 포함된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치를 제공한다.
특히 본 발명에 적용된 상기 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 도 2 와 같이 같이 구성된다.
즉, 본 발명은 데이터를 전송하기 위해 메시지를 보내는 송신부(110)와 송신안테나부(111)가 구비된다.
또한 본 발명은 상기 발리스(200)가 송신하는 텔레그램 신호를 텔레그램 루프(loop) 안테나를 통해 수신하는 수신안테나부(120)가 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 수신안테나부(120)와 연결되어 해당 주파수만을 통과시키는 필터부(121)가 구비된다.
이때 상기 필터부(121)는 저역통과필터(low pass filter)가 사용됨이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 필터부(121)와 연결되어 입력신호의 에너지를 증가시켜 출력측에 큰 에너지의 변화로 출력시키는 증폭부(122)가 구비된다.
이때 상기 증폭부(122)는 전치증폭기(preamplifier)가 바람직하다.
아울러 본 발명은 상기 증폭부(122)와 연결되며, 주파수 변위 방식(FSK: frequency shift keying) 신호로 변조된 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 복조부(124)가 구비된다.
더하여 본 발명은 상기 복조부(124)와 연결되며, 복조된 신호를 분석하여 사용자가 확인할 수 있도록 변환하여 실시간 전송하는 CPU(125)가 구비된다.
이때 본 발명에 적용된 상기 CPU(125)는 아래와 같은 기능을 수행하게 된다.
즉, 본 발명은 Up-link의 텔레그램(Telegram) 신호가 BTM(balise transmission module) 안테나(Antenna)를 통해서 복조(Demodulate)되고, CPU로 전달되어서 텔레그램(Telegram)을 복호화(Decode) 하는 기능을 수행한다.
그리고 Up-link 수신 데이터에 대한 코딩 검사를 수행한다.
또한 텔레그램(Telegram) 필터링을 수행한다.
그리고 사용자 데이터를 추출한다.
또한 텔레그램 비트(Telegram bit)가 정상이 아닐 경우 Error 처리하는 비트오류 검출을 수행한다.
그리고 시동초기 테스트인 장치 시동 초기에 정상동작 테스트(Test)를 수행한다.
또한 발리스 통과 중 Up-link 스위칭 관리를 수행한다.
그리고 EMC(Electro Magnetic Compatibility; 전자기파 적합성 시험) level supervision 기능인 BTM 장치에 영향을 주는 EMC의 lever에 대한 감독 기능을 수행한다.
또한 수신 데이터 없을 때 fall-back 기능을 수행한다.
그리고 ATP Kernel과의 통신기능인 ATP Kernel로부터 Tele-Powering 명령을 수신하고, Telegram을 ATP Kernel로 전송하는 기능을 수행한다.
마지막으로 BTM 안테나(Antenna)의 정보 저장 기능인 BTM Antenna로부터 수신된 정보를 저장하는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명은 상기 CPU(125)와 연결되며, 외부 사용자 단말기에서 수신부로 정보를 송수신하기 위하여 사용하는 송수신부(126)가 포함되고, 더하여 상기 증폭부(123)에는 발리스로 전송되어 저장되는 데이터를 FSK신호로 변조 처리하는 변환부(ADC)(123)가 구비되고, 상기 변환부(ADC)(123)에는 발리스로부터 수신된 신호를 파형 그대로 이미지 캡쳐하는 이미지캡쳐부(127)가 구비된다.
또 한편, 본 발명에 적용된 상기 필터부(121)는 발리스가 송신하는 신호를 수신이 가능하도록 LOOP 안테나를 통해 수신하는 수신부와, 이 수신부를 통하여 수신된 신호를 해당 주파수는 수신하고 발리스로 송신하는 주파수대역인 27MHz 유도되는 신호는 차단하도록 구성함이 바람직하다.
그리고 본 발명에 적용된 상기 복조부(124)는 필터부를 통과한 신호를 XOR 논리회로를 거쳐 안정화된 신호로 만들고 수신된 FSK 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환시키도록 구성한다.
또한 본 발명에 적용된 상기 이미지캡쳐부(127)는 발리스에서 전송하는 텔레그램(Telegram) 데이터 및 발리스의 상태정보를 수신 한 데이터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 샘플링(Sampling) 처리를 하여 사용자가 육안으로 확인이 가능하게 하도록 구성한다.
그리고 본 발명에 적용된 상기 발리스(Balise)(200)에는 다음의 기술적 구성이 구비된다.
즉, 발리스가 동작하도록 발리스가 필요로하는 전력을 생성하고, 신호를 전송하는 RF Power Driver 회로로 구성된 텔레파워링 수신 안테나부(210)가 구비된다.
또한 상기 텔레파워링 수신 안테나부(210)의 동작에 의해 텔레그램 신호를 생성하는 텔레그램 신호 생성부(220)가 구비된다.
그리고 27Mhz를 발생시키는 발진기(Oscillator)와 발생하는 고주파 전류를 MOS-FET로 고출력하여 27Mhz용 안테나로 송출하는 텔레그램 송신 안테나부(230)가 구비된다.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 전원공급부(300)는 DC 전원 공급 장치가 배터리 또는 발전기에서 직류 24V 또는 교류 100~220V를 수전하여 안정회로를 거쳐서 ATPL 컴퓨터 및 BTU 장치에 DC 24V를 공급한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 차상 위치도를 보인 구성도로, 열차가 운행시 선로 변에 설치된 발리스(200)를 통과하며, 통과시 선로 변에 설치된 발리스(200)의 구동을 위해 텔레파워링 주파수 27MHz를 발리스로 송신하고, 발리스로부터 주파수 4MH로 텔레그램을 무선 수신할 수 있으며, 발리스로부터 수신한 발리스의 상태정보 및 데이터의 내용을 파형 이미지 및 디지털 데이터 내용으로 분석한 결과를 사용자가 확인 할 수 있도록 변환하여 실시간으로 전송하게 된다.
상기 도 1 의 도면상 PU는 파워 유닛(power unit)을 말하고, ATPL은 (Automatic Train Protection level)(자동열차 방호장치의 레벨검측장치을 말한다.
또한 도 2 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 블럭 구성도를 나타낸 것이다.
그리고 도 3 은 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법 간략 흐름도를 나타낸 것으로, 발리스(Balise)(200)로부터 데이터를 수신하는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 저역통과필터(low pass filter)(121)와, 전치증폭기(preamplifier)(122)와, CPU(125)와, FPGA(field-programmable gate array)를 순차적으로 거쳐 최종 Gathering PC에 전송한다.
본 발명은 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보 등을 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해 아래 기능을 수행하게 된다.
즉, 본 발명은 지상에 설치되어 있는 발리스(200) 위를 통과하는 시간 동안 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)이 수신부에서 생성된 신호를 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 송신안테나부(111)를 통해 발리스 텔레파워링 수신 안테나부(210)로 전송하면 발리스는 이 텔레파워링 신호에 의해 전력을 생성해 동작을 개시하게 된다.
그리고 본 발명은 텔레그램 신호 생성부(220)에서 생성한 신호는 텔레그램 송신 안테나부(230)를 통해서 업링크 신호로 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 수신안테나부(120)로 전송한다.
또한 본 발명은 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 수신안테나부(120)를 거쳐 수신부에서 테이터를 검사하고, 이상이 없는 경우 이를 차상검측 관리장치로 전송한다.
아울러 본 발명은 차상의 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 열차가 고속으로 운행하는 동안 송수신을 수행하게 된다.
특히 본 발명에 적용된 상기 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 수신 주파수의 레벨(Level)을 측정하고, 아날로그 신호를 프리앰프(Preamplifier)에서 레벨로 승압하여 변환부(ADC) 회로를 거쳐 초당 50M 샘플링(Sampling)를 수행하여 디지털화한 부호 신호로 변환하고, FPGA(field-programmable gate array)에서 신호를 처리 및 저장하고 32bits를 이더넷 통신(10/100M)으로 ATPL로 전송하고, 이러한 이미지를 캡쳐하여 실시간으로 육안으로 확인할 수 있게 된다.
한편, 도 4 는 본 발명에 적용된 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법의 상세한 흐름도를 나타낸 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 발명에 적용된 상기 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법은 먼저 송신부 및 수신부에 전원이 공급되고 자체 셀프(self) 동작을 시행하는 단계를 거친다.
이후 본 발명은 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 송신부(110)에서 발리스 동작용 27MHz 주파수 성분의 신호를 출력하는 단계를 거친다.
이어서 본 발명은 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 송신부(110)에서 송신한 27MHz를 외부로 출력하는 단계를 거친다.
이후 본 발명은 텔레파워링 수신 안테나부(210)가 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 송신부(110)에서 27MHz를 정류하여 내부 동작 전원으로 사용하는 단계를 거친다.
이어서 본 발명은 텔레그램 신호 생성부(220) 및 텔레그램 송신 안테나부(230)가 발리스에 저장된 텔레그램 및 LEU(line side electronic unit: 선로변제어장치) 장치에서 송신한 텔레그램을 송신하는 기능을 거친다.
이후 본 발명은 수신 안테나부(120)가 발리스에 송신한 신호를 수신하는 기능을 거친다.
이어서 본 발명은 필터부(121)가 4.2Mhz±282.24Khz의 주파수를 필터링 하는 단계를 거친다.
이후 본 발명은 증폭부(122)가 필터링된 신호를 증폭하는 단계를 거친다.
이어서 본 발명은 복조부(124)가 증폭된 신호를 복조하는 단계를 거친다.
아울러 본 발명은 CPU(125)가 복조된 신호를 유저 데이터로 변환하여 송수신부를 통하여 외부장치로 전달하는 단계를 거친다.
이때 상기 CPU(125)는, Up-link의 텔레그램(Telegram) 신호가 BTM(balise transmission module) 안테나(Antenna)를 통해서 복조(Demodulate)되고, CPU로 전달되어서 텔레그램(Telegram)을 복호화(Decode) 하는 기능을 수행하고, Up-link 수신 데이터에 대한 코딩 검사를 수행하고, 텔레그램(Telegram) 필터링을 수행하고, 사용자 데이터를 추출하고, 텔레그램 비트(Telegram bit)가 정상이 아닐 경우 Error 처리하는 비트오류 검출을 수행하고, 시동초기 테스트인 장치 시동 초기에 정상동작 테스트(Test)를 수행하고, 발리스 통과 중 Up-link 스위칭 관리를 수행하고, EMC level supervision 기능인 BTM 장치에 영향을 주는 EMC의 lever에 대한 감독 기능을 수행하고, 수신 데이터 없을 때 fall-back 기능을 수행하고, ATP Kernel과의 통신기능인 ATP Kernel로부터 Tele-Powering 명령을 수신하고, Telegram을 ATP Kernel로 전송하는 기능을 수행하고, BTM 안테나(Antenna)의 정보 저장 기능인 BTM Antenna로부터 수신된 정보를 저장하는 기능을 수행하게 된다.
이때 상기 CPU(125)는, Up-link의 텔레그램(Telegram) 신호가 BTM(balise transmission module) 안테나(Antenna)를 통해서 복조(Demodulate)되고, CPU로 전달되어서 텔레그램(Telegram)을 복호화(Decode) 하는 기능을 수행하고, Up-link 수신 데이터에 대한 코딩 검사를 수행하고, 텔레그램(Telegram) 필터링을 수행하고, 사용자 데이터를 추출하고, 텔레그램 비트(Telegram bit)가 정상이 아닐 경우 Error 처리하는 비트오류 검출을 수행하고, 시동초기 테스트인 장치 시동 초기에 정상동작 테스트(Test)를 수행하고, 발리스 통과 중 Up-link 스위칭 관리를 수행하고, EMC level supervision 기능인 BTM 장치에 영향을 주는 EMC의 lever에 대한 감독 기능을 수행하고, 수신 데이터 없을 때 fall-back 기능을 수행하고, ATP Kernel과의 통신기능인 ATP Kernel로부터 Tele-Powering 명령을 수신하고, Telegram을 ATP Kernel로 전송하는 기능을 수행하고, BTM 안테나(Antenna)의 정보 저장 기능인 BTM Antenna로부터 수신된 정보를 저장하는 기능을 수행하게 된다.
더하여 본 발명은 송수신부(126)가 외부장치와 통신하는 단계를 거친다.
한편, 본 발명은 상기 변환부(123)가 증폭부에서 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 거친다.
마지막으로 본 발명은 이미지캡쳐부(127)가 변환부에서 변환된 신호를 저장하는 단계르 거쳐 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치를 제어하게 된다.
본 발명 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)
200: 발리스(Balise)
300: 전원공급부
100: 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)
200: 발리스(Balise)
300: 전원공급부
Claims (11)
- 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보를 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해,
외부 열차로부터 전달되는 전원으로 내부 회로를 동작시키는 전원공급부(300); 전원공급부와 연결되며, 발리스(Balise)에 저장되어 있는 철도관련 정보를 읽어들여 발리스의 상태 정보 및 오류율, 오류율에 대한 이미지 캡쳐 기능을 갖는 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100); 및 선로 중앙에 일정 간격으로 설치되어 지상과 차상간에 정보를 전송하며, 선로에 설치되는 선로변 제어유니트와 양방향 통신을 통하여 선로정보와 열차 운행정보, 열차상태정보를 교환하는 발리스(Balise)(200);가 포함되고,
상기 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은,
데이터를 전송하기 위해 메시지를 보내는 송신부(110)와 송신안테나부(111); 발리스가 송신하는 텔레그램 신호를 텔레그램 루프(loop) 안테나를 통해 수신하는 수신안테나부(120); 수신안테나부와 연결되어 해당 주파수만을 통과시키는 필터부(121); 필터부와 연결되어 입력신호의 에너지를 증가시켜 출력측에 큰 에너지의 변화로 출력시키는 증폭부(122); 증폭부와 연결되며, 주파수 변위 방식(FSK: frequency shift keying) 신호로 변조된 신호를 복조하여 디지털신호로 변환시키는 복조부(124); 복조부와 연결되며, 복조된 신호를 분석하여 사용자가 확인할 수 있도록 변환하여 실시간 전송하는 CPU(125); CPU와 연결되며, 외부 사용자 단말기에서 수신부로 정보를 송수신하기 위하여 사용하는 송수신부(126);가 포함되고, 더하여 상기 증폭부에는 발리스로 전송되어 저장되는 데이터를 FSK신호로 변조 처리하는 변환부(ADC)(123); 및 변환부(ADC)에는 발리스로부터 수신된 신호를 파형 그대로 이미지 캡쳐하는 이미지캡쳐부(127);가 포함되며,
상기 CPU(125)는,
Up-link의 텔레그램(Telegram) 신호가 BTM(balise transmission module) 안테나(Antenna)를 통해서 복조(Demodulate)되고, CPU로 전달되어서 텔레그램(Telegram)을 복호화(Decode) 하는 기능을 수행하고, Up-link 수신 데이터에 대한 코딩 검사를 수행하고, 텔레그램(Telegram) 필터링을 수행하고, 사용자 데이터를 추출하고, 텔레그램 비트(Telegram bit)가 정상이 아닐 경우 Error 처리하는 비트오류 검출을 수행하고, 시동초기 테스트인 장치 시동 초기에 정상동작 테스트(Test)를 수행하고, 발리스 통과 중 Up-link 스위칭 관리를 수행하고, EMC level supervision 기능인 BTM 장치에 영향을 주는 EMC의level에 대한 감독 기능을 수행하고, 수신 데이터 없을 때 fall-back 기능을 수행하고, ATP Kernel과의 통신기능인 ATP Kernel로부터 Tele-Powering 명령을 수신하고, Telegram을 ATP Kernel로 전송하는 기능을 수행하고, BTM 안테나(Antenna)의 정보 저장 기능인 BTM Antenna로부터 수신된 정보를 저장하는 기능을 수행함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1 에 있어서,
상기 필터부(121)는,
발리스가 송신하는 신호를 수신이 가능하도록 LOOP 안테나를 통해 수신하는 수신부와, 이 수신부를 통하여 수신된 신호를 해당 주파수는 수신하고 발리스로 송신하는 주파수대역인 27MHz 유도되는 신호는 차단하도록 구성함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 복조부(124)는,
필터부를 통과한 신호를 XOR 논리회로를 거쳐 안정화된 신호로 만들고 수신된 FSK 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환시킴을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 이미지캡쳐부(127)는,
발리스에서 전송하는 텔레그램(Telegram) 데이터 및 발리스의 상태정보를 수신 한 데이터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 샘플링(Sampling) 처리를 하여 사용자가 육안으로 확인이 가능하게 함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 발리스(Balise)(200)에는,
발리스가 동작하도록 발리스가 필요로하는 전력을 생성하고, 신호를 전송하는 RF Power Driver 회로로 구성된 텔레파워링 수신 안테나부(210);
상기 텔레파워링 수신 안테나부(210)의 동작에 의해 텔레그램 신호를 생성하는 텔레그램 신호 생성부(220); 및
27Mhz를 발생시키는 발진기(Oscillator)와 발생하는 고주파 전류를 MOS-FET로 고출력하여 27Mhz용 안테나로 송출하는 텔레그램 송신 안테나부(230);가 포함됨을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 청구항 1 에 있어서,
상기 전원공급부(300)는,
DC 전원 공급 장치가 배터리 또는 발전기에서 직류 24V 또는 교류 100~220V를 수전하여 안정회로를 거쳐서 ATPL 컴퓨터 및 BTU 장치에 DC 24V를 공급함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치.
- 선로변에 설치된 발리스(Balise)로부터 데이터를 수신하여 수신한 데이터의 오류율 검측 및 발리스 상태 정보를 이미지화하여 유저가 육안으로 확인 가능하도록 하기 위해,
지상에 설치되어 있는 발리스(200) 위를 통과하는 시간 동안 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)이 수신부에서 생성된 신호를 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 송신안테나부(111)를 통해 발리스 텔레파워링 수신 안테나부(210)로 전송하면 발리스는 이 텔레파워링 신호에 의해 전력을 생성해 동작을 개시하게 되고, 텔레그램 신호 생성부(220)에서 생성한 신호는 텔레그램 송신 안테나부(230)를 통해서 업링크 신호로 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)의 수신안테나부(120)로 전송하고, 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 수신안테나부(120)를 거쳐 수신부에서 테이터를 검사하고, 이상이 없는 경우 이를 차상검측 관리장치로 전송하고, 차상의 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은 열차가 고속으로 운행하는 동안 송수신을 수행하되, 더하여
송신부 및 수신부에 전원이 공급되고 자체 셀프(self) 동작을 시행하는 단계; 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)의 송신부에서 발리스 동작용 27MHz 주파수 성분의 신호를 출력하는 단계; 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)의 송신부에서 송신한 27MHz를 외부로 출력하는 단계; 텔레파워링 수신 안테나부가 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)의 송신부에서 27MHz를 정류하여 내부 동작 전원으로 사용하는 단계; 텔레그램 신호 생성부 및 텔레그램 송신 안테나부가 발리스에 저장된 텔레그램 및 LEU(line side electronic unit: 선로변제어장치) 장치에서 송신한 텔레그램을 송신하는 기능; 수신 안테나부가 발리스에 송신한 신호를 수신하는 기능; 필터부가 4.2Mhz±282.24Khz의 주파수를 필터링 하는 단계; 증폭부가 필터링된 신호를 증폭하는 단계; 복조부가 증폭된 신호를 복조하는 단계; CPU가 복조된 신호를 유저 데이터로 변환하여 송수신부를 통하여 외부장치로 전달하는 단계; 송수신부가 외부장치와 통신하는 단계; 변환부가 증폭부에서 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 이미지캡쳐부가 변환부에서 변환된 신호를 저장하는 단계;가 포함되고, 아울러
상기 CPU(125)는,
Up-link의 텔레그램(Telegram) 신호가 BTM(balise transmission module) 안테나(Antenna)를 통해서 복조(Demodulate)되고, CPU로 전달되어서 텔레그램(Telegram)을 복호화(Decode) 하는 기능을 수행하고, Up-link 수신 데이터에 대한 코딩 검사를 수행하고, 텔레그램(Telegram) 필터링을 수행하고, 사용자 데이터를 추출하고, 텔레그램 비트(Telegram bit)가 정상이 아닐 경우 Error 처리하는 비트오류 검출을 수행하고, 시동초기 테스트인 장치 시동 초기에 정상동작 테스트(Test)를 수행하고, 발리스 통과 중 Up-link 스위칭 관리를 수행하고, EMC level supervision 기능인 BTM 장치에 영향을 주는 EMC의level에 대한 감독 기능을 수행하고, 수신 데이터 없을 때 fall-back 기능을 수행하고, ATP Kernel과의 통신기능인 ATP Kernel로부터 Tele-Powering 명령을 수신하고, Telegram을 ATP Kernel로 전송하는 기능을 수행하고, BTM 안테나(Antenna)의 정보 저장 기능인 BTM Antenna로부터 수신된 정보를 저장하는 기능을 수행함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법.
- 삭제
- 청구항 9 에 있어서,
상기 발리스 테스트 유닛(BTU: balise test unit)(100)은,
수신 주파수의 레벨(Level)을 측정하고, 아날로그 신호를 프리앰프(Preamplifier)에서 레벨로 승압하여 변환부(ADC) 회로를 거쳐 초당 50M 샘플링(Sampling)를 수행하여 디지털화한 부호 신호로 변환하고, FPGA(field-programmable gate array)에서 신호를 처리 및 저장하고 32bits를 이더넷 통신(10/100M)으로 ATPL로 전송하고, 이러한 이미지를 캡쳐하여 실시간으로 육안으로 확인할 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치의 제어방법.
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| KR1020180030474A KR101899381B1 (ko) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법 |
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| KR1020180030474A KR101899381B1 (ko) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법 |
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