KR102206128B1 - 배타적 선로자원 공유시스템 - Google Patents

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Abstract

배타적 선로자원 공유시스템을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 열차에 각각 구비되는 차상 제어장치로서, 각 차상 제어장치는 다른 차상 제어장치와 통신 가능하도록 구성된 차상 제어장치; 및 복수의 열차의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기록하도록 구성된 리소스 관리자로서, 선로자원에 대한 소유상황 정보를 차상 제어장치에 제공하도록 구성되고 리소스 권한을 생성하고 리소스 권한을 차상 제어장치에 전달하도록 구성된 리소스 관리자를 포함하되, 리소스 권한은 단일 차상 제어장치에 의해 소유되도록 구성되고, 리소스 권한을 소유한 차상 제어장치는 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있고 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템을 제공한다.

Description

배타적 선로자원 공유시스템{Exclusive Track Resource Sharing System}
본 개시는 배타적 선로자원 공유시스템 및 그 방법에 위한 것으로서, 구체적으로는, 열차 간 통신기반 열차자율주행제어를 위한 배타적 선로자원 공유시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
종래의 열차제어는 노선에 하나 이상의 지상제어시스템에 의존하여 이루어졌다. 이들 제어시스템은 노선의 전체 또는 일부를 관할영역으로 가지며 열차가 이동할 수 있는 진로를 구성하고 필요한 선로를 전환하며 관할영역 내에 존재하는 열차의 위치를 토대로 열차에게 최종적으로 거리와 속도의 한계를 제공하는 역할을 한다. 차상제어시스템은 지상제어시스템에서 제공하는 거리와 속도의 한계를 초과하지 않도록 열차의 추진 및 제동성능을 감안하여 속도를 제어한다.
지상제어시스템이 관할하는 노선의 영역은 일종의 경계(border)로서 열차는 여러 영역을 정차 없이 주행하기 위해서는 여러 지상제어시스템과 인터페이스 되어야 한다. 지상제어시스템은 자신의 관할영역 내에 수용할 수 있는 열차가 제한되어 있으며 노선의 증설이나 확장 시 해당 노선을 관할하는 지상제어시스템의 증설이 불가피하다. 이러한 지상제어시스템은 열차 운영의 유연성을 떨어드리고 시스템 구성을 복잡하게 만들어 설비구축비가 증가된다는 문제가 발생된다. 또한 차상제어시스템과 지상제어시스템 간의 순환적인 정보흐름은 열차제어의 성능을 저하시킨다.
따라서 종래의 지상제어시스템 없이 열차 간 무선통신을 기반으로 열차 스스로 주행에 필요한 거리와 속도의 한계를 계산할 수 있는 열차자율주행제어가 필요하다. 열차자율주행제어를 실현하기 위해서는 다수의 열차가 공유하는 선로자원을 상호 배타적으로 공유하도록 관리하여야 한다.
이에, 본 발명은 본 발명은 열차 간 통신기반 열차자율주행제어를 위한 선로자원을 안정적으로 공유할 수 있는 시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 지상 제어시스템 없이 열차 간 무선통신을 기반으로 열차 스스로 주행에 필요한 거리와 속도의 한계를 계산함으로써 제어성능 향상시킬 수 있고, 이로써, 열차운영의 유연성이 향상시키는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 열차에 각각 구비되는 차상 제어장치로서, 각 차상 제어장치는 다른 차상 제어장치와 통신 가능하도록 구성된 차상 제어장치; 및 복수의 열차의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기록하도록 구성된 리소스 관리자로서, 선로자원에 대한 소유상황 정보를 차상 제어장치에 제공하도록 구성되고 리소스 권한을 생성하고 리소스 권한을 차상 제어장치에 전달하도록 구성된 리소스 관리자를 포함하되, 리소스 권한은 단일 차상 제어장치에 의해 소유되도록 구성되고, 리소스 권한을 소유한 차상 제어장치는 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있고 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 본 발명은 종래의 지상 제어시스템 없이 열차 간 무선통신을 기반으로 열차 스스로 주행에 필요한 거리와 속도의 한계를 계산함으로써 제어성능 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템의 제어의 흐름을 나타낸 예시도다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템의 선로자원의 점유를 위한 메시지 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 선로자원의 해제 및 선로자원의 요청을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자를 통한 선로자원 제어를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 권한을 이용한 직접적인 선로자원 제어를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자 및 OC 간의 리소스 권한을 갱신하는 것을 나타낸 블록도이다.
도 8은 단동 선로전환부 및 본 개시의 일 실시예에 따른 쌍동 선로전환부를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 열차 간 리소스 권한의 양도를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 열차의 고장상황에 대한 대응을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 차상 제어장치 고장상황에 대한 대응을 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차의 결합상황에서의 선로자원 관리를 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서의 선로자원의 확보 및 해제를 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 결합된 두 열차가 분리 직전에서의 선로자원 관리를 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 결합된 두 열차가 분리된 이후 선로자원의 확보 및 해제를 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서 후행열차의 차상 제어장치 고장상황시에의 대응을 나타낸 예시도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서 선행열차의 차상 제어장치 고장상황시에의 대응을 나타낸 예시도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자의 구성을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템(10)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배타적 선로자원 공유시스템(10)은 차상시스템 및 지상시스템을 포함한다.
차상시스템은 차상 제어장치(110), 회전속도계(120), 트랜스폰더 리더(130), 무선통신장치(140)를 포함할 수 있다.
차상 제어장치(110)는 복수의 열차(1)에 각각 구비된다. 각 차상 제어장치(110)는 다른 차상 제어장치(110)와 통신 가능하도록 구성된다.
차상 제어장치 자율열차방호 수행부(112, ATP: Autonomous Train Protection) 및 자율열차운전 수행부(114, ATO: Autonomous Train Operation)를 포함할 수 있다.
회전속도계(120)는 열차(1)의 위치 및 주행거리를 계산하도록 구성되고, 트랜스폰더 리더(130)는 선로 상의 지상자의 ID를 식별하여 회전속도(120)로 도출된 열차(1)의 위치정보를 보정하도록 구성될 수 있다.
무선통신장치(140)는 열차 간 직접적인 통신(T2T), 및 열차와 지상의 관제 ATS(210), 리소스 관리자(220) 간의 통신(T2W)를 지원하도록 구성된다.
지상시스템은 관제 ATS(210), 리소스 관리자(220), 및 OC(310)를 포함할 수 있다.
관제 ATS(210, Automatic Train Supervision)는 노선의 열차를 감시, 통제하도록 구성된다.
리소스 관리자(220, RM: Resource Manager)는 복수의 열차(1)의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기록하도록 구성되며, 선로자원에 대한 소유상황 정보를 차상 제어장치(110)에 제공하도록 구성된다.
리소스 관리자(220)는 리소스 권한(RA: Resource Authority)을 생성하고 리소스 권한을 차상 제어장치(110)에 전달하도록 구성된다.
리소스 권한은 단일 차상 제어장치(110)에 의해 배타적으로 소유되도록 구성되며, 리소스 권한을 소유한 차상 제어장치(110)는 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있고 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 제어할 수 있도록 구성된다.
OC(310, Object Controller)는 선로자원 제어명령을 리소스 관리자(220)로부터 수신하여 현장의 리소스를 제어하도록 구성될 수 있다.
선로자원은 선로, PM(point machine), 및 PSD(platform screen door) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
선로자원을 소유하는 주체는 열차(1)와 관제 ATS(210)일 수 있다. 본 개시에서 선로자원은 소유와 제어의 개념으로 분리될 수 있다.
리소스 관리자(220)는 선로자원에 대한 배타적 공유를 위해 선로자원의 무결성과 소유현황을 관리한다. 여기서, 선로자원의 무결함이란, 선로자원을 소유주체에게 할당할 수 있는 안전한 상태임을 의미한다.
예를 들어, 리소스 관리자(220)는 선로 또는 PM, PSD의 결함이 있거나 선로 상에 방호구간이 설정되어 있는 경우 해당 선로자원을 열차(1)에게 할당하지 않는다.
임시속도제한 구간은 관제 ATS(210) 또는 열차(1)의 차상 제어장치(110)가 설정하거나 해제 할 수 있도록 구성될 수 있다.
방호구간의 설정은 관제 ATS(210) 또는 열차(1)의 차상 제어장치(110)가 수행할 수 있으며, 방호구간의 해제는 관제 ATS(210)만이 해제 가능하도록 구성될 수 있다.
임시속도제한 구간은 해당 선로에 대응되는 리소스 권한이 확보하지 않은 상태에서도 설정 내지 해제할 수 있으나, 방호구간은 반드시 해당 선로의 선로에 대응되는 리소스 권한 확보가 선행되는 경우에 한하여 설정 내지 해제할 수 있도록 구성될 수 있다.
PM과 PSD의 제어도 해당 선로자원에 대응되는 리소스 권한이 확보가 선행된 후에 해당 선로자원에 대한 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템(10)의 제어의 흐름을 나타낸 예시도다.
도 2를 참조하면, 리소스 관리자(220)는 노선의 선로자원에 대한 소유를 관리하도록 구성된다.
리소스 관리자(220)는 열차(1)가 주행에 필요한 거리의 한계를 계산하는 데 필요한 선로정보 및 리소스 권한(RA: Resource Authority)을 제공한다.
열차(1)는 차상 제어장치(120) 간 통신을 통해 선행열차의 상태, 예를 들면, 선행열차의 속도, 가속도, 위치 등에 관한 정보를 수신할 수 있으며, 리소스 관리자(220)를 통해 자열차의 주행을 위해 확보해야 하는 리소스 권한을 획득할 수 있다.
리소스 관리자(220)는 노선의 모든 선로자원의 무결성, 즉, 선로자원의 결함 여부를 관측하도록 구성된다. 구체적으로, 리소스 관리자(220)는 선로자원의 요청시 해당 선로자원이 할당 가능한 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
리소스 관리자(220)는 특정 선로자원(특정 선로구간, 선로전환기 및 PSD)에 결함이 있다고 발생된 경우, 해당 선로자원을 할당 불가능한 상태로 전환하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 차상 제어장치(110)가 선로자원 점유현황을 요청할 때 할당 불가능한 상태의 선로자원는 점유현황 제공시 제외하거나 할당 불가능함을 표기하고 관리할 수 있다.
리소스 관리자(220)는 열차(1)로부터 할당 불가능한 상태의 선로자원에 대한 할당 요청을 수신한 경우, 그러한 요청을 거절하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배타적 선로자원 공유시스템(10)의 선로자원의 점유를 위한 메시지 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 차상 제어장치(110)는 기동 시에 리소스 관리자(220)에 자열차의 전방의 소정의 길이를 가지는 주행예정 구간의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 리소스 관리자(220)에게 요청하도록 구성될 수 있다.
리소스 관리자(220)는 차상 제어장치(110)가 요청한 구간에 대한 선로자원에 대한 소유상황 정보를 제공한다.
이후, 차상 제어장치(110)가 소유하고 있는 리소스 권한을 이용하여 자열차에 의해 사용된 선로자원을 해제하도록 리소스 관리자(220)에게 요청하고, 그와 동시에, 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기초로 하여 자열차의 주행에 필요한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 요청하도록 구성될 수 있다.
리소스 관리자(220)는, 차상 제어장치(110)로부터 요청 받은 주행예정 구간의 선로자원의 적어도 일부가 타열차의 차상 제어장치(110) 또는 관제 ATS(210)에 의해 점유된 경우, 차상 제어장치(110)로부터 요청 받은 주행예정 구간의 선로자원 중 타열차가 점유하고 있는 선로자원 영역을 제외한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 차상 제어장치(110)에 제공하거나 주행예정 구간의 선로자원의 요청을 거절하도록 구성될 수 있다.
리소스 관리자(220)는 선로자원에 대한 소유상황 정보를 차상 제어장치(110)로 제공할 수 있으며, 차상 제어장치(110)가 요청한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 생성하여 제공할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 선로자원의 해제 및 선로자원의 요청을 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 선로자원 R1및 R2를 소유하고 있는 열차T1(1)이 선로자원 R1을 반납하고 선로자원 R3를 새롭게 확보가 필요한 있는 경우, 이전에 리소스 관리자(220)를 통해 확보한 리소스 권한을 이용하여 선로자원 R1 및 R2를 해제하고, 선로자원 R2 및 R3를 포함한 새로운 리소스 권한을 부여 받을 수 있다.
차상 제어장치(110)는 자원을 해제하는 것과 확보하는 것을 하나의 메시지에 포함하여 리소스 관리자(220)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이로써, 타열차의 요청이, 사용된 선로자원의 해제와 새로운 선로자원의 확보 중간에, 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 리소스 관리자(220)는 선로자원에 대한 요청이 있을 때마다 새로운 리소스 권한을 부여하도록 구성될 수 있다.
선로자원 소유주체에 부여하는 리소스 권한은 고유키(Key) 값을 의미한다. 리소스 권한은 다른 리소스 권한과 중첩되지 않도록 생성하여야 하며, 이를 위해, 충분히 긴 값을 가져야 한다.
따라서, 리소스 관리자(220)가 리소스 권한을 생성하는 것은 해시함수(hash function)와 같은 일방향 함수(one-way function)을 적용하는 것이 바람직하다.
리소스 관리자(220)는 해제요청 수신시 해당 선로자원에 대응되는 리소스 권한 값과 일치하는지 확인할 수 있고, 리소스 권한 값이 일치하는 경우에 한하여 해당 선로자원을 비점유 상태로 전환하도록 구성될 수 있다. 여기서, 비점유 상태란, 차상 제어장치(110) 또는 관제 ATS(210)로부터 해당 선로자원에 대한 요청시 할당이 가능한 상태를 의미한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자(220)를 통한 선로자원 제어를 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, OC(310)는 차상 제어장치(110)가 소유하고 있는 리소스 권한에 대응되는 PM(312) 또는 PSD(314)를 제어하도록 구성될 수 있다.
차상 제어장치(110)는 PM(312)을 정위 또는 반위로 전환하거나 PSD(314)를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하는 제어명령을 리소스 관리자(220)에게 전달하도록 구성될 수 있다.
리소스 관리자(220)는 차상 제어장치(110)로부터 전달받은 제어명령을 기초로 하여 PM(312)을 정위 또는 반위로 전환하거나 PSD(314)를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하도록 하는 제어명령을 OC(310)에게 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 도 5에 도시된 실시예를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
열차 T1(1)은 선로자원 R1, R2, 및 R3를 가지고 있으며, 각 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 보유한 것으로 예시된다.
열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)는, 이미 확보한 선로자원 R2 및 R3를 제어하기 위해, 리소스 관리자(220)에 리소스 권한을 이용하여 제어명령을 전송할 수 있다. 여기서, 선로자원 R2는 선로전환기와 선로의 분기구간을 포함하는 것으로 예시되어 있다.
열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)는 리소스 관리자(220)에 선로자원 R2를 반위로 전환하는 명령을 전송하고 선로자원 R3에 임시속도제한 구간 설정 명령을 전송할 수 있다.
이때, 리소스 관리자(220)는 열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)로부터 수신한 리소스 권한이 유효한 리소스 권한임을 확인할 수 있으며, 이후, 해당 선로자원을 제어한 후 그 결과, 즉, 해당 선로자원의 상태를 열차T1(1)의 차상 제어장치(110)으로 전송할 수 있다.
선로자원 R2의 경우, 리소스 관리자(220)는 해당 PM(312)을 제어하도록 구성된 OC(310)에게 PM(312)을 반위 전환명령을 전송할 수 있으며, 전환결과를 OC(310)로부터 수신하여 열차T1(1)의 차상 제어장치(110)으로 전송할 수 있다.
선로자원 R3의 경우, 리소스 관리자(220)는 리소스 관리자(220) 내부의 선로 DB에 임시속도제한 구간을 표기하여 타열차의 차상 제어장치(110) 또는 관제 ATS(210)가 확인할 수 있도록 한다.
열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)는 선로자원의 상태를 확인하고, 선로자원의 제어가 완료된 지점까지 열차 T1(1)의 이동권한(MA: Movement Authority)을 갱신할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 권한을 이용한 직접적인 선로자원 제어를 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하면, OC(310)는 차상 제어장치(110)가 소유하고 있는 리소스 권한에 대응되는 PM(312) 또는 PSD(314)를 제어하도록 구성될 수 있다.
차상 제어장치(110)는 PM(312)을 정위 또는 반위로 전환하거나 PSD(314)를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하는 제어명령을 OC(310)에게 전달하도록 구성될 수 있고, OC(310)는 차상 제어장치(110)로부터 전달 받은 제어명령을 기초로 하여 PM(312)을 정위 또는 반위로 전환하거나 PSD(314)를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하도록 구성될 수 있다. 이를 도 6에 도시된 실시예를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)은 열차 T1(1)이 소유한 선로자원 R1, R2, 및 R3 중에서 R2에 해당하는 PM(312)을 반위로 전환하고 선로자원 R3에 대해서는 임시속도제한 구간을 설정할 수 있다.
열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)는 선로자원 R1, R2, 및 R3에 대응되는 리소스 권한을 이용하여, 리소스 관리자(220)을 통해, 선로자원 R3의 선로 구간에 임시속도제한 구간을 설정할 수 있다.
또한, 열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)는 선로자원 R2에 해당하는 PM(312)을 제어하도록 구성된 OC(310)에게 열차 T1(1)이 소유한 리소스 권한을 이용하여 반위 전환명령할 수 있다. 이때, OC(310)는 유효한 리소스 권한인지 여부를 확인 할 수 있다.
유효한 리소스 권한으로 확인된 경우, OC(310)는 PM(312)을 반위로 전환할 수 있으며, 해당 결과를 다시 열차 T1(1)의 차상 제어장치(110)에게 전송할 수 있다.
선로자원 중 선로를 제외한 PM(312) 및 PSD(314)를 차상 제어장치(110)가 직접 제어하는 경우, 리소스 관리자(220)의 기능을 축소하는 효과가 있다.
이 경우, 리소스 관리자(220)가 PM(312) 및 PSD(314)에 대한 리소스 권한을 새롭게 부여할 때마다 OC(310) 내부의 리소스 권한도 갱신될 필요가 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 7에 관한 설명에서 기재된다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자(220) 및 OC(310) 간의 리소스 권한을 갱신하는 것을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 리소스 관리자(220)는, 차상 제어장치(110) 또는 관제 ATS(210)로부터 PM(312) 또는 PSD(314)를 포함하는 선로자원 요청을 수신할 때, PM 또는 PSD에 대응되는 리소스 권한을 갱신하도록 구성될 수 있고, 갱신된 PM 또는 PSD에 대응되는 리소스 권한을 OC(310)에게 전달하도록 구성될 수 있다.
OC(310)는 갱신된 리소스 권한을 리소스 관리자(220)에 제공함으로써 갱신된 리소스 권한의 기록이 무결하게 완료되었음을 알리도록 구성될 수 있다.
도 8은 단동 선로전환부 및 본 개시의 일 실시예에 따른 쌍동 선로전환부(316)를 나타낸 예시도이다. 구체적으로, 도 8(a)는 단동 선로전환부를 나타낸 것이고 도 8(b)는 쌍동선로 전환부(316)를 나타낸 것이다.
도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 선로의 분기구간(60)은 차량접촉한계(fouling point)를 고려하여 최소한의 세마포어(semaphore) 영역을 가지도록 구성될 수 있다.
본 개시에서 열차(1)가 선로전환기(312)를 확보한다는 것은 선로전환기 분기구간(60)을 확보한다는 것을 의미한다.
도8(a)를 참조하면, 선로전환기 분기구간(60)은 지상자(4, Tag/Balise)를 기준으로 방향(nominal/reverse)과 시점(start point), 그리고 각각 정상(nominal) 방향과 반대(reverse) 방향 선로분기구간의 길이로 표현될 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 쌍동 선로전환부(316)는 제1선로(5A)에 구비된 제1선로전환기(3162) 및 상기 제1선로(5A)와 인접하는 제2선로(5B)에 구비된 제2선로전환기(3164)를 포함할 수 있다.
제1선로전환기(3162) 및 제2선로전환기(3164)는 각각에 대응되는 리소스 권한을 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 쌍동 선로전환부(316)의 각 선로전환기(3162, 3164)에 의해 형성되는 분기구간은 서로 독립적으로 점유되고 제어될 수 있다.
예를 들어, 차상 제어장치(110)는, 제1선로전환기(3162)에 대응되는 리소스 권한을 가지는 경우 제1선로전환기(3162)를 제어할 수 있도록 구성되며, 제2선로전환기(3164)에 대응되는 리소스 권한을 가지는 경우 상기 제2선로전환기(3164)를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 열차 간 리소스 권한의 양도를 나타낸 예시도이다.
도 9를 참조하면, 차상 제어장치(110)는 제1 열차(1A)에 구비된 제1차상 제어장치및 제2열차(1B)에 구비된 제2차상 제어장치를 포함할 수 있다.
제1차상 제어장치는 제1차상 제어장치가 소유하고 있는 제1리소스 권한을 제2차상 제어장치에 양도할 수 있도록 구성될 수 있다.
제1리소스 권한을 양도받은 제2차상 제어장치는 제1리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있도록 구성될 수 있다.
선로자원의 양도는 리소스 관리자(220)를 경유하지 않고 선로자원 소유주체간에 직접적으로 이루어질 수 있다. 여기서, 선로자원의 양도는 해당 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 전달함을 의미한다.
도 9에 도시된 예시에 따르면, 제1열차(1A)은 선로자원 R2 및 R3를 소유하고 있으며, 제2열차(1B)는 선로자원 R1을 소유하고 있다.
제2열차(1B)는, 제1열차(1A)와의 직접적인 통신을 통해, 제1열차(1A)의제1차상 제어장치가 선로자원 R2의 소유하고 있음 알 수 있다.
제2열차(1B)는 선로자원 R2의 리소스 권한을 제1열차(1A)에게 직접 요청할 수 있다. 이때, 제1열차(1A)는 선로자원 R2를 양도 가능한 상태 즉, 자신이 이미 사용을 마친 상태임을 확인 후 선로자원 R2에 대응되는 리소스 권한을 제1열차(1B)로 양도할 수 있다.
이를 통해, 제2열차(1B)는 제1열차(1A)가 해제하는 선로자원을 직접 양도받을 수 있다. 즉, 제1열차(1A)는 선로자원 R2에 대한 리소스 권한을 제2열차(1B)에 제공함과 동시에 새로운 선로자원 확보와 더불어 선로자원 R3에 대응되는 리소스 권한을 갱신하도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 선로자원의 배타적 공유는 리소스 관리자(220)를 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 열차(1)는 사용을 마친 선로자원을 리소스 관리자(220)에 반납하고 다시 요청이 있을 경우 해당 선로자원을 할당하는 형태로 선로자원의 배타적 공유가 이루어질 수 있다.
선행열차와 후행열차 간의 간격이 좁혀진 경우, 후행열차는 선행열차가 반납한 선로자원을 리소스 관리자(220)를 통해 확인할 수 있고, 다시 리소스 관리자(220)에 해당 선로자원에 대한 리소스 권한을 요청할 수 있으나, 이러한 절차는 비효율적일 수 있다.
또한, 이례상황에서 신속한 대응을 위해 관제 ATS(210)는 위험에 빠진 열차가 소유한 선로자원을 직접 요구할 수 있다. 해당 열차가 리소스 관리자(220)를 통해 해당 선로자원을 해제하는 경우, 그 사이 해제된 자원을 타열차가 소유할 수 있으며, 이는 또 다른 위험상황을 초래할 수 있다.
본 개시에 따른 소유주체간 선로자원의 양도는 리소스 관리자(220)에 반납된 선로자원이 제 3의 선로자원 소유주체에 할당되는 것을 차단할 수 있으며, 이로써, 효율적인 선로자원 배분 및 추가적인 위험 상황을 방지하는 효과를 거둘 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 열차의 고장상황에 대한 대응을 나타낸 예시도이다.
도 10을 참조하면, 선로자원을 소유한 열차가 고장으로 비상정지 상태에 있지만 차상 제어장치(110)는 정상인 상태가 도시되어 있다.
차상 제어장치(110)는 열차(1)의 고장으로 정상운행이 불가능함을 인지하여 관제 ATS(210)로 열차의 상태를 보고할 수 있다. 관제 ATS(210)는 해당 열차가 보유한 선로자원을 해당 열차의 차상 제어장치(110)로부터 요구할 수 있다.
관제 ATS(210)는 선로자원 중 열차가 점유한 구간에 해당하는 선로자원 R2를 제외한 나머지 선로자원 R1및 R3를 리소스 관리자(220)를 통해 해제하고 선로자원 R2 상에 방호구간을 설정할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 차상 제어장치 고장상황에 대한 대응을 나타낸 예시도이다.
도 11을 참조하면, 선로자원을 소유한 열차가 고장으로 비상정지 상태에 있으면서 차상 제어장치(110)도 고장이 난 상태가 도시되어 있다.
이 경우, 차상 제어장치(110)가 고장이 났으므로, 열차(1)가 소유한 선로자원에 대한 리소스 권한은 더 이상 확인할 방법이 없다.
해당 열차(1)가 소유한 선로자원은 리소스 관리자(220) 상에 점유된 선로자원으로 기록되며, 이에 다라, 해당 선로자원 구간에는 어떠한 열차도 진입할 수 없게 된다.
관제 ATS(210)는, 관제 운영자 책임하에, 해당 선로자원을 강제로 소유 또는 제어할 수 있는 특수 리소스 권한(RAO: RA Override), 즉, 만능 키(key)와 같은 권한을 생성할 수 있다.
즉, 관제 ATS(210)는 특수 리소스 권한을 이용하여 모든 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있으며, 이를 통해, 모든 선로자원을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
모든 리소스 관리자(220)와 OC(310)는 사전에 일반적인 리소스 권한(RA) 또는 특수 리소스 권한(RAO)의 입력이 있을 경우 동작하도록 설계될 수 있다.
관제 ATS(210)는 열차(1)의 차상 제어장치(110)가 고장임을 확인하고, 특수리소스 권한을 이용하여 해당 열차(1)가 소유한 선로자원 R2를 제외한 나머지 선로자원 R1 및 R3를 리소스 관리자(220)를 통해 해제하고 선로자원 R2를 방호구간으로 설정할 수 있다.
OC(310)에 고장이 발생된 경우, 리소스 관리자(220)는 해당 OC(310)에 해당하는 영역을 할당 불가능 상태로 관리한다. 해당 OC(310)의 영역이 열차(1)의 차상 제어장치(110)에 할당된 경우에는, 차상 제어장치(110)는 해당 OC(310)의 영역을 제외한 구간을 열차(1)의 이동권한으로 설정할 수 있다.
OC(310)는 복구되어 정상이 될 경우, 리소스 관리자(220)는, 이를 확인 후, OC(310)의 영역을 할당 가능한 상태로 관리할 수 있다. 해당 OC(310)의 영역을 소유한 열차(1)의 경우, 해당 OC(310)의 영역을 포함하여 이동권한으로 설정할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차의 결합상황에서의 선로자원 관리를 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서의 선로자원의 확보 및 해제를 나타낸 예시도이다.
본 개시에 따른 배타적 선로자원 공유시스템(10)은 완전한 이동폐색(moving block) 및 이동폐색을 넘는(beyond moving block) 간격제어가 가능하다.
여기서, 완전한 이동폐색은 후행열차가 선행열차에 부여된 방호영역을 넘지 않도록 자신의 이동권한을 설정하는 것을 의미하고, 이동폐색을 넘는 간격제어는 후행열차가 자신의 제동거리 이하로 선행열차와의 간격을 좁히는 것을 의미한다.
도 12를 참조하면, 이동폐색을 넘는 간격제어를 통해 두 열차 T1과 T2가 주행 중 결합이 이루어질 수 있다.
열차T1(1C)는 선로자원 R3를 보유하고 있으며, 열차T2(1D)는 선로자원 R1 및 R2를 보유하고 있다.
열차T1(1C) 및 열차T2(1D)가 결합을 위해 서로 근접하여 주행하고 있는 상태에서, 두 열차의 결합 순간 열차T2(1D)의 차상 제어장치는 열차T1(1C)의 차상 제어장치에 열차 T2(1D)의 차상 제어장치가 소유한 선로자원 R1 및 R2에 대응되는 리소스 권한을 양도할 수 있다.
이후, 도 13을 참조하면, 열차T2(1D)는 더 이상 리소스 관리자(220)를 통해 선로자원을 확보하거나 해제하지 않는다. 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 결합 순간 열차T2(1D)의 후미부를 포함하여 열차 T1(1C)의 길이로 인식하도록 구성될 수 있다.
열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)의 차상 제어장치로부터 양도받은 선로자원 R1 및 R2에 대응되는 리소스 권한을 이용하여 리소스 관리자(220)와 선로자원 반납 및 선로자원 요청을 수행할 수 있다.
예를 들어, 열차 T1(1C)의 차상 제어장치는 선로자원 R1, R2, 및 R3를 해제하고, 새롭게 확보해야 하는 선로자원 R4를 포함한 선로자원 R2, R3, 및 R4에 대응되는 리소스 권한을 요구할 수 있다.
결합 이후, 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)가 사용한 선로자원을, 열차T2(1D)의 차상 제어장치를 대신하여, 해제하고 리소스 관리자(220)에게 해당 선로자원을 환원하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 결합 이후, 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T1(1C) 및 열차T2(1D)의 주행에 필요한 선로자원에 대한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 리소스 관리자(220)에게 요청하도록 구성될 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 결합된 두 열차가 분리 직전에서의 선로자원 관리를 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 결합된 두 열차가 분리된 이후 선로자원의 확보 및 해제를 나타낸 예시도이다.
도 14 를 참조하면, 결합된 열차의 분리를 위해 두 대의 열차는 충분한 간격을 확보하도록 구성될 수 있다. 분리직전, 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)를 제외한 길이를 자신의 열차 길이로 인지할 수 있고, 열차T2(1D)의 주행에 필요한 선로자원 R1에 대응되는 리소스 권한을 열차T2(1D)의 차상 제어장치에 양도하도록 구성될 수 있다.
열차(T1)의 차상 제어장치는 선로자원 R1에 대응되는 리소스 권한(현 시점에서, 선로자원 R1및 R2는 동일한 리소스 권한을 가지고 있다)를 양도함과 동시에 자신의 주행에 필요한 선로자원을 포함한 선로자원 R2 및 R3에 대응되는 리소스 권한을 리소스 관리자(220)에 요청할 수 있다.
열차T2(1D)의 차상 제어장치는 선로자원 R1에 대응되는 리소스 권한을 확보함으로써, 해당 선로자원을 스스로 제어할 수 있으며, 열차T2(1D)가 주행을 마친 자원에 대한 환원을 스스로 수행할 수 있다.
도 15를 참조하면, 열차 T1(1C)은 열차 T1(1C)가 사용한 선로자원 R3를 해제하고 새로운 선로자원 R5를 확보하기 위해, 리소스 관리자(220)에 선로자원 R3, 및 R4를 해제함과 동시에, 선로자원 R4 및 R5를 확보하기 위한 새로운 리소스 권한을 요청할 수 있다.
후행열차인 열차T2(1D)는 선행열차인 열차T1(1C)이 해제한 선로자원 R3를 새롭게 요청하면서 열차T2(1D)가 사용을 마친 선로자원 R1을 해제하기 위해 리소스 관리자(220)에 선로자원 R1및 R2를 해제하고 선로자원 R2, R3를 확보하기 위한 새로운 리소스 권한을 요청할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서 후행열차의 차상 제어장치 고장상황에서의 대응을 나타낸 예시도이다.
열차가 결합된 상황에서 열차 또는 차상 제어장치에 고장이 발생된 경우에도, 열차 운영에 지장을 주지 않도록 결합된 열차가 소유하고 있는 선로자원을 관리할 수 있어야 한다.
예를 들어, 고장열차는 안전하게 대피장소로 옮긴 후 고장열차가 점유하고 있는 선유자원을 해제함으로써, 정상 열차의 운행이 가능하도록 하여야 한다.
도 16을 참조하면, 결합된 후행열차인 열차T2(1D)에 고장이 발생하였으나 열차T2(1D)의 차상 제어장치는 정상인 경우, 열차T2(1D)의 고장으로 인해 결합된 열차의 간격이 급격히 증가하게 되며, 이로 인해, 가상 연결된 열차는 무결성(train integrity)이 훼손된 것으로 인지될 수 있다. 이때, 두 열차는 비상제동을 체결함으로써 방호할 수 있다.
선행열차인 열차T1(1C)는 열차T2(1D)의 차상 제어장치와의 통신을 통해 열차T2(1D)가 차량고장임을 확인할 수 있으며, 이를 통해, 결합을 통한 정상운행이 불가능함을 인지할 수 있다.
이때, 열차T1(1C)는 열차T2(1D)와의 정상적인 분리 절차를 가질 수 있다. 도 15에서 도시된 바와 같이, 열차T2(1D)가 점유하고 있는 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 열차T2(1D)에게 양도할 수 있고, 리소스 관리자(220)을 통해 열차T1(1C)의 열차길이에서 열차T2(1D)를 제외하여 새롭게 리소스를 갱신할 수 있다.
관제 ATS(210)도 차상 제어장치의 주기적인 상태보고를 통해 열차T2(1D)의 고장상태를 확인할 수 있으며, 열차T2(1D)의 차상 제어장치가 소유하고 있는 리소스 권한을 회수함과 동시에 열차T2(1D)를 안전하게 대피하도록 조치할 수 있다.
열차T2(1D)의 차상 제어장치가 고장인 경우, 두 열차는 비상제동을 체결할 수 있다. 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)의 차상 제어장치와의 통신 두절을 통해 열차T2(1D)의 고장상태를 확인할 수 있다.
열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)와의 정상적인 결합이 불가능함을 인지할 수 있으며 분리절차를 시도할 수 있다.
열차T1(1C)의 차상 제어장치는 열차T2(1D)가 점유하고 있는 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 열차T2(1D)의 차상 제어장치에게 양도함이 불가능하므로, 관제 ATS에 해당 선로자원을 양도할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 열차가 결합된 상태에서 선행열차의 차상 제어장치 고장상황에서의 대응을 나타낸 예시도이다.
도 17을 참조하면, 두 열차가 결합된 상태에서 선행열차인 열차T1(1C)에 고장이 발생하였으나 열차T1(1C)의 차상 제어장치는 정상인 경우, 두 열차는 정상적으로 안전하게 비상제동을 통한 정차를 수행할 수 있다.
열차T1(1C)의 차상 제어장치는, 열차T1(1C)의 고장으로 인해 정상적인 결합 운행이 불가한 경우, 도 15에서 도시된 바와 같이, 열차T2(1D)와의 연결을 해제할 수 있다.
이후, 관제 ATS(210)는 차상 제어장치의 주기적인 상태보고를 통해 열차T1(1C)의 고장상태를 확인할 수 있으며, 열차T1(1C)의 차상 제어장치가 소유하고 있는 리소스 권한을 회수함과 동시에 열차 T1(1C)를 안전하게 대피하도록 조치할 수 있다.
결합된 상태에서 선행열차인 열차T1(1C)의 차상 제어장치가 고장이 발생한 경우, 두 열차는 비상제동을 체결함으로써 방호할 수 있다. 이때, 리소스 권한을 소유하고 있는 열차T1(1C)의 차상 제어장치의 고장이므로, 관제 ATS(210)의 개입이 요구될 수 있다.
관제 ATS(210)는 특수 리소스 권한을 이용하여 열차T1(1C)이 점유한 구간을 방호구간으로 설정하여 타열차의 진입을 불가능하도록 설정할 수 있고, 그와 동시에, 고장이 발생한 열차T1(1C)를 안전하게 대피하도록 조치할 수 있다.
관제 ATS(210)는 후행열차인 열차T2(1D)가 정상운행이 가능하도록 두 열차의 연결을 해제할 수 있고, 열차T2(1D)가 단독으로 운행이 가능한 상태로 전환시킬 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 리소스 관리자의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18을 참조하면, 리소스 관리자(220)는 메모리(221), 선로자원 DB(222), 리소스 무결성 확인자(223), 리소스 권한 생성자(224), 및 프로세서(225)를 포함할 수 있다.
리소스 관리자(220)는 바이탈(vital) 장치이며, 고장 발생시, 노선의 정상적인 운행이 불가하므로, 이중계 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.
보안 통신장치(230, security radio)는 관제 ATS(210)와 열차(1)의 차상 제어장치(110) 간의 통신은 물론, 선로자원과 연결된 OC(310)와 리소스 무결성 확인을 위한 통신을 수행할 수 있다.
메모리(221)는 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기록할 수 있으며, 리소스 무결성이 의심되는 선로자원 구간을 기록할 수 있다.
또한, 메모리(221)는 관제 ATS(210)으로부터 수신한 방호구간 및 임시속도제한 구간, 열차로부터 수신한 임시속도제한 구간 등을 기록할 수 있다.
리소스 관리자(220)는 노선의 모든 선로, PM, 및 PSD에 관한 선로자원을 DB화하여 가지고 있으며, 지상자를 중심으로 하는 좌표계 형태로 선로자원 DB(222)를 구성할 수 있다. 선로자원 DB(222)는 각 선로자원에 대한 위치 정보를 포함할 수 있으며, 각 선로자원의 범위는 지상자로부터의 시점과 종점으로 표현될 수 있다.
리소스 무결성 확인자(223, resource integrity verifier)는 OC(310)와 주기적인 통신을 통해 리소스 무결성을 감시할 수 있다. 이때, OC(310)는 PM, PSD와 같은 특별한 선로자원과 특정 선로구간의 선로 무결성을 확인할 수 있는 별도의 장치를 포함할 수 있다.
리소스 권한 생성자(224, resource authority generator)는, 선로자원 소유주체로부터 선로자원 요청 또는 갱신 요청 발생시, 해당 선로자원에 대응되는 리소스 권한 즉, 고유키(key)를 생성하도록 구성될 수 있다.
고유키 값은 다른 고유키 값과 중복되거나 재사용 되지 않도록 충분히 긴 값을 가져야 한다. 또한, 해당 선로자원 또는 소유주체를 통해 고유키 값이 유추될 수 없도록, 고유키는 해시함수(hash function)와 같은 일방향 함수(one-way function)을 적용하여 생성하는 것이 바람직하다.
프로세서(225)는 소유주체로부터 전달받은 선로자원 확보, 해제, 제어, 및 갱신 등의 요청에 대해 해당 요청이 유효한 것인지 여부를 확인하도록 구성될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 차상 제어장치 210: 관제 ATS 220: 리소스 관리자
310: OC 312: PM 314: PSD
316: 쌍동 선로전환부

Claims (20)

  1. 복수의 열차에 각각 구비되는 차상 제어장치로서, 각 차상 제어장치는 다른 차상 제어장치와 통신 가능하도록 구성된 차상 제어장치; 및
    상기 복수의 열차의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기록하도록 구성된 리소스 관리자로서, 상기 선로자원에 대한 소유상황 정보를 상기 차상 제어장치에 제공하도록 구성되고 리소스 권한을 생성하고 상기 리소스 권한을 상기 차상 제어장치에 전달하도록 구성된 리소스 관리자를 포함하되,
    상기 리소스 권한은 단일 차상 제어장치에 의해 소유되도록 구성되고,
    상기 리소스 권한을 소유한 차상 제어장치는 상기 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있고 상기 리소스 권한에 대응되는 선로자원을 제어할 수 있도록 구성되되,
    상기 차상 제어장치는 제1 열차에 구비된 제1차상 제어장치 및 제2열차에 구비된 제2차상 제어장치를 포함하고,
    상기 제1차상 제어장치는 상기 제1차상 제어장치가 소유하고 있는 제1리소스 권한을 상기 제2차상 제어장치에 양도할 수 있도록 구성되고,
    상기 제1리소스 권한을 양도받은 상기 제2차상 제어장치는 상기 제1리소스 권한에 대응되는 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있도록 구성되고,
    상기 선로자원은 선로, PM(point machine), 및 PSD(platform screen door) 중 하나 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리소스 관리자는,
    상기 선로자원의 결함 여부를 관측하도록 구성되고,
    상기 선로자원의 결함이 있을 경우, 상기 결함이 있는 선로자원을 할당 불가능한 상태로 전환하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는,
    자열차의 전방의 소정의 길이를 가지는 주행예정 구간의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 상기 리소스 관리자에게 요청하도록 구성되고,
    상기 리소스 관리자에게 전달받은 상기 주행예정 구간의 선로자원에 대한 소유상황 정보를 기초로 하여 상기 자열차가 확보해야 할 선로자원을 계산하고,
    상기 자열차가 확보해야 할 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 리소스 관리자에 요청하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리소스 관리자는,
    상기 차상 제어장치로부터 요청 받은 상기 주행예정 구간의 선로자원의 적어도 일부가 타열차의 차상 제어장치에 의해 점유된 경우, 상기 차상 제어장치로부터 요청 받은 상기 주행예정 구간의 선로자원 중 상기 타열차가 점유하고 있는 선로자원 영역을 제외한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 차상 제어장치에 제공하거나 상기 주행예정 구간의 선로자원의 요청을 거절하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는,
    상기 차상 제어장치가 소유하고 있는 리소스 권한을 이용하여 자열차에 의해 사용된 선로자원을 해제하도록 상기 리소스 관리자에게 요청하고, 그와 동시에, 상기 자열차의 주행에 필요한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 요청하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리소스 권한은 일방향 함수(one-way function)를 통해 생성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치가 소유하고 있는 상기 리소스 권한에 대응되는 제1 PM 또는 제1 PSD를 제어하도록 구성된 OC(object controller)를 더 포함하되,
    상기 차상 제어장치는 상기 제1 PM을 정위 또는 반위로 전환하거나 상기 제1 PSD를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하는 제어명령을 상기 리소스 관리자에게 전달하도록 구성되고,
    상기 리소스 관리자는 상기 차상 제어장치로부터 전달받은 제어명령을 기초로 하여 상기 제1 PM을 정위 또는 반위로 전환하거나 상기 제1 PSD를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하도록 하는 제어명령을 상기 OC에게 전달하도록 구성되고,
    상기 OC는 상기 리소스 관리자로부터 전달 받은 제어명령을 기초로 하여 상기 제1 PM을 정위 또는 반위로 전환하거나 상기 제1 PSD를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치가 소유하고 있는 상기 리소스 권한에 대응되는 제1 PM 또는 제1 PSD를 제어하도록 구성된 OC(object controller)를 더 포함하되,
    상기 차상 제어장치는 상기 제1 PM을 정위 또는 반위로 전환하거나 상기 제1 PSD를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하는 제어명령을 상기 OC에게 전달하도록 구성되고,
    상기 OC는 상기 차상 제어장치로부터 전달 받은 제어명령을 기초로 하여 상기 제1 PM을 정위 또는 반위로 전환하거나 상기 제1 PSD를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 전환하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리소스 관리자는 상기 제1 PM 또는 상기 제1 PSD에 대응되는 리소스 권한을 갱신하도록 구성되고 갱신된 상기 제1 PM 또는 상기 제1 PSD에 대응되는 리소스 권한을 상기 OC에게 전달하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    모든 선로자원을 점유하거나 해제할 수 있는 특수 리소스 권한을 소유하도록 구성된 관제 ATS를 더 포함하되,
    상기 관제 ATS는 상기 특수 리소스 권한을 이용하여 모든 선로자원을 제어할 수 있도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는 제3열차에 구비된 제3차상 제어장치 및 상기 제3열차에 후행하는 제4열차에 구비된 제4차상 제어장치를 포함하고,
    상기 제3열차와 상기 제4열차가 서로 결합될 때, 상기 제4차상 제어장치는 상기 제4차상 제어장치가 소유한 리소스 권한을 상기 제3차상 제어장치에 양도하도록 구성되고,
    상기 제3차상 제어장치는 상기 제4열차의 후미부를 포함하여 상기 제3열차의 길이로 인식하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는 제3열차에 구비된 제3차상 제어장치 및 상기 제3열차에 후행하는 제4열차에 구비된 제4차상 제어장치를 포함하고,
    상기 제3열차와 상기 제4열차가 서로 결합될 때, 상기 제4차상 제어장치는 상기 제4차상 제어장치가 소유한 리소스 권한을 상기 제3차상 제어장치에 양도하도록 구성되고,
    상기 제3열차와 상기 제4열차가 서로 결합되었을 때, 상기 제3차상 제어장치는 상기 리소스 관리자를 통해 상기 제3열차 및 상기 제4열차가 사용한 선로자원을 해제하고 상기 제3열차 및 상기 제4열차의 주행에 필요한 선로자원에 대한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 리소스 관리자에게 요청하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    결합된 상기 제3열차 및 상기 제4열차가 분리될 때, 상기 제3차상 제어장치는 상기 제4열차의 주행에 필요한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 제4차상 제어장치에 양도하도록 구성되고,
    상기 제3열차와 상기 제4열차가 서로 분리되었을 때, 상기 제3차상 제어장치는 상기 리소스 관리자를 통해 상기 제3열차가 사용한 선로자원을 해제하고 상기 제3열차의 주행에 필요한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 리소스 관리자에게 요청하도록 구성되고, 상기 제4차상 제어장치는 상기 리소스 관리자를 통해 상기 제4열차가 사용한 선로자원을 해제하고 상기 제4열차의 주행에 필요한 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 상기 리소스 관리자에게 요청하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 리소스 관리자는,
    선로자원에 대한 소유상황 정보, 방호구간, 및 임시속도제한 구간 중 하나 이상을 기록하도록 구성된 메모리;
    각 선로자원에 대한 위치 정보를 포함하는 선로자원 DB(data base);
    각 선로자원의 이상 여부를 감시하도록 구성된 리소스 무결성 확인자;
    각 선로자원에 대응되는 리소스 권한을 생성하도록 구성된 리소스 권한 생성자; 및
    상기 차상 제어장치로부터 전달받은 각 리소스 권한에 대한 확보, 해제, 제어 및 갱신 중 하나 이상의 요청에 대해 유효한 요청인지 여부를 확인하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 차상 제어장치 및 상기 관제 ATS는 상기 차상 제어장치가 소유하고 있는 선로 상에 임시속도제한 구간을 설정하거나 해제할 수 있도록 구성되고,
    상기 관제 ATS는 상기 차상 제어장치가 소유하고 있는 선로 상에 방호구간을 설정하거나 해제할 수 있도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는 제5열차에 구비된 제5차상 제어장치를 포함하되,
    상기 관제 ATS는 상기 제5열차에 고장이 발생한 경우 상기 특수 리소스 권한을 이용하여 상기 제5차상 제어장치가 소유한 선로자원을 해제 또는 제어하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 차상 제어장치는 제5열차에 구비된 제5차상 제어장치를 포함하되,
    상기 관제 ATS는 상기 제5열차에 고장이 발생한 경우 상기 제5차상 제어장치에 상기 제5차상 제어장치가 소유한 리소스 권한을 상기 관제 ATS에 양도할 것을 요청하도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    제1선로에 구비된 제1선로전환기 및 상기 제1선로와 인접하는 제2선로에 구비된 제2선로전환기를 포함하는 쌍동 선로전환부로서, 상기 제1선로전환기 및 상기 제2선로전환기는 각각에 대응되는 리소스 권한을 가지도록 구성되는 쌍동 선로전환부를 더 포함하되,
    상기 차상 제어장치는,
    상기 제1선로전환기에 대응되는 리소스 권한을 가지는 경우 상기 제1선로전환기를 제어할 수 있도록 구성되고, 상기 제2선로전환기에 대응되는 리소스 권한을 가지는 경우 상기 제2선로전환기를 제어할 수 있도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 배타적 선로자원 공유시스템.
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