KR20020047756A - 씨비티씨 무선통신 네트워크를 이용한 열차 자동 검수시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열차 각 구성요소의 정상 동작 여부와 성능, 설계상태의 유지여부 및 마모와 마모에 따른 부품교환시기, 부품 수명 등을 종합적 또는 부분별로 측정 검사하고 제어하는 열차 자동 검사 장치에 관한 것으로, 특히, 열차 각 구성요소에 대한 동작상태를 지속적으로 검출하여 전송 신뢰성이 확보된 무선통신을 이용한 열차제어시스템의 무선통신 네트워크를 통해 검수관리제어시스템으로 전송함으로 인해, 첫째, 모의 신호에 의한 검사가 아닌 실질적인 운행 중의 검사를 수행할 수 있고, 둘째, 열차 각 구성요소에 대한 실시간적인 모니터링을 수행함으로 인해 각 구성요소의 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동작불량 우려 등)으로 인한 사고를 방지할 수 있고, 이로인한 선로의 효율적인 운용을 할 수 있으며, 셋째, 검수를 위한 별도의 시간이 필요 없고, 넷째, 종합적인 열차 상황파악, 이력관리 등이 용이하게 되는 효과가 있다.

Description

씨비티씨 무선통신 네트워크를 이용한 열차 자동 검수 시스템 및 그 제어방법{AUTOMATIC TRAIN TELEMETERING TESTING SYSTEM AND METHOD USING NETWORK OF CBTC }

본 발명은 열차 각 구성요소의 정상 동작 여부와 성능, 설계상태의 유지여부 및 마모와 마모에 따른 부품교환시기, 부품 수명 등을 종합적 또는 부분별로 측정 검사하고 제어하는 열차 자동 검사 장치에 관한 것으로, 특히, 열차 각 구성요소에 대한 동작상태를 지속적으로 검출하여 전송 신뢰성이 확보된 무선통신을 이용한 열차제어시스템(COMMUNICATION BASED TRAIN CONTROL SYSTEM: 이하 "CBTC"라 한다)의 무선통신 네트워크(무선 LAN)를 통해 검수관리제어시스템으로 전송함으로 인해, 첫째, 모의 신호에 의한 검사가 아닌 실질적인 운행 중의 검사를 수행할 수 있고, 둘째, 열차 각 구성요소에 대한 실시간적인 모니터링을 수행함으로 인해 각 구성요소의 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동작불량 우려 등)으로 인한 사고를 방지할 수 있고, 이로 인한 선로의 효율적인 운용을 할 수 있으며, 셋째, 검수를 위한 별도의 시간이 필요 없고, 넷째, 종합적인 열차 상황파악, 이력관리 등이 용이하도록 하기 위한 것이다.

이는 본인의 선등록 발명인 대한민국 특허 제137390호 "차량 자동검수 정보관리시스템"(이하 "선등록특허1"이라 한다)과, 대한민국 특허 제154351호 "전동차의 자동 검사장치"(이하 선등록특허2"라 한다) 및, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허출원 제2000-61242호 "무선통신을 이용한 열차자동제어시스템 및 그 제어방법"을 이용, 개량한 개량발명에 관한 것이다.

본인의 선등록특허1은, 도1 내지 도3에서 도시되는 바와 같이, 열차의 전, 후 운전실차량(TC1)(TC2)에 주변압기(A), 주변장치(B), 브레이크장치(Br), 출입문(Dr) 및 ATC, ATS, ATO 차상장치(G)와 같은 주변기기(F)와, 화상표시장치(C)가 연결된 통상의 차량의 자동 검수 정보관리시스템에 있어서;

상기 운전실 차량(TC1)(TC2)들 사이에 편성되는 차량(M)(T)들에는 정보관리유니트(TIU)를 설치하여 상기 주변기기(F)의 고장상태를 감지토록하고, 상기 정보관리유니트(TIU)들을 정보표시관리시스템(TCMS: TRAIN CONTROL AND MONITORING SYSTEM)에 연결시키며, 각 정보관리유니트(TIU)와 정보표시관리시스템(TCMS)은 트랜스미션콘트롤(TRC), 릴레이보드(RBX) (TBX), 디지틀아날로그인풋(DI), (AI)과 모뎀디지틀인풋(MDM/DI), 메모리펄스인풋(MEM/PI/DI)이 연결되는 중앙처리장치(CPU)로 구성하고, 상기 운전실 차량(TC1) (TC2)에는 차상정보통신장치(I)를 통해 지상정보처리장치(H)와 신호로 연결되도록 구성하여 열차의 운행 전, 후 및 운행 중의 이상유무와 고장진단을 조기에 신속, 정확하게 진단할 수 있도록 함을 특징으로 하는 차량 자동검수 정보관리시스템이다.

이러한 본인의 선등록특허1은, 각 차량에 설치된 관리유니트(TIU)를 통하여 주요 기기의 동작 상태에 대한 데이터를 수집하여 운전실에 설비된 화상장치로 보내 열차의 운행 전,후 및 운행도중에 발생한 이상유무와 고장을 자동 진단할 수 있도록 하고, 각 차량의 진단상황을 지상에 설치된 지상정보 처리장치에 전송하여 열차의 이상유무를 화상으로 확인할 수 있도록 함으로써, 열차의 안전운행을 도모할 수 있도록 한 차량 자동검수 정보관리시스템이다.

그러나, 상기와 같은 본인의 선등록특허1은, 각 차량에 설치된 관리유니트를 통해 검출한 열차 주요 구성요소의 동작에 대한 정보를 화상장치를 통해 운전자(기관사)가 모니터링 하도록 함으로써, 첫째, 운전자의 주의력을 분산시킨다는 문제점이 있고, 둘째, 운전자가 열차의 정상동작여부를 열차 운행 중에 확인하여야 함으로 인해 많은 부분에 대한 모니터링을 할 수 없다는 문제점이 있고, 셋째, 상기 데이터를 종합 관리하기 위해서는 차량기지 내에 설치된 검수관리제어시스템으로 그 데이터를 전송하여야 한다는 문제점이 있으며, 넷째, 운전자가 차량 정비 전문가가 아니므로 인해 발생된 문제점을 신속, 정확하게 해결할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

즉, 열차 각 구성요소의 정상 동작 여부를 확인하기 위해서는 운전자가 열차 중에 수시로 화상장치를 주시하여야 함으로 인해 운전자의 주의력을 분산시켜 안전운전에 지장을 준다는 문제점 및 주요 구성요소를 제외한 열차 각 구성요소에 대한 모니터링이 제한된다는 문제점이 있고, 열차 각 구성요소에 대한 정확한 검수를 위해서는 운행중에 수집한 데이터를 차량기지 내에 설치된 검수관리제어시스템에 옮겨야 된다는 문제점이 있으며, 운전자가 해박한 정비지식을 가지지 못하는 경우가 대부분이므로 발생된 문제점을 신속 정확하게 파악하여 대처하기가 어렵다는 문제점 등이 있었다.

본인의 선등록특허2는, 도4에서 도시되는 바와 같이, 시험항목과 조건 및 기술제원을 입력하고, 측정결과를 비교, 분석, 관리하는 중앙처리장치(CPU)와; 모니터 시스템이 구비된 시험진행반과(1)과; 시험에 관한 데이터와 이력을 관리하는 자료처리반(2)과; 시험 진행을 감시,경고하는 CCTV, 또는 방송설비, 또는 무선통화설비로 이루어지는 보조감시반(3)과; 시험결과 및 데이터를 출력하는 자료출력부(4)와; 전원장치를 등으로 이루어져 시험실행장치에 시험을 명령하는 주제어반(A)과,

절연시험반과(7)과; ATC시험반(5)과; 공기압력시험반(6)과; C/I 및 SIV시험반(8)과; 시퀀스 및 로직시험반(9)과; 열차무선시험반(10)과; 전원제어반(11)으로 이루어진 실행장치(B)와,

상기 주제어반(A)과 실행장치(B)의 시험부수설비로 이루어진 지상설비부(C)로 구성되어, 상기 주제어반(A)에 입력된 적어도 한 요소에 대한 데이터조건에 따라 실행장치(B)가 지상설비부(C)를 통해 차량의 해당요소의 측정 및 시험결과를 입력받아 주제어반(A)에서 정상작동여부를 자동적으로 검사하고, 차량별 또는 전동열차 운행편성단위별, 장치별로 종합적이며 자동적으로 검사와 관리가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 전동차 자동검사장치이다.

여기서, 상기 지상설비부(C)에는, ATC제어단자함 및 절환장치와; 공기검출 및 등가공기압발생기(14,15)와; 저압접속함(16)과; 고압연결장치(17)와; C/I 및 SIV접속함(18)과; 안테나(19)로 이루어진 지상장치를 전동차의 각 측정개소에 연결시켜 상기 전동차의 고장여부 및 각 부품의 마모상태 등을 감시하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본인의 선등록특허2는, 검사장치의 주제어반(A)에 검사실행장치(B)들과 지상설비부(C)를 연결 설치하고, 상기 검사실행장비(B)들에 검사항목과 조건 등을 입력시켜 검사장소나 측정장소에 연결 설치한 후, 전동차의 기능과 설계상태의 유지여부, 운행에 따른 각 장치들의 마모, 고장상태 및, 각 부품의 성능 등을 부분적, 또는 종합적으로 측정 검사하여 전동차 중요장치의 고장내역, 부품의 교환상태, 차량의 이력 등을 기록관리함으로써, 보다 정확하고 효율적으로 차량검사를 수행할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 본인의 선등록특허2는, 차량을 차량기지국내의 검사장소, 또는 측정장소에 입고시킨 후, 열차의 운행 상태를 조성하기 위해 여러 모의 신호 발생장치를 써서 열차 각 구성요소에 대한 검수작업을 실시함으로 인해, 첫째, 차량을 검사장소, 또는 측정장소까지 이동시켜야 한다는 문제점이 있고, 둘째, 검사장소, 또는 측정장소가 한정되어 있어 많은 수의 차량을 검수하기 위해서는 많은 시간이 소요되고 공간에 제약을 받으며 번거롭다는 문제점이 있고, 셋째, 많은 수의 차량을 수시로 검수하기 위해서는 많은 수의 검사장소(측정장소)가 필요함으로 인해 설비비가 많이 소요된다는 문제점이 있으며, 넷째, 운행상태를 가정하기 위한 모의신호를 발생시켜 검수동작을 수행함으로 인해 그 측정 데이터가 정확하지 않다는 문제점 등이 있었다.

한편, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허출원 제2000-61242호 "무선통신을 이용한 열차자동제어시스템 및 그 제어방법"은, 도5와 도6에서 도시되는 바와 같이, 선로를 따라 설치되어, 열차의 위치를 검출하기 위한 무선 통신을 수행하며, 열차의 목표운행속도 및 운행에 관한 정보를 무선 전송하는 다수개의 기지국(31)과; 두 개 이상의 기지국(31)을 그룹화 하여 그 동작을 관리, 제어하며, 기지국(31)과 열차와의 전파전송시간을 이용하여 현행하는 열차의 위치를 검출하고, 목표운행속도를 산출하여 전송하며, 해당 제어국 내에 있는 열차의 운행 속도와 선로 점유 상태에 대한 정보 및 열차 운행에 관한 정보를 전송하는 하나 이상의제어국(32)과; 하나 이상의 제어국(32)의 데이터를 집중시켜 열차 운행 전반에 대한 상황보고, 열차추적, 관리 및, 제어기능을 수행하는 관리국(33)을 포함하여 이루어진 무선통신시스템(30)과,

기지국(31)에서 전송되는 위치검출을 위한 신호를 수신하여 재전송하며, 열차의 목표운행속도, 열차 운행 정보 등을 수신하는 이동국(41)과; 열차의 차륜 측에 부착되어 열차의 실제 운행 속도(현재속도)를 검출하는 속도검출기(48)와; 열차 각 구성요소의 동작에 이상이 발생하거나, 또는 일정한 시간이 경과하도록 열차의 속도가 목표운행속도에 도달되지 않거나, 또는 신호 전송 상태가 불량함을 나타내는 신호가 입력될 경우 이를 나타내는 경보신호를 발생하는 경보신호발생부(44)와; 소정의 제어신호에 의해 동작되어 열차를 가속하거나 또는 감속하는 속도제어부 (47)와; 열차 운행 기록에 대한 정보, 선로 상태에 대한 정보 등을 저장하는 데이터베이스부(49)와; 선행하는 열차와의 거리, 현재운행속도, 목표운행속도 및 열차의 각 구성요소에 대한 상태를 표시하는 운행상태표시부(45)와; 운전자의 조작명령을 입력하는 조작스위치부(46)와; 상기 데이터베이스부(49)와, 속도검출기(48)와, 경보신호발생부(44)와, 표시부(45)와, 속도제어부(47)와, 조작스위치부(46) 사이에 접속되어, 첫째, 상기 이동국(41)을 통해 수신되는 열차의 목표운행속도와 속도검출기(48)를 통해 검출되는 열차의 실제속도를 비교하여 속도제어부(47)를 통해 열차의 운행속도를 제어하고, 둘째, 선행하는 열차와의 거리, 현재운행속도, 목표운행 속도, 열차의 각 구성요소에 대한 상태를 운행상태표시부(45)를 통해 나타내고,셋째, 열차 각 구성요소의 동작에 이상이 발생하거나 또는 일정 시간이 경과하도록 열차의 실제 속도가 목표운행속도에 도달되지 않았을 경우 경보신호발생부(44)를 통해 이를 나타내는 신호를 출력하도록 제어하고, 넷째, 조작스위치부(46)를 통해 입력되는 운전자의 조작명령을 수행하고, 다섯째, 열차의 운행 기록에 대한 제어를 수행하는 마이컴(43)과; 상기 마이컴(43)과 이동국(41) 사이에 접속되어, 이동국 (41)을 마이컴(43)에 인터페이스 시키는 인터페이스부(42)를 포함하여 이루어져 열차에 설치되는 열차제어시스템(40)으로 구성되었다.

이러한 본인의 선출원 발명은, 도7에서 도시되는 바와 같이, 기지국(31)과 이동국(41) 사이의 전파전송시간을 이용하여 현행열차와 선행열차 사이의 거리를 산출하여 제어국(32)과 관리국(33)으로 전송하고, 상기 산출 결과에 따른 현행열차의 목표운행속도를 산출하여 이동국(41)으로 전송하는 목표운행속도산출전송단계 (S11)와; 열차 운행 정보가 존재하는지의 여부를 지속적으로 검출하여 열차 운행 정보가 존재할 경우에는 기지국(31)을 통해 이동국(41)으로 전송하는 열차운행정보전송단계(S12)와; 각 제어국(32)을 통해 전송되는 열차들의 운행상태에 대한 상황보고, 열차추적, 제어, 관리 기능을 수행하며, 열차 운행 정보를 제어국(32)과 기지국(31)을 경유하여 이동국(41)으로 전송하는 관리국제어단계(S13)로 이루어진 무선통신시스템제어단계(S10)와,

속도검출기(48)를 통해 검출한 열차의 실제속도가 이동국(41)을 통해 수신한 목표운행속도가 되도록 열차의 속도를 가감속(加減速)시키는 속도제어기능을 수행하고, 소정의 시간이 경과되도록 열차의 실제속도가 목표운행속도가 되지 않거나, 또는, 열차 각 구성요소의 동작이 정상적이지 않거나, 또는, 기지국(31)과의 신호전송상태가 정상적이지 않을 경우 이를 경보하는 경보기능을 수행하며, 열차의 운행상태를 운행상태표시부(45)를 통해 표시하고, 데이터베이스부(49)에 저장하는 열차제어시스템제어단계(S20)를 수행하여 열차의 운행을 제어하였다.

즉, 선로변에 설치된 무선통신시스템(30)과 열차에 설치된 열차제어시스템 (40) 사이의 전파전송시간으로부터 현행 열차의 위치를 산출하고, 상기 산출된 현행 열차의 위치와 선행 열차의 위치로부터 양 열차 사이의 거리 및 현행 열차의 목표운행속도를 산출한 후, 상기 산출된 열차의 목표운행속도를 열차제어시스템에 전송하여 열차의 운행을 제어하였다.

그러나, 상기와 같은 본인의 선출원 발명의 경우에는 열차의 선로점유상태를 검출하여, 상기 선로점유 상태에 따른 열차 자동제어에 주목적이 있는 것으로, 상기 목적외에는 사용할 수 없었다.

즉, 충분한 정보전송 여유를 가지며, 신뢰성이 확보된 무선통신 네트워크를 구축하고도 이를 달리 이용하지 못해 유용한 설비를 효과적으로 이용하지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 열차 각 구성요소의 동작상태를 지속적으로 검출하고, 열차의 각 부분을 제어하는 TCMS의 정보를 CBTC의 무선통신 네트워크를 통해 검수관리제어시스템으로 전송하여 상기 검수관리제어시스템에서 실시간적인 모니터링을 할 수 있도록 하고, 모니터링 상황에 따른 제어신호를 상기 무선통신 네트워크를 통해 해당 열차의 TCMS에 전송하여 제어하도록 함으로써, 첫째, 모의 신호에 의한 검사가 아닌 실질적인 운행 중의 검사를 수행할 수 있고, 둘째, 열차 각 구성요소에 대한 실시간적인 모니터링을 수행함으로 인해 각 구성요소의 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동잘불량 우려 등)으로 인한 사고를 방지하고, 선로의 효율적인 운용을 할 수 있으며, 셋째, 검수를 위한 별도의 시간이 필요 없고, 넷째, 종합적인 열차 상황파악, 이력관리 등이 용이하도록 한 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 열차 자동 검수 시스템 및 그 제어방법"을 제공하는 데 있다.

즉, 주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 및 ATC, ATS, ATO 차상장치와 같은 주변기기와, 화상표시장치와 마스터 콘트롤러 등이 접속되어 열차 각 부의 동작상태를 검출하고 제어하는 TCMS의 검출신호를 CBTC의 무선통신 네트워크를 이용하여 원격지(예: 차량기지)에 설치된 검수관리제어시스템에 전송하여 TCMS 고유 동작과는 별도의 모니터링을 수행하도록 하고, 상기 모니터링 결과에 따른 제어신호를 상기 TCMS에 전송하여 열차 각 부의 동작을 제어함으로 인해, 열차 각 구성요소에 대한 실제 상황하에서의 검수가 가능하고, 상기 검수결과에 대한 전문가(예: 검수관리시스템을 운용하는 정비 전문가)의 대처가 가능하고, 그 결과에 따른 데이터베이스 구축이 가능하여 별도의 검수 작업이 필요 없도록 하기 위한 것이다.

다시 말해, 차량 운행 상태에서 모든 검수 동작이 이루어지도록 하고, 그에 따른 응급조치 및 사후 조치가 가능하도록 함으로써, 고장으로 인한 선로상에서의 열차 정지상태를 방지하여 선로의 효율적인 이용이 가능하도록 안전운행을 보장하게 되는 것이다.

도 1 은 종래 열차 자동 검사 장치를 수행하기 위한 열차 편성 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2 는 종래 열차 자동 검사 장치의 구성을 나타낸 블록도,

도 3 은 도2의 정보관리유니트의 구성을 나타낸 블록도,

도 4 는 종래 열차 자동 검사 장치의 다른 구성을 나타낸 구성도,

도 5 는 CBTC의 구성 중 무선통신시스템의 구성을 나타낸 구성도,

도 6 은 CBTC의 구성 중 열차제어시스템의 구성을 나타낸 블록도,

도 7 은 CBTC의 제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 8 은 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템"의 구성을 나타낸 구성도,

도 9 는 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템의 제어방법"을 나타낸 제어흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110: 무선통신시스템111: 기지국

112: 제어국113: 관리국

120: 열차제어시스템121: 이동국

122: 인터페이스부123: 마이컴

124: 경보신호발생부125: 운행상태표시부

126: 데이터베이스부127: 속도제어부

128: 속도검출기129: 조작스위치부

130: TCMS131: 화상장치

132: 정보관리유니트(TIU)133: 마스터콘트롤러

134: 주변기기S110: 제어신호처리단계

S120: 검수정보전송단계S130: 모니터링수행단계

S140: 결함처리단계S150: 이력관리단계

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템"은, 컴퓨터 및 그 주변기기와, 데이터베이스, 프린터, 유선통신장치, 또는 무선통신장치 등으로 이루어져, 유선통신, 또는 무선통신을 통해 전송되는 열차 각 구성요소에 대한 검수결과를 수신하여 각 열차에 대한 실시간 적인 모니터링을 수행하고, 상기 모니터링 결과에 따른 제어신호를 출력하여 열차로 전송하고, 모니터링 중인 각 열차에 대한 상황표시를 하며, 상기 모니터링 결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 각 열차에 대한 이력관리를 수행하는 검수관리제어시스템과;

주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 및, ATC차상장치 또는, ATS차상장치 또는, ATO차상장치 등과 같은 주변기기와, 각 열차의 관리유니트(TIU)와, 마스터콘트롤러와, 화상장치(예: 모니터) 등이 접속되어, 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작, 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하는 TCMS와;

선로를 따라 설치되어 열차와의 무선 통신을 수행하는 다수개의 기지국과, 두 개 이상의 기지국을 그룹화 하여 무선 통신을 통해 그 동작을 관리, 제어하는 제어국과, 각 제어국의 데이터를 집중시켜 열차 운행 전반에 관한 관리, 제어를 수행하며, 검수관리제어시스템과의 유선통신, 또는 무선통신을 수행하는 관리국을 포함하여 이루어지며 이를 통해 무선통신 네트워크를 구축하여, 첫째, 기지국과 열차와의 전파전송시간을 이용하여 현행하는 열차의 위치를 검출하고, 둘째, 열차의 목표운행속도를 산출하여 전송하며, 셋째, 열차 운행 전반에 관한 상황보고, 열차 추적, 관리 및 제어기능을 수행하다가, 넷째, 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 전송될 경우에는 이를 검수관리제어시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 검수관리제어시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 전송될 경우에는 이를 열차로 전송하는 무선통신시스템과;

기지국과의 무선통신을 수행하는 이동국과, 열차의 속도를 검출하는 속도검출기와, 경보신호를 발생하는 경보신호발생부와, 열차의 속도를 가속 또는 감속시키는 속도제어부와, 열차 운행 기록에 대한 정보, 선로 상태에 대한 정보 등을 저장하는 데이터베이스부와, 운전자의 조작명령을 입력하는 조작스위치부와, 열차의 운행상태에 대한 정보를 표시하는 운행상태표시부와, 상기 각부의 동작을 관리, 제어하는 마이컴과, 이동국을 마이컴에 인터페이스 시키는 인터페이스부를 포함하여 이루어져, 첫째, 이동국을 통해 수신되는 열차의 목표운행속도와 속도검출기를 통해 검출되는 열차의 실제속도를 비교하여 속도제어부를 통해 열차의 운행속도를 제어하고, 둘째, 선행하는 열차와의 거리, 현재운행속도, 목표운행속도, 열차의 각 구성요소에 대한 상태를 운행상태표시부를 통해 나타내고, 셋째, 열차 각 구성요소의 동작에 이상이 발생하거나 또는 일정 시간이 경과하도록 열차의 실제 속도가 목표운행속도에 도달되지 않거나, 또는 신호 전송 상태가 불량함을 나타내는 신호가 입력되었을 경우 경보신호발생부를 통해 이를 나타내는 신호를 출력하도록 제어하고, 넷째, 조작스위치부를 통해 입력되는 운전자의 조작명령을 수행하고, 다섯째, 열차의 운행 기록에 대한 제어를 수행하다가, 여섯째, TCMS로부터 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 입력될 경우에는 이를 무선통신시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 무선통신시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 수신되면 이를 상기 TCMS로 전송하는 열차제어시스템을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

한편, 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템의 제어방법"은, 검수관리제어시스템에서 발생된 모니터링 결과에 대한 제어신호가 열차제어시스템의 이동국을 통해 수신되는지의 여부를 검출하여, 제어신호가 수신될 경우에는 이를 TCMS로 전송하여 상기 제어신호를 TCMS의 고유 제어논리에 의해 처리하는 제어신호처리단계와; 상기 제어신호처리단계를 수행한 결과 검수관리제어시스템에서 발생하는 제어신호가 수신되지 않은 것으로 판단될 경우에는, TCMS에서 발생하는 열차검수정보가 열차제어시스템에 입력되는 지의 여부를 검출하여 열차검수정보가 입력되지 않았을 경우에는 상기 제어신호처리단계로 복귀하고, 열차검수정보가 입력되었을 경우에는 상기 입력된 열차검수정보를 무선통신시스템을 통해 검수관리제어시스템으로 전송하는 검수정보전송단계와; 상기 검수정보전송단계를 수행한 결과 TCMS로부터 열차검수정보가 입력되어 검수관리제어시스템으로 전송하였을 경우에는, 상기 검수관리제어시스템에서 이를 수신하여 열차 각 구성요소에 대한 모니터링을 수행하는 모니터링수행단계와; 상기 모니터링 수행결과 열차 각 구성요소 중 어느 하나 이상에 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동작불량 우려 등)이 발생한 것으로 판단될 경우에는, 상기 발생된 결함에 대한 대처 동작을 수행하도록 하는 제어신호를 발생하여 무선통신시스템을 통해 열차제어시스템으로 전송하는 결함처리단계와; 상기 결함처리단계를 수행한 후, 모니터링 결과 및 처리결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 이력관리를 수행하는 이력관리단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템 및 그 제어방법"은, 특히, TCMS에서 검출한 열차검수정보를 CBTC의 무선통신 네트워크를 통해 원격지(예: 차량기지)에 위치한 검수관리제어시스템으로 전송하여 실시간 모니터링을 수행함으로써 TCMS에서 모니터링 할 수 없는 열차 구성요소에 대한 모니터링이 가능하고, 결함발생에 대한 대처가 신속 정확하게 이루어지며, 별도의 검수가 필요없게 됨은 물론, 열차의 결함을 실시간 적으로 발견하여 대처함으로 인해 결함으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "씨비티씨(CBTC) 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템 및 그 제어방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

본 실시예에 있어서는, 무선통신시스템의 관리국과 검수관리제어시스템 사이를 유선통신 수단을 통해 달성하는 것으로 한다.

즉, 상기 관리국과 검수관리시스템을 광케이블로 연결한 후, 통신장치를 통해 상호간의 데이터를 교류하도록 한다.

먼저, 도8에서 도시되는 바와 같이, 열차제어시스템(120)의 마이컴(123)에 TCMS(130)의 입/출력단자를 접속한 후, 상기 TCMS에서 열차검수정보가 입력되면 이를 인터페이스부(122)와 이동국(121)을 통해 무선통신시스템(110)의 기지국(111)으로 전송하도록 프로그램하고, 상기 이동국(121)에 무선통신시스템(110)의 관리국 (113)에서 전송된 검수관리제어시스템(140)의 제어신호가 수신되면, 이를 TCMS (130)에 입력하도록 프로그램한다. 또한, 상기 TCMS(130)는 그 입력 처리과정을 변환하여 외부의 제어신호에 의해서도 제어동작을 수행하도록 한다.

상기 TCMS(130)에는 주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 및, ATC차상장치 또는, ATS차상장치 또는, ATO차상장치 등과 같은 주변기기(134)와, 각 열차의 관리유니트(TIU)(132)와, 마스터콘트롤러(133)와, 화상장치(예: 모니터)(131) 등이 접속된다.

도면중 미설명부호 (124)는 경보신호발생부를, (125)는 운행상태표시부를, (126)은 데이터베이스부를, (127)은 속도제어부를, (128)은 속도검출기를, (129)는 조작스위치부를 각각 나타낸다.

한편, 무선통신시스템은, 기지국(111)에 열차검수정보를 나타내는 신호가 수신되면 이를 제어국(112)을 통해 관리국(113)으로 전송하도록 프로그램 한다. 또한, 상기 관리국(113)에 전송된 열차검수정보를 나타내는 신호를 검수관리제어시스템(140)으로 전송하도록 프로그램하며, 상기 검수관리시스템(140)은 열차검수정보를 수신하여 공지의 열차검사지침서 또는 매뉴얼에 지정된 검사항목과 조건 및 기준값에 따른 검사를 실시하도록 프로그램한다.

이때, 상기 검수관리제어시스템(140)은, 컴퓨터 및 그 주변기기(모니터, 본체, 키보드, 마우스 등)와, 데이터베이스, 프린터, 통신장치 등으로 이루어지며, 광케이블을 통해 상기 관리국에 접속된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 도9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열차제어시스템(120)의 마이컴(123)은, 제어신호처리단계(S110)를 수행하여 검수관리제어시스템(140)에서 발생된 모니터링 결과에 대한 제어신호가 열차제어시스템(120)의 이동국(121)을 통해 수신되는지의 여부를 검출하게 된다. 이때, 상기 이동국(121)에 제어신호가 수신될 경우에는 이를 TCMS(130)로 전송하여 상기 제어신호를 TCMS(130)의 고유 제어논리에 의해 처리하도록 한다.

운전 모드(MODE)를 관리하기 위해 운전제어, 기기투입, 개방제어, 운전보조제어, 서비스(SERVICE)기기제어, 기기동작 모니터링을 하고 각종 동작기록을 제어 감시하며, 검수지원 모드를 지원하기 위해 차상검수, 시운전지원, ITD지원, 기기고장 로깅(LOGGING)처리 기록을 제어하고 감시 기록하는 TCMS의 고유 제어논리는 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 제어신호처리단계(S110)를 수행한 결과 검수관리제어시스템 (140)에서 발생하는 제어신호가 이동국(121)을 통해 수신되지 않은 것으로 판단될 경우에는, TCMS(130)에서 발생하는 열차검수정보가 열차제어시스템(120)의 마이컴 (123)에 입력되는 지의 여부를 검출하여 열차검수정보가 입력되지 않았을 경우에는 상기 제어신호처리단계(S110)로 복귀하고, 열차검수정보가 입력되었을 경우에는 상기 입력된 열차검수정보를 무선통신시스템(110)을 통해 검수관리제어시스템(140)으로 전송하는 검수정보전송단계(S120)을 수행하게 된다.

즉, 주기적으로 출력되는 열차검수정보가 입력되는지의 여부를 검출하여, 열차검수정보가 입력되면 이를 이동국(121)과 기지국(111) 및 제어국(112)과 관리국 (113)을 통해 검수관리제어시스템(140)으로 전송하게 되는 것이다.

그러면, 상기 검수관리제어시스템(140)에서는 모니터링수행단계(S130)를 수행하여 수신된 열차검수정보에 따른 열차 각 구성요소에 대한 모니터링을 수행하게 된다.

이때, 상기 모니터링수행단계(S130)를 수행한 결과 열차 각 구성요소 중 어느 하나 이상의 구성요소에 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동작불량 우려 등)이 발생된 것으로 판단될 경우에는 자체의 데이터베이스에 저장된 고장처치방법, 또는 모니터링 하는 정비 전문가에 의한 대응 제어신호를 발생하여, 이를 무선통신시스템(110)을 열차제어시스템(120)으로 전송하게 된다.

그러면, 상기 열차제어시스템(120)은 상기 제어신호처리단계(S110)를 수행하여 이를 TCMS(130)에 입력하여 TCMS(130)의 고유 제어논리에 의해 처리하도록 한다.

한편, 상기 결함처리단계(S140)를 수행한 후에는, 모니터링 결과 및 처리결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 이력관리를 수행하는 이력관리단계(S150)를 수행하게 된다. 즉, 주기적으로 이루어지는 모니터링 결과 및 처리결과를 데이터베이스화하여 열차의 이력관리를 수행하는 것으로, 이로 인해 열차의 유지 보수를 용이하게 하는 것이다.

따라서, 열차의 원격 자동 검수가 가능해지며 그 검수에 의한 처리 역시 시기 적절하게 할 수 있어 열차의 사고를 미연해 방지할 수 있음은 물론, 그 검수 정보 역시 실제적인 운용환경에 의한 것이므로 더욱 정확한 것이 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "씨비티씨(CBTC)를 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템 및 그 제어방법"은, 특히, 열차 각 구성요소에 대한 동작상태를 지속적으로 검출하여 전송 신뢰성이 확보된 무선통신을 이용한 열차제어시스템의 무선통신 네트워크를 통해 검수관리제어시스템으로 전송함으로 인해, 첫째, 모의 신호에 의한 검사가 아닌 실질적인 운행 중의 검사를 수행할 수 있고, 둘째, 열차 각 구성요소에 대한 실시간적인 모니터링을 수행함으로 인해 각 구성요소의 결함(파손, 훼손, 마모, 동작불량, 동작불량 우려 등)으로 인한 사고를 방지할 수 있고, 이로인한 선로의 효율적인 운용을 할 수 있으며, 셋째, 검수를 위한 별도의 시간이 필요 없고, 넷째, 종합적인 열차 상황파악, 이력관리 등이 용이하게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 컴퓨터 및 그 주변기기와, 데이터베이스, 프린터, 유선통신장치, 또는 무선통신장치 등으로 이루어져, 유선통신, 또는 무선통신을 통해 전송되는 열차 각 구성요소에 대한 검수결과를 수신하여 각 열차에 대한 실시간 적인 모니터링을 수행하고, 상기 모니터링 결과에 따른 제어신호를 출력하여 열차로 전송하고, 모니터링 중인 각 열차에 대한 상황표시를 하며, 상기 모니터링 결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 각 열차에 대한 이력관리를 수행하는 검수관리제어시스템과;

   주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 및, ATC차상장치 또는, ATS차상장치 또는, ATO차상장치 등과 같은 주변기기와, 각 열차의 관리유니트와, 마스터콘트롤러와, 화상장치 등이 접속되어, 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작, 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하는 TCMS와;

   선로를 따라 설치되어 열차와의 무선 통신을 수행하는 다수개의 기지국과, 두 개 이상의 기지국을 그룹화 하여 무선 통신을 통해 그 동작을 관리, 제어하는 제어국과, 각 제어국의 데이터를 집중시켜 열차 운행 전반에 관한 관리, 제어를 수행하며, 검수관리제어시스템과의 유선통신, 또는 무선통신을 수행하는 관리국을 포함하여 이루어지며 이를 통해 무선통신 네트워크를 구축하여, 첫째, 기지국과 열차와의 전파전송시간을 이용하여 현행하는 열차의 위치를 검출하고, 둘째, 열차의 목표운행속도를 산출하여 전송하며, 셋째, 열차 운행 전반에 관한 상황보고, 열차 추적, 관리 및 제어기능을 수행하다가, 넷째, 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 전송될 경우에는 이를 검수관리제어시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 검수관리제어시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 전송될 경우에는 이를 열차로 전송하는 무선통신시스템과;

   기지국과의 무선통신을 수행하는 이동국과, 열차의 속도를 검출하는 속도검출기와, 경보신호를 발생하는 경보신호발생부와, 열차의 속도를 가속 또는 감속시키는 속도제어부와, 열차 운행 기록에 대한 정보, 선로 상태에 대한 정보 등을 저장하는 데이터베이스부와, 운전자의 조작명령을 입력하는 조작스위치부와, 열차의 운행상태에 대한 정보를 표시하는 운행상태표시부와, 상기 각부의 동작을 관리, 제어하는 마이컴과, 이동국을 마이컴에 인터페이스 시키는 인터페이스부를 포함하여 이루어져, 첫째, 이동국을 통해 수신되는 열차의 목표운행속도와 속도검출기를 통해 검출되는 열차의 실제속도를 비교하여 속도제어부를 통해 열차의 운행속도를 제어하고, 둘째, 선행하는 열차와의 거리, 현재운행속도, 목표운행속도, 열차의 각 구성요소에 대한 상태를 운행상태표시부를 통해 나타내고, 셋째, 열차 각 구성요소의 동작에 이상이 발생하거나 또는 일정 시간이 경과하도록 열차의 실제 속도가 목표운행속도에 도달되지 않거나, 또는 신호 전송 상태가 불량함을 나타내는 신호가 입력되었을 경우 경보신호발생부를 통해 이를 나타내는 신호를 출력하도록 제어하고, 넷째, 조작스위치부를 통해 입력되는 운전자의 조작명령을 수행하고, 다섯째,열차의 운행 기록에 대한 제어를 수행하다가, 여섯째, TCMS로부터 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 입력될 경우에는 이를 무선통신시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 무선통신시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 수신되면 이를 상기 TCMS로 전송하는 열차제어시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 씨비티씨 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템.
2. 컴퓨터 및 그 주변기기와, 데이터베이스, 프린터, 유선통신장치, 또는 무선통신장치 등으로 이루어져, 유선통신, 또는 무선통신을 통해 전송되는 열차 각 구성요소에 대한 검수결과를 수신하여 각 열차에 대한 실시간 적인 모니터링을 수행하고, 상기 모니터링 결과에 따른 제어신호를 출력하여 열차로 전송하고, 모니터링 중인 각 열차에 대한 상황표시를 하며, 상기 모니터링 결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 각 열차에 대한 이력관리를 수행하는 검수관리제어시스템과;

   주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 및, ATC차상장치 또는, ATS차상장치 또는, ATO차상장치 등과 같은 주변기기와, 각 열차의 관리유니트와, 마스터콘트롤러와, 화상장치 등이 접속되어, 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작, 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하는 TCMS와;

   선로를 따라 설치되어 열차와의 무선 통신을 수행하는 다수개의 기지국과, 두 개 이상의 기지국을 그룹화 하여 무선 통신을 통해 그 동작을 관리, 제어하는제어국과, 각 제어국의 데이터를 집중시켜 열차 운행 전반에 관한 관리, 제어를 수행하며, 검수관리제어시스템과의 유선통신, 또는 무선통신을 수행하는 관리국을 포함하여 이루어지며 이를 통해 무선통신 네트워크를 구축하여, 첫째, 기지국과 열차와의 전파전송시간을 이용하여 현행하는 열차의 위치를 검출하고, 둘째, 열차의 목표운행속도를 산출하여 전송하며, 셋째, 열차 운행 전반에 관한 상황보고, 열차 추적, 관리 및 제어기능을 수행하다가, 넷째, 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 전송될 경우에는 이를 검수관리제어시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 검수관리제어시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 전송될 경우에는 이를 열차로 전송하는 무선통신시스템과;

   기지국과의 무선통신을 수행하는 이동국과, 열차의 속도를 검출하는 속도검출기와, 경보신호를 발생하는 경보신호발생부와, 열차의 속도를 가속 또는 감속시키는 속도제어부와, 열차 운행 기록에 대한 정보, 선로 상태에 대한 정보 등을 저장하는 데이터베이스부와, 운전자의 조작명령을 입력하는 조작스위치부와, 열차의 운행상태에 대한 정보를 표시하는 운행상태표시부와, 상기 각부의 동작을 관리, 제어하는 마이컴과, 이동국을 마이컴에 인터페이스 시키는 인터페이스부를 포함하여 이루어져, 첫째, 이동국을 통해 수신되는 열차의 목표운행속도와 속도검출기를 통해 검출되는 열차의 실제속도를 비교하여 속도제어부를 통해 열차의 운행속도를 제어하고, 둘째, 선행하는 열차와의 거리, 현재운행속도, 목표운행속도, 열차의 각 구성요소에 대한 상태를 운행상태표시부를 통해 나타내고, 셋째, 열차 각 구성요소의 동작에 이상이 발생하거나 또는 일정 시간이 경과하도록 열차의 실제 속도가 목표운행속도에 도달되지 않거나, 또는 신호 전송 상태가 불량함을 나타내는 신호가 입력되었을 경우 경보신호발생부를 통해 이를 나타내는 신호를 출력하도록 제어하고, 넷째, 조작스위치부를 통해 입력되는 운전자의 조작명령을 수행하고, 다섯째, 열차의 운행 기록에 대한 제어를 수행하다가, 여섯째, TCMS로부터 열차 각 구성요소에 대한 검수정보가 입력될 경우에는 이를 무선통신시스템으로 전송하고, 다섯째, 상기 무선통신시스템에서 모니터링 결과에 따른 제어신호가 수신되면 이를 상기 TCMS로 전송하는 열차제어시스템을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 "씨비티씨 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템"의 제어방법에 있어서,

   상기 제어방법은, 검수관리제어시스템에서 발생된 모니터링 결과에 대한 제어신호가 열차제어시스템의 이동국을 통해 수신되는지의 여부를 검출하여, 제어신호가 수신될 경우에는 이를 TCMS로 전송하여 상기 제어신호를 TCMS의 고유 제어논리에 의해 처리하는 제어신호처리단계와; 상기 제어신호처리단계를 수행한 결과 검수관리제어시스템에서 발생하는 제어신호가 수신되지 않은 것으로 판단될 경우에는, TCMS에서 발생하는 열차검수정보가 열차제어시스템에 입력되는 지의 여부를 검출하여 열차검수정보가 입력되지 않았을 경우에는 상기 제어신호처리단계로 복귀하고, 열차검수정보가 입력되었을 경우에는 상기 입력된 열차검수정보를 무선통신시스템을 통해 검수관리제어시스템으로 전송하는 검수정보전송단계와; 상기 검수정보전송단계를 수행한 결과 TCMS로부터 열차검수정보가 입력되어 검수관리제어시스템으로 전송하였을 경우에는, 상기 검수관리제어시스템에서 이를 수신하여 열차 각 구성요소에 대한 모니터링을 수행하는 모니터링수행단계와; 상기 모니터링 수행결과 열차 각 구성요소 중 어느 하나 이상에 결함이 발생한 것으로 판단될 경우에는, 상기 발생된 결함에 대한 대처 동작을 수행하도록 하는 제어신호를 발생하여 무선통신시스템을 통해 열차제어시스템으로 전송하는 결함처리단계와; 상기 결함처리단계를 수행한 후, 모니터링 결과 및 처리결과를 각 열차별로 데이터베이스화하여 이력관리를 수행하는 이력관리단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 씨비티씨 무선통신 네트워크를 이용한 원격 열차 자동 검수 시스템의 제어방법.