KR102498589B1 - Railroad safety system using IoT - Google Patents

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KR102498589B1
KR102498589B1 KR1020220076820A KR20220076820A KR102498589B1 KR 102498589 B1 KR102498589 B1 KR 102498589B1 KR 1020220076820 A KR1020220076820 A KR 1020220076820A KR 20220076820 A KR20220076820 A KR 20220076820A KR 102498589 B1 KR102498589 B1 KR 102498589B1
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train
crossing
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signal
control
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KR1020220076820A
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정성일
이영수
최일석
홍성미
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주식회사 제이경성
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Abstract

The present invention relates to a railroad safety system utilizing the Internet of Things (IoT), wherein, as a direct information exchange method between preceding and following trains which are being driven on a railroad is performed based on a state report message by means of a direct path between the corresponding trains and the movement authority thereof, the interval control function between the corresponding trains may be improved. When the corresponding trains pass a crosswalk, the sequential control process of the deceleration and stopping of a train based on the IoT is selectively performed, thereby significantly improving safety in driving of trains at the corresponding crosswalk. To this end, the railroad safety system utilizing the IoT according to the present invention comprises a control ATS, an onboard ATO, an onboard ATP and a crosswalk accident preventing device. The crosswalk accident preventing device comprises a train passing detection unit, a blocking bar operation detection sensor, a vehicle detection sensor, a human body detection sensor, a control module and a wireless access point (AP) module.

Description

사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템{Railroad safety system using IoT} Railroad safety system using IoT

본 발명은 철도 기술 분야의 철도 안전 시스템에 관한 것으로서, 특히 선로 상에서 주행 중인 선·후행열차 간의 직접적인 정보 교환 방식이 해당 열차들 간 직통로(direct-path)를 통한 상태보고 메시지 및 그에 따른 이동권한을 기반으로 진행됨에 따라 해당 열차들 간 간격 제어 기능이 보다 향상될 수 있고, 해당 열차들의 건널목 통과 시에는 사물인터넷(IoT)을 기반으로 한 열차 감속 및 정지의 순차적인 제어 과정이 선택적으로 진행되면서 해당 건널목에서의 열차 운행 안전성이 현저히 향상될 수 있도록 한 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a railroad safety system in the field of railroad technology, and in particular, a direct information exchange method between leading and lagging trains running on a track is a status report message through a direct-path between corresponding trains and the corresponding movement authority As it progresses based on, the interval control function between the trains can be further improved, and when the trains pass through the crossing, the sequential control process of deceleration and stop of the train based on the Internet of Things (IoT) is selectively progressed. It relates to a railway safety system using the Internet of Things (IoT) that can significantly improve the safety of train operation at the crossing.

철도는 다수의 객차 또는 화차가 연결된 구조의 열차가 일정한 레일을 따라 운행하며 사람 또는 물건을 운반하는 중요한 교통수단이다.Railway is an important means of transportation in which a train having a structure in which a number of passenger cars or wagons are connected runs along a certain rail and transports people or goods.

이와 같은 철도의 운영을 위해서는 열차의 위치, 속도, 차간거리유지, 제동 등을 감시 또는 제어하기 위한 수많은 철도신호의 송수신이 이루어진다.In order to operate such a railway, a number of railway signals are transmitted and received to monitor or control the location, speed, maintenance of inter-vehicle distance, and braking of trains.

부연 설명하면, 철도신호는 열차의 운행 조건을 기관사에게 지시하여 열차의 진행 가부 및 위험의 유무 등을 알려 주는 기능을 가지며, 열차 운행의 안전을 확보하고 정확성과 신속성으로 수송 능률의 향상을 도모케 하려는 것이다.In other words, the railway signal has the function of instructing the train operator on the operating conditions of the train and notifying whether the train can proceed or not and whether there is danger. is to do

따라서 철도신호시스템은 얼챠의 충·추돌 및 탈선 방지를 위해 열차 속도를 제어하고, 열차의 주행로 변경을 위해 선로전환을 수행하는 열차안전운행의 핵심 시스템이다.Therefore, the railway signal system is a key system for safe train operation that controls train speed to prevent collisions, collisions, and derailments of trains, and performs track switching to change the train's running route.

이러한 철도신호시스템은 지상신호시스템의 관제, (전자)연동장치(EIS: Electronic Interlocking System), 자동열차 제어장치(ATC: Automatic Train Control) 그리고 차상신호시스템의 열차제어 및 추진제어 장치로 구성됨이 일반적이다.Such a railway signaling system is generally composed of ground signaling system control, (electronic) interlocking system (EIS), automatic train control (ATC), and train control and propulsion control system of onboard signaling system. am.

한편, 최근 들어 철도신호기술은 T2T(Train to Train) 기반의 차세대 자율주행 철도 기술로 패러다임이 변화되고 있다.On the other hand, recently, the paradigm of railway signal technology is changing to the next-generation self-driving railway technology based on T2T (Train to Train).

즉, 현재의 지상중심 이동폐색 방식의 기술적 한계를 개선하기 위해서는 제어 패러다임을 지상중심에서 열차중심으로 변화시킴으로써, 지상제어시스템 없이 열차 간 직접적인 정보교환을 통해 열차 스스로 간격을 제어하고 선로의 분기를 제어하는 열차중심의 열차제어기술개발이 필요하다.That is, in order to improve the technical limitations of the current ground-centered moving blockage method, the control paradigm is changed from ground-centered to train-centered, and trains themselves control the distance and branching of tracks through direct information exchange between trains without a ground control system. It is necessary to develop train control technology centered on trains that

이에 본 출원인은 선로 상에서 주행 중인 선행열차 및 후행열차 간의 직접적인 정보 교환을 통해 해당 열차들 간 간격 제어 기능이 크게 향상될 수 있도록 하는 동시에 해당 열차의 건널목 통과 시 해당 건널목에서의 자동차 및 보행자와의 충돌 또는 치임 사고의 위험성을 0% 수준으로 낮춰 철도 운행의 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 기술로서 본 발명을 제안하게 되었다.Accordingly, the applicant of the present invention has made it possible to significantly improve the function of controlling the distance between the trains through direct information exchange between the preceding train and the lagging train running on the track, and at the same time collide with cars and pedestrians at the crossing when the train passes through the crossing. Alternatively, the present invention has been proposed as a technology capable of greatly improving the safety of railroad operation by reducing the risk of a hit accident to 0% level.

한국 등록특허 제10-1700814호(2017.02.01.공고), “열차 대 열차 기반의 열차중심 열차제어 시스템 및 그 방법”Korean Patent Registration No. 10-1700814 (2017.02.01. Announcement), “Train-to-train based train-centered train control system and its method” 한국 등록특허 제10-2209544호(2021.02.01.공고), “열차상황 인지 방법 및 장치”Korean Patent Registration No. 10-2209544 (2021.02.01. Notice), “Method and device for recognizing train conditions” 한국 등록특허 제10-1915171호(2019.01.07.공고), “사물인터넷기반의 정거장 상황인지 정보 수집 및 제공시스템”Korean Patent Registration No. 10-1915171 (2019.01.07. Announcement), “System for collecting and providing context-aware station information based on the Internet of Things”

본 발명의 실시 예는 선로 상에서 주행 중인 선행열차 및 후행열차 간의 직접적인 정보 교환 방식이 해당 열차들 간 직통로(direct-path)를 통한 상태보고 메시지 및 그에 따른 이동권한을 기반으로 진행됨에 따라 해당 열차들 간 간격 제어 기능이 보다 향상될 수 있고, 해당 열차들의 건널목 통과 시에는 해당 건널목의 차단기 차단바 및 기타 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 열차 감속 및 정지의 순차적인 제어 과정을 통해 해당 건널목에서의 자동차 및 보행자와 열차 간 충돌 또는 치임 사고가 0% 수준의 발생 가능성으로 방지되면서 해당 철도에서의 열차 운행 안전성이 크게 향상될 수 있도록 하는 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a direct information exchange method between a preceding train and a lagging train running on a track proceeds based on a status report message through a direct-path between corresponding trains and the corresponding movement authority, so that the corresponding train The function of controlling the distance between trains can be further improved, and when the trains pass through the crossing, the corresponding train deceleration and stop are sequentially controlled based on the Internet of Things (IoT) through the blocking bar of the crossing and other sensors. Provides a railway safety system using the Internet of Things (IoT) that significantly improves the safety of train operation on the railway while preventing collisions between cars and pedestrians and trains at crossings or getting hit with a probability of 0%. do.

본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템은, 선로를 따라 운행하는 복수의 열차로부터 통신망을 통해 열차정보를 각각 수신하여 감시하는 관제용 ATS와, 상기 열차별 해당 열차의 차상에 설치되어 해당 열차에 대한 가감속 제어를 수행하는 차상 ATO와, 상기 열차별 해당 열차의 차상에 설치되며, 해당 열차로부터 가장 인접한 선행열차의 선행열차 정보가 상기 관제용 ATS로부터 통신망을 통해 수신되면 상기 선행열차 정보가 수신된 해당 선행열차에 직통로(direct-path)를 통해 후행열차임을 알리는 등록요청메시지를 전송한 다음 해당 선행열차로부터 등록허가메시지의 수신에 따라 해당 선행열차로부터 주기적으로 상태보고메시지를 수신하고, 수신된 상기 상태보고메시지 및 차상 EI로부터 수신되는 진로정보를 취합하여 해당 열차의 이동권한 거리 및 속도를 연산 후 상기 차상 ATO에 제공하는 차상 ATP와, 상기 선로 상의 건널목별 설치되며, 각각은 상기 관제용 ATS 및 차상 ATO와 상기 건널목을 중심으로 설치되는 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 해당 건널목에서의 자동차 및 보행자와 상기 열차 간의 충돌 또는 치임 사고를 방지하는 건널목 사고 방지장치를 포함할 수 있다.A railway safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention includes an ATS for control that receives and monitors train information from a plurality of trains running along a track through a communication network, and the corresponding train for each train. An on-board ATO installed on the car to perform acceleration and deceleration control for the train, and installed on the car of the corresponding train for each train, the preceding train information of the preceding train closest to the corresponding train is provided from the control ATS through the communication network If received, a registration request message indicating that it is a later train is transmitted through a direct-path to the corresponding preceding train from which the preceding train information has been received, and then periodically from the corresponding preceding train according to the reception of the registration permission message from the preceding train. On-board ATP that receives a status report message, collects the received status report message and route information received from on-board EI, calculates the travel authority distance and speed of the corresponding train, and provides it to the on-board ATO, and each crossing on the track A crossing that prevents collisions or hit-and-run accidents between cars and pedestrians and the train at the crossing based on the Internet of Things (IoT) through the ATS and on-board ATO for control and sensors installed around the crossing, respectively. Accident prevention devices may be included.

또한 상기 건널목 사고 방지장치는, 상기 선로 상에 상기 건널목과 사전에 정해진 거리 차를 두고 설치되어 상기 열차에 대한 속도 측정 기능을 통해 열차의 통과를 감지하며, 수직 방향을 따라 설치되는 한 쌍의 속도 센서를 포함하여 상측의 속도 센서는 상기 열차의 바퀴를 제외한 동체(이하 “열차 본체”라 함)에 대해 상기 열차 본체의 상부와 대응되는 높이로 설치되는 동시에 하측의 속도 센서는 상기 열차 본체의 하부와 대응되는 높이로 설치되는 열차 통과 감지부와, 상기 건널목에 설치되는 차단기의 차단바 상에 설치되어 상기 차단바의 차단 상태로의 작동을 감지하는 차단바 작동 감지센서와, 상기 건널목을 통해 상기 선로를 횡단하는 자동차의 유무를 감지하도록 설치되며, 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 자동차 감지센서와, 상기 건널목을 통해 상기 선로를 횡단하는 보행자의 유무를 감지하도록 설치되며, 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 인체감지센서와, 상기 차단기 상에 설치되어 상기 열차 통과 감지부, 차단바 작동 감지센서, 자동차 감지센서 및 인체감지센서로부터 각각 감지 신호를 수신하며, 상기 열차 통과 감지부의 속도 센서 모두로부터 상기 열차의 통과에 해당되는 속도 신호가 수신된 상태에서 사전에 설정된 시간 내에 상기 차단바 작동 감지센서로부터 상기 차단기의 차단 상태로의 작동 신호가 미수신 시 상기 열차의 감속을 요청하는 제1 신호를 생성하여 출력하는 동시에 상기 자동차 감지센서 및 인체감지센서의 감지 기능 활성화를 위한 제2 신호를 생성하여 출력하고, 상기 자동차 감지센서 및 인체감지센서로부터 자동차 감지신호 또는 인체 감지신호가 수신 시 상기 열차의 정지를 요청하는 제3 신호를 생성하여 출력하는 제어모듈과, 상기 관제용 ATS 및 열차들 간의 상기 열차정보 송수신을 위한 통신망 상에 연결되어 상기 제어모듈로부터 수신되는 상기 제1 내지 제3 신호를 상기 관제용 ATS에 전송하는 AP(Wireless Access Point)모듈을 포함하고, 상기 관제용 ATS는 상기 제어모듈의 상기 제1 신호에 따라 상기 열차에 대한 감속제어신호를 통신망을 통해 상기 차상 ATO에 전송하고 상기 제어모듈의 상기 제3 신호에 따라 상기 열차에 대한 정지제어신호를 통신망을 통해 상기 차상 ATO에 전송하며, 상기 차상 ATO는 상기 관제용 ATS로부터 수신되는 상기 감속제어신호 및 정지제어신호를 각각 상기 차상 ATP로부터 전송되는 신호보다 우선 순위로 처리하는 것일 수 있다.In addition, the crossing accident prevention device is installed on the track at a predetermined distance from the crossing and detects the passage of the train through a speed measurement function for the train, and a pair of speeds installed along the vertical direction The upper speed sensor, including the sensor, is installed at a height corresponding to the upper part of the train body with respect to the body (hereinafter referred to as “train body”) except for the wheels of the train, and the lower speed sensor is installed at the lower part of the train body. A train passage detection unit installed at a height corresponding to the crossing, a blocking bar operation detection sensor installed on the blocking bar of the barrier installed at the crossing to detect the operation of the blocking bar in a blocked state, and A vehicle detection sensor installed to detect the presence or absence of a vehicle crossing the track and activating a detection function according to an external control signal, and a vehicle detection sensor installed to detect the presence or absence of a pedestrian crossing the track through the crossing, A human body detection sensor whose detection function is activated according to a control signal of the breaker, and a detection signal installed on the circuit breaker and receiving detection signals from the train passage detection unit, the blocking bar operation detection sensor, the vehicle detection sensor, and the human body detection sensor, respectively, When the speed signal corresponding to the passage of the train is received from all speed sensors of the passage detection unit and the operation signal from the blocking bar operation detection sensor to the blocking state of the circuit breaker is not received within a preset time, the train is decelerated. While generating and outputting the requested first signal, generating and outputting a second signal for activating the detection function of the vehicle detection sensor and the human body sensor, and the vehicle detection signal or human body detection signal from the vehicle detection sensor and the human body detection sensor. A control module that generates and outputs a third signal requesting the train to stop when received, and the first signal received from the control module is connected to a communication network for transmitting and receiving the train information between the control ATS and trains. AP (Wireless Access Point) module that transmits to the third signal to the ATS for control module, wherein the ATS for control transmits a deceleration control signal for the train to the on-board ATO through a communication network according to the first signal of the control module and transmits to the train according to the third signal of the control module Transmits a stop control signal for the on-board ATO through a communication network, and the on-board ATO processes the deceleration control signal and stop control signal received from the control ATS with priority over signals transmitted from the on-board ATP can

본 발명의 실시 예에 따르면, 선로 상에서 주행 중인 선행열차 및 후행열차 간의 직접적인 정보 교환 방식이 해당 열차들 간 직통로(direct-path)를 통한 상태보고 메시지 및 그에 따른 이동권한을 기반으로 진행됨에 따라 해당 열차들 간 간격 제어 기능이 보다 향상되고, 해당 열차들의 건널목 통과 시에는 해당 건널목의 차단기 차단바 및 기타 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 열차 감속 및 정지의 순차적인 제어 과정을 통해 해당 건널목에서의 자동차 및 보행자와 열차 간 충돌 또는 치임 사고가 0% 수준의 발생 가능성으로 방지되면서 해당 철도에서의 열차 운행 안전성이 크게 향상될 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, as the direct information exchange method between the preceding train and the lagging train running on the track proceeds based on the status report message through the direct-path between the corresponding trains and the corresponding movement authority, The function of controlling the distance between the trains is further improved, and when the trains pass through the crossing, the train deceleration and stop are sequentially controlled based on the Internet of Things (IoT) through the barrier bar and other sensors of the crossing. As collisions between cars, pedestrians and trains at crossings or getting hit are prevented with a 0% chance of occurrence, the safety of train operation on the railroad can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템을 예시한 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템을 예시한 블록 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에서 건널목 사고 방지장치를 예시한 블록 구성도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에서 건널목 사고 방지장치의 열차 통과 감지부를 예시한 측단면도
도 5는 도 4의 실시 예에 따른 열차 통과 감지부의 전기적 구성을 예시한 블록 구성도1 is a configuration diagram illustrating a railway safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a railway safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a crossing accident prevention device in a railway safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view illustrating a train passage detection unit of a crossing accident prevention device in a railroad safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a train passing detection unit according to the embodiment of FIG. 4;

이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.The detailed description of the present invention below refers to the accompanying drawings shown as examples of embodiments in which the present invention can be practiced. These embodiments are described in detail so that those skilled in the art will be able to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in one embodiment in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each described embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.

발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”,　＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the invention, when a certain part “includes” a certain component in the whole, this means that it may further include other components, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, as described in the specification, "... wealth", "… A term such as “module” refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에 대해 설명한다.A railroad safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템을 예시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템을 예시한 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에서 건널목 사고 방지장치를 예시한 블록 구성도이다.1 is a configuration diagram illustrating a railroad safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating railroad safety using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention. It is a block configuration diagram illustrating a system, and FIG. 3 is a block configuration diagram illustrating a crossing accident prevention device in a railway safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템은 관제용 ATS(100), 차상 ATO(200), 차상 ATP(300) 및 건널목 사고 방지장치(400)를 포함하여 구성된다.As shown, the railroad safety system using the Internet of Things (IoT) according to an embodiment of the present invention includes an ATS (100) for control, an on-board ATO (200), an on-board ATP (300), and a crossing accident prevention device (400). ) is composed of.

관제용 ATO(100)는 선로(10)를 따라 운행하는 복수의 열차(20)로부터 통신망을 통해 열차정보를 각각 수신하여 감시하는 기능을 수행한다.The ATO 100 for control performs a function of receiving and monitoring train information from a plurality of trains 20 operating along the track 10 through a communication network.

차상 ATO(200)는 선로(10)의 열차(20)별 해당 열차(20)의 차상에 설치되어 해당 열차(20)에 대한 가감속 제어를 수행한다.The on-board ATO 200 is installed on the on-board of the corresponding train 20 for each train 20 of the track 10 and performs acceleration and deceleration control for the corresponding train 20 .

차상 ATP(300)는 선로(10)의 열차(20)별 해당 열차(20)의 차상에 설치되며, 해당 열차(20)로부터 가장 인접한 선행열차의 선행열차 정보가 관제용 ATS(100)로부터 통신망을 통해 수신되면 상기 선행열차 정보가 수신된 해당 선행열차에 직통로(direct-path)를 통해 후행열차임을 알리는 등록요청메시지를 전송한 다음 해당 선행열차로부터 등록허가메시지의 수신에 따라 해당 선행열차로부터 주기적으로 상태보고메시지를 수신한다. 또한 차상 ATP(300)는 수신된 상기 상태보고메시지 및 차상 EI로부터 수신되는 진로정보를 취합하여 해당 열차(20)의 이동권한 거리 및 속도를 연산 후 차상 ATO(200)에 제공한다.The on-board ATP (300) is installed on the on-board of the corresponding train 20 for each train 20 of the track 10, and the preceding train information of the preceding train closest to the corresponding train 20 is transmitted from the ATS 100 for control to the communication network If received through , a registration request message indicating that it is a late train is transmitted through a direct-path to the corresponding preceding train for which the preceding train information has been received, and then, upon reception of a registration permission message from the corresponding preceding train, Periodically receive status report messages. In addition, the on-board ATP (300) collects the received status report message and the route information received from the on-board EI, calculates the movement authority distance and speed of the corresponding train (20), and provides it to the on-board ATO (200).

그리고 관제용 ATS(100), 차상 ATO(200), 차상 ATP(300)의 구성은 한국 등록특허 제10-1700814호의 구성을 이용한 것이며, 따라서 관제용 ATS(100), 차상 ATO(200), 차상 ATP(300)의 보다 세부적인 구성은 한국 등록특허 제10-1700814호의 참조를 통해 이해되면 될 것이다.In addition, the configuration of the control ATS (100), on-board ATO (200), and on-board ATP (300) uses the configuration of Korean Patent Registration No. 10-1700814, so the control ATS (100), on-board ATO (200), A more detailed configuration of the ATP 300 will be understood through reference to Korean Patent Registration No. 10-1700814.

건널목 사고 방지장치(400)는 선로(10) 상의 건널목(30)별 설치되며, 각각의 건널목 사고 방지장치(400)는 관제용 ATS(100) 및 차상 ATO(200)와 건널목(30)을 중심으로 설치되는 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 해당 건널목(30)에서의 자동차 및 보행자와 열차(20) 간의 충돌 또는 치임 사고를 방지하는 기능을 수행한다.The crossing accident prevention device 400 is installed for each crossing 30 on the track 10, and each crossing accident prevention device 400 is centered on the control ATS 100 and onboard ATO 200 and the crossing 30 Based on the Internet of Things (IoT) through sensors installed in the crosswalk 30, it performs a function of preventing a collision or a hit accident between a car or pedestrian and the train 20 at the crossing 30.

이러한 건널목 사고 방지장치(400)는 열차 통과 감지부(410), 차단바 작동 감지센서(420), 자동차 감지센서(430), 인체감지센서(440), 제어모듈(450) 및 AP(Wireless Access Point)모듈(460)을 포함하여 구성될 수 있다.The crossing accident prevention device 400 includes a train passage detection unit 410, a blocking bar operation detection sensor 420, a vehicle detection sensor 430, a human body detection sensor 440, a control module 450, and an AP (Wireless Access) Point) module 460 can be configured.

열차 통과 감지부(410)는 선로(10) 상에 건널목(30)과 사전에 정해진 거리 차를 두고 설치되어 열차(20)에 대한 속도 측정 기능을 통해 열차(20)의 통과를 감지한다. 그리고 이러한 열차 통과 감지부(410)는 수직 방향을 따라 설치되는 한 쌍의 속도 센서(411,412)를 포함하여 상측의 속도 센서(411)는 열차(20)의 바퀴를 제외한 동체(이하 “열차 본체”라 함)에 대해 상기 열차 본체의 상부와 대응되는 높이로 설치되는 동시에 하측의 속도 센서(412)는 상기 열차 본체의 하부와 대응되는 높이로 설치되는 것일 수 있다.The train passage detection unit 410 is installed on the track 10 at a predetermined distance from the crossing 30 and detects the passage of the train 20 through a function of measuring the speed of the train 20 . In addition, the train passing detection unit 410 includes a pair of speed sensors 411 and 412 installed along the vertical direction, and the upper speed sensor 411 is the body of the train 20 except for the wheels (hereinafter referred to as “train body”). ) may be installed at a height corresponding to the upper part of the train body, and at the same time, the lower speed sensor 412 may be installed at a height corresponding to the lower part of the train body.

차단바 작동 감지센서(420)는 건널목(30)에 설치되는 차단기(40)의 차단바(41) 상에 설치되어 차단바(41)의 차단 상태로의 작동을 감지한다. 그리고 이러한 차단바 작동 감지센서(420)는 차단바(41) 상에 설치되는 동시에 차단바(41)의 차단 상태로의 작동을 감지하는 조건을 만족하는 범위 내에서 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다. 예로써 차단바 작동 감지센서(420)는 자이로센서를 통한 차단바의 회전 및 회전된 위치 감지 방식 또는 절대위치 감지기를 이용한 방식 등이 사용될 수 있다.The blocking bar operation detection sensor 420 is installed on the blocking bar 41 of the circuit breaker 40 installed at the railroad crossing 30 and detects the operation of the blocking bar 41 in the blocking state. In addition, the blocking bar operation detection sensor 420 is installed on the blocking bar 41 and is manufactured in various forms through known technologies within a range that satisfies the condition of detecting the operation of the blocking bar 41 in a blocking state. Since it can be implemented, detailed description and illustration thereof are omitted in this embodiment. For example, the blocking bar operation detection sensor 420 may use a rotation and rotated position detection method of the blocking bar through a gyro sensor or a method using an absolute position detector.

자동차 감지센서(430)는 건널목(30)을 통해 선로(10)를 횡단하는 자동차의 유무를 감지하도록 설치되며, 이러한 자동차 감지센서(430)는 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 형태로 이루어진다. 그리고 자동차 감지센서(430)는 건널목(30)을 통해 선로(10)를 횡단하는 자동차의 유무를 감지할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다. 예로써 자동차 감지센서는 수·발광소자를 통한 자동차의 선로 진입 감지 방식 또는 선로 옆쪽의 지면에 조도센서를 설치하여 선로 방향으로 진입하는 자동차의 유무를 감지하는 방식 등이 사용될 수 있다.The vehicle detection sensor 430 is installed to detect the presence or absence of a vehicle crossing the track 10 through the railroad crossing 30, and the vehicle detection sensor 430 activates the detection function according to an external control signal. made up of In addition, the vehicle detection sensor 430 can be implemented in various forms through known technologies within a range that satisfies the condition for detecting the presence or absence of a vehicle crossing the track 10 through the railroad crossing 30, In this embodiment, detailed description and illustration thereof are omitted. For example, the vehicle detection sensor may use a method of detecting the entry of a vehicle through a light emitting device or a method of detecting the presence or absence of a vehicle entering the track by installing an illuminance sensor on the ground next to the track.

인체감지센서(440)는 건널목(30)을 통해 선로(10)를 횡단하는 보행자의 유무를 감지하도록 설치되며, 이러한 인체감지센서(440)는 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 형태로 이루어진다. 그리고 인체감지센서(440)는 건널목(30)을 통해 선로(10)를 횡단하는 보행자의 유무를 감지할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 공지된 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략한다.The human body sensor 440 is installed to detect the presence or absence of a pedestrian crossing the track 10 through the railroad crossing 30, and the human body sensor 440 activates the detection function according to an external control signal. made up of In addition, the human body sensor 440 can be implemented in various forms through known technologies within the range of satisfying the condition for detecting the presence or absence of a pedestrian crossing the track 10 through the crossing 30, In this embodiment, detailed description and illustration thereof are omitted.

제어모듈(450)은 차단기(40) 상에 설치되어 열차 통과 감지부(410), 차단바 작동 감지센서(420), 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)로부터 각각 감지 신호를 수신한다. 그리고 제어모듈(450)은 열차 통과 감지부(410)의 속도 센서(411,412) 모두로부터 열차(20)의 통과에 해당되는 속도 신호가 수신된 상태에서 사전에 설정된 시간 내에 차단바 작동 감지센서(420)로부터 차단기(40)의 차단 상태로의 작동 신호가 미수신 시 열차(20)의 감속을 요청하는 제1 신호를 생성하여 출력하는 동시에 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)의 감지 기능 활성화를 위한 제2 신호를 생성하여 출력한다. 또한, 제어모듈(450)은 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)로부터 자동차 감지신호 또는 인체 감지신호가 수신 시 열차(20)의 정지를 요청하는 제3 신호를 생성하여 출력한다.The control module 450 is installed on the circuit breaker 40 and receives detection signals from the train passage detection unit 410, the blocking bar operation detection sensor 420, the vehicle detection sensor 430, and the human body detection sensor 440, respectively. do. In addition, the control module 450 operates the blocking bar operation detection sensor 420 within a preset time in a state in which speed signals corresponding to the passage of the train 20 are received from all of the speed sensors 411 and 412 of the train passage detection unit 410. ) to generate and output a first signal requesting deceleration of the train 20 when the operating signal from the circuit breaker 40 to the blocking state is not received, and at the same time, the vehicle detection sensor 430 and the human body detection sensor 440 detect function A second signal for activation is generated and output. In addition, the control module 450 generates and outputs a third signal requesting a stop of the train 20 when a vehicle detection signal or a human body detection signal is received from the vehicle detection sensor 430 and the human body detection sensor 440.

AP(Wireless Access Point)모듈(460)은 관제용 ATS(100) 및 열차(20)들 간의 상기 열차정보 송수신을 위한 통신망 상에 연결되어 제어모듈(450)로부터 수신되는 상기 제1 내지 제3 신호를 관제용 ATS(100)에 전송하는 기능을 수행한다.An AP (Wireless Access Point) module 460 is connected to a communication network for transmitting and receiving the train information between the ATS 100 and the trains 20 for control, and the first to third signals received from the control module 450 to the ATS 100 for control.

그리고 관제용 ATS(100)는 제어모듈(450)의 상기 제1 신호에 따라 열차(20)에 대한 감속제어신호를 통신망을 통해 차상 ATO(200)에 전송하고, 제어모듈(450)의 상기 제3 신호에 따라 열차(20)에 대한 정지제어신호를 통신망을 통해 차상 ATO(200)에 전송한다.In addition, the ATS 100 for control transmits a deceleration control signal for the train 20 to the on-board ATO 200 through a communication network according to the first signal of the control module 450, and 3, a stop control signal for the train 20 is transmitted to the on-board ATO 200 through a communication network according to the signal.

또한, 차상 ATO(200)는 관제용 ATS(100)로부터 수신되는 상기 감속제어신호 및 정지제어신호를 각각 차상 ATP(300)로부터 전송되는 신호보다 우선 순위로 처리한다.In addition, the on-board ATO (200) processes the deceleration control signal and stop control signal received from the ATS (100) for control with priority over the signal transmitted from the on-board ATP (300).

상술한 구성에 의해서, 선로 상에서 주행 중인 선행열차 및 후행열차 간의 직접적인 정보 교환 방식이 해당 열차들 간 직통로(direct-path)를 통한 상태보고 메시지 및 그에 따른 이동권한을 기반으로 진행됨에 따라 해당 열차들 간 간격 제어 기능이 보다 향상될 수 있고, 해당 열차들의 건널목 통과 시에는 해당 건널목의 차단기 차단바 및 기타 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 열차 감속 및 정지의 순차적인 제어 과정을 통해 해당 건널목에서의 자동차 및 보행자와 열차 간 충돌 또는 치임 사고가 0% 수준의 발생 가능성으로 방지되면서 해당 철도에서의 열차 운행 안전성이 크게 향상될 수 있게 된다.According to the configuration described above, the direct information exchange method between the preceding train and the following train running on the track proceeds based on the status report message through the direct-path between the corresponding trains and the corresponding movement authority, so that the corresponding train The function of controlling the distance between trains can be further improved, and when the trains pass through the crossing, the corresponding train deceleration and stop are sequentially controlled based on the Internet of Things (IoT) through the blocking bar of the crossing and other sensors. As collisions between cars, pedestrians and trains at crossings or getting hit are prevented with a 0% chance of occurrence, the safety of train operation on the railroad can be greatly improved.

그리고 도 4 및 도 5는 건널목 사고 방지장치(400)에서 열차 통과 감지부(410)의 세부 구성을 예시한 것으로서, 도 4는 열차 통과 감지부(410)를 예시한 측단면도이고, 도 5는 도 4에 따른 열차 통과 감지부(410)의 전기적 구성을 예시한 블록 구성도이다.4 and 5 illustrate the detailed configuration of the train passage detection unit 410 in the crossing accident prevention device 400, FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating the train passage detection unit 410, and FIG. It is a block configuration diagram illustrating the electrical configuration of the train passage detector 410 according to FIG. 4 .

이를 참조하면, 열차 통과 감지부(410)는 상술한 속도 센서(411,412)들 외에 포스트 하우징(413), 승강 포스트(414), 승강 구동부(415), 제1 근거리 무선통신모듈(416a), 제2 근거리 무선통신모듈(416b), 진동감지센서(417), 제3 근거리 무선통신모듈(418a), 제4 근거리 무선통신모듈(418b) 및 유선통신모듈(419)을 포함하여 구성된다.Referring to this, the train passage detection unit 410 includes a post housing 413, an elevating post 414, an elevating driver 415, a first short-distance wireless communication module 416a, a first short-distance wireless communication module 416a, and a post housing 413 in addition to the speed sensors 411 and 412 described above. It is composed of two short-distance wireless communication modules 416b, a vibration sensor 417, a third short-range wireless communication module 418a, a fourth short-range wireless communication module 418b, and a wired communication module 419.

포스트 하우징(413)은 상부가 개방된 중공형으로 이루어져 개방된 상부를 지면에 노출하는 상태로 지중에 매입 설치되며, 이러한 포스트 하우징(413)에는 상단을 따라 패킹(413a)이 결합된다.The post housing 413 is formed in a hollow shape with an open top and is embedded in the ground with the open top exposed to the ground, and a packing 413a is coupled along the top of the post housing 413.

승강 포스트(414)는 포스트 하우징(413)의 내측에 설치되어 필요 시 지상으로 승강되며, 속도 센서(411,412)들이 각각 수납 설치되기 위한 한 쌍의 센서 설치홈(414a)이 수직 방향을 따라 형성된다. 그리고 승강 포스트(414)의 상단에는 외향 플랜지부(414b)가 형성되어 이러한 외향 플랜지부(414b)를 따라 포스트 하우징(413)의 패킹(413a)과 대응되는 패킹(414c)이 결합된다.The elevating post 414 is installed inside the post housing 413 and is elevated to the ground when necessary, and a pair of sensor installation grooves 414a for accommodating and installing the speed sensors 411 and 412 are formed along the vertical direction. . In addition, an outward flange portion 414b is formed at an upper end of the elevating post 414, and the packing 413a of the post housing 413 and the corresponding packing 414c are coupled along the outward flange portion 414b.

승강 구동부(415)는 승강 포스트(414)에 승강 동력을 제공하도록 상기 포스트 하우징(413)에 설치된다. 그리고 이러한 승강 구동부(415)는 유압실린더, 랙과 피니언 및 정역회전모터와 감속기, 솔레노이드 액츄에이터 등 공지된 기술을 통해 다양하게 구현될 수 있는바, 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 설명 및 도시는 생략하며, 도면에서 박스 형태로 간략 도시하였다.The lifting driver 415 is installed on the post housing 413 to provide lifting power to the lifting post 414 . In addition, the lifting driving unit 415 may be implemented in various ways through known technologies such as hydraulic cylinders, racks and pinions, forward and reverse rotation motors, reducers, and solenoid actuators, and detailed descriptions and illustrations thereof are omitted in the present embodiment. , It is briefly shown in the form of a box in the drawing.

제1 근거리 무선통신모듈(416a)은 승강 포스트(414)에 설치되며, 이러한 제1 근거리 무선통신모듈(416a)은 속도 센서(411,412)들의 감지신호를 수신하여 무선 송출한다.The first short-distance wireless communication module 416a is installed on the lifting post 414, and the first short-distance wireless communication module 416a receives detection signals from the speed sensors 411 and 412 and transmits them wirelessly.

제2 근거리 무선통신모듈(416b)은 포스트 하우징(413)에 설치되며, 이러한 제2 근거리 무선통신모듈(416b)은 제1 근거리 무선통신모듈(416a)로부터 속도 센서(411,412)들의 감지 신호를 수신 후 접속된 유선통신모듈(419)에 전송한다.The second short-range wireless communication module 416b is installed in the post housing 413, and the second short-range wireless communication module 416b receives detection signals of the speed sensors 411 and 412 from the first short-range wireless communication module 416a. and then transmitted to the connected wired communication module 419.

진동감지센서(417)는 선로(10) 상에 설치되어 열차 통과에 따른 진동을 감지한다.The vibration sensor 417 is installed on the track 10 and detects vibration according to the passage of the train.

제3 근거리 무선통신모듈(418a)은 진동감지센서(417)와 인접하는 동시에 승강 포스트(414)와 인접하도록 선로(10) 옆쪽에 설치되어 진동감지센서(417)의 감지 신호를 수신 후 무선 송출한다.The third short-distance wireless communication module 418a is installed on the side of the line 10 so as to be adjacent to the vibration sensor 417 and adjacent to the elevating post 414, and transmits wirelessly after receiving the detection signal of the vibration sensor 417. do.

제4 근거리 무선통신모듈(418b)은 승강 포스트(414)에 설치되며, 이러한 제4 근거리 무선통신모듈(418b)은 제3 근거리 무선통신모듈(418a)로부터 진동감지센서(417)의 감지 신호를 수신 후 유선통신모듈(419)에 전송한다.The fourth short-range wireless communication module 418b is installed on the lifting post 414, and the fourth short-range wireless communication module 418b receives a detection signal of the vibration sensor 417 from the third short-range wireless communication module 418a. After receiving, it is transmitted to the wired communication module 419.

유선통신모듈(419)은 제2 근거리 무선통신모듈(416b)로부터 전송되는 속도 센서(411,412)들의 감지 신호를 상술한 제어모듀듈(450)에 전송하고, 제4 근거리 무선통신모듈(418b)로부터 전송되는 진동감지센서(417)의 감지 신호를 제어모듈(450)에 전송한다.The wired communication module 419 transmits the detection signals of the speed sensors 411 and 412 transmitted from the second short-distance wireless communication module 416b to the above-described control module 450, and transmits them from the fourth short-range wireless communication module 418b. The transmitted detection signal of the vibration sensor 417 is transmitted to the control module 450.

그리고 제어모듈(450)은 열차 통과 감지부(410)의 속도 센서(411,412) 모두로부터 열차(20)의 통과에 해당되는 속도 신호가 수신된 상태에서 사전에 설정된 시간 내에 상술한 차단바 작동 감지센서(420)로부터 차단기(40)의 차단 상태로의 작동 신호가 미수신 시 열차(20)의 감속을 요청하는 제1 신호를 생성하여 출력하는 동시에 상술한 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)의 감지 기능 활성화를 위한 제2 신호를 생성하여 출력하거나, 진동감지센서(417)로부터 열차(20)의 통과에 해당되는 진동 신호가 수신된 상태에서 상기 사전에 설정된 시간 내에 차단바 작동 감지센서(420)로부터 차단기(40)의 차단 상태로의 작동 신호가 미수신 시 열차(20)의 감속을 요청하는 상기 제1 신호 및 자동차 감지센서(430)와 인체감지센서(440)의 감지 기능 활성화를 위한 상기 제2 신호를 생성하여 출력하는 것일 수 있다.In addition, the control module 450 operates the above-described blocking bar operation detection sensor within a preset time in a state in which speed signals corresponding to the passage of the train 20 are received from all of the speed sensors 411 and 412 of the train passage detection unit 410. When the operation signal from 420 to the cut-off state of circuit breaker 40 is not received, a first signal requesting deceleration of train 20 is generated and outputted, and at the same time, the above-described vehicle detection sensor 430 and human body detection sensor 440 ) Generates and outputs a second signal for activation of the detection function, or when the vibration signal corresponding to the passage of the train 20 is received from the vibration detection sensor 417, the blocking bar operation detection sensor within the preset time When the operation signal from 420 to the cut-off state of the circuit breaker 40 is not received, the first signal requesting deceleration of the train 20 and the activation of the detection function of the vehicle detection sensor 430 and the human body detection sensor 440 It may be to generate and output the second signal for

다시 말해 열차 통과 감지부(410)의 열차 통과를 감지하는 기능이 속도 센서(411,412)를 통한 것 및 진동감지센서(417)를 통한 것으로 이원화됨에 따라, 속도 센서(411,412) 내지 진동감지센서(417)의 이상 시에도 열차 통과를 감지하는 기능이 정상적으로 유지될 수 있고, 이는 열차 통과 감지부(410)의 작동 효율 및 작동 신뢰성이 향상되는 결과로 이어진다.In other words, as the function of detecting the passage of a train by the train passage detector 410 is dualized through the speed sensors 411 and 412 and through the vibration sensor 417, the speed sensors 411 and 412 to the vibration sensor 417 ), the function of detecting the passage of the train can be normally maintained even when the train passage is abnormal, which leads to improved operational efficiency and operational reliability of the train passage detection unit 410 .

그리고 관리자가 열차의 운행 시간에 맞춰 승강 구동부(415)의 작동 시간을 사전에 설정해 놓음으로써, 승강 포스트(414)가 열차 통과 시기에만 그 필요성에 따라 승강 동작하게 되고, 그 밖의 대부분 시간에는 지중에 매입 설치된 상태를 유지함에 따라, 속도 센서(411,412)들을 포함하여 근거리 무선통신모듈 등 전기적 구성들이 습기, 먼지, 벌레 및 기타 외력 등으로부터 보다 안전하게 보호된 상태에서 필요 시에만 작동이 이루어질 수 있게 된다.In addition, by setting the operation time of the lift drive unit 415 in advance according to the operating time of the train, the lift post 414 moves up and down according to the need only when the train passes, and most of the other time, it is underground. As the installed state is maintained, electrical components such as the speed sensors 411 and 412 and the short-range wireless communication module can be operated only when necessary while being more safely protected from moisture, dust, insects, and other external forces.

이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present description, specific details such as specific components and limited embodiments and drawings have been described, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. No, and those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that have modifications equivalent or equivalent to these claims as well as the claims described below will fall within the scope of the spirit of the present invention.

10 : 선로 20 : 열차
30 : 건널목 40 : 차단기
41 : 차단바 100 : 관제용 ATS
200 : 차상 ATO 300 : 차상 ATP
400 : 건널목 사고 방지장치 410 : 열차 통과 감지부
411,412 : 속도 센서 413 : 포스트 하우징
413a : 패킹 414 : 승강 포스트
414a : 센서 설치홈 414b : 외향 플랜지부
414c : 패킹 415 : 승강 구동부
416a : 제1 근거리 무선통신모듈 416a : 제2 근거리 무선통신모듈
417 : 진동감지센서 418a : 제3 근거리 무선통신모듈
418d : 제4 근거리 무선통신모듈 419 : 유선통신모듈
420 : 차단바 작동 감지센서 430 : 자동차 감지센서
440 : 인체감지센서 450 : 제어모듈
460 : AP모듈 10: track 20: train
30: Crossing 40: Blocker
41: blocking bar 100: ATS for control
200: Second ATO 300: Second ATP
400: crossing accident prevention device 410: train passing detection unit
411,412: speed sensor 413: post housing
413a: packing 414: lifting post
414a: sensor installation groove 414b: outward flange portion
414c: packing 415: lifting drive unit
416a: first short-range wireless communication module 416a: second short-range wireless communication module
417: vibration sensor 418a: third short-range wireless communication module
418d: fourth short-distance wireless communication module 419: wired communication module
420: blocking bar operation detection sensor 430: vehicle detection sensor
440: human body detection sensor 450: control module
460: AP module

Claims (2)

삭제delete 선로(10)를 따라 운행하는 복수의 열차(20)로부터 통신망을 통해 열차정보를 각각 수신하여 감시하는 관제용 ATS(100): 상기 열차(20)별 해당 열차(20)의 차상에 설치되어 해당 열차(20)에 대한 가감속 제어를 수행하는 차상 ATO(200): 상기 열차(20)별 해당 열차(20)의 차상에 설치되며, 해당 열차(20)로부터 가장 인접한 선행열차의 선행열차 정보가 상기 관제용 ATS(100)로부터 통신망을 통해 수신되면 상기 선행열차 정보가 수신된 해당 선행열차에 직통로(direct-path)를 통해 후행열차임을 알리는 등록요청메시지를 전송한 다음 해당 선행열차로부터 등록허가메시지의 수신에 따라 해당 선행열차로부터 주기적으로 상태보고메시지를 수신하고, 수신된 상기 상태보고메시지 및 차상 EI로부터 수신되는 진로정보를 취합하여 해당 열차(20)의 이동권한 거리 및 속도를 연산 후 상기 차상 ATO(200)에 제공하는 차상 ATP(300): 및 상기 선로(10) 상의 건널목(30)별 설치되며, 각각은 상기 관제용 ATS(100) 및 차상 ATO(200)와 상기 건널목(30)을 중심으로 설치되는 센서들을 통한 사물인터넷(IoT)을 기반으로 해당 건널목(30)에서의 자동차 및 보행자와 상기 열차(20) 간의 충돌 또는 치임 사고를 방지하는 건널목 사고 방지장치(400)를 포함하는 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템에 있어서,
상기 건널목 사고 방지장치(400)는,
상기 선로(10) 상에 상기 건널목(30)과 사전에 정해진 거리 차를 두고 설치되어 상기 열차(20)에 대한 속도 측정 기능을 통해 열차(20)의 통과를 감지하며, 수직 방향을 따라 설치되는 한 쌍의 속도 센서(411,412)를 포함하여 상측의 속도 센서(411)는 상기 열차(20)의 바퀴를 제외한 동체(이하 “열차 본체”라 함)에 대해 상기 열차 본체의 상부와 대응되는 높이로 설치되는 동시에 하측의 속도 센서(412)는 상기 열차 본체의 하부와 대응되는 높이로 설치되는 열차 통과 감지부(410);
상기 건널목(30)에 설치되는 차단기(40)의 차단바(41) 상에 설치되어 상기 차단바(41)의 차단 상태로의 작동을 감지하는 차단바 작동 감지센서(420);
상기 건널목(30)을 통해 상기 선로(10)를 횡단하는 자동차의 유무를 감지하도록 설치되며, 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 자동차 감지센서(430);
상기 건널목(30)을 통해 상기 선로(10)를 횡단하는 보행자의 유무를 감지하도록 설치되며, 외부로부터의 제어용 신호에 따라 감지 기능이 활성화되는 인체감지센서(440);
상기 차단기(40) 상에 설치되어 상기 열차 통과 감지부(410), 차단바 작동 감지센서(420), 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)로부터 각각 감지 신호를 수신하며, 상기 열차 통과 감지부(410)의 속도 센서(411,412) 모두로부터 상기 열차(20)의 통과에 해당되는 속도 신호가 수신된 상태에서 사전에 설정된 시간 내에 상기 차단바 작동 감지센서(420)로부터 상기 차단기(40)의 차단 상태로의 작동 신호가 미수신 시 상기 열차(20)의 감속을 요청하는 제1 신호를 생성하여 출력하는 동시에 상기 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)의 감지 기능 활성화를 위한 제2 신호를 생성하여 출력하고, 상기 자동차 감지센서(430) 및 인체감지센서(440)로부터 자동차 감지신호 또는 인체 감지신호가 수신 시 상기 열차(20)의 정지를 요청하는 제3 신호를 생성하여 출력하는 제어모듈(450); 및
상기 관제용 ATS(100) 및 열차(20)들 간의 상기 열차정보 송수신을 위한 통신망 상에 연결되어 상기 제어모듈(450)로부터 수신되는 상기 제1 내지 제3 신호를 상기 관제용 ATS(100)에 전송하는 AP(Wireless Access Point)모듈(460)을 포함하며,
상기 관제용 ATS(100)는 상기 제어모듈(450)의 상기 제1 신호에 따라 상기 열차(20)에 대한 감속제어신호를 통신망을 통해 상기 차상 ATO(200)에 전송하고 상기 제어모듈(450)의 상기 제3 신호에 따라 상기 열차(20)에 대한 정지제어신호를 통신망을 통해 상기 차상 ATO(200)에 전송하며, 상기 차상 ATO(200)는 상기 관제용 ATS(100)로부터 수신되는 상기 감속제어신호 및 정지제어신호를 각각 상기 차상 ATP(300)로부터 전송되는 신호보다 우선 순위로 처리하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷(IoT)을 활용한 철도 안전 시스템.
Controlling ATS (100) for receiving and monitoring train information from a plurality of trains (20) operating along the track (10) through a communication network: On-board ATO 200 performing acceleration/deceleration control for the train 20: installed on the on-board of the corresponding train 20 for each train 20, and the preceding train information of the preceding train closest to the corresponding train 20 When received through the communication network from the control ATS (100), a registration request message informing that it is a late train is transmitted through a direct-path to the corresponding preceding train for which the preceding train information has been received, and then registration is permitted from the corresponding preceding train. Upon receipt of the message, a status report message is periodically received from the corresponding preceding train, the received status report message and the route information received from the on-board EI are collected, and the movement authority distance and speed of the corresponding train 20 are calculated. On-board ATP (300) provided to the on-board ATO (200): and installed for each crossing (30) on the track (10), each of which is the control ATS (100) and on-board ATO (200) and the crossing (30) A crossing accident prevention device 400 that prevents collisions or hit accidents between cars and pedestrians and the train 20 at the crossing 30 based on the Internet of Things (IoT) through sensors installed around the crossing. In the railway safety system using the Internet of Things (IoT),
The crossing accident prevention device 400,
It is installed on the track 10 at a predetermined distance from the crossing 30 to detect the passage of the train 20 through a speed measurement function for the train 20, and is installed along the vertical direction The upper speed sensor 411, including a pair of speed sensors 411 and 412, has a height corresponding to the upper part of the train body with respect to the body (hereinafter referred to as “train body”) except for the wheels of the train 20. At the same time, the lower speed sensor 412 includes a train passage detection unit 410 installed at a height corresponding to the lower part of the train body;
a blocking bar operation detection sensor 420 installed on the blocking bar 41 of the circuit breaker 40 installed at the railroad crossing 30 to detect an operation of the blocking bar 41 in a blocked state;
a vehicle detection sensor 430 installed to detect whether or not there is a vehicle crossing the track 10 through the railroad crossing 30 and whose detection function is activated according to an external control signal;
a human body detection sensor 440 installed to detect whether or not there is a pedestrian crossing the track 10 through the crossing 30, and whose detection function is activated according to an external control signal;
It is installed on the circuit breaker 40 to receive detection signals from the train passage detection unit 410, the blocking bar operation detection sensor 420, the vehicle detection sensor 430, and the human body detection sensor 440, respectively, and the train In a state in which speed signals corresponding to the passage of the train 20 are received from all of the speed sensors 411 and 412 of the passage detection unit 410, the barrier 40 ) When the operation signal to the blocked state is not received, a first signal requesting deceleration of the train 20 is generated and output, and at the same time, the vehicle detection sensor 430 and the human body detection sensor 440 are used for activating the detection function. A second signal is generated and output, and when a vehicle detection signal or a human body detection signal is received from the vehicle detection sensor 430 and the human body detection sensor 440, a third signal requesting a stop of the train 20 is generated. Control module 450 to output; and
Connected to a communication network for transmitting and receiving the train information between the ATS 100 for control and the trains 20, the first to third signals received from the control module 450 are transmitted to the ATS 100 for control. It includes a wireless access point (AP) module 460 that transmits,
The ATS 100 for control transmits a deceleration control signal for the train 20 to the on-board ATO 200 through a communication network according to the first signal of the control module 450, and the control module 450 Transmits a stop control signal for the train 20 to the on-board ATO 200 through a communication network according to the third signal of, and the on-board ATO 200 receives the deceleration received from the ATS 100 for control. A railway safety system using the Internet of Things (IoT), characterized in that the control signal and the stop control signal are processed in priority over the signal transmitted from the onboard ATP (300), respectively.
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