KR102253793B1 - 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 위치에 따라 역 구내 조건에 대한 자동 경보 진로 생성과 철도 터널경보장치의 궤도 점유 정보에 따른 경보 시점 및 경보 거리 자동 산정 기능과 다수개의 현장 제어기의 통합 제어 기능을 구현한 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 관한 것이다.

Description

통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템{Tunnel alarm system with integrated control function}

본 발명은 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 위치에 따라 역구내 조건에 대한 자동 경보 진로 생성과 철도 터널경보장치의 궤도 점유 정보에 따른 경보 시점 및 경보 거리 자동 산정 기능과 다수개의 현장 제어기의 통합 제어 기능을 구현한 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 고속철도 운전취급 세칙은 아래 표 1과 같다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 철도 터널경보장치는 열차의 운행 중 작업자가 터널 내 작업 시 열차가 터널 내 진입 일정 시간 이전에 열차 접근 경보를 터널 내 작업자에게 경고하여 대피 시간을 확보하게 하는 장치로 터널 내 사전 열차 접근 정보를 궤도회로 장치 기반으로 궤도회로의 일정 거리를 산정하여 경보 시간 30초가 확보된 궤도회로 계전기의 조건을 결선으로 구성하여 터널경보 장치로 입력하고 해당 입력을 기반으로 경보 제어 조건을 현장 제어기로 경보 발령 제어를 내려 터널 내 경보 발령을 시행한다.

현재 운영 중인 방식으로 경보 제어를 구성하는 방법은 설계자가 현장 배선도를 확인후 열차운행 상태를 가정하여 열차 위치를 확인하는 궤도계전기 동작 조건으로 수기로 터널 경보용 결선도를 작성하고 궤도 계전기랙에서 실제 결선을 통한 경보 조건을 터널경보장치로 입력하여 터널경보 제어 출력을 처리한다. 이때 일반적인 직선 선로 및 복잡하지 않은 궤도회로만을 구성하는 경우 문제없으나 역구내 또는 터널이 연속적으로 구성되는 복잡한 경우 또는 단선 양방향 운전 시의 경우 궤도회로 조건으로 양방향 열차 운행 조건 또는 복잡하고 다양한 경보 설계의 한계, 결선의 오류의 경우 경보 누락이 발생되는 문제점을 가지고 있다. 이때에는 터널내 경보 미실시 또는 경보의 반복으로 터널내 작업자가 대비 시간을 충족하지 못함으로 위험 상황이 발생될 수 있다.

따라서 단선 구간에서 열차제어시와 같은 경우 같은 궤도 조건이지만 상행일 경우 터널 경보를 발생하지만 하행일 경우 같은 궤도 점유 시 궤도 점유 정보에 따른 궤도 점유 경보가 발생하면 안되는 조건을 구현하기 위해 별도의 회로 및 결선을 구성하여야 한다.

또한 이를 위한 경보 조건이 하행 상행 분리 경보 출력 발생하여야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 상행일 경우 평상시 111T는 열차가 없음으로 여자되어 있고 A 계전기는 동작되지 않음으로 A 계전기는 낙하되어 있다.

또한 상행 열차 진입시 111T는 열차가 점유되어 낙하됨으로 A계전기가 동작하여 터널내 경보 시작하고 열차가 111T를 벗어나 터널내 진입시에도 계속 경보를 시행한다.

또한상행 열차가 터널을 벗어나 104 T에 위치할때는 경보를 계속하고 있다가 104T와 103T를 동시 점유시 104T도 낙하되고 103T도 낙하되어 A계전기가 낙하되어 경보가 정지되고 초기화 된다.

또한 하행일 경우 B108T에 열차진입으로 궤도 낙하시 B계전기가 동작하여 터널경보 개시하고 열차가 B108T 벗어나도 B 계전기 동작으로 경보 지속되며 열차가 터널을 지나 역구내로 진입하여 21T점유후 1T 또는 2T 동시 점유시 B계전기를 낙하시켜 터널내 경보를 정지시킨다.

상기 경보 조건과 같이 궤도회로의 조건만 경보 조건으로 구성하여 경보 처리함으로 정방향으로 열차 운행 중일 경우는 정상 경보 처리하나 열차가 입환 등으로 반대 방향 운전시 터널내 경보는 발생되지 않음으로 터널내 작업자가 위험에 노출될 경우도 발생한다.

또한 사람의 경험에 의해 경보 조건을 실결선에 의해 경보 로직을 구현함으로 경보의 오류 또는 무경보 발생의 위험이 상존한다.

역구내 또는 연속되는 터널 경보 제어의 경우 경보조건이 복잡하고 다양한 열차 운행의 조건에 따라 경보의 시작과 종료의 조건이 조건별로 인적 설계에 따름으로 경보 조건 누락 또는 실열차 운행에 의한 경보 시험을 실시하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 철도 터널 내 작업자 진입 후 열차진입 시 사전 대피경보를 발생시켜 작업자의 대피 시간을 확보하고, 역방향 열차 운행 시 열차가 경보 방면으로 오지 않는 경우에 알람을 제한할 수 있는 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 상용 열차 구간에서 시험은 한정된 관계로 터널경보장치의 설치 구간 시뮬레이터에 의해 해당 구간을 그래픽화하여 시험 환경을 구축하고, 설치 구간 시뮬레이터 상 각종 열차 운행 시나리오에 의한 경보 제어 발생여부를 검증할 수 있는 검증 프로그램을 구성한 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 현장 작업자 터널 진입과 진출을 확인하는 스위치함, 상기 스위치함의 동작 정보를 입력받고 주제어장치의 경보 조건을 전송받아 경보 발생시키는 현장제어장치, 상기 터널내 직접 경보음과 경보를 표시하는 경광등을 구성하는 경보기를 포함하는 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 있어서, 상기 현장제어장치와 전기적 또는 광학적으로 연결된 전자연동장치와 주제어장치를 통해 입력받은 경보 진로 자동 탐색과 열차운행속도에 따른 경보 위치 설정을 위한 경보구간 정보, 경보 궤도 정보, 및 궤도 방향 정보를 포함하는 경보 로직 생성, 상기 경보 로직에 따른 연속 터널경보 로직 생성, 및 경보 구간 시뮬레이터를 이용하여 연속 터널경보 로직 시뮬레이션이 가능하고, 역구내에 주제어장치는 터널방향 열차 운행 조건인 궤도 점유 정보를 전자 연동장치에서 입력받고, 현장제어장치에서 작업자가 터널내 진입 시 진입 버튼을 눌러 터널 진입했는지를 확인하는 스위치 조건을 입력받아, 경보 발생 궤도에 열차가 진입 시 터널내 경보 정보를 현장 제어장치에 전송하여 현장제어장치는 경보기를 직접 제어하여 경보음과 경보등을 발광시킨다.

열차가 터널내 진입 후 터널을 통과한 후에는 주제어장치에서 경보 정지 궤도 에 열차가 없는 조건으로 경보를 해제하여, 작업자가 터널내 스위치함의 진입 스위치를 동작시켰을 때만 터널내 경보를 발생시키고 작업자가 터널에서 벗어나 스위치함의 작업 스위치를 복구시킨 후 열차가 터널로 진입 시에도 경보는 발생하지 않도록 한다.

상기 경보 로직 산출을 위해 터널 경보 약도를 각 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭에 대한 경보구간 정보를 입력받아 디스플레이 장치에 표시하고, 상기 경보구간 정보에서 각 궤도 및 선로전환기와 신호기는 궤도와 연동되어 연동 속성을 가지게 되고 이를 디스플레이 장치에 표시하며,

상기 경보구간 정보에서 설치구간의 경보 시간 및 열차 운행 속도가 설치 개소마다 상이함으로 사용자는 해 당 구간의 열차 운행 속도와 경보 시간을 설정하고 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 저장하여 실행하면 터널 위치 및 경보 위치로 열차 운행 위치별 궤도를 검색하며,

상기 열차 운행 위치별 궤도 에서 검색된 상기 경보구간 정보에 따른 궤도의 선로전환기와 이와 연동 속성을 갖는 신호기 유무를 확인하여 경보 궤도 정보가 생성되고, 상기 경보 궤도 정보에 따라 거리별 시간을 산출하여 설정된 경보 시간에 따라 경보 시점, 경보 궤도, 선로전환기위치, 및 신호기 상태로 터널방향 진로 및 경보 궤도 정보를 자동으로 검색하며, 상기 경보구간 정보 및 열차 운행 위치별 궤도를 참고하여 경보 궤도 정보를 통해 경보 로직 산출을 위해 터널 경보 약도를 각 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭을 디스플레이 장치에 표시한다.

상기 자동 경보 로직 생성은, 상기 경보 궤도 정보에 따라 자동으로 검색된 궤도와 선로전환기, 이와 연동 속성을 갖는 신호기 조건을 기반으로 자동으로 열차 방향에 의한 궤도 방향 정보를 생성하고 그에 따른 터널방향 경보 로직을 자동으로 생성한다.

상기 경보 로직은 상기 궤도 방향 정보에 따른 궤도별 열차 운행 방향, 궤도 상태, 선로전환기 방향, 신호기 현시 정보를 로직에 따른 경보 방식으로 생성한다.

자동으로 생성된 상기 경보 로직은 검색된 궤도와 선로전환기, 신호기 조건을 기반으로 자동으로 열차 운행 방향에 의한 궤도 방향 정보를 생성하는 단계;를 더 포함한다.

상기 궤도 방향 정보에 따른 경보 로직은 궤도별 열차 운행 방향, 궤도 상태, 선로전환기 방향, 신호기 현시 정보를 생성하여 터널경보장치를 자동 경보 하는 단계;를 더 포함한다.

여러 개의 터널이 연속으로 위치할 경우 각 터널별 경보 발생 위치는 서로 상이하기 때문에 개별 터널경보는 자동 경보 구간 탐색에 의해 개별 위치 정보를 기반으로 경보 로직이 별도 생성되며 터널경보장치는 연속된 각 터널별 별도 경보 로직에 의해 별도로 경보를 발생시킨다.

즉 터널경보장치는 각 터널별 별도 경보 로직에 의해 별도 경보 제어를 발생시킨다.

상기 터널경보장치의 설치 구간 시뮬레이터에 의해 해당 구간을 그래픽화하여 시험 환경을 구축하여 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 저장한다.

상기 궤도회로, 신호기, 선로전환기의 정보에 대한 터널경보장치의 경보구간 정보를 입력정보로 전송하는 가상데이터를 생성하여 설치구간 시뮬레이터에 저장하는 단계;를 더 포함한다.

상기 설치 구간 시뮬레이터에 실제 경보 로직 및 별도 경보 로직을 입력시켜 경보 발생 현황을 검증하는 기능을 하는 시뮬레이터를 연결하고, 상기 설치 구간 시뮬레이터 상 각종 열차 운행 시나리오에 의한 경보 제어 발생여부를 검증할 수 있는 검증 프로그램을 실행하는 단계;를 더 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 상행일 경우 경보 발생하지만, 하행일 경우 같은 궤도 점유 시 궤도 점유 정보에 따른 궤도 점유 경보가 발생하면 안되는 경보 로직을 구현할 수 있다.

또한 본 발명은 터널 위치에 따라 역구내 조건에 대한 자동 경보 진로 생성과 철도 터널경보장치의 궤도 점유 정보에 따른 경보 시점 및 경보 거리 자동 산정 기능과 다수개의 현장 제어기의 통합 제어 기능을 구현할 수 있다.

또한 본 발명은 상용 열차 구간에서 시험은 한정된 관계로 터널경보장치의 설치 구간 시뮬레이터에 의해 해당 구간을 그래픽화하여 시험 환경을 구축할 수 있다.

도 1은 종래 발명의 일실시예에 따른 터널경보 도면 및 결선 예시를 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 발명의 일실시예에 따른 터널 경보장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현장 설치 현황을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템의 현장 설치 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예(터널1에 대한 경보 진로 자동 검색)에 따른 각 터널의 선로 진행을 디스플레이 장치에 표시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각 터널의 경보 제어 조건을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경보 방법을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각 정보들과 경보 로직의 관계를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 이용한 경보 방법을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 이용한 경보 방법을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 이용한 경보 방법을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 이용한 경보 방법을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운행 시 열차 제어 구성도를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서해선 터널 경보장치 경보 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경보등 경보와 경보기 경보 신호 등을 온오프로 도시화한 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 같은 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세 한 기술은 생략된다.

본 발명은 기존 설계자가 수동으로 설계하였던 터널경보 결선도와 계전기랙에서 실배선 대신 PC기반인 터널경보장치 경보 자동화 프로그램으로 터널경보장치에서 경보를 구동할 수 있는 로직을 자동 생성하고 실제 열차 운행과 같은 궤도 동작으로 열차 운행 시나리오별 터널경보 발생을 시뮬레이터할수 있는 프로그램을 발명하였다.

역구내 궤도회로 구성과 터널위치 및 기초 데이터를 터널경보장치 경보 자동화 프로그램에서 도식화하여 그래픽으로 설계시 경보 터널까지의 진로 및 경보 거리를 자동으로 산출하여 열차 운행별 경보 진로를 자동 추적하여 경보로직을 생성하는 방안에 대한 발명이다.

또한 생성된 경보 로직을 터널경보제어장치의 CPU에 탑재하여 별도 외부 결선없이 내부에서 궤도조건입력으로 연산처리하여 터널 경보제어를 출력한다.

특히 본 발명은 고속철도뿐만이 아니라 일반철도에도 적용되며, 일반 철도 적용 부분은 국가 철도공단의 규격 KRSA-4014-R1이 있으며 이를 기반으로 고속철도와 일반철도에 적용할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템은 - 역기계실(또는 신호기계실)에 위치하여 경보 제어를 하는 주제어장치(12), 현장 작업자 터널 진입과 진출을 확인하는 스위치함(20), 스위치함의 동작 정보를 입력받고 주제어장치의 경보 조건을 전송받아 경보 발생시키는 현장제어장치(10), 터널내 직접 경보음과 경보를 표시하는 경광등을 구성하는 경보기(30) 등으로 구성된다.

본 발명에 따른 역구내에 주제어장치는 터널방향 열차 운행 조건인 궤도 점유 정보를 전자 연동장치에서 입력받고, 현장제어장치(10)에서 작업자가 터널내 진입 시 상기 스위치함(20)의 진입 버튼을 눌러 터널 진입했는지를 확인하는 스위치 조건을 입력받아, 경보 발생 궤도에 열차가 진입 시 터널내 경보 정보를 현장 제어장치(10)에 전송하여 현장제어장치는 경보기를 직접 제어하여 경보음과 경보등을 발광시킨다.

열차가 터널내 진입 후 터널을 통과한 후에는 주제어장치에서 경보정지 궤도에 열차가 없는 조건으로 경보를 해제한다.

작업자가 터널내 진입 스위치를 동작시켰을 때만 터널내 경보를 발생시키고 작업자가 터널에서 벗어나 작업 스위치를 복구시킨 후 열차가 터널로 진입시에도 경보는 발생하지 않는다.

본 발명은 역구내 궤도 회로 정보 구성과 터널위치 및 기초 데이터를 기반으로 터널경보장치설치 구성을 자동화 프로그램으로 설계하여 경보 터널까지의 진로 및 경보 거리를 자동으로 산출하여 경보로직을 생성하는 방안에 대한 발명이다.

사용자가 사전 입수한 철도 궤도 구성거리와 연동장치에서 전송 받을 신호정보를 기반으로 철도 터널 위치를 도 7과 도 8과 같이 도식화한 그래픽 인터페이스 프로그램으로 도식화하고 해당 선로의 열차 운행 속도와 터널 진입전 최소 경보 시간을 설정값으로 설정하고 경보 진로 자동 설정 명령을 수행하면 열차 진행 방향별로 상행 하행 경보 로직을 자동 생성하여 역장치에서 수행할 수 있는 데이터로 생성된다.

또한 1개 역구간에서 다중개의 터널에 경보를 순차적으로 발생시키는 구성을 선택하면 터널1, 2, 3 순서대로 터널별로 경보 시간에 대한 경보 로직이 생성된다.

따라서 상행일 경우 경보 발생하지만 하행일 경우 같은 궤도 점유시 궤도 점유 정보에 따른 궤도 점유 경보가 발생하면 안되는 경보 로직을 구현할 수 있다.

이하 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 경보구간 정보의 입력, 탐색, 생성, 및 시뮬레이션을 상세 구분하여 설명한다.

아래와 같이 터널 경보를 위한 자동 경보 구간 탐색, 자동 경보 로직 생성, 연속 터널경보 로직 생성, 경보 구간 시뮬레이터로 기능을 구분할 수 있다.

자동 경보 구간 탐색

본 발명의 일실시예에 따라 경보 로직 산출을 위해 터널 경보 약도를 도1과 같이 각 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭 등에 대한 경보구간 정보를 입력 받아 디스플레이 장치에 표시한다.

상기 경보구간 정보에서 각 궤도 및 선로전환기와 신호기는 궤도와 연동되어 연동 속성을 가지게 되고 이를 디스플레이 장치에 표시한다.

즉 각 궤도 및 선로전환기와 신호기는 서로 연동되는 연동 속성을 가지게 된다.

여기서 도11과 같이 상기 경보구간 정보에서 설치구간의 경보시간 및 열차 운행 속도가 설치개소 마다 상이함으로 사용자는 해당 구간의 열차 운행 속도와 경보 시간을 설정하고 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 저장하여 실행 버튼을 누른다.

상기 실행 버튼을 누르면 터널 위치 및 경보 위치로 도8과 같이 열차 운행 위치별 궤도를 검색한다.

상기 열차 운행 위치별 궤도 에서 검색된 상기 경보구간 정보에 따른 궤도의 선로전환기와 이와 연동 속성을 갖는 신호기 유무를 확인하여 경보 궤도 정보가 생성된다.

상기 경보 궤도 정보에 따라 거리별 시간을 산출하여 설정된 경보 시간에 따라 경보 시점, 경보 궤도, 선로전환기 위치, 및 신호기 상태로 터널방향 진로 및 경보 궤도 정보를 자동으로 검색한다.

상기 경보구간 정보 및 열차 운행 위치별 궤도를 참고하여 경보 궤도 정보를 통해 경보 로직 산출을 위해 터널 경보 약도를 도3과 같이 각 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭 등을 디스플레이 장치에 표시한다.

자동 경보 로직 생성

도 12에 도시된 바와 같이 상기 경보 궤도 정보에 따라 자동으로 검색된 궤도와 선로전환기, 이와 연동 속성을 갖는 신호기 조건을 기반으로 자동으로 열차 방향에 의한 궤도 방향 정보를 생성하고 그에 따른 터널 방향 경보 로직을 자동으로 생성한다.

상기 경보 로직은 상기 궤도 방향 정보에 따른 궤도별 열차 운행 방향, 궤도 상태, 선로전환기 방향, 신호기 현시 등을 로직에 따른 경보 방식으로 생성한다.

예를 들어 자동으로 생성된 상기 경보 로직은 검색된 궤도와 선로전환기, 신호기 조건을 기반으로 자동으로 열차 운행 방향에 의한 궤도 방향 정보를 생성한다.

즉 상기 궤도 방향 정보에 따른 경보 로직은 궤도별 열차 운행 방향, 궤도 상태, 선로전환기 방향, 신호기 현시 등을 생성하여 터널 경보장치를 자동 경보 할 수 있다.

따라서 터널 위치에 따라 역 구내 조건에 대한 자동 경보 진로 생성과 철도 터널 경보장치의 궤도 점유 정보에 따른 경보 시점 및 경보 거리 자동 산정 기능과 다수개의 현장 제어기의 통합 제어 기능을 구현할 수 있다.

연속 터널 경보 로직 생성

도 13에 도시된 바와 같이 구간 내 여러 개의 터널이 연속으로 위치할 경우 터널별 경보 발생 위치는 서로 다르기 때문에 개별 터널 경보는 자동 경보 구간 탐색에 의해 개별 위치 정보를 기반으로 경보 로직이 별도 생성되며 터널경보장치는 연속된 각 터널별 별도 경보 로직에 의해 별도로 경보를 발생시킨다.

즉 터널경보장치는 터널별 별도 경보 로직에 의해 별도 경보 제어를 발생시킨다.

경보 구간 열차 자동 진로 시험 시뮬레이션

도 14에 도시된 바와 같이 상기 사항에 의해 자동 생성된 개별 경보 기능을 현장 상황에 적합하게 실제 열차 운행을 시현하여 경보 시험을 하여야 하나 상용 열차 구간에서 시험은 한정된 관계로 터널경보장치의 설치 구간 시뮬레이터에 의해 해당 구간을 그래픽화하여 시험 환경을 구축하여 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 저장한다.

그리고 상기 궤도회로, 신호기, 선로전환기의 정보에 대한 터널경보장치의 경보구간 정보를 입력정보로 전송하는 가상데이터를 생성하여 설치 구간 시뮬레이터에 저장한다.

상기 설치 구간 시뮬레이터에 실제 경보 로직 및 별도 경보 로직을 입력시켜 경보 발생 현황을 검증하는 기능을 하는 시뮬레이터를 연결한다.

상기 설치구간 시뮬레이터 상 각종 열차 운행 시나리오에 의한 경보 제어 발생여부를 검증할 수 있는 검증 프로그램을 구성한다.

도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이 운행시 열차제어 알람기준은 터널내 보수자 작업시 고속열차가 30초 후방에 인접했을 때 터널 내 알람 및 경광등을 동작시킨 후 30초 동작 후 터널 경보를 중지하는 것이다.

도 16의 터널경보 시스템의 경보 도면을 보면 상행시 XT만 점유하면 터널 경보를 하고 하행시 B0021T 점유시 터널 경보를 한다.

도 17에서 본 발명은 열차 우행 Set은 B001T 낙하 및 B003T 낙하 시점이고, 해제 시점은 TRS 낙하 및 B003T 여자 및 B005T 여자 시이다.

이 때 터널 경보 스위치(작업스위치 동작)는 작업전 스위치 동작/작업 후 해제 스위치 동작을 입력받는다.

따라서 경보등의 경보 조건은 작업 SW 온 및, TRS 및 B003T 낙하 시점이고, 경보 해제 조건은 B005T 여자 및 TRS 여자 시이다.

또한 경보기 경보 조건은 작업 SW 온 및, TRS 및 B003T 낙하 시점이고, 경보 해제 조건은 B003T 여자 및 TRS 여자 시이다.

이하 본 발명의 추가적인 실시예를 다양한 주변 장치와 연동하여 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터널 통과 시 열차 제어 방법은, 조도센서로부터 열차 주변의 조도값을 입력받는 단계, 설정된 일정 시간 동안의 평균 조도값을 연산하는 단계, 상기 연산된 평균 조도값과 미리 저장된 터널 내부 평균 조도값의 차이값이 상기 미리 저장된 터널 내부 평균 조도값의 일정 비율 이내인지 판단하는 단계, 상기 차이값이 상기 미리 저장된 터널 내부 평균 조도값의 일정 비율 이내인 경우, 거리측정센서로부터 열차 전방을 수평 방향으로 스캔한 데이터를 입력받는 단계, 상기 입력받은 스캔 한 데이터에서 현재 열차의 속력을 기초로 복수의 이동점과 복수의 정지점을 추출하는 단계, 상기 추출한 복수의 정지점이 열차 진행 방향의 양쪽으로 규칙적으로 존재하면 열차가 터널을 진입한 것으로 판단하는 단계 및 상기 열차가 터널을 진입한 것으로 판단되면, 하나 이상의 열차 내 편의 장치를 구동하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 열차가 터널에 진입했는지 일차적으로 조도 센서를 이용하여 조도값을 기준으로 판단한 후, 이차적으로 거리측정센서를 이용하여 터널 양 벽면을 확인하여 정확한 열차의 터널 진입 여부를 판단하고, 터널 통과 시 하나 이상의 열차 내 편의 장치를 구동하여 운전자의 편의성 및 안전성을 향상 시킬 수 있다.

상기 터널 진입 여부를 판단하기 위한 또 하나의 센서로서 반사형 반도체 광 증폭기(Reflective Semiconductor Optical Amplifier:RSOA)는 터널 주변의 신호 증폭 역할을 수행하는 능동(active) 영역; 상기 능동 영역으로 전류를 인가하는 p형 전극; 및 양 끝단으로 형성된 신호가 입출력되는 무반사 코팅면(Anti-reflective coating facet) 및 신호가 반사되는 고반사 코팅면 (High-reflective coating facet);을 포함하고, 상기 p형 전극은 일정한 갭(gap)을 가지고 두 영역으로 분리된다.

반사형 반도체 증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA)를 이용하여 상기 터널 주변의 신호의 스펙트럼이 확장된 씨드 광원을 제1 직교주파수분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 신호로 광변조하고, 상기 제1 직교주파수분할 신호를 광신호 결합기로 전송하는 제1 가입자 단말; 및 상기 광회선 단말로부터 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 수신하고, 제2 반사형 반도체 증폭기를 이용하여 상기 스펙트럼 확장된 씨드 광원을 제2 직교주파수분할 신호로 광변조하고, 딜레이 라인부를 통하여 상기 제2 직교주파수분할 신호의 딜레이 시간을 조정하고, 상기 딜레이 시간이 조정된 제2 직교주파수분할 신호를 상기 광신호 결합기로 전송한다.

상기 철로 상을 운행하는 적어도 하나 이상의 열차를 포함하는 적어도 하나 이상의 열차에서, 상기 열차의 적어도 하나 이상의 부분에 갖춰져 각 열차마다 고유한 주파수, 주기, 패턴 또는 이들의 조합을 포함하는 음향신호를 송출하는 음향신호 발생장치;를 포함하며, 상기 음향신호를 통해서 철로, 열차 또는 이들의 조합에 대한 상태를 감지한다.

상기 음향신호 발생장치는, 상기 열차마다 고유의 주파수, 주기, 패턴 또는 이들의 조합을 포함하는 프로파일에 따라 상기 음향신호를 생성하도록 상기 프로 파일을 네트워크 또는 콘솔로부터 입력받으며, 복수의 열차가 교차하여 운행하거나, 동시에 운행하거나, 상기 열차의 주위에 소음원이 존재하거나 또는 이들의 조합을 포함하는 환경에서도 상기 열차의 상태를 독립적으로 감시한다.

전기 철도의 레일 주변의 정보를 수집하며, 전차선 또는 레일을 이용한 전력선 통신망에 상기 정보를 싣는 정보 수집부; 및 상기 전력선 통신망으로부터 상기 정보를 수신하며, 상기 전력선 통신망을 이용하여 상호 간에 데이터를 송수신 할 수 있는 다수개의 모니터링부가 포함되고, 상기 모니터링부들 중 적어도 하나는 전동 열차에 제공한다.

상기 철도의 레일 주변 정보 수집부에는, 상기 레일 주변에 설치되어 정보를 수집하는 감지 장치가 포함되고, 상기 감지 장치는 실시간 또는 주기적으로 수집된 정보를 상기 전력선 통신망에 싣는다.

상기 감지 장치는, 카메라, 지장물 감지 센서, 낙석 감지 센서, 교량 상태 감지 센서, 터널 상태 감지 센서, 연약 지반 감지 센서, 건널목 상태 감지 센서, 레일 온도 감지 센서, 차축열 감지 센서 중 하나이다.

터치스크린을 통하여 GUI(Graphic User Interface)환경으로 운영자가 요구하는 데이터를 그래픽 화면으로 전체 도식화하여 경보기(30) 등의 상태를 표시하고 운영자의 점검 및 현장 운전 시 GUI 입력부를 통하여 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 수집된 데이터를 확인하고 경보 시점 및 경보 거리를 표시하는 단계;를 포함하여 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템 데이터저장 장치에 저장된 데이터는 경보 로직과 비교하여 정상운전 상태의 환경에서 명령을 수행하며 그 처리결과를 Feed back하여 수행된 명령을 Graphic 화면에 표시한다.

통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템의 데이터베이스에 저장하여 각 철도 터널 경보장치 현황을 한눈에 볼 수 있게 그래픽 처리부에서 그래픽으로 실시간 및 요청현황을 표시한다.

상기 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템 데이터베이스에 저장된 자료는 사용자가 각종 열차 운행 시나리오를 요구 시 시나리오 감시 처리부에 데이터를 제공하고 저장된 데이터는 분, 시간, 일, 월 단위로 그래픽 처리부를 통하여 추이를 제공하는 단계;를 포함한다.

상기 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템을 통해 수집된 카메라, 지장물 감지 센서, 낙석 감지 센서, 교량 상태 감지 센서, 터널 상태 감지 센서, 연약 지반 감지 센서, 건널목 상태 감지 센서, 레일 온도 감지 센서, 차축열 감지 센서 정보를 저장하는 데이터베이스의 자료를 이용하여 각 시간별, 월별, 계절별 터널 상태 등을 분석하여 운 영자에게 제공하고 경보 로직을 만들어 운영자에게 정보를 제공하는 운전현황 분석 처리 단계;를 포함한다.

10 : 현장제어장치
12 : 주제어장치
20 : 스위치함
30 : 경보기

Claims (8)

1. 현장 작업자 터널 진입과 진출을 확인하는 스위치함, 상기 스위치함의 동작 정보를 입력받고 주제어장치의 경보 조건을 전송받아 경보 발생시키는 현장제어장치, 상기 터널 내 직접 경보음과 경보를 표시하는 경광등을 구성하는 경보기를 포함하는 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 있어서,
   상기 현장제어장치와 전기적 또는 광학적으로 연결된 전자연동장치와 주제어장치를 통해 입력받은 경보 진로의 자동 탐색과 열차운행속도에 따른 경보 위치 설정을 위한 경보구간 정보, 경보궤도 정보, 및 궤도 방향 정보를 포함하는 경보 로직의 생성, 상기 경보 로직에 따른 연속 터널경보 로직의 생성, 및 경보 구간 시뮬레이터를 이용하여 연속 터널경보 로직의 시뮬레이션이 가능하고,
   상기 주제어장치는 신호기계실에 위치하며 터널방향 열차 운행 조건인 궤도 점유 정보를 전자연동장치에서 입력 받고,
   상기 현장제어장치에서 작업자가 터널 내 진입 시 진입 버튼을 눌러 터널 진입했는지를 확인하는 스위치 조건을 입력받아,
   상기 열차가 진입 시 터널 내 경보 정보를 현장 제어장치에 전송하여 현장제어장치는 경보기를 직접 제어하여 경보음과 경보등을 발광시키고,
   상기 열차가 터널 내 진입 후 터널을 통과한 후에는 주제어장치에서 경보 정지 궤도에 열차가 없는 조건으로 경보를 해제하여, 작업자가 터널 내 스위치함의 진입 스위치를 동작시켰을 때만 터널 내 경보를 발생시키고, 작업자가 터널에서 벗어나 스위치함의 작업 스위치를 복구시킨 후 열차가 터널로 진입 시에도 경보는 발생하지 않도록 하며,
   상기 경보 로직의 산출을 위해 터널 경보 약도를 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭에 대한 경보구간 정보를 입력받아 디스플레이 장치에 표시하고, 상기 경보구간 정보에서 각 궤도 및 선로전환기와 신호기는 궤도와 연동되어 연동 속성을 가지게 되고 이를 디스플레이 장치에 표시하며,
   상기 경보구간 정보에서 설치구간의 경보 시간 및 열차 운행 속도가 설치 개소마다 상이함으로 사용자는 해 당 구간의 열차 운행 속도와 경보 시간을 설정하고 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템에 저장하여 실행하면 터널 위치 및 경보 위치로 열차 운행 위치별 궤도를 검색하며,
   상기 열차 운행 위치별 궤도 에서 검색된 상기 경보구간 정보에 따른 궤도의 선로전환기와 이와 연동 속성을 갖는 신호기 유무를 확인하여 경보 궤도 정보가 생성되고,
   상기 경보 궤도 정보에 따라 거리별 시간을 산출하여 설정된 경보 시간에 따라 경보 시점, 경보 궤도, 선로전환기 위치, 및 신호기 상태로 터널방향 진로 및 경보 궤도 정보를 자동으로 검색하며,
   상기 경보구간 정보 및 열차 운행 위치별 궤도를 참고하여 경보 궤도 정보를 통해 경보 로직 산출을 위해 터널 경보 약도를 각 궤도별 거리와 궤도명칭, 선로전환기와 신호기 명칭을 디스플레이 장치에 표시하고,
   상기 경보 궤도 정보에 따라 자동으로 검색된 궤도와 선로전환기, 이와 연동 속성을 갖는 신호기 조건을 기반으로 자동으로 열차 방향에 의한 궤도 방향 정보를 생성하고 그에 따른 터널방향 경보 로직을 자동으로 생성하고,
   상기 경보 로직은 상기 궤도 방향 정보에 따른 궤도별 열차 운행 방향, 궤도 상태, 선로전환기 방향, 신호기 현시 정보를 로직에 따른 경보 방식으로 생성하고,
   여러 개의 터널이 연속으로 위치할 경우 각 터널별 경보 발생 위치는 서로 다르기 때문에 개별 터널경보는 자동 경보 구간 탐색에 의해 개별 위치 정보를 기반으로 경보 로직이 별도 생성되며 터널경보장치는 연속된 각 터널별 별도 경보 로직에 의해 별도로 경보를 발생시키고,
   상기 터널경보장치의 설치 구간 시뮬레이터에 의해 해당 구간을 그래픽화하여 시험 환경을 구축하고, 궤도회로, 신호기, 및 선로전환기의 정보에 대한 터널경보장치의 경보구간 정보를 입력정보로 전송하는 가상데이터를 생성하여 설치구간 시뮬레이터에 저장하여,
   상기 설치구간 시뮬레이터에 실제 경보 로직 및 별도 경보 로직을 입력시켜 경보 발생 현황을 검증하는 기능을 하는 시뮬레이터를 연결하고, 상기 설치구간 시뮬레이터 상 각종 열차 운행 시나리오에 의한 경보 제어 발생여부를 검증할 수 있는 검증 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 통합 제어 기능을 구비한 터널 경보 시스템.
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