KR20070078480A

KR20070078480A - 열차 접근 검출 및 경보 시스템

Info

Publication number: KR20070078480A
Application number: KR1020060008722A
Authority: KR
Inventors: 정해철
Original assignee: 주식회사 삼삼
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-01
Also published as: KR100750679B1

Abstract

본 발명은 철도 보선요원(작업자) 및 열차의 위치를 실시간으로 추적하여 보선요원과 열차의 기관사에게 정보를 제공함으로써 열차가 일정거리 접근시에 자동으로 경보를 울려 보선요원이 안전하게 대비할 수 있도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 GPS 데이터를 출력하는 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 열차의 위치를 판단 및 표시하고, 그 열차 위치 정보와 운행정보를 CDMA 망을 통해 송신하며, CDMA망을 통해 건널목 및 역사의 고정 단말기와 보선요원의 위치 정보를 수신하여 열차의 위치 정보와 비교한 후 일정 거리 접근시 경보를 수행하는 열차에 탑재되는 열차용 단말기와; 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 자신의 위치를 판단하고, CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하며, CDMA망을 통해 수신된 열차 위치 정보와 자신의 위치 정보를 비교하여 열차가 자신의 위치로 접근하는 경우 경보를 수행하는 작업자가 휴대하는 휴대용 열차접근 경보장치와; 인터넷망을 통해 웹서버와 지역 역사 관제 시스템과 연결되어 철도 관련 전반적인 제어를 수행하되, 열차의 현재 위치와 보선요원의 작업 위치를 표시하고, 열차와 보선 요원의 일정 거리 근접시 알람 표시 기능을 수행하는 철도 통합 사령실 시스템을 구비한다.

Description

열차 접근 검출 및 경보 시스템{System for detection and alarm of a train approach}

도 1은 본 발명에 의한 열차 접근 검출 및 경보 시스템의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 열차 접근 검출 및 경보 시스템 중 작업자(보선요원)가 휴대하는 휴대용 열차접근 경보장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 열차 접근 검출 및 경보 시스템 중 열차에 탑재되는 열차용 단말기의 구성을 보인 블록도.

도 4는 본 발명에 의한 열차 접근 검출 및 경보 시스템의 동작 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 열차용 단말기 200 : CDMA망

300 : 휴대용 열차접근 경보장치 400 : 철도통합 사령실 시스템

600 : 인터넷망 720 : 메시지 스위치

730 : 위치 관리 서버 750 : 웹서버

본 발명은 열차접근 검출 및 경보 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 철도 보선요원(작업자) 및 열차의 위치를 실시간으로 추적하여 보선요원과 열차의 기관사에게 정보를 제공함으로써 열차가 일정거리 접근시에 자동으로 경보를 울려 보선요원이 안전하게 대비할 수 있도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템에 관한 것이다.

또한, 열차의 기관사에게 사전에 보선요원의 위치를 알려줌으로써 열차의 안전 운행에 도움을 주며, 중앙 센터(철도 통합 사령실 시스템)에서는 전국 열차의 운행 및 작업 상황을 한눈에 파악할 수 있도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템에 관한 것이다.

통상, 철도는 사람과 물자를 운송하기 위하여 기계적 동력으로 운전되는 철도차량이 쇠로 만든 궤도 위를 통행할 수 있도록 하는 특수 지상 교통으로서, 궤도의 수에 따라 단선, 복선, 복복선 등으로 구분된다.

이러한 철도는 일정한 거리(약 1km ~ 2km)의 구간마다 절연이 되어 있고, 구간마다 직류 또는 교류의 전기적 신호가 흐르게 되는데, 만약 선로에 이상이 발생하여 전기적 신호가 교란되면 해당구간의 선로의 옆에 설치되어 있는 신호등의 작동으로 철도차량의 기관사에게 경고를 함으로써 철도차량이 해당구간으로 진입하여 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 되어있다.

한편, 철도는 선로가 노출되어 있으며, 시간이 경과 하면서 노후화가 진행되므로, 이를 보수하기 위한 작업이 수시로 이루어지고 있는데, 이와 같이 작업자(보 선요원)가 철도 선로를 보수하는 경우에 발생할 수 있는 사고를 미리 방지하기 위해서 종래에 몇 가지 열차접근 검지 장치가 제안되었다.

첫 번째로는, 선로의 일정거리의 지점(선로 양 옆 방향)에 이동용 초음파에 의한 검지 센서를 설치하여 열차가 접근하면 이를 검지하여 무선으로 작업자나 휴대하고 있는 수신기에 경고음 등을 발생시켜 열차가 접근하고 있다는 경고를 해줌으로써, 열차가 접근하기 이전에 대비를 하여 사고를 미리 방지하도록 한 방식이다.

두 번째로는, 철길(선로-레일)에 점프 선을 연결하여 평상시 흐르는 주파수나 아니면 궤도전압을 수신하여 대기상태로 수신기가 동작하고 있다가 열차가 오면 주파수가 수신되지 않는다든지 아니면 궤도전압이 다운되는 것을 검지하여 작업자나 휴대하고 있는 수신기에 알람(경고)을 하여 열차가 접근하고 있다는 것을 알려줌으로써, 대피토록 하여 사전에 사고를 방지하도록 한 방식이다.

그러나 이러한 종래의 열차 접근 검지 방식 중 첫 번째 방식은, 작업현장에서 수km 전, 후방에 초음파 센서와 무선장치를 설치하여 사용해야하므로, 사소한 작업을 할 경우에는 불필요한 인력낭비가 발생하고, 번거로움 및 설치의 곤란성이 제기되어 사용을 회피하는 문제점이 발생하였다.

또한, 두 번째 방식은, 작업자가 순회한다던 지소작업 이동시는 사용이 불가능하므로 소수인력 즉, 단독작업이나 2인1조 작업으로 순간순간 점검하면서 이동해야하는 작업자에게는 전혀 무용지물이 되는 문제점을 초래하였다.

따라서 상기와 연유로 상기 두 가지의 열차접근 검지 방식을 현장에서는 거 의 사용하지 않고 있으며, 이로 인해 선로에서 작업하는 작업자는 항상 불안함 속에 작업을 수행하게 되므로 작업에 만전을 기할 수 없으며, 때로는 접근하는

열차를 미쳐 피하지못하여 중대한 인명사고가 자주 발생하였다.

한편, 종래에 아동 보호용 위치 추적장치와 조난 구조용 위치 추적 장치 등을 휴대용 전화기와 연계하여 사용하는 방법도 제안되었으나, 이러한 방식은 중계기에 의한 수신기와 중계기간 교신위치 데이터를 기초로 하여 중계기와 중계기간

삼각 법에 의해 거리를 산출하는 방식이므로, 위치추적의 오차가 크고, 대략적인 위치가 검지 되므로 해당 위치가 표시되어도 정밀 수색해야 정확한 위치를 탐색할 수 있으므로, 위치 탐색 시간이 많이 소요되고 사용이 불편하다는 문제점을 유발하였다.

주지한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것이, 본 출원인(주식회사 삼삼)이 대한민국특허청에 2002년 12월 30일에 출원하고, 2005년 7월 26일자에 등록받은 공개특허공보 공개번호 10-2004-0060261호(이하, "선행기술"이라 약칭함)가 제안된 바 있다.

그러나 이러한 선행기술은 선로에서 작업하는 작업자에게 어느 정도의 열차 접근을 경보해주는 것이 가능하나, 열차의 기관사에게 선로 작업자의 위치 정보를 정확하게 제공해주거나, 철도 통합 사령실 시스템에서 현재 열차 운행 위치 및 철로 작업자의 위치를 한눈에 파악하기는 어려운 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 열차접근 검지 방식에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 철도 보선요원(작업자) 및 열차의 위치를 실시간으로 추적하여 보선요원과 열차의 기관사에게 정보를 제공함으로써 열차가 일정거리 접근시에 자동으로 경보를 울려 보선요원이 안전하게 대비할 수 있도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 열차의 기관사에게 사전에 보선요원의 위치를 알려줌으로써 열차의 안전 운행에 도움을 주도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 중앙 센터(철도 통합 사령실 시스템)에서 전국 열차의 운행 및 작업 상황을 한눈에 파악할 수 있도록 한 열차접근 검출 및 경보 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 "열차접근 검출 및 경보 시스템"은,

GPS 데이터를 출력하는 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 열차의 위치를 판단 및 표시하고, 그 열차 위치 정보와 운행정보를 CDMA 망을 통해 송신하며, 상기 CDMA망을 통해 건널목 위치, 역사 위치, 공사구간 및 보선요원의 위치 정보를 수신하여 상기 열차의 위치 정보와 비교한 후 일정 거리 접근시 경보 를 수행하는 열차에 탑재되는 열차용 단말기와;

상기 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 자신의 위치를 판단하고, 상기 CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하며, 상기 CDMA망을 통해 수신된 열차 위치 정보와 자신의 위치 정보를 비교하여 상기 열차가 자신의 위치로 접근하는 경우 경보를 수행하는 작업자가 휴대하는 휴대용 열차접근 경보장치와;

철도 건널목이나 각 역사에 설치되고, 철도 건널목이나 역사로 접근하는 열차의 속도와 운행 방향 및 도착 예정 정보를 상기 CDMA망을 통해 실시간으로 수신하여 디스플레이하는 고정용 열차접근 경보장치와;

상기 CDMA망과 연결되어 상기 열차용 단말기와 상기 휴대용 열차접근 경보장치와의 통신 연결을 수행하는 유무선 통합 게이트웨이와;

상기 유무선 통합 게이트웨이와 연결되어 메시지의 스위칭 기능을 수행하고, 시스템 트래픽 제어를 수행하는 메시지 스위치와;

상기 메시지 스위치를 통해 전송되는 보선요원과 열차 위치 정보를 데이터베이스에 저장하고 관리하는 위치 관리 서버와;

상기 메시지 스위치와 상기 데이터베이스와 연결되어 웹을 이용하여 지도 및 차량 정보를 제공하는 웹서버와;

인터넷망을 통해 상기 웹서버와 접속하여 지역 역사 내의 열차 및 보선요원 정보를 관리하는 지역 역사 관제 시스템과;

상기 인터넷망을 통해 상기 웹서버와 상기 지역 역사 관제 시스템과 연결되어 철도 관련 전반적인 제어를 수행하되, 상기 열차의 현재 위치와 보선요원의 작 업 위치를 표시하고, 열차와 보선 요원의 일정 거리 근접시 알람 표시 기능을 수행하는 철도 통합 사령실 시스템으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열차용 단말기는,

상기 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하고, 필요한 정보를 추출하여 출력하는 GPS수신기와;

열차 운행에 관한 정보가 저장되는 운행정보 저장부와;

운행 준비, 운행 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 터치 스크린과;

상기 열차용 단말기의 각 장치에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부와;

상기 전원 공급부에서 공급하는 전원으로 구동하고, 내부 메모리에 저장된 운영 및 제어 프로그램에 따라 단말기 전체 동작을 제어하는 제어부와;

상기 제어부와 연결되어 CDMA망을 통해 열차 위치 정보를 전송하고, 보선요원 위치 정보와 공사구간 위치 정보 및 지도 정보를 수신하는 CDMA 송수신기와;

상기 제어부의 제어에 따라 열차 위치 정보와 보선요원 위치정보 등을 화면에 디스플레이하는 LCD와;

상기 제어부의 제어에 따라 경보음을 외부로 송출하는 스피커와;

상기 제어부와 연결되어 철도 건널목 정보와 열차 안내 방송 정보와 정비 관리 정보를 외부 기기와 데이터 통신하기 위한 통신 포트로 구성된다.

또한, 상기 휴대용 열차접근 경보장치는,

대기 모드, 작업 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 키 버튼과;

휴대용 열차접근 경보장치의 각 블록에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부와;

시스템 운영 및 제어에 관한 프로그램이 내장되고, 시스템 운영중에 발생되는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하고, 위치 정보의 표시 및 열차 접근 알람 발생을 제어하는 제어부와;

상기 제어부와 연결되어 CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하고, 열차 위치 정보를 수신하는 CDMA 송수신기와;

상기 제어부와 연결되어 열차 접근에 관련한 메시지를 화면에 디스플레이하는 LCD와;

상기 제어부의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보음을 외부로 송출하는 부저와;

상기 제어부의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보를 진동을 발생하는 진동모터와;

상기 제어부와 접속되어 외부기기와의 데이터 통신을 수행하는 통신 포트를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다 음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 "열차접근 검출 및 경보 시스템"의 구성을 보인 블록도이다.

여기서 참조부호 100은 GPS 데이터를 출력하는 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 열차의 위치를 판단 및 표시하고, 그 열차 위치 정보와 운행정보를 CDMA망(200)을 통해 송신하며, CDMA망(200)을 통해 공사구간 및 보선요원의 위치 정보를 수신하여 상기 열차의 위치 정보와 비교한 후 일정 거리 접근시 경보를 수행하는 열차에 탑재되는 열차용 단말기를 나타낸다.

열차용 단말기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하고, 필요한 정보를 추출하여 출력하는 GPS수신기(110)와; 열차 운행에 관한 정보가 저장되는 운행정보 저장부(120)와; 운행 준비, 운행 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 터치 스크린(130)과; 상기 열차용 단말기(100)의 각 장치에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부(140)와; 상기 전원 공급부(140)에서 공급하는 전원으로 구동하고, 내부 메모리에 저장된 운영 및 제어 프로그램에 따라 단말기 전체 동작을 제어하는 제어부(150)와; 상기 제어부(150)와 연결되어 CDMA망(200)을 통해 열차 위치 정보를 전송하고, 보선요원 위치정보와 공사구간 위치 정보 및 지도 정보를 수신하는 CDMA 송수신기(160)와; 상기 제어부(150)의 제어에 따라 열차 위치 정보와 보선요원 위치정보 등 을 화면에 디스플레이하는 LCD(170)와; 상기 제어부(150)의 제어에 따라 경보음을 외부로 송출하는 스피커(180)와; 상기 제어부(150)와 연결되어 철도 건널목 정보와 열차 안내 방송 정보와 정비 관리 정보를 외부 기기와 데이터 통신하기 위한 통신 포트(190)를 포함한다.

또한, 참조부호 300은 상기 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 자신의 위치를 판단하고, 상기 CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하며, 상기 CDMA망을 통해 수신된 열차 위치 정보와 자신의 위치 정보를 비교하여 상기 열차가 자신의 위치로 접근하는 경우 경보를 수행하는 작업자가 휴대하는 휴대용 열차접근 경보장치를 나타낸다.

휴대용 열차접근 경보장치(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하고, 필요한 정보를 추출하여 출력하는 GPS수신기(310)와; 대기 모드, 작업 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 키 버튼(320)과; 휴대용 열차접근 경보장치(300)의 각 블록에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부(330)와; 시스템 운영 및 제어에 관한 프로그램이 내장되고, 시스템 운영중에 발생되는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하고, 위치 정보의 표시 및 열차 접근 알람 발생을 제어하는 제어부(340)와; 상기 제어부(340)와 연결되어 CDMA망(200)을 통해 자신의 위치 정보를 전송하고, 열차 위치 정보를 수신하는 CDMA 송수신기(350)와; 상기 제어부(340)와 연결되어 열차 접근에 관련한 메시지를 화면에 디스플레이하는 LCD(360)와; 상기 제어부(340)의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보음을 외부로 송출하는 부저(370)와; 상기 제어부 (340)의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보를 진동을 발생하는 진동모터(380)와; 상기 제어부(340)와 접속되어 외부기기와의 데이터 통신을 수행하는 통신 포트(390)를 포함한다.

또한, 참조부호 800은 철도 건널목이나 각 역사에 설치되고, 철도 건널목이나 역사로 접근하는 열차의 속도와 운행 방향 및 도착 예정 정보를 상기 CDMA망(200)을 통해 실시간으로 수신하여 디스플레이하는 고정용 열차접근 경보장치를 나타낸다.

또한, 참조부호 710은 상기 CDMA망(200)과 연결되어 상기 열차용 단말기(100)와 상기 휴대용 열차접근 경보장치(300)와의 통신 연결을 수행하는 유무선 통합 게이트웨이를 나타내고, 참조부호 720은 상기 유무선 통합 게이트웨이(710)와 연결되어 메시지의 스위칭 기능을 수행하고, 시스템 트래픽 제어를 수행하는 메시지 스위치(720)를 나타내며, 참조부호 730은 상기 메시지 스위치(720)를 통해 전송되는 보선요원과 열차 위치 정보를 데이터베이스(740)에 저장하고 관리하는 위치 관리 서버(730)를 나타낸다. 데이터베이스(740)는 주지한 열차 위치 정보, 보선요원 위치정보 이외에 열차 운행 시간 정보, 시스템 이상 유무 검출 정보도 기록된다.

또한, 참조부호 750은 상기 메시지 스위치(720)와 상기 데이터베이스(740)와 연결되어 웹을 이용하여 지도 및 차량 정보를 제공하는 웹서버(750)를 나타내고, 참조부호 760은 맵 서버로서, 기점, 역명, 터널, 교량, 곡선구간 속도제한지역 등의 정보를 지도 정보로 제공해준다.

또한, 참조부호 500은 인터넷망(600)을 통해 상기 웹서버(750)와 접속하여 지역 역사 내의 열차 및 보선요원 정보를 관리하는 지역 역사 관제 시스템을 나타내며, 참조부호 400은 상기 인터넷망(600)을 통해 상기 웹서버(750)와 상기 지역 역사 관제 시스템(500)과 연결되어 철도 관련 전반적인 제어를 수행하되, 상기 열차의 현재 위치와 보선요원의 작업 위치를 표시하고, 열차와 보선 요원의 일정 거리 근접시 알람 표시 기능을 수행하는 철도 통합 사령실 시스템을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 열차접근 검출 및 경보 시스템은, 위성에서 실 시간으로 위성 좌표 정보 및 시각 정보를 열차용 단말기(100) 및 보선요원이 휴대한 휴대용 열차접근 경보장치(300)에 전송해준다.

열차용 단말기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, GPS수신기(110)에서 위성으로부터 송신된 신호를 수신하고, 이를 원래의 신호로 복조한 후 필요한 정보를 추출하여 제어부(150)에 전달한다.

제어부(150)는 추출한 정보를 토대로 자신의 위치 정보를 탐색하게 되고, 그 탐색한 자신의 위치 정보와 열차 정보를 CDMA송수신기(160)에 전달하게 되며, CDMA송수신기(160)에서 열차 위치 정보와 열차 정보를 CDMA신호로 변환을 하여 CDMA망(200)을 통해 관제시스템으로 전송한다. 여기서 열차 위치 정보는 1분을 주기로 전송하는 것이 바람직하다.

아울러 보선요원(작업자)이 휴대한 휴대용 열차접근 경보장치(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, GPS수신기(310)에서 위성으로부터 송신된 신호를 수신하고, 이를 원래의 신호로 복조한 후 필요한 정보를 추출하여 제어부(340)에 전달한다.

제어부(340)는 추출한 정보를 토대로 자신의 위치 정보를 탐색하게 되고, 그 탐색한 자신의 위치 정보와 열차 정보를 CDMA송수신기(350)에 전달하게 되며, CDMA송수신기(350)에서 열차 위치 정보와 열차 정보를 CDMA신호로 변환을 하여 CDMA망(200)을 통해 관제시스템으로 전송한다. 여기서 보선요원 위치 정보는 1분을 주기로 전송하는 것이 바람직하다.

CDMA망(200)을 통해 관제 시스템으로 전송되는 보선요원 위치정보와 열차 위치 정보는 유무선 통합 게이트웨이(710), 메시지 스위치(720)를 통해 위치 관리 서버(730)로 전송되고, 위치 관리 서버(730)에서 이를 데이터베이스(740)에 저장하고 관리한다.

웹서버(750)는 데이터베이스(740)에 저장된 열차 위치 정보와 보선요원 위치정보를 인터넷망(60))을 통해 철도 통합 사령실 시스템(400)에 전송하게 되며, 철도 통합 사령실 시스템(400)에서는 보선요원과 열차 위치 정보를 표시 및 관리하고, 각 위치 정보를 서로 상대 위치에 전송되도록 제어를 하게 된다.

이러한 제어에 의해 웹서버(750)는 위치 관리 서버(730)와 연동하여 데이터베이스(740)에 저장한 열차 위치 정보와 보선요원 위치정보를 인출하여 메시지 스위치(720)와 유무선 통합 게이트웨이(710) 및 CDMA망(200)을 통해 열차 위치 정보는 휴대용 열차접근 경보장치(300)에 전송해주고, 보선요원 위치정보는 열차용 단말기(100)에 각각 제공해준다.

한편, 철도 통합 사령실 시스템(400)은 전술한 제어 동작 이외에 긴급 상황 위치 표시와 공사중 차단 위치 표시를 수행하고, 일정 기간의 보선요원 작업 경로 를 표시해주게 된다. 아울러 열차와 보선요원의 일정거리 근접 시 알람 표시 기능을 수행하고, 천재지변으로 긴급 상황 발생시 위치 입력을 수행하게 되고, 서행 운행 개소 위치 입력 기능도 수행하게 된다. 이로써 전국 열차의 운행 및 작업 상황을 한눈에 파악할 수 있으며, 각 지역의 역사에서 관내 진입 열차 및 보선요원의 작업 위치를 파악하여 효율적인 관리를 할 수 있도록 제어할 수 있다.

다음으로, 열차의 위치 정보를 수신한 보선요원이 휴대한 휴대용 열차접근 경보장치(300)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

보선 요원은 전원 스위치(도면에는 도시하지 않음)를 온시켜 전원 공급부(330)에 의해 각 블록에 필요한 구동 전원이 공급되도록 하고, 작업의 시작과 종료시 키 버튼(320)을 이용하여 해당 명령을 입력하게 되며, 제어부(340)는 그 명령이 입력되면 CDMA송수신기(350)로 해당 명령을 전송하게 된다. CDMA송수신기(350)는 전달되는 보선요원 입력 데이터를 CDMA 무선신호로 만들어 CDMA망(200)을 통해 관제 시스템으로 전송하게 된다.

그리고 CDMA망(200)을 통해 전송된 열차 위치 정보를 CDMA송수신기(350)를 통해 수신하게 되면 제어부(340)는 수신한 열차 위치 정보를 LCD(360)상에 표시하고, 자신의 위치와 열차 위치와의 거리를 계산하게 된다.

아울러 자신의 위치와 열차와의 거리를 계산한 후, 그 접근 거리를 LCD(360)에 표시해주게 된다, 예를 들어, 현재 열차와의 거리를 2km, 1.5km, 1km, 500m와 같은 방식으로 표시해주게 된다. 그리고 미리 정해진 거리 이내로 열차가 접근하면 부저(370) 또는 진동모터(380)를 구동시켜 열차 접근을 보선요원에게 경보해주게 된다. 여기서 부저(370) 또는 진동모터(380)의 구동은 미리 보선요원이 선택적으로 설정하게 된다. 예를 들어, 미리 정해진 거리가 1km라고 가정할 경우 열차와 보선요원간의 거리가 1km가 되면 그때부터 보선요원의 선택에 따라 부저(370) 또는 진동모터(380)를 구동시켜 열차 접근을 경보해주어 보선요원이 안전하게 대피하도록 한다. 여기서 열차가 자신의 위치를 통과한 경우에는 바로 경보를 해제하지 않고 일정 시간이 지난 후에 경보를 해제하는 것이 안전을 위해 바람직하다.

이와 같이 보선요원이 휴대한 휴대용 열차접근 경보장치(300)와 관제 시스템간에 CDMA 방식으로 통신을 수행하여 열차 접근과 경보를 수행하게 되면, 무선신호 음영 지역을 많이 탈피할 수 있어 보선요원의 안전에 도모해줄 수 있게 된다.

한편, CDMA망(20)을 통해 전송된 보선요원 위치정보, 공사구간 위치정보, 속도제한 구역 위치정보, 지도 정보 등을 CDMA송수신기(160)로 수신한 열차용 단말기(100)는 제어부(150)에서 LCD(170)에 해당 정보의 표시를 제어하며, 자신의 위치와 보선요원과의 거리를 계산하게 된다.

아울러 자신의 위치와 보선요원과의 거리를 계산한 후, 그 접근 거리를 LCD(170)에 표시해주게 된다, 예를 들어, 현재 보선요원과의 거리를 2km, 1.5km, 1km, 500m와 같은 방식으로 표시해주게 된다. 그리고 미리 정해진 거리 이내로 보선요원이 위치하면 스피커(180)를 통해 경보음을 발생하여 운전사(기관사)가 안전 운행을 도모하도록 해준다. 즉, 보선요원과 열차가 일정 거리 이내로 접근하게 되면 경보음을 발생하여 기관사가 주의하면서 열차의 운행을 제어하도록 한다. 이것은 기관사가 미리 주의 운행을 함으로써 미리 예측하지 못한 위험 상황이 발생할 경우에도 기관사가 독자적으로 긴급 상황에 대처할 수 있도록 해주는 장점이 있다.

그리고 제어부(150)는 통신 포트(190)를 통해 철도 건널목 제어기기, 열차 안내 방송 시스템, 열차 방호 시스템, 정비 관리 시스템과의 통신을 통해 열차 운행을 제어함으로써, 최적의 안전 운행을 도모하게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 열차 접근 검출 및 경보 시스템의 동작 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 보선요원이 휴대한 휴대용 열차접근 경보장치(보수요원 단말)와 열차에 탑재되는 열차용 단말기(열차 단말)는 일정 주기로 각자의 위치 정보를 CDMA 통신을 통해 센터 시스템(철도통합 사령실 시스템)으로 송신한다,

센터 시스템은 보선 요원과 4Km 반경 내의 열차를 검색하여 열차가 검색되면, 열차용 단말기에는 보선요원의 위치 정보를 전송해주고, 휴대용 열차접근 경보장치에는 열차의 위치 정보를 전송해준다.

이후 휴대용 열차접근 경보장치는 자신의 위치와 열차와의 위치를 계산하여, 2km까지 열차가 접근하면 그때부터 경보를 발생하여 보선요원이 대피를 하도록 하며, 대피를 완료하면 해당 정보를 센터 시스템으로 전송하여 열차의 기관사에게도 알려주도록 한다.

열차가 보선 요원을 통과하게 되면 휴대용 열차접근 경보장치에서 통과 작업 시작 표시를 하게 되고, 이를 수신한 센터 시스템에서 상황 종료를 휴대용 열차접근 경보장치와 열차용 단말기에 전송하면 각 기기는 정상 주기로 변경하여 이전과 동일한 동작을 수행하게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위 에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 철도 보선요원(작업자) 및 열차의 위치를 실시간으로 추적하여 보선요원과 열차의 기관사에게 정보를 제공함으로써 열차가 일정거리 접근시에 자동으로 경보를 울려줌으로써 보선요원이 안전하게 대비할 수 있는 장점이 있다.

또한, 열차의 기관사에게 사전에 보선요원의 위치를 알려줌으로써 열차의 안전 운행에 도움을 제공해주는 이점도 있다.

또한, 중앙 센터(철도 통합 사령실 시스템)에서는 전국 열차의 운행 및 작업 상황을 한눈에 파악할 수 있는 장점도 있다.

Claims

열차접근 검출 및 경보 시스템에 있어서,

GPS 데이터를 출력하는 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 열차의 위치를 판단 및 표시하고, 그 열차 위치 정보와 운행정보를 CDMA 망을 통해 송신하며, 상기 CDMA망을 통해 공사구간 및 보선요원의 위치 정보와 후술되는 고정용 열차접근 경보장치의 위치 정보를 수신하여 상기 열차의 위치 정보와 비교한 후 일정 거리 접근시 이동속도와 위치 및 방향에 관한 경보를 수행하는 열차에 탑재되는 열차용 단말기와;

상기 위성으로부터 송출되는 위성 좌표를 수신하여 현재 자신의 위치를 판단하고, 상기 CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하며, 상기 CDMA망을 통해 수신된 열차 위치 정보와 자신의 위치 정보를 비교하여 상기 열차가 자신의 위치로 접근하는 경우 경보를 수행하는 작업자가 휴대하는 휴대용 열차접근 경보장치와;

철도 건널목이나 각 역사에 설치되고, 철도 건널목이나 역사로 접근하는 열차의 속도와 운행 방향 및 도착 예정 정보를 상기 CDMA망을 통해 실시간으로 수신하여 디스플레이하는 고정용 열차접근 경보장치와;

상기 CDMA망과 연결되어 상기 열차용 단말기와 상기 휴대용 열차접근 경보장치와의 통신 연결을 수행하는 유무선 통합 게이트웨이와;

상기 유무선 통합 게이트웨이와 연결되어 메시지의 스위칭 기능을 수행하고, 트래픽 제어를 수행하는 메시지 스위치와;

상기 메시지 스위치를 통해 전송되는 보선요원과 열차 위치 정보를 데이터베이스에 저장하고 관리하는 위치 관리 서버와;

상기 메시지 스위치와 상기 데이터베이스와 연결되어 웹을 이용하여 지도 및 차량 정보를 제공하는 웹서버와;

상기 인터넷망을 통해 상기 웹서버와 상기 지역 역사 관제 시스템과 연결되어 철도 관련 전반적인 제어를 수행하되, 상기 열차의 현재 위치와 보선요원의 작업 위치를 표시하고, 열차와 보선 요원의 일정 거리 근접시 알람 표시 기능을 수행하는 철도 통합 사령실 시스템을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차 접근 검출 및 경보 시스템.
제1항에 있어서, 상기 인터넷망을 통해 상기 웹서버와 접속하여 지역 역사 내의 열차 및 보선요원 정보를 관리하는 지역 역사 관제 시스템을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차 접근 검출 및 경보 시스템.
제1항에 있어서, 상기 철도 통합 사령실 시스템은 긴급 상황 위치 표시 기능, 공사중 차단 위치 표시 기능, 일정 기간의 보선요원 작업 경로 표시 기능, 열차와 보선요원의 일정거리 근접 시 알람 표시 기능, 천재지변으로 긴급 상황 발생시 위치 입력 및 열차 방호 기능, 서행 운행 개소 위치 입력 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 열차 접근 검출 및 경보 시스템.
제1항에 있어서, 상기 열차용 단말기는,

상기 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하고, 필요한 정보를 추출하여 출력하는 GPS수신기와;

열차 운행에 관한 정보가 저장되는 운행정보 저장부와;

운행 준비, 운행 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 터치 스크린과;

상기 열차용 단말기의 각 장치에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부와;

상기 전원 공급부에서 공급하는 전원으로 구동하고, 내부 메모리에 저장된 운영 및 제어 프로그램에 따라 단말기 전체 동작을 제어하는 제어부와;

상기 제어부와 연결되어 CDMA망을 통해 열차 위치 정보를 전송하고, 보선요원 위치 정보와 공사구간 위치 정보 및 지도 정보를 수신하는 CDMA 송수신기와;

상기 제어부의 제어에 따라 열차 위치 정보와 보선요원 위치정보 등을 화면에 디스플레이하는 LCD와;

상기 제어부의 제어에 따라 경보음을 외부로 송출하는 스피커와;

상기 제어부와 연결되어 철도 건널목 정보와 열차 안내 방송 정보와 열차 방호 정보와 정비 관리 정보를 외부 기기와 데이터 통신하기 위한 통신 포트를 포함 하는 것을 특징으로 하는 열차 접근 검출 및 경보 시스템.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 열차접근 경보장치는,

상기 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 원래의 신호로 복원하고, 필요한 정보를 추출하여 출력하는 GPS수신기와;

대기 모드, 작업 시작, 장비 점검에 관련한 기능을 입력하기 위한 키 버튼과;

휴대용 열차접근 경보장치의 각 블록에 필요한 구동 전원을 공급해주는 전원 공급부와;

시스템 운영 및 제어에 관한 프로그램이 내장되고, 시스템 운영중에 발생되는 데이터를 저장하는 메모리를 포함하고, 위치 정보의 표시 및 열차 접근 알람 발생을 제어하는 제어부와;

상기 제어부와 연결되어 CDMA망을 통해 자신의 위치 정보를 전송하고, 열차 위치 정보를 수신하는 CDMA 송수신기와;

상기 제어부와 연결되어 열차 접근에 관련한 메시지를 화면에 디스플레이하는 LCD와;

상기 제어부의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보음을 외부로 송출하는 부저와;

상기 제어부의 제어에 대응하여 열차 접근에 대한 경보를 진동을 발생하는 진동모터와;

상기 제어부와 접속되어 외부기기와의 데이터 통신을 수행하는 통신 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 접근 검출 및 경보 시스템.