KR101945971B1 - Method and apparatus for determining train location - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열차 위치 판단 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 현재 열차 위치 판단 시점 이전에 측정된 2개의 열차 속도를 기초로 열차의 가속도를 판단하고, 판단된 가속도로부터 현재 열차 위치 판단 구간의 평균 속도를 추정하여, 열차의 이동 거리를 판단하는 열차 위치 판단 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for determining a position of a train, and more particularly, to a method and apparatus for determining a position of a train based on two train speeds measured before a current train position is determined, To a train position determination method and apparatus for estimating an average speed to determine a travel distance of a train.
열차 제어 시스템은 열차 간 간격을 제어하고 열차의 진로를 결정하는 시스템이다. 열차 간 간격을 알맞게 제어하기 위해서는 열차의 위치를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 특히 도시철도에서는 스크린 도어와의 간섭 방지를 위해 정위치 정차가 필수적이며, 이를 위해서는 정차 제어 알고리즘과 함께 정확한 위치 검지가 요구된다. A train control system is a system that controls the distance between trains and determines the course of trains. It is important to accurately estimate the position of the train to properly control the distance between trains. Especially, in urban railway, it is necessary to stop the stationary position to prevent interference with the screen door, and accurate position detection is required along with the stop control algorithm.
열차 내에 마련되는 자동 열차 운전 장치(Automatic Train Operation; 이하 ATO)는 차륜의 회전을 측정하는 타코미터를 통해 열차의 속도를 추정하고, 추정된 속도에 경과 시간을 곱하여 열차의 이동 거리를 판단한다. 그러나 타코미터를 통해 열차의 이동 거리 및 그에 따른 열차의 위치를 추정하는 방법은 여러 가지 이유로 오차가 발생한다. An automatic train operation (ATO) provided in a train estimates the speed of the train through a tachometer measuring the rotation of the wheel, and multiplies the estimated speed by the elapsed time to determine the travel distance of the train. However, the method of estimating the travel distance of the train through the tachometer and the position of the train accordingly causes an error for various reasons.
구체적으로, 타코미터에서 측정된 차륜 회전속도는 여러 구성 요소들을 거쳐 열차 속도로 변환되어 ATO로 전달되기 때문에, 실제 측정 시점부터 ATO 수신 시점까지 불규칙한 전달 지연이 발생할 수 있다. 따라서, 열차 위치 판단 시점에서 타코미터를 통해 측정된 열차 속도는 전달 지연이 클수록 정확도가 떨어진다. Specifically, since the wheel rotation speed measured at the tachometer is converted to the train speed through various components and transmitted to the ATO, irregular transmission delay may occur from the actual measurement point to the ATO reception point. Therefore, the train speed measured through the tachometer at the time of determining the train position is less accurate as the propagation delay is larger.
만약 열차 위치 판단 시점에서 전달 지연에 의해 열차 속도가 획득되지 못하면, ATO는 이전에 획득된 열차 속도를 기초로 열차의 위치를 추정할 수밖에 없다. 이러한 경우에, 열차 위치 추정의 오차는 더욱 커진다.If the train speed can not be obtained due to the propagation delay at the time of determining the train position, the ATO can not estimate the position of the train based on the previously obtained train speed. In this case, the error of the train position estimation is further increased.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열차의 가속도 변화가 대체로 크지 않다는 점을 이용하여 열차의 이동 속도 및 이동 거리를 추정하는 열차 위치 판단 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a train position determination method and apparatus for estimating a travel speed and a travel distance of a train using the fact that the acceleration variation of a train is not substantially large.
또한, 본 발명은 현재 열차 위치 판단 시점 이전에 측정된 2개의 열차 속도를 기초로 열차의 가속도를 판단하고, 판단된 가속도로부터 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 평균 속도를 추정하여, 열차의 이동 거리를 판단하는 열차 위치 판단 방법 및 장치에 관한 것이다. According to the present invention, the acceleration of the train is determined based on the two train speeds measured before the current train position is determined, and the average speed is estimated from the determined acceleration to the intermediate point of the current train position determination period. And more particularly, to a method and apparatus for determining a train position.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법은, 열차 내에 마련되는 열차 위치 판단 장치의 열차 위치 판단 방법으로, 제1 시간 및 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 각각 측정된 제1 열차 속도 및 제2 열차 속도를 기초로 상기 열차의 가속도를 판단하는 단계, 상기 판단된 가속도를 기초로, 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정하는 단계, 상기 추정된 열차 속도를 기초로 상기 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 판단하는 단계, 상기 판단된 이동 거리를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하는 단계 및 상기 판단된 현재 위치를 기초로 상기 열차의 운행을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 현재 열차 위치 판단 구간은, 이전 열차 위치 판단 시점과 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 시간인 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a train position determination method of a train position determination apparatus provided in a train, the train position determination method comprising the steps of: Estimating a train speed at an intermediate time point of a current train position determination section based on the determined acceleration, determining a train speed at an intermediate point in a current train position determination period based on the determined train speed and a second train speed, Determining a train travel distance during the current train position determination period based on the determined travel distance, determining a current position of the train based on the determined travel distance, Wherein the current train position determination interval includes a time between a previous train position determination time and a current train position determination time That may be characterized.
또한, 상기 가속도를 판단하는 단계는, 상기 제1 열차 속도 및 상기 제2 열차 속도 중 어느 하나가 획득되지 않은 경우, 상기 가속도를 0으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determining of the acceleration may include determining the acceleration to be zero if either of the first train speed and the second train speed is not obtained.
또한, 상기 가속도를 판단하는 단계는, 상기 가속도가 기설정된 최대 추정값을 초과하면 상기 최대 추정값을 상기 가속도로 결정하고, 상기 가속도가 기설정된 최소 추정값 미만이면 상기 최소 추정값을 상기 가속도로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The step of determining the acceleration may include determining the maximum estimated value as the acceleration when the acceleration exceeds the predetermined maximum estimated value and determining the minimum estimated value as the acceleration when the acceleration is less than the predetermined minimum estimated value, And the like.
또한, 상기 현재 열차 위치 판단 구간의 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 단계는, 상기 이전 열차 위치 판단 시점 및 상기 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 상기 중간 시점을 판단하는 단계, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이의 시간 차 동안에 대해 상기 판단된 가속도를 적용하여, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이에서의 속도 변화를 판단하는 단계 및 상기 제2 열차 속도에 상기 판단된 속도 변화를 적용하여, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The step of estimating the train speed with respect to the intermediate time point of the current train position determination interval may include the steps of determining the intermediate time point between the previous train position determination time point and the current train position determination time point, Determining a speed change between the second time and the midpoint by applying the determined acceleration to a time difference between the intermediate time and the intermediate time, and applying the determined speed change to the second train speed And estimating the train speed at the intermediate time point.
또한, 상기 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 상기 열차 이동 거리를 판단하는 단계는, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도에 상기 현재 열차 위치 판단 구간에 대응하는 시간을 곱하여 상기 열차 이동 거리를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The step of determining the train travel distance during the current train position determination period may include determining the train travel distance by multiplying the train speed at the intermediate time point by the time corresponding to the current train position determination period And the like.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치는, 열차 내에 마련되는 열차 위치 판단 장치로, 열차 속도를 측정하여 다른 구성 요소들로 전달하는 속도 측정부, 상기 속도 측정부로부터 획득된 상기 열차 속도를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하여 상기 열차의 운행을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 제1 시간 및 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 각각 측정된 상기 제1 열차 속도 및 상기 제2 열차 속도를 기초로 상기 열차의 가속도를 판단하고, 상기 판단된 가속도를 기초로, 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정하고, 상기 추정된 열차 속도를 기초로 상기 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 판단하고, 상기 판단된 이동 거리를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하며, 상기 현재 열차 위치 판단 구간은, 이전 열차 위치 판단 시점과 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 시간인 것을 특징으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for determining a train position, the apparatus comprising: a speed measuring unit for measuring a train speed and transmitting the measured speed to other components; And a control unit for controlling the operation of the train by determining the current position of the train on the basis of the acquired train speed, wherein the control unit controls the operation of the train based on the first time and the second time measured from the second time after the first time, Estimating a train speed at an intermediate point of a current train position determination period based on the determined acceleration, determining an estimated train speed based on the estimated train speed, Determining a train travel distance during the current train position determination period based on the determined travel distance, determining a current position of the train based on the determined travel distance, Stage and the current train position-determining interval, can be characterized in that the time between the previous point and the current train position is determined train position determination point.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 열차 속도 및 상기 제2 열차 속도 중 어느 하나가 획득되지 않은 경우, 상기 가속도를 0으로 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control unit may determine the acceleration to be 0 when either the first train speed or the second train speed is not obtained.
또한, 상기 제어부는, 상기 가속도가 기설정된 최대 추정값을 초과하면 상기 최대 추정값을 상기 가속도로 결정하고, 상기 가속도가 기설정된 최소 추정값 미만이면 상기 최소 추정값을 상기 가속도로 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다. The controller may determine the maximum estimated value as the acceleration when the acceleration exceeds a predetermined maximum estimated value and determine the minimum estimated value as the acceleration when the acceleration is less than a predetermined minimum estimated value .
또한, 상기 제어부는, 상기 이전 열차 위치 판단 시점 및 상기 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 상기 중간 시점을 판단하고, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이의 시간 차 동안에 대해 상기 판단된 가속도를 적용하여, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이에서의 속도 변화를 판단하고, 상기 제2 열차 속도에 상기 판단된 속도 변화를 적용하여, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control unit may determine the intermediate point between the previous train position determination point and the current train position determination point and apply the determined acceleration during the time difference between the second time point and the intermediate point, The speed change between the second time and the intermediate time is determined and the speed change is applied to the second train speed to estimate the train speed for the intermediate time.
또한, 상기 제어부는, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도에 상기 현재 열차 위치 판단 구간에 대응하는 시간을 곱하여 상기 열차 이동 거리를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may determine the train travel distance by multiplying the train speed at the intermediate time point by the time corresponding to the current train position determination period.
본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법 및 장치는, 실시간으로 열차의 이동 거리 및 현재 위치를 보다 정확하게 판단함으로써 열차 제어 및 정위치 정차 제어 성능을 높일 수 있다. The method and apparatus for determining the position of a train according to the present invention can improve the performance of the train control and the positional stop control by more accurately determining the moving distance and the current position of the train in real time.
도 1은 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치가 적용된 열차의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 일반적인 열차 위치 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법의 성능 측정 결과를 나타낸 도면들이다. 1 is a view showing an example of a train to which a train position determination apparatus according to the present invention is applied.
2 is a diagram for explaining a general method of determining a train position.
3 and 4 are views for explaining a method of determining a train position according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of determining a train position according to the present invention.
6 to 9 are views showing the performance measurement results of the train position determination method according to the present invention.
본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다. In the description of the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of known configurations or functions related to the present invention can not be applied to the present invention, detailed description thereof may be omitted.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다," "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작, 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작, 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Quot ;, " include, " " include, " as used herein. And the like are intended to indicate the presence of disclosed features, operations, components, etc., and are not intended to limit the invention in any way. Also, in this specification, " include. &Quot; Or "have." , Etc. are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, may be combined with one or more other features, steps, operations, components, It should be understood that they do not preclude the presence or addition of combinations thereof.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치가 적용된 열차의 일 예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an example of a train to which a train position determination apparatus according to the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)에 적용된다. 열차(1)는 고속 열차, 광역도시철도 열차, 자기부상열차 등 다양한 종류의 열차일 수 있다. 또한, 이하에서는 본 발명에 열차(1)에 적용되는 것으로 설명하나, 본 발명의 기술적 사상이 변경되지 않는 범위 내에서, 본 발명은 자동차, 이륜구동차량, 자동주행차량 등 다양한 종류의 이동 수단에 적용될 수 있다. Referring to FIG. 1, a train
열차 위치 판단 장치(10)는 자동 열차 운전 장치(Automatic Train Operation; 이하 ATO)(110) 및 열차 종합 관리 장치(Train Control and Monitoring System; 이하 TCMS)(120)를 포함여 구성될 수 있다. The train
ATO(110)는 부분적으로 또는 전체적으로 열차(1)의 운전을 자동으로 제어하기 위하여 열차(1) 내에 마련되는 구성 요소들의 제어를 수행한다. ATO(110)는 열차(1) 내의 다른 구성 요소들로부터 수집되는 다양한 정보를 이용하여 경로 설정, 열차 조절(train regulation) 등과 같은 신호 처리를 수행할 수 있다. The ATO 110 performs control of the components provided in the
본 발명의 다양한 실시 예에서, ATO(110)는 열차 속도를 기초로 열차의 이동 거리를 추정하고, 그에 따른 열차의 현재 위치를 판단할 수 있다. ATO(110)는 TCMS(120) 또는 후술되는 ATC(130)로부터 열차 속도를 수신할 수 있다. ATO(110)의 열차 위치 판단 방법에 대하여는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다. In various embodiments of the present invention, the ATO 110 may estimate the travel distance of the train based on the train speed and determine the current position of the train accordingly. The ATO 110 may receive the train speed from the TCMS 120 or an ATC 130 described below. The method of determining the train position of the ATO 110 will be described in more detail below.
ATO(110)는 판단된 열차 위치 및 후술되는 ATC(130)로부터 수신되는 열차(1)의 제한 속도 정보를 기초로, 열차(1)를 추진하거나 제동하기 위한 제어 명령을 TCMS(120), 전동기, 및/또는 제동기 제어 장치 등에 전달한다. The ATO 110 transmits a control command for pushing or braking the
다양한 실시 예에서, ATO(110)는 제어부, 주 제어부, 제1, 제어부, 프로세서 등으로 지칭될 수 있다. In various embodiments, the ATO 110 may be referred to as a controller, a main controller, a first controller, a processor, and the like.
TCMS(120)는 열차(1) 내에 마련되는 다양한 기기들을 실시간으로 모니터링하고 그와 관련된 정보를 수집하여 ATO(110) 및 후술하는 ATC(130) 등에 전달할 수 있다. 일 예로, TCMS(120)는 열차(1) 내에 마련되는 전자 기기들, 예를 들어, 팬터그래프, VVVF, 보조전원장치, 차단기, 공기압축기, 축전지, 제동 장치 등을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있다. 또한, 일 예로, TCMS(120)는 열차(1) 내에 마련되는 서비스 기기들, 예를 들어, 출입문, 실내 형광등, 방송 장치, 냉난방 기기, 행선 표시기, 비상 통화 장치, 화재 감지기 등을 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있다. The TCMS 120 can monitor various devices provided in the
본 발명의 다양한 실시 예에서, TCMS(120)는 열차(1)에 마련되는 타코미터(도시되지 않음)로부터 차륜의 회전량을 수신하고, 이를 기초로 열차 속도를 측정하여 ATO(110)로 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에서, TCMS(120)는 외부로부터 열차 속도를 수신하거나 별도의 속도 측정 센서 등을 통하여 열차 속도를 측정할 수도 있다. TCMS(120)가 외부와 통신할 수 없는 경우, 구현에 따라 ATC(130)에 의해 수신된 열차 속도가 ATO(110)로 전달될 수도 있다. In various embodiments of the present invention, the TCMS 120 receives the amount of wheel rotation from a tachometer (not shown) provided on the
다양한 실시 예에서, TCMS(120)는 제어부, 부 제어부, 제2 제어부, 프로세서, 속도 측정부, 속도 감지부, 속도 판단부 등으로 지칭될 수 있다. In various embodiments, the TCMS 120 may be referred to as a control unit, a sub-control unit, a second control unit, a processor, a speed measurement unit, a speed sensing unit, a speed determination unit, and the like.
상기에서는, ATO(110)와 TCMS(120)가 별개의 구성 요소인 것으로 설명하였으나, 다양한 실시 예에서, 두 구성 요소들은 하나의 통합된 구성 요소로써 구현될 수 있고, 하나의 구성 요소가 다른 하나의 구성 요소에 포함되어 구성될 수 있다. 예를 들어, ATO(110)가 속도 측정 센서를 포함하도록 구성될 수 있고, 이 경우, TCMS(120)에 의해 수행되는 동작을 ATO(110)가 수행하도록 구현될 수도 있다. Although the ATO 110 and the TCMS 120 are described above as being separate components, in various embodiments, the two components may be implemented as one integrated component, As shown in FIG. For example, the ATO 110 may be configured to include a speed measurement sensor, in which case the ATO 110 may be implemented to perform the operations performed by the TCMS 120.
다양한 실시 예에서, 열차(1)는 자동 열차 제어 장치(Automatic Train Control; 이하, ATC)(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다. ATC(130)는 ATO(110)와 함께 동작하여 열차가 정해진 시간에 맞추어 운행될 수 있도록 한다. 구체적으로, ATC(130)는 기저장되었거나 유무선 통신을 통하여 외부로부터 수신되는 열차(1)의 제한 속도 정보를 ATO(110)로 전달하여, ATO(110)가 열차(1)의 추진 또는 제동을 제어하게 할 수 있다. 필요한 경우, ATC(130)는 TCMS(120)와 데이터를 송수신하여 열차 운행을 제어할 수 있다. In various embodiments, the
이하에서는, 열차(1)에 마련되는 열차 위치 판단 장치(10)를 통해 열차 속도를 추정하고 열차 이동 거리를 판단하는 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for estimating the train speed and determining the train travel distance through the train
이하의 설명에서, 열차 위치 판단 시점은 ATO(110)가 수집된 정보들을 기초로 열차의 현재 위치를 판단하는 시점을 의미한다. 열차 위치 판단 구간은 현재 열차 위치 판단 시점 및 이전 열차 위치 판단 시점 사이의 시간 구간을 의미한다. 예를 들어, 현재 열차 위치 판단 시점을 T1, 이전 열차 위치 판단 시점을 T0라 하면, 현재 열차 위치 판단 구간은 T0로부터 T1까지의 시간을 의미한다. 이러한 열차 위치 판단 구간은 열차 위치 판단 주기 Ts에 대응될 수 있다. T1과 T0 사이의 중간 시점, 즉 시간 (T1+T0)/2은 열차 위치 구간의 중간 시점으로 지칭된다. In the following description, the train position determination time means a time when the
도 2는 일반적인 열차 위치 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a general method of determining a train position.
도 2의 (a)를 참조하면, 열차(1)가 실제 속도(v)로 이동하는 동안, ATO(110)는 TCMS(120)로부터 측정된 열차 속도(v1 내지 v6)를 수신한다. TCMS(120)는 기설정된 시간 간격에 따라 열차 속도를 측정하지만, TCMS(120)와 ATO(110) 간 불규칙한 전송 지연에 의해, ATO(110)에서 열차 속도 수신 시간의 간격은 일정하지 않다. 이러한 불규칙성과 무관하게, ATO(110)는 TCMS(120)로부터 수신된 열차 속도를 기초로 기설정된 시간 주기 ts마다 열차 위치를 판단한다.2,
구체적으로, ATO(110)는 현재 열차 위치 판단 시점 직전에 수신된 열차 속도를 이용하여 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 추정하고, 추정된 열차 이동 거리를 기초로 현재의 열차 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 현재 열차 위치 판단 시점 T1에서 열차 위치를 판단하는 경우, ATO(110)는 가장 최근에 수신된 열차 속도 v6를 현재 열차 위치 판단 구간 ts 동안의 속도로 가정한다. ATO(110)는 열차 속도 v6를 시간 ts에 대하여 적분함으로써 시간 ts 동안의 열차의 이동 거리를 추정한다. ATO(110)는 시간 ts 동안 열차 속도 v6가 변화하지 않은 것으로 가정하기 때문에, 여기서 열차의 이동 거리는 열차 속도 v6와 시간 ts의 곱으로 결정된다. 또한, ATO(110)는 직전 열차 위치 판단 시점 T0에서 판단된 열차 위치에 추정된 이동 거리를 더하여 열차의 현재 위치를 판단한다. Specifically, the
상기한 방법에 따라 추정된 열차 이동 거리(D')가 도 2의 (b)에 도시된다. 추정된 열차 이동 거리(D')는 도 2의 (a)에 도시된 실제 열차 이동 거리(D)와 비교할 때 오차를 갖는다. 이러한 오차는 상술한 불규칙한 전송 지연에 의해 더욱 커질 수 있다. 불규칙한 전송 지연에 의해, 열차 위치 판단 시점과 열차 속도 수신 시간 사이의 차이는 매 열차 위치 판단 시점마다 불규칙할 수 있다. 따라서, 수신된 열차 속도를 열차 속도 판단 구간에 대한 평균 속도로서 일률적으로 가정하면, 이를 기초로 판단된 열차 위치와 실제 열차 위치 사이에 오차가 커지게 된다. The train travel distance D 'estimated according to the above method is shown in FIG. 2 (b). The estimated train travel distance D 'has an error as compared with the actual train travel distance D shown in FIG. 2A. This error can be further increased by the irregular transmission delay described above. Due to the irregular transmission delay, the difference between the train position determination time and the train speed reception time may be irregular at each train position determination time. Therefore, if the received train speed is uniformly assumed as an average speed for the train speed determination period, an error between the train position and the actual train position determined on the basis thereof is increased.
또한, 전송 지연에 의해 현재 열차 위치 판단 구간 동안 새로운 열차 속도가 수신되지 못하면, ATO(110)는 이전 열차 위치 판단 시점에서 이용한 열차 속도를 기초로 열차 위치를 판단한다. 이 경우, 판단된 열차 위치와 실제 열차 위치 사이의 오차는 더욱 커진다. Also, if a new train speed is not received during the current train position determination period due to the transmission delay, the
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정함으로써, 열차 이동 거리를 판단한다. 이렇게 판단된 열차 속도는, 열차 위치 판단 구간에서의 실제 평균 속도에 근접하여, 따라서 이를 통해 판단된 열차 이동 거리(D'')는 도 2의 (c) 에 도시된 바와 같이 실제 열차 이동 거리(D)에 매우 근접할 수 있다. In order to solve the above problem, the present invention estimates the train speed at the middle point of the train position determination period, as shown in FIG. 2 (c), to determine the train travel distance. The train speed thus determined is close to the actual average speed in the train position judging section, and accordingly, the train travel distance D '' determined through this is the actual train travel distance as shown in FIG. 2 (c) D). ≪ / RTI >
보다 구체적으로, 본 발명은 현재 열차 위치 판단 시점 이전에 판단된 2개의 열차 속도로부터 열차의 가속도를 판단하고, 가속도로부터 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 속도를 추정한다. 본 발명은 추정된 속도를 기초로 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 추정하여, 현재 열차 위치를 판단할 수 있다. More specifically, the present invention determines the acceleration of the train from the two train speeds determined before the current train position determination time, and estimates the speed from the acceleration to the middle point of the current train position determination interval. The present invention can estimate the current train position by estimating the train travel distance during the train position determination period based on the estimated speed.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 and 4 are views for explaining a method of determining a train position according to the present invention.
도 3을 참조하면, 열차(1)가 실제 속도(v)로 이동하는 동안, ATO(110)는 시간 tm0 및 시간 tm1에서 열차 속도 v0 및 v1를 각각 획득한다. 열차 속도는 상술한 바와 같이 TCMS(120) 또는 ATC(130)로부터 수신되거나, ATO(110)가 직접 측정할 수도 있다. 한편, ATO(110)의 작업 스케줄링에 따라, ATO(110)는 기설정된 시간 주기 ts에 따라, 시간 tc0 및 시간 tc1에서 열차 위치 판단을 수행한다. 여기서 시간 tc1은 현재 시점이고, 또한 현재 열차 위치 판단 시점이다. 열차 속도 v0 및 v1가 각각 획득된 시간 tm0 및 시간 tm1은 현재 열차 위치 판단 시점 tc1보다 이전임을 알 수 있다. 따라서, 시간 tc0 및 시간 tc1 사이의 시간은 현재 열차 위치 판단 구간이다. Referring to FIG. 3, while the
열차(1)는 일반적으로 정차 구간을 제외하고는 대체로 일정한 속도로 운행된다. 이 경우, 운행 상황에 따라 열차 속도는 변화할 수 있지만, 승객 승차감을 위해 가속도의 변화는 일정한 값 이하로 제한되어 있으며 실제로도 열차의 중량과 동력/제동 성능을 고려할 때 가속도의 변화는 비교적 크지 않다.The
따라서 열차(1)의 가속도로부터 열차 위치를 판단하는 것은, 열차 속도를 기초로 열차 위치를 판단하는 것보다 정확도가 향상될 수 있다. Therefore, the determination of the train position from the acceleration of the
따라서 본 발명의 다양한 실시 예에서, ATO(110)는 획득된 열차 속도 v0 및 v1와, 열차 속도 v0 및 v1가 획득된 시간 tm0 및 시간 tm1으로부터 열차(1)의 가속도 a 를 판단할 수 있다. 가속도 a는 다음의 수학식 1을 이용하여 판단된다. Thus, in various embodiments of the present invention, it is obtained train speed ATO (110) v 0 and v 1, a train speed v 0 and v 1 is the acceleration of the time t m0 and time train (1) from t m1 obtain a Can be determined. The acceleration a is determined using the following equation (1).
여기서 가속도는 양의 값 또는 음의 값을 가질 수 있다. Here, the acceleration may have a positive value or a negative value.
만약, 초기 열차 운행에서, 또는 다른 이유에 의해 시간 t0에서의 열차 속도 v0가 획득되지 않은 경우(또는 존재하지 않는 경우), ATO(110)는 가속도 a를 0으로 결정할 수 있다. If, in the initial train, or if by any other reason is not obtained the train speed v 0 at the time t 0 (the case or not present), ATO (110) may determine the acceleration a to zero.
tm1-tm0가 매우 작은 경우, 속도 측정 오차에 따른 가속도 오차가 크게 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에서, 가속도의 상한 추정값 및/또는 하한 추정값이 미리 설정될 수 있다. 판단된 가속도가 설정된 상한 추정값보다 큰 경우, ATO(010)는 상한 추정값을 가속도로 결정할 수 있다. 또는, 판단된 가속도가 설정된 하한 추정값보다 작은 경우, ATO(110)는 하한 추정값을 가속도로 결정할 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 각각 수학식 2 및 수학식 3과 같다. If t m1 -t m0 is very small, acceleration error due to velocity measurement error may occur. In order to solve such a problem, in one embodiment of the present invention, the upper limit estimate value and / or the lower limit estimate value of the acceleration can be set in advance. If the determined acceleration is larger than the set upper limit estimation value, the ATO 010 can determine the upper limit estimation value as the acceleration. Alternatively, when the determined acceleration is smaller than the set lower limit estimation value, the
여기서, amax 및 amin은 각각 열차(1)의 최대 가속도, 최대 감속도일 수 있다. Here, a max and a min may be the maximum acceleration and the maximum deceleration of the
ATO(110)는 판단된 가속도 a로부터 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점 tcc에 대한 열차 속도 vcc를 추정한다. The
현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점 tcc는 다음의 수학식 4와 같다.The midpoint t cc of the current train position determination interval is expressed by Equation (4).
시간 tm1에서 획득된 열차 속도 v1 및 시간 tm1과 중간 시점 tcc 사이의 시간 차를 이용하면, 다음의 수학식 5에 따라 중간 시점 tcc에서의 열차 속도 vcc를 추정할 수 있다.With the train speed v, the time difference between the first and time t m1 and an intermediate time t cc obtained in the time t m1, it is possible to estimate the train speed v cc in the intermediate time t cc according to the following equation (5) of.
ATO(110)는 열차 속도 vcc를 현재 열차 위치 판단 구간에서의 평균 속도로 결정할 수 있다. 그에 따라, ATO(110)는 다음의 수학식 6을 이용하여 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리 D를 추정할 수 있다. The
도 4는 상기와 같은 방법으로 추정된 현재 열차 위치 판단 구간에서의 열차 이동 거리 D를 나타낸다. 도 4에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법에 따라 추정된 열차 이동 거리 D는 도 2를 참조하여 설명한 일반적인 열차 위치 판단 방법보다, 실제 열차 위치 이동 거리와의 오차가 작다.FIG. 4 shows a travel distance D of the train in the current train position determination period estimated by the above method. As shown in FIG. 4, the train travel distance D estimated according to the train position determination method according to the present invention is smaller than the actual train position travel distance as compared with the general train position determination method described with reference to FIG.
ATO(110)는 이전 열차 위치 판단 시점에서 판단된 열차 위치에 상기와 같이 추정된 열차 이동 거리 D를 더하여, 현재 열차 위치를 판단할 수 있다. ATO(110)는 판단된 현재 열차 위치를 TCMS(120) 등과 같은 다른 구성 요소들로 전달하거나, ATO(110) 내에 또는 열차(1) 내에 별도로 마련되는 메모리 등에 저장할 수 있다. The
상기와 같은 본원발명의 열차 위치 판단 방법은, ATO(110)가 육상에 기설정된 간격으로 설치되는 PSM(Precision Stop Marker)을 비롯한 외부 장치들로부터 열차(1)의 정확한 위치를 수신하여 판단된 열차의 현지 위치를 보정할 때 적용될 수 있다. 열차(1)가 PSM 상을 지날 때, ATO(110)는 PSM으로부터 열차(1)가 PSM을 통과한 시간에 관한 정보를 수신한다. 그에 따라, ATO(110)는 해당 시간에 열차(1)가 PSM이 설치된 위치에 존재하였음을 알 수 있다. 이러한 정보는 ATO(110)에 의해 판단된 열차의 현재 위치보다 정확도가 높으므로, ATO(110)는 수신된 이 정보를 기초로 자신이 판단한 열차(1)의 현재 위치를 보정한다. The method of determining the position of a train according to the present invention as described above is characterized in that the
그러나 상술한 전송 지연에 의해 PSM이 정보를 송신한 시간과 ATO(110)가 실제로 그 정보를 수신한 시간 사이에 시간 차(지연 시간)가 발생할 수 있다. 이 경우, ATO(110)는 상술한 열차 위치 판단 방법을 적용하여, PSM이 정보를 송신한 시간과 자신이 PSM으로부터 정보를 수신한 시간 사이의 중간 시점에 대한 속도를 추정하고, 이를 기초로 지연 시간 동안의 열차 이동 거리를 추정할 수 있다. ATO(110)는 지연 시간 동안의 열차 이동 거리를, PSM으로부터 수신된 정보에 의해 판단된 열차 위치에 가산함으로써, 자신이 PSM으로부터 정보를 수신한 시간에서의 정확한 열차 위치를 판단할 수 있다.However, due to the above-described transmission delay, a time difference (delay time) may occur between the time when the PSM transmits the information and the time when the
도 5는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of determining a train position according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)가 운행 중인 동안 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 수행한다. Referring to FIG. 5, a train
열차 위치 판단 장치(10)는 적어도 2개의 시간에서 적어도 2개의 열차 속도를 획득할 수 있다(501). 즉, 열차 위치 판단 장치(1)는 제1 시간에서의 제1 열차 속도 및 제2 시간에서의 제2 열차 속도를 획득할 수 있다. 이때, 제1 시간보다 늦은 제2 시간은 현재 열차 위치 판단 시점 이전이다. The train
열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1) 내에 마련되는 열차 속도 측정 장치 또는 외부 장치로부터 측정된 열차 속도를 수신할 수 있다. 또는 열차 위치 판단 장치(10)는 열차 속도를 직접 측정하여 획득할 수도 있다. The train
본 발명의 올바른 동작을 위하여, 열차 위치 판단 장치(10)는 적어도 2개의 열차 속도를 획득하지만, 열차 초기 구동의 경우, 또는 필요에 따라 열차 위치 판단 장치(1)는 하나의 시점에서 1개의 열차 속도만을 획득할 수도 있다. 이 경우, 열차 위치 판단 장치(1)는 후술되는 열차(1)의 가속도를 0으로 판단한다. For the correct operation of the present invention, the train
다음으로, 열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)의 가속도를 추정할 수 있다(502). 열차 위치 판단 장치(10)는 획득된 2개의 열차 속도 및 2개의 열차 속도가 획득된 각각의 시간을 기초로, 열차(1)의 가속도를 추정한다. 즉, 열차 위치 판단 장치(10)는 제2 열차 속도로부터 제1 열차 속도를 뺀 값을, 제2 시간으로부터 제1 시간을 뺀 값으로 나누어, 열차(1)의 가속도를 판단한다. Next, the train
상술한 바와 같이, 열차 위치 판단 장치(10)가 하나의 열차 속도만을 획득한 경우, 열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)의 가속도를 0으로 결정할 수 있다. As described above, when the train
또한, 열차 가속도의 최대 추정값 및 최소 추정값이 미리 결정된 경우, 열차 위치 판단 장치(10)는 판단된 가속도가 최대 추정값 및 최소 추정값의 범위를 벗어나는지 여부를 추가로 판단할 수 있다. 판단된 가속도가 최대 추정값을 초과하는 경우, 열차 위치 판단 장치(10)는 최대 추정값을 열차(1)의 가속도로 결정할 수 있다. 또한, 판단된 가속도가 최소 추정값 미만인 경우, 열차 위치 판단 장치(10)는 최소 추정값을 열차(1)의 가속도로 결정할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 최대 추정값 및 최소 추정값은 각각 열차(1)의 최대 가속도 및 최대 감속도일 수 있다. In addition, when the maximum estimated value and the minimum estimated value of the train acceleration are predetermined, the train
다음으로, 열차 위치 판단 장치(10)는 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정할 수 있다(503). 열차 위치 판단 장치(10)는 현재 열차 위치 판단 시점 및 이전 열차 위치 판단 시점의 중간 시점을 판단한다. 열차 위치 판단 장치(10)는 제2 시간과 중간 시점 간의 시간 차 동안에 대해 추정된 가속도를 적용하여, 제2 시점과 중간 시점 사이에서의 속도 변화를 판단한다. 또한, 열차 위치 판단 장치(10)는 제2 열차 속도에 판단된 속도 변화를 더하여, 중간 시점에서의 열차 속도를 추정할 수 있다. Next, the train
다음으로, 열차 위치 판단 장치(10)는 추정된 중간 시점에 대한 열차 속도를 기초로 현재 열차 위치 판단 구간에 대한 열차 이동 거리를 추정할 수 있다(504). 열차 위치 판단 장치(10)는 추정된 중간 시점에 대한 열차 속도를 현재 열차 위치 판단 구간에 대한 평균 속도로 결정하고, 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 판단할 수 있다. Next, the train
다음으로, 열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)의 현재 위치를 판단할 수 있다(505). 열차 위치 판단 장치(10)는 이전 열차 위치 판단 시점에서 판단된 열차의 위치에, 상기에서 추정된 열차 이동 거리를 더하여, 현재 열차 위치로써 결정할 수 있다Next, the train
열차 위치 판단 장치(10)는 판단된 열차(1)의 현재 위치를 기초로, 열차 운행을 제어할 수 있다(506). 예를 들어, 열차 위치 판단 장치(10)는 판단된 현재 위치에 관한 정보를 다른 구성 요소들, 예를 들어 TCMS(120), ATC(120) 또는 외부 장치로 전달할 수 있다. 열차 위치 판단 장치(10)에 의해 판단된 열차(1)의 현재 위치에 따라, 열차(1)의 정차, 가속, 감속 등이 제어될 수 있다. The train
열차 위치 판단 장치(10)는 열차(1)가 운행 중인 동안 기설정된 열차 위치 판단 주기 마다 상술한 동작을 반복하여 수행할 수 있다. The train
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법의 성능 측정 결과를 나타낸 도면들이다. 6 to 9 are views showing the performance measurement results of the train position determination method according to the present invention.
도 6 및 도 7은 열차가 등속으로 주행할 때와 감속할 때의 두 가지 경우에 대하여 일반적인 열차 위치 판단 방법과 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 각각 수행하여, 열차의 위치를 추정한 결과를 나타낸다. FIGS. 6 and 7 illustrate a general train position determination method and a train position determination method according to the present invention, respectively, for two cases when the train travels at a constant speed and decelerate, .
먼저, 열차가 20m/s로 등속 주행할 경우에 대하여 살펴보면 다음과 같다.First, a case where the train travels at a constant speed of 20 m / s will be described as follows.
주행 시 제한 속도가 설정되면, 열차는 마진을 고려하여 제한 속도보다 낮은 속도에서 정속 주행을 실시한다. 열차는 소모되는 에너지와 승차감을 고려하여 가속과 타행을 번갈아 수행한다. 이때, 저크(가속도의 변화율) 제한에 의해, 가속도 및 속도 변화는 완곡하게 나타나면, 이는 정현파 모양의 속도로 나타난다. 여기에서는 ±1m/s 진폭의 정현파로 열차가 주행한다고 가정하였다. 정현파의 주기는 5초로 가정한다. 또한, 속도 측정 오차와 속도 측정 수행 시각의 시간적 분포는 가우시안 분포를 따른다고 가정한다. 이 밖에 열차 이동 거리 추정 프로세스와 열차 속도 송수신을 위한 통신 프로세스의 실행 주기 및 실행 시간 간격의 차이 등 시스템 특성은 대상 노선(서울 도시철도 5호선)의 열차를 참고하여 설정하였으며, 이러한 설정 값은 하기의 표 1에 기재된다. If the speed limit is set during travel, the train will travel at a constant speed under a speed lower than the speed limit, considering the margin. The train alternates between accelerating and decelerating, taking into account the energy consumed and ride comfort. At this time, when the jerk (rate of change of acceleration) is limited, the acceleration and the velocity change appear to be eccentric, which appears as a sinusoidal velocity. It is assumed here that the train travels with sinusoidal waves with an amplitude of ± 1 m / s. The period of the sine wave is assumed to be 5 seconds. It is also assumed that the temporal distribution of the velocity measurement error and the velocity measurement time follow the Gaussian distribution. In addition, the system characteristics such as the difference between the execution period and the execution time interval of the communication process for the train travel distance estimation process and the train speed transmission / reception are set with reference to the train of the target route (Seoul Subway Line 5) Lt; / RTI >
도 6은 일반적인 열차 위치 판단 방법과 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법에 따라 열차 이동 거리를 계산한 결과의 분포를 나타낸다. 총 1,000,000회의 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 평균 속도 20m/s로 10초 운행을 하였으므로, 정확한 이동 거리는 200m이며, 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법의 열차 이동 거리 추정 값이 200m에 근접하게 다수 분포하는 것을 알 수 있다. FIG. 6 shows distribution of results of calculation of train travel distance according to a general train position determination method and a train position determination method according to the present invention. A total of 1,000,000 Monte Carlo simulations were performed. Since the train travels at an average speed of 20 m / s for 10 seconds, the accurate travel distance is 200 m, and it can be seen that the train travel distance estimation value of the train position determination method according to the present invention is distributed close to 200 m.
도 7은 10m/s에서 등감속도로 정지하는 열차에 대한 이동 거리 계산 결과를 나타낸 것이다. 등속 주행과는 달리 두 경우 모두 편이가 발생하나, 특히 일반적인 열차 위치 판단 방법에서의 편이가 더 크다. 이는 속도 측정 시간과 이동 거리 계산 시간 사이에 차이가 존재하며, 감속 시에는 실제보다 더 큰 속도로 이동 거리를 계산하기 때문에 발생한다. 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법의 경우에도, 이러한 편이가 있으나, 1/10로 감소하였으며 편차도 약 15% 감소되었다. 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법에서의 편이는 가감속 추정값에 제한을 둔 것에 기인한다. Fig. 7 shows the calculation results of the travel distance for a train stopping at equal deceleration at 10 m / s. Unlike constant speed driving, both shifts occur, but the shift in determining the general position of a train is more significant. This is because there is a difference between the speed measurement time and the travel distance calculation time, and the travel distance is calculated at a speed greater than the actual speed at the time of deceleration. In the case of the method for determining the position of a train according to the present invention, this deviation is reduced to 1/10 and the deviation is also reduced by about 15%. The deviation in the train position determination method according to the present invention is attributed to the limitation on the acceleration / deceleration estimated value.
하기의 표 2는 일반적인 열차 위치 판단 방법과 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 수행한 결과에 따른 통계적 분석값을 나타낸다. 등속 주행, 감속 주행 모두 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법이 우수함을 확인할 수 있다. Table 2 below shows statistical analysis values according to the result of performing general train position determination method and train position determination method according to the present invention. It can be confirmed that the method of judging the position of the train according to the present invention is excellent both in constant speed travel and in deceleration travel.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 열차 위치 판단 장치(10)를 실제 열차(1)에 탑제하고 일반적인 열차 위치 판단 방법과 본 발명에 따른 열차 위치 판단 방법을 각각 적용하여 시험한 결과를 나타낸다. 서울도시철도 5호선 열차에 열차 위치 판단 장치(10)를 탑재하였으며, 방화차량기지의 시험 선로에서 시험을 수행하였다. 도 8은 방화차량기지 시험선의 항공 사진이고, 도 9는 본 시험을 위한 PSM의 배치도를 나타낸다. 도 9에서는 설계상의 PSM 위치가 아닌 실제 측정 후 위치를 나타내어 정확한 비교가 될 수 있도록 하였다. FIGS. 8 and 9 show results obtained by mounting the
열차 위치 판단 장치(10)는 PSM을 지날 때, 절대 위치 정보를 획득하며, 이를 통해 위치 계산값과의 오차를 확인하고 이를 보정할 수 있다. 여기에서는 출발 후 PSM3을 지날 때 이동 거리 계산 값을 비교하고, 이를 보정한 후, PSM2를 지날 때의 이동 거리 계산 값을 비교한다. 전자는 가속 및 등속 구간에서의 위치 추정 정확도를 확인할 수 있게 하고, 후자는 감속 구간에서의 위치 추정 정확도를 확인할 수 있게 한다. When passing through the PSM, the train
하기의 표 3은 각각 가속 및 등속 구간과 감속 구간에서의 차량 탑재 실험 결과와 분석 내용을 정리한 도표이다.Table 3 below is a table summarizing the results of the vehicle loading test and the analysis contents in the acceleration and constant velocity sections and the deceleration sections, respectively.
여기서, 이동 거리 계산값은 실제 계산된 값에 차륜경 오차를 고려하여 보정한 것이다. 시험 대상 차량의 경우 정차 성능 보완을 위해 실제보다 5mm 작은 값으로 차륜 속도가 설정되어 있었으며, 이는 속도와 이동 거리가 약 6% 정도 작게 나오게 한다. Here, the calculated travel distance is corrected by taking into account the wheel diameter error to the actual calculated value. For the test vehicle, the wheel speed was set to be 5 mm smaller than the actual speed to compensate for the stopping performance, and the speed and travel distance were reduced by about 6%.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, all changes or modifications derived from the technical idea of the present invention.
1: 열차
10: 열차 위치 판단 장치
110: ATO
120: TCMS
130: ATC 1: Train
10: Train position determination device
110: ATO
120: TCMS
130: ATC
Claims (10)
제1 시간 및 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 각각 측정된 제1 열차 속도 및 제2 열차 속도를 기초로 상기 열차의 가속도를 판단하는 단계;
상기 판단된 가속도를 기초로, 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정하는 단계;
상기 추정된 열차 속도를 기초로 상기 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 판단하는 단계;
상기 판단된 이동 거리를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하는 단계; 및
상기 판단된 현재 위치를 기초로 상기 열차의 운행을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 현재 열차 위치 판단 구간은,
이전 열차 위치 판단 시점과 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 시간이며,
상기 현재 열차 위치 판단 구간의 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 단계는,
상기 이전 열차 위치 판단 시점 및 상기 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 상기 중간 시점을 판단하는 단계;
상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이의 시간 차 동안에 대해 상기 판단된 가속도를 적용하여, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이에서의 속도 변화를 판단하는 단계; 및
상기 제2 열차 속도에 상기 판단된 속도 변화를 적용하여, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 방법. A train position determination method of a train position determination device provided in a train,
Determining an acceleration of the train based on the first train speed and the second train speed measured at a first time and at a second time after the first time;
Estimating a train speed at an intermediate time point of a current train position determination period based on the determined acceleration;
Determining a train travel distance during the current train position determination period based on the estimated train speed;
Determining a current position of the train based on the determined travel distance; And
And controlling the operation of the train based on the determined current position,
The current train position determination period includes:
The time between the previous train position determination point and the current train position determination point,
Wherein the step of estimating the train speed with respect to the intermediate time point of the current train position determination interval comprises:
Determining the intermediate point between the previous train position determination point and the current train position determination point;
Determining the velocity change between the second time and the midpoint by applying the determined acceleration to the time difference between the second time and the midpoint; And
And estimating the train speed at the intermediate time point by applying the determined speed change to the second train speed.
상기 제1 열차 속도 및 상기 제2 열차 속도 중 어느 하나가 획득되지 않은 경우, 상기 가속도를 0으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 방법. 2. The method of claim 1, wherein the determining the acceleration comprises:
And determining the acceleration to be 0 if either of the first train speed and the second train speed is not obtained.
상기 가속도가 기설정된 최대 추정값을 초과하면 상기 최대 추정값을 상기 가속도로 결정하고, 상기 가속도가 기설정된 최소 추정값 미만이면 상기 최소 추정값을 상기 가속도로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 방법. 2. The method of claim 1, wherein the determining the acceleration comprises:
Determining the maximum estimated value as the acceleration when the acceleration exceeds a predetermined maximum estimated value and determining the minimum estimated value as the acceleration when the acceleration is less than a predetermined minimum estimated value .
상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도에 상기 현재 열차 위치 판단 구간에 대응하는 시간을 곱하여 상기 열차 이동 거리를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 방법. The method of claim 1, wherein the step of determining the train travel distance during the current train position determination interval comprises:
And determining the train travel distance by multiplying the train speed with respect to the intermediate time point by a time corresponding to the current train position determination period.
열차 속도를 측정하여 다른 구성 요소들로 전달하는 속도 측정부;
상기 속도 측정부로부터 획득된 상기 열차 속도를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하여 상기 열차의 운행을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
제1 시간 및 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 각각 측정된 제1 열차 속도 및 제2 열차 속도를 기초로 상기 열차의 가속도를 판단하고, 상기 판단된 가속도를 기초로, 현재 열차 위치 판단 구간의 중간 시점에 대한 열차 속도를 추정하고, 상기 추정된 열차 속도를 기초로 상기 현재 열차 위치 판단 구간 동안의 열차 이동 거리를 판단하고, 상기 판단된 이동 거리를 기초로 상기 열차의 현재 위치를 판단하며,
상기 현재 열차 위치 판단 구간은,
이전 열차 위치 판단 시점과 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 시간이며,
상기 제어부는,
상기 이전 열차 위치 판단 시점 및 상기 현재 열차 위치 판단 시점 사이의 상기 중간 시점을 판단하고, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이의 시간 차 동안에 대해 상기 판단된 가속도를 적용하여, 상기 제2 시간과 상기 중간 시점 사이에서의 속도 변화를 판단하고, 제2 열차 속도에 상기 판단된 속도 변화를 적용하여, 상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도를 추정하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 장치. A train position determination device provided in a train,
A speed measuring unit for measuring the speed of the train and transmitting it to other components;
And a control unit for controlling the operation of the train by determining the current position of the train based on the train speed obtained from the speed measuring unit,
Wherein,
Determining the acceleration of the train on the basis of the first train speed and the second train speed respectively measured at the first time and the second time after the first time, and based on the determined acceleration, Determines a train travel distance during the current train position determination period based on the estimated train speed, determines a current position of the train based on the determined travel distance, ,
The current train position determination period includes:
The time between the previous train position determination point and the current train position determination point,
Wherein,
Determining the intermediate point between the previous train position determination point and the current train position determination point and applying the determined acceleration during the time difference between the second time point and the intermediate point point, And estimates the train speed with respect to the intermediate time point by determining the speed change between the intermediate points and applying the determined speed change to the second train speed.
상기 제1 열차 속도 및 상기 제2 열차 속도 중 어느 하나가 획득되지 않은 경우, 상기 가속도를 0으로 결정하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 장치. 7. The apparatus of claim 6,
Wherein the controller determines the acceleration to be 0 when either the first train speed or the second train speed is not obtained.
상기 가속도가 기설정된 최대 추정값을 초과하면 상기 최대 추정값을 상기 가속도로 결정하고, 상기 가속도가 기설정된 최소 추정값 미만이면 상기 최소 추정값을 상기 가속도로 결정하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 장치. 7. The apparatus of claim 6,
Wherein the controller determines the maximum estimated value as the acceleration when the acceleration exceeds a predetermined maximum estimated value and determines the minimum estimated value as the acceleration when the acceleration is less than a predetermined minimum estimated value.
상기 중간 시점에 대한 상기 열차 속도에 상기 현재 열차 위치 판단 구간에 대응하는 시간을 곱하여 상기 열차 이동 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 판단 장치. 7. The apparatus of claim 6,
And determines the train travel distance by multiplying the train speed with respect to the intermediate time point by a time corresponding to the current train position determination period.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180048499A KR101945971B1 (en) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | Method and apparatus for determining train location |
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KR101945971B1 true KR101945971B1 (en) | 2019-05-02 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022043964A1 (en) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | Faiveley Transport Italia S.P.A. | Braking system for at least one railway vehicle and railway signaling architecture |
Citations (3)
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JP2008265421A (en) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Toshiba Corp | Train position detecting system |
JP5847736B2 (en) * | 2013-01-10 | 2016-01-27 | 株式会社京三製作所 | Train control system and train control method |
JP2017147825A (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | 株式会社東芝 | Train speed and position calculation device, train operation support device, and train operation control device |
-
2018
- 2018-04-26 KR KR1020180048499A patent/KR101945971B1/en active
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