KR102580182B1 - 철도 가상 트랙 블록 시스템 - Google Patents

철도 가상 트랙 블록 시스템 Download PDF

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Abstract

철도 트랙 제어 방법은 물리 트랙 블록을 복수의 가상 트랙 블록으로 분할하는 단계를 포함하며, 물리 트랙 블록은 철도 트랙 길이의 대응하는 제1 및 제2 단부에 배치된 제1 및 제2 절연 조인트에 의해 정의된다. 복수의 가상 트랙 블록 중 하나에서 전기 회로 불연속의 존재는; 검출되고 복수의 가상 트랙 블록 중 하나에서 불연속의 존재를 나타내는 대응하는 가상 트랙 블록 위치 코드가 생성된다.

Description

철도 가상 트랙 블록 시스템{RAILROAD VIRTUAL TRACK BLOCK SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 철도 시그널링 시스템(railroad signaling system), 특히 철도 가상 트랙 블록 시스템(railroad virtual track block system)에 관한 것이다.
블록 시그널링은 기차 사이의 간격을 유지하고 충돌을 피하기 위해 철도에 사용되는 잘 알려진 기술이다. 일반적으로 철도 노선은 트랙 블록으로 분할되며 자동 신호(일반적으로 빨간색, 노란색 및 녹색 표시 등)가 블록 간의 기차 이동을 제어하는 데 사용된다. 단일 방향 트랙의 경우 블록 신호를 통해 후단 충돌 위험을 최소화하면서 기차를 따라갈 수 있다.
그러나, 종래의 블록 시그널링 시스템에는 적어도 두 가지 중요한 단점이 있다. 첫째, 추가 신호 및 관련 제어 장비와 같은 추가 트랙 인프라가 없으면 트랙 용량을 늘릴 수 없다. 둘째, 종래의 블록 시그널링 시스템은 빈 블록 내에서 파손 레일을 식별할 수 없다.
본 발명의 원리는 철도에 의해 사용되는 기존의 트랙 인프라의 용량을 유리하게 증가시키는 가상의 "고밀도" 블록 시스템으로 구현된다. 일반적으로, 현재 물리 트랙 블록 구조를 다수의(예를 들어, 4 개의) 세그먼트 또는 "가상 트랙 블록(virtual track block)"으로 분할함으로써, 기차 제동 능력을 정확하게 반영하여 기차 블록 간격(train block spacing)이 감소된다. 특히, 기차 간격은 그 물리 트랙 블록(physical track block) 내의 가상 트랙 블록에 대한 기차 위치를 식별함으로써 물리 트랙 블록 내에서 유지된다. 무엇보다도, 본 원리는 기차 제동 거리(train braking distance)가 길가 신호 측면(wayside signal aspects)을 통하지 않고 기관차(locomotive) 상(onboard)에 유지되기 때문에 길가 신호(wayside signal)의 필요성을 완화시킨다. 또한, 물리 트랙 블록을 다수의 가상 트랙 블록으로 분할함으로써, 점유된 물리 트랙 블록 내에서 파손 레일이 검출될 수 있다.
본 발명의 더 완전한 이해 및 이의 장점을 위해, 첨부 도면과 함께 다음의 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 각각의 물리 트랙 블록이 선택된 수의 가상 트랙 블록으로 분할된, 연관된 시그널링(제어) 하우스와 함께, 대표적 비 점유 물리 철도 트랙 블록을 도시하는 도면이다;
도 2는 기차가 가장 오른쪽의 시그널링 하우스에 접근하는, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다;
도 3은 기차가 가장 오른쪽 및 중앙 시그널링 하우스 사이에서 가장 오른쪽의 가상 트랙 블록으로 진입하는, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다;
도 4는 가장 오른쪽 및 중앙 시그널링 하우스 사이의 가상 트랙 블록 내에 기차가 배치된, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다;
도 5는 기차가 중앙 시그널링 하우스와 가장 왼쪽 시그널링 하우스 사이에서 가장 오른쪽의 가상 트랙 블록으로 진입하는, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다;
도 6은 도 1의 기차가 중앙 및 가장 왼쪽 시그널링 하우스 사이의 밖으로 이동하고 제2 기차가 중앙과 가장 오른쪽 시그널링 하우스 사이에서 물리 트랙 블록으로 진입하는, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다;
도 7은 제1 기차는 중앙 및 가장 왼쪽 시그널링 하우스 사이에서 물리 트랙 블록 밖으로 이동하고, 제2 기차는 중앙 및 가장 오른쪽 시그널링 하우스 사이에서 물리 트랙 블록으로 진입하는, 도 1의 시스템을 도시한 도면이다; 및
도 8은 도시된 시그널링 하우스 중 적어도 하나의 근처에서 임의의 기관차 상에 대응하는 메시지 코드의 처리하는, 도 7의 시나리오를 도시한 도면이다.
본 발명의 원리 및 그 장점은 도면의 도 1 내지 도 8에 도시된 예시된 실시예를 참조함으로써 가장 잘 이해되며, 도면에서 유사한 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
본 발명의 원리에 따라 두 가지 기차 검출 방법이 개시된다. 한 가지 방법은 비어 있는 블록에서 레일 무결성을 결정한다. 두 번째 방법은 레일 무결성 외에도 점유된 블록 내에서 기차 위치를 결정한다. 다음의 논의는 세 가지 상이한 예시적인 상황 하에서 이들 방법을 설명한다: (1) 물리 트랙 블록(physical track block) 내의 정지된 시스템(기차 없음); (2) 물리 트랙 블록 내에서 단일 기차를 이용한 동작; (3) 물리 트랙 블록 내에서 여러 기차로 운행. 이 논의에서, 트랙 코드(Track Code) A(TC-A)는 철도(railroad)에 의해 일반적으로 사용되는 이용 가능한 오픈 소스 전자 코드이며, 대응하는 물리 트랙 블록의 레일 중 적어도 하나를 통해 전송되는 신호에 의해 전달된다. 트랙 코드 B(TC-B)는 본 원리에 특정하며, 점유된 물리 트랙 블록 내의 하나 이상의 가상 트랙 블록(virtual track block) 내에서 기차 위치의 검출을 제공하며 바람직하게는 해당 물리 트랙 블록의 레일의 적어도 하나를 통해 전송된 신호에 의해 전달된다. TC-A 및 TC-B는 동일하거나 상이한 전기 신호에 의해 전달될 수 있다. 바람직하게는, TC-A 또는 TC-B가 연속적으로 전송된다. 일반적으로, TC-A는 코딩 된 메시지를 제2 위치로 전송하는 제1 위치에 의존하며 그 반대도 마찬가지이다(즉, 하나의 위치는 레일을 통해 정보를 교환한다). 한편, TC-B는 분리된 개별 컴포넌트를 갖는 트랜시버 쌍을 사용하여 전송된 에너지의 반영으로 구현된다. TC-B를 사용하면 기차 축을 통해 에너지가 반사되는지 모니터링한다.
가상 트랙 블록 위치(VBP) 메시지는 TC-A 및 TC-B 신호로부터 결정된 점유 데이터를 나타내며, 바람직하게는 무선 통신 링크를 통해 근처의 기관차 상(onboard locomotive)의 컴퓨터로 전송된다. 다음의 논의는 바람직한 실시예를 도시하고 본 발명의 원리의 모든 실시예를 나타내는 것은 아니다. TC-A는 바람직하게는 송신기-수신기 쌍에 의해 구현되며, 각 쌍의 송신기 및 수신기는 상이한 위치에 위치된다. TC-B는 바람직하게는 송신기-수신기 쌍으로 구현되고, 각 쌍의 송신기 및 수신기는 동일한 위치에 위치된다. 송신기의 에너지 신호는 절연 조인트에서 가장 가까운 기차 축까지의 거리에 비례한다.
　도 1 내지 도 8에 도시된 트랙 섹션은 물리 트랙 블록(physical track block)(101a 내지 101d)을 나타내고, 물리 트랙 블록(101a 및 101d)은 부분적으로 도시되고 물리 트랙 블록(101b 및 101c)은 전체적으로 도시된다. 물리 트랙 블록(101a 내지 101d)은 종래의 절연 조인트(insulated joint)(102a 내지 102c)에 의해 분리된다. 신호 제어 하우스(Signal control house)(103a 내지 103c)는 절연 조인트(102a 내지 102c)와 관련된다. 각각의 시그널링 하우스(signaling house)(103)는 바람직하게는 후술하는 바와 같이 대응하는 절연 조인트(insulated joint)(102)의 양측상의 트랙을 통해 전송된다.
도 1 내지 8에 제공된 범례에 표시된 바와 같이, 실선 화살표는 TC-B 신호를 사용하는 기차에 의한 트랙 점유 중 트랙 코드 전송을 나타낸다. 점선 화살표는 TC-A 신호를 사용하여 비어 있는 트랙 동안 트랙 코드 전송을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 각각의 물리 트랙 블록(101a-101d)은 다수의 가상 트랙 블록 또는 "가상 트랙 블록"으로 분할된다. 도시된 실시예에서, 이들 가상 트랙 블록 각각은 각각의 물리 트랙 블록(101a-101d)의 1/4(25 %)을 나타내지만, 대안적인 실시예에서, 물리 트랙 블록 당 가상 트랙 블록의 수는 변할 수 있다. 도 1 내지 8에서, 하우스 #1(103a)은 가상 트랙 블록 A1 내지 H1와 연관되고 하우스 #2(103b)는 가상 트랙 블록 A2 내지 H2와 연관되며 하우스 #3(103c)은 가상 트랙 블록 A3 내지 H3와 연관된다. 다시 말하면, 예시된 실시예에서, 각 하우스(103)은 대응하는 절연 조인트(102)의 왼쪽에 4 개의 가상 트랙 블록(즉, 가상 트랙 블록 Ai 내지 Di) 및 대응하는 절연 조인트(102)의 오른쪽에 4개의 가상 트랙 블록과 연관된다(즉, 가상 트랙 블록 Ei 내지 Hi). 이 구성에서, 가상 트랙 블록은 중첩된다(예를 들어, 하우스 #1과 연관된 가상 트랙 블록 Ei 내지 Hi는 하우스 #2와 관련된 가상 트랙 블록 A2 내지 D2와 중첩된다).
도 1은 근처에 기차가 없는 트랙 섹션을 보여준다. 이때, TC-A는 하우스 #1(103a)로부터 전송되고 하우스 #2(103b)에 의해 수신되고, 그 반대도 마찬가지이다. 하우스 #2(103b)와 하우스 #3(103c)도 마찬가지이다. 3 개의 위치는 모두 11111111의 VBP 메시지를 생성하고 전송하여 해당 가상 트랙 블록 Ai 내지 Hi(i = 1, 2 또는 3)에서 비어 있는 트랙을 각각 추적한다. 표 1은 도 1에 나와있는 시나리오에 대한 다양한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 11111111 11111111 11111111
TC-B xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
VBP 11111111 11111111 11111111
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 2는 하나의 기차(104)가 오른쪽으로부터 진입하는 동일한 트랙 섹션을 도시한다. 이때, TC-A는 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이에서 전송되며, 하우스 #1과 #2는 각각 가상 트랙 블록 Ai 내지 Hi와 A2 내지 H2에 대해 11111111의 VBP 메시지를 생성 및 전송한다. 하우스 #2(103b)에서 하우스 #3(103c)까지 마찬가지이다. 그러나, 물리 트랙 블록(101d)에서 기차에 의한 분로(shunt)에 기인하여, 하우스 #3(103c)에 대한 올바른 접근 방식은 더 이상 다음 트랙에서 오른쪽으로 TC-A를 수신하지 못하고(표시되지 않음), 따라서 하우스 하우스 #3는 오른쪽의 TC-A에 전송을 중단한다. 하우스 #3(103c)은 그 후 가상 트랙 블록(들) 점유로서 전달되는 물리 트랙 블록(101d)(즉, 가상 트랙 블록 또는 기차가 위치하는 블록들) 내에서 점유 기간을 결정하기 위해 오른쪽으로 TC-B를 전송하기 시작한다. 이 경우, 하우스 #3(103c)은 기차가 물리 트랙 블록(101d)의 가상 트랙 블록 F3-H3 내에 있다고 결정하고 따라서 물리 트랙 블록(101c)의 가상 트랙 블록 A3 내지 D3에 대해 1111(비 점유)의 VBP 메시지를 왼쪽에, 물리 트랙 블록(101d)의 가상 트랙 블록 E3에 대해 1(비점유)의 VBP 메시지를 오른쪽에 및 물리 트랙 블록(101d)의 가상 트랙 블록 F3 내지 H3에 대해 000(점유) VBP 메시지를 오른쪽에 생성한다. 표 2는 도 2에 표시된 시나리오의 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 11111111 11111111 1111xxxx
TC-B xxxxxxxx xxxxxxxx xxxx1000
VBP 11111111 11111111 11111000
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 3은 기차가 하우스 #2(103b)와 하우스 #3(103c) 사이에 물리 트랙 블록(101c)에 진입하는 반면, 하우스 #3(103c)의 오른쪽에 물리 트랙 블록(101d)을 여전히 점유하고 있는 동일한 트랙 섹션을 도시한다. 이때, 하우스 #1(103a)은 가상 트랙 블록 A1 내지 H1 및 하우스 #2에 대해 11111111의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록 A2 내지 G2에 대해 1111111의 VBP 메시지를 생성하면서, TC-A는 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이에서 계속 전송된다. 그러나, 물리 트랙 블록(101c)에서 기차에 의한 분로(shunt)로 인해, 하우스 #2(103b)의 올바른 접근은 더 이상 하우스 #3(103c)으로부터 TC-A를 수신하지 않으므로, 하우스 #2는 TC-A를 오른쪽으로 전송하기를 중단한다. 하우스 #2는 물리 트랙 블록(101c) 내에 점유된 가상 트랙 블록의 범위를 결정하기 위해 오른쪽으로 TC-B를 전송하기 시작한다.
특히, 기차는 물리 트랙 블록(101c)의 가상 트랙 블록(H2)에 들어갔고, 따라서 하우스 #2(103b)는 VBP 메시지에서 가상 트랙 블록(H2)에 대해 0을 생성한다. 하우스 #3(103c)은 절연 조인트(102c)의 양측이 가장 가까운 가상 트랙 블록 내에서 분로되기 때문에 가상 트랙 블록 A3 내지 H3에 대해 00000000의 VBP 메시지를 생성 및 전송한다. 표 3은 도 3의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 11111111 1111xxxx xxxxxxxx
TC-B xxxxxxxx xxxx1110 00000000
VBP 11111111 11111110 00000000
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 4는 하우스 #2(103b)와 하우스 #3(103c) 사이에 기차가 있는 동일한 트랙 섹션을 도시한다. 이때, 하우스 #1은 가상 트랙 블록 A1 내지 H1에 대해 11111111의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록 A2 내지 D2에 대해 11111의 VBP 메시지를 생성하면서, TC-A는 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이에서 계속 전송된다. 하우스 #2(103b)의 올바른 접근 방식은 여전히 하우스 #3(103c)에서 TC-A를 수신하지 않으므로 하우스 #2는 물리 트랙 블록(101c) 내에서 기차의 가상 트랙 블록 위치를 검출하기 위해 TC-B를 오른쪽으로 계속 전송한다. 가상 트랙 블록 F2-H2 내에 기차가 배치되면, 하우스 #2(103b)는 가상 트랙 블록 A2 내지 E2에 대해 11111의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록 F2 내지 H2에 대해 000의 VBP 메시지를 생성 및 전송한다.
물리 트랙 블록(101d)이 더 이상 점유되지 않기 때문에 하우스 #3(103c)은 TC-B를 왼쪽으로, TC-A를 오른쪽으로 전송한다. 구체적으로, 가상 트랙 블록(B3 내지 D3)에 기차가 배치되면, 하우스 #3(103c)은 가상 트랙 블록(A3 내지 D3)에 대해서는 0000의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록(E3 내지 H3)에 대해서는 1111의 VBP 메시지를 생성한다. 표 4는 도 4의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 11111111 1111xxxx 00001111
TC-B xxxx1111 xxxx1000 0000xxxx
VBP 11111111 11111000 00001111
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 5는 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이의 물리 트랙 블록(101b)뿐만 아니라 하우스 #2(103b)와 하우스 #3(103c) 사이의 물리 트랙 블록(101c)에서의 기차와 동일한 트랙 섹션을 도시한다. 하우스 #1은 가상 트랙 블록 내에 있을 기차 위치를 결정하고, 하우스 #3은 가상 트랙 블록 A3 내지 B3내에 있을 기차 위치를 결정하여, 하우스 #1과 하우스 #3은 TC-B 시그널링을 사용하여 기차 가상 트랙 블록 위치를 결정한다 가상 트랙 블록 Hi의 기차로, 하우스 #1(103a)은 가상 트랙 블록 A1 내지 G1에 대해 1111111 및 가상 트랙 블록 Hi에 대해 0으로 구성된 VBP 메시지를 생성한다. 하우스 #2(103b)는 가장 가까운 가상 트랙 블록 내에서 절연 조인트(102b)의 양측이 분로(shunt)되어 있기 때문에 가상 트랙 블록 A2 내지 H2에 대해 00000000의 VBP 메시지를 생성한다.
하우스 #3(103c)의 왼쪽 접근은 여전히 하우스 #2(103b)로부터 TC-A를 수신하지 않고 물리 트랙 블록(101c) 내에서 기차의 가상 트랙 블록 위치를 결정하기 위해 TC-B를 계속 왼쪽으로 전송하고, 이 경우 가상 트랙 블록 A3 내지 B3이다. 오른쪽의 물리 트랙 블록(101d)은 더 이상 하우스에서 오른쪽으로 TC-A를 수신하지 않으므로(표시되지 않음), 하우스 #3(103c)도 오른쪽으로 TC-B를 전송한다. 이것은 두 번째 기차가 오른쪽에서 3 호기(103c)까지 접근 중임을 나타낸다. 따라서, 하우스 #3(103c)은 가상 트랙 블록 A3 내지 B3에 대해 00, 가상 트랙 블록 C3 내지 G3에 대해 11111, 가상 트랙 블록 H3에 대해 0의 VBP 메시지를 생성한다. 표 5는 도 5의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 1111xxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
TC-B xxxx1110 00000000 00111110
VBP 11111110 00000000 00111110
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 6은 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이의 첫 번째 기차와 하우스 #3(103c)에 대한 올바른 접근 방식의 두 번째 기차와 동일한 트랙 섹션을 도시한다. 하우스 #1과 하우스 #2는 TC-B 시그널링을 사용하여 첫 번째 기차가 가상 트랙 블록 B2 내지 D2 내에 있는 기차 가상 트랙 블록 위치를 결정한다. 따라서 하우스 #1(103a)은 가상 트랙 블록 A1 내지 E1에 대해 11111과 가상 트랙 블록 F1 내지 H1에 대해 000으로 구성된 VBP 메시지를 생성한다. 하우스 #2(103b)는 가상 트랙 블록 A2에 대해 0000의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록 E2 내지 H2에 대해 1111의 VBP 메시지를 생성한다.
하우스 #2(103b)의 오른쪽 접근법 및 하우스 #3(103c)의 왼쪽 접근법은 현재 TC-A 신호를 송신 및 수신하고 있다. 하우스 #3(103c)은 TC-B를 계속 오른쪽으로 전송하고 물리 트랙 블록(101d)의 가상 트랙 블록 F3 내지 H3 내에서 제2 기차를 검출한다. 따라서 하우스 #3(103c)은 가상 트랙 블록 A3 내지 E3에 대해 11111의 VBP 메시지를 생성하고 가상 트랙 블록 F3 내지 H3에 대해 000의 VBP 메시지를 생성한다. 표 6은 도 6의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A 1111xxxx xxxx1111 1111xxxx
TC-B xxxx1000 0000xxxx xxxx1000
VBP 11111000 00001111 11111000
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 7은 하우스 #1(103a)의 왼쪽(도시되지 않음)과 하우스 #1 사이의 물리 트랙 블록(101a) 내 뿐만 아니라 하우스 #1(103a)과 하우스 #2(103b) 사이의 물리 트랙 블록(101b) 내의 제1 기차를 갖는 동일한 트랙 섹션을 도시한 도면이다. 하우스 #1(103a)은 절연 조인트(102a)의 양측이 가장 가까운 가상 트랙 블록 내에서 분로되기 때문에, TC-B 신호를 사용하여 첫 번째 기차의 존재를 감지하고 가상 트랙 블록 Ai 내지 Hi에 대해 00000000으로 구성된 VBP 메시지를 생성 및 전송한다. 제1 기차의 분로로 인해 하우스 #2(103b)의 왼쪽 접근 방식이 여전히 하우스 #1(103a)에서 TC-A를 수신하지 않으므로 하우스 #2는 계속 TC-B를 왼쪽으로 전송한다. 두 번째 기차에 의한 분로로 인해, 오른쪽의 물리 트랙 블록(101c)은 더 이상 하우스 #3(103c)으로부터 TC-A를 수신하지 않기 때문에, 하우스 #2(103b)는 이제 TC-B도 오른쪽으로 전송한다.
구체적으로, TC-B 시그널링에서, 하우스 #2는 가상 트랙 블록 A2 내지 B2 내의 제1 기차, 가상 트랙 블록 C2 내지 G2는 비 점유된 것으로, 그리고 제2 기차는 가상 트랙 블록 H2 내에서 검출한다. 따라서, 하우스 #2(103b)는 가상 트랙 블록 A2 내지 B2의 경우 00, 가상 트랙 블록 C2 내지 G2의 경우 11111, 가상 트랙 블록 H2의 경우 0의 VBP 메시지를 생성하고 전송한다.
제2 기차는 이제 하우스 #2(103b)와 하우스 #3(103c) 사이의 물리 트랙 블록(101c) 뿐만 아니라 하우스 #3(103c)과 하우스 #3의 오른쪽에 있는 하우스(103c) 사이의 물리 트랙 블록(101d)(도시되지 않음)에 있다.
이 경우, 하우스 #3(103c)은 가상 조인트 블록(102c)의 양쪽이 가장 가까운 가상 트랙 블록 내에서 분로되기 때문에 가상 트랙 블록 A3 내지 H3에 대해 00000000의 VBP 메시지를 생성한다. 표 7은 도 7의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
TC-B 00000000 00111110 00000000
VBP 00000000 00111110 00000000
x = 전송하지 않거나 상관없음.도 8은 다수의 길가 점유 표시를 기차 점유의 하나의 공통 뷰로 결합하는 것을 도시한다. 도시된 실시예에서, 각 하우스의 왼쪽 4 개의 가상 트랙 블록은 인접한 하우스 오른쪽 4 개의 가상 트랙 블록과 중첩되다. 각 하우스의 오른쪽에 대해서도 마찬가지이다. 길가 데이터가 도 8에 도시된 바와 같이 정렬되고 논리 "OR"이 적용되면, 기차 점유는 가장 가까운 점유 가상 트랙 블록으로 결정될 수 있다. 다시 말해서, VBP 코드를 수신하는 인근의 기차는 종횡비 시그널링의 필요없이 인근 내의 다른 기차의 위치를 결정할 수 있다. 표 8은 도 8의 시나리오에 대한 코드를 세분화한다.
하우스 1 하우스 2 하우스 3
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 H2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 H3
TC-A xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
TC-B 00000000 00111110 00000000
VBP 00000000 00111110 00000000
x = 전송하지 않거나 상관없음.본 발명의 원리에 따르면, 가상 트랙 블록이 점유되었는지 비 점유인지를 결정하는 것은 다수의 기술 중 임의의 하나를 사용하여 구현될 수 있다.
바람직하게는, 기존의 필수 로직 컨트롤러 및 트랙 인프라가 사용되며, 시스템은 가상 트랙 블록이 비어 있는지를 결정할 때 기존 일렉트로코드(Electrocode) 장비와 인터페이스 한다.
도시된 실시예에서, 시스템은 표준 물리 트랙 블록의 25 % 증분 인 가상 트랙 블록을 구별하지만, 다른 실시예에서는 물리 트랙 블록이 더 짧거나 더 긴 가상 트랙 블록으로 분할될 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서, 기차 아래에서 레일이 파손된 경우, 핵심 로직 컨트롤러는 알람을 기록하고 설정하며 파손 레일의 위치를 가장 가까운 가상 트랙 블록(물리 트랙 블록의 25 % 증분)에 표시한다.
바람직하게는, 시스템은 기차의 전방(리딩) 및 후방(트레일링) 차축을 모두 검출하고 접근 및 사전에 트랙 점유율을 검출 및 검증하는 능력을 갖는다. 본 원리는 기차 위치를 결정하기 위한 임의의 특정 하드웨어 시스템 또는 방법에 의해 제한되지 않으며, 종래의 하드웨어와 함께 다수의 공지된 방법 중 하나가 사용될 수 있다.
예를 들어, 바퀴 위치는 물리 트랙 블록의 일단으로부터 물리 트랙 블록의 타단쪽으로 전송되고 기차의 바퀴에 의해 분로(shunt) 된 전류를 사용하여 검출될 수 있다. 일반적으로 트랙의 임피던스는 알려져 있으므로, 절연 조인트로부터 전달된 전류는 블록을 따라 분로의 위치에 비례하며, 기차 앞쪽에서 앞 바퀴를 검출하고 기차 뒷쪽에서 제공되는 전류는 뒷바퀴를 검출한다. 기차 위치가 알려지면 개별 가상 트랙 블록의 점유율도 알려진다. DC 또는 AC 전류가 가상 트랙 블록의 점유 여부를 검출하는 데 사용될 수 있지만, AC 오버레이가 이용되는 경우, AC 전류는 바람직하게는 60Hz 미만이고 트랙 회로가 점유될 때까지 오프 상태로 유지된다.
또한, 모션 센서와 같은 기존의 철도 고속도로 교차점 경고 시스템 하드웨어를 사용하여 기차 위치를 검출할 수 있다. 또한, GPS(Global Positioning System) 추적, 무선 주파수 검출 등과 같은 기차 위치를 결정하기 위해 비-트랙 관련 기술이 사용될 수도 있다.
도시된 실시예에서, 최대 분로 감도는 0.06 Ohm이며, 통신 형식은 ITC(Interoperable Train Control) 메시징을 기반으로 하며, 트랙 회로 상태 모니터링은 0 내지 100 % 및 100 내지 0 %의 원활한 전환을 기반으로 한다.
바람직한 실시예에서, 전력 소비 요건은 기존의 길가 인터페이스 유닛(wayside interface unit)(WIU) 사양을 준수한다. 로그 요구 사항(Logging requirement)은 점유 비율, 점유 방법 결정 및 특정 시간의 방향, 메시지 전송 내용 및 타이밍; 교정 시간 및 결과; 파손 레일 결정; 에러 코드; 등등을 포함한다.
전술한 실시예는 트랙 회로 최대 길이가 대안적인 실시예에서 변할 수 있지만, 고정된(즉, 움직이지 않는) 12,000 피트의 트랙 회로 최대 길이에 기초한다. 전술한 비트 설명은 비 점유 가상 트랙 블록의 경우 1이고 점유된 가상 트랙 블록의 경우 0이지만, 역 논리가 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다.
트랙 위치를 측정하고 TC-B를 생성하는 한 가지 기술은 물리 트랙 블록의 한 쪽 끝에서 물리 트랙 블록의 다른 쪽 끝으로 전송되고 기차의 바퀴에 의해 분로 된 전류를 기반으로 한다. 일반적으로, 트랙의 임피던스가 알려져 있기 때문에, 절연 조인트로부터 전송되는 전류는 블록을 따라 분로의 위치에 비례할 것이다. 기차 위치가 알려지면 개별 가상 트랙 블록의 점유율도 알려진다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이들 설명은 제한적인 의미로 해석되도록 의도되지 않는다. 본 발명의 설명을 참조하면, 개시된 실시예의 다양한 수정뿐만 아니라 본 발명의 대안적인 실시예도 당업자에게 명백할 것이다. 당업자는 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 수정 또는 설계하기위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 그러한 등가 구성은 첨부된 청구 범위에 기술된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 인식되어야 한다.
그러므로, 청구 범위는 본 발명의 진정한 범위에 속하는 그러한 수정 또는 실시예를 포함할 것으로 예상된다.

Claims (20)

  1. 기관차의 제동거리를 유지하기 위한 철도 트랙 제어 시스템에 있어서,
    복수의 제어 시스템
    을 포함하고,
    상기 복수의 제어 시스템의 각각은,
    대응하는 물리 트랙 블록의 대응하는 단부에 각각 배치되고,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록에서 전기 회로 불연속성을 검출하고,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내에서 기차의 존재를 검출하고,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 복수의 가상 트랙 블록 중 적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 상기 기차의 점유를 결정하고,
    복수의 길가 점유 데이터를 기차 점유에 대한 하나의 공통 뷰로 결합하고,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내에서 적어도 하나의 가상 트랙 블록의 점유를 식별하는 가상 트랙 블록 위치(VBP) 메시지를 상기 기관차로 전송하도록
    동작하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기차 점유는,
    길가 점유 데이터에 논리적 OR 연산을 적용함으로써 가장 가까운 점유 가상 트랙 블록에 대해 결정될 수 있는
    철도 트랙 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가상 트랙 블록 위치(VBP) 메시지는,
    TC-A 및 TC-B 신호로부터 결정된 점유 데이터를 나타내는
    철도 트랙 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록의 대향 단부에 배치된 제어 시스템 중 다른 하나에 의해 전송된 트랙 신호의 중단을 검출함으로써 상기 대응하는 물리 트랙 블록 내에서 기차의 존재를 검출하도록 동작하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트랙 신호는 트랙 코드를 포함하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록을 따라 트랙 신호를 전송하고 기차의 바퀴로부터 리턴된 트랙 신호를 수신함으로써, 상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 기차의 점유를 결정하도록 동작하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 기차의 점유를 식별하는 VBP 메시지를 무선으로 전송하도록 동작하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 복수의 가상 트랙 블록 중 하나에 대응하는 적어도 하나의 비트를 갖는 기차의 점유를 식별하는 코드를 전송하도록 동작하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    TC-B 신호의 전송은,
    물리 트랙 블록 내의 점유 범위를 결정하는
    철도 트랙 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    TC-B 신호는,
    개별 컴포넌트를 갖는 트랜시버 쌍을 사용하여 전송된 에너지의 반사로서 구현되는
    철도 트랙 제어 시스템.
  11. 기관차의 제동거리를 유지하기 위한 철도 트랙 제어 방법에 있어서,
    대응하는 물리 트랙 블록에서 전기 회로 불연속성을 검출하는 단계,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록의 대응하는 단부에 배치된 제어 시스템에 의해 상기 대응하는 물리 트랙 블록 내 기차의 존재를 검출하는 단계,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 복수의 가상 트랙 블록 중 적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 상기 제어 시스템에 의해 상기 기차의 점유를 결정하는 단계,
    복수의 길가 점유 데이터를 기차 점유에 대한 하나의 공통 뷰로 결합하는 단계, 및
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내에서 적어도 하나의 가상 트랙 블록의 점유를 식별하는 가상 트랙 블록 위치(VBP) 메시지를 상기 제어 시스템에서 상기 기관차로 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기차 점유는,
    길가 점유 데이터에 논리 OR 연산을 적용함으로써 가장 가까운 점유 가상 트랙 블록에 대해 결정될 수 있는
    방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가상 트랙 블록 위치(VBP) 메시지는,
    TC-A 및 TC-B 신호로부터 결정된 상기 점유 데이터를 나타내는
    방법.
  14. 제11항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록의 대향 단부에 배치된 제어 시스템 중 다른 하나에 의해 전송된 트랙 신호의 중단을 검출함으로써 상기 대응하는 물리 트랙 블록 내에서 기차의 존재를 검출하도록 동작하는
    방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 트랙 신호는 트랙 코드를 포함하는
    방법.
  16. 제11항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록을 따라 트랙 신호를 전송하고 기차의 바퀴로부터 리턴 된 트랙 신호를 수신함으로써, 상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 기차의 점유를 결정하도록 동작하는
    방법.
  17. 제11항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    적어도 하나의 가상 트랙 블록 내에서 기차의 점유를 식별하는 VBP 메시지를 무선으로 전송하도록 동작하는
    방법.
  18. 제11항에 있어서,
    각각의 제어 시스템은,
    상기 대응하는 물리 트랙 블록 내의 복수의 가상 트랙 블록 중 하나에 대응하는 적어도 하나의 비트를 갖는 기차의 점유를 식별하는 코드를 전송하도록 동작하는
    방법.
  19. 제11항에 있어서,
    TC-B 신호의 전송은,
    물리 트랙 블록 내의 점유 범위를 결정하는
    방법.
  20. 제11항에 있어서,
    TC-B 신호는,
    개별 컴포넌트를 갖는 트랜시버 쌍을 사용하여 전송된 에너지의 반사로서 구현되는
    방법.
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