KR20070094211A - 열차 신호 전송 장치 및 그 제어방법과, 이를 이용한스크린도어 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열차에 설치된 각종 차상장치에서 발생하는 신호를 지상에 설치된 지상장치로 전송하는 열차 신호 전송 장치 및 이를 이용한 스크린 도어 제어시스템에 관한 것으로, 특히, 열차에 설치되어, 입력되는 신호를 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부; 지상에 설치되며 소정의 공진 주파수로 발진하다가, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소가 소정의 거리 이내로 접근하면, 이 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소와의 임피던스 매칭에 의한 주파수 변화로부터 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 검출하여, 열차에서 전송된 신호를 산출하여 출력하는 지상신호제어부; 및, 열차에 설치된 차상장치에서 지상에 설치된 지상장치로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 해당 신호를 출력하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치 및 이를 이용한 스크린도어 제어시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 열차의 차상장치에서 발생하는 제어신호를 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으로 검출하여 출력함으로써 차상장치에서 지상장치로의 신호 전송에 대한 고도의 신뢰성을 확보하여 신호 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지할 수는 효과가 있다.

열차 신호 전송, 스크린 도어, 임피던스 매칭

Description

열차 신호 전송 장치 및 그 제어방법과, 이를 이용한 스크린도어 제어시스템 및 그 제어방법{SYSTEM AND METHOD TO TRANSMIT TRAIN SIGNAL AND SCREEN DOOR SYSTEM TO USING THAT}

도 1 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치"의 구성을 나타낸 구성도,

도 2 는 종래 스크린 도어 시스템의 구성을 나타낸 블록도,

도 3 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치" 중 차상신호제어부의 구성을 나타낸 회로블럭도,

도 4 는 본 발명 "열차 신호 전송 장치" 중 지상신호제어부의 구성을 나타낸 회로블럭도,

도 5 는 본 발명에 따른 차상발진부의 일 구성예를 나타낸 회로도,

도 6 은 본 발명에 따른 지상발진부와 차상발진부의 결합관계의 일 실시예를 나타낸 회로도,

도 7 은 본 발명에 따른 신호 전송 파형의 일실시예를 나타낸 파형도,

도 8 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치의 제어방법" 중 차상신호제어부제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 9 는 본 발명 "열차 신호 전송 장치의 제어방법" 중 지상신호제어부제어 방법을 나타낸 제어흐름도,

도 10 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템"의 구성을 나타낸 구성도,

도 11 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템"의 구성 중 차상신호제어부의 구성을 나타낸 회로블럭도,

도 12 는 본 발명 "열차 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템"의 구성 중 지상신호제어부의 구성을 나타낸 회로블럭도,

도 13 은 본 발명에 따른 지상발진부와 차상발진부의 결합관계의 다른 실시예를 나타낸 회로도,

도 14 는 본 발명에 따른 신호 전송 파형의 다른 실시예를 나타낸 파형도,

도 15 는 본 발명 "열차 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법" 중 차상신호제어부제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 16 은 본 발명 "열차 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법" 중 지상신호제어부제어방법을 나타낸 제어흐름도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 차상신호제어부 110: 신호입력부

120: 차상제어부 130: 스위칭부

140: 차상발진부 150: 표시부

200: 지상제어부 210: 지상발진부

220: 주파검출부 230: 지상제어부

240: 신호출력부 250: 열차진입검출부

260: 신호종합출력부 270: 데이터베이스부

S100: 차상신호제어부제어단계 S110: 신호입력검출단계

S120: 입력신호분석단계 S130: 신호전송단계

S140: 전송신호표시단계 S200: 지상신호제어부제어단계

S210: 발진단계 S220: 전송신호수신단계

S230: 전송신호분석단계 S240: 전송신호출력단계

S250: 차상발진부동작판단단계

본 발명은 열차에 설치된 각종 차상장치(열차에 설치되는 장치들을 통칭하여 "차상장치"라 한다. 이하 같다)에서 발생하는 신호를 지상에 설치된 지상장치(선로를 포함한 지상에 설치되는 장치들을 통칭하여 "지상장치"라 한다. 이하 같다)로 전송하는 열차 신호 전송 장치 및 이를 이용한 스크린 도어 제어시스템에 관한 것으로, 특히, 열차에 설치된 차상신호제어부에서 차상장치에서 발생하는 신호를 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으로 검출하여 출력함으로써 차상장치에서 지상장치로의 신호 전송에 대한 고도의 안전 신뢰성을 확보하여 신호 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 열차는 고도의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 열차의 안전성을 확보하고 운행 효율을 높이기 위해 많은 장치들이 지속적으로 개발되어 사용되어 왔다.

이러한 장치들은 공통적으로 신호 검출의 신뢰성을 확보할 수 있는 지상(선로)에서 열차의 선로 점유상태, 선행하는 열차와의 거리, 당행 열차의 안전운행속도 등을 산출하여 열차로 전송함으로써 열차의 안전 확보 및 운행 효율을 높이고 있다.

예를 들어, 선로를 따라 지상에 설치된 지상장치에서 열차의 선로점유 상태를 검출하여 선행하는 열차와의 거리, 제동 안전 거리, 안전 운행 속도 등을 산출한 후 열차에 설치된 차상장치로 그 값을 전송하여 열차 운행을 제어함으로써 안전거리 미 확보 등으로 인한 사고 발생을 방지하고 운행 효율을 높이고 있다.

열차자동정지장치(AUTOMATIC TRAIN STOP SYSTEM : ATS)는 선행하는 열차와 당행 열차와의 거리 검출(선로 점유 상태)로부터 안전거리를 산출하여 열차의 차상장치에 전송함으로써 열차 안전을 확보하는 대표적인 장치이다.

기술이 발전함에 따라 열차의 안전성을 더욱 확고히 하고 열차 운전의 편리성, 더 나아가 무인 자동 운전을 위하여 지상장치에서 차상장치로 전송하는 정보의 종류가 다양해지고 많아짐에 따라 열차 자동 보호 장치(AUTOMATIC TRAIN PROTECTOR : ATP), 열차자동제어장치(AUTOMATIC TRAIN CONTROL SYSTEM : ATC), 열차자동운전장치(AUTOMATIC TRAIN OPERATING SYSTEM : ATO) 등과 같은 장치가 지속적으로 개발되어 사용되고 있다.

이러한 열차 운행 제어장치들은 종래 보다 더 많은 정보를 지상장치에서 차상장치로 전송함으로써 열차의 안전성 및 운행 효율을 개선하고 운전의 편리성을 도모하고 있다.

기술이 더욱 발전하고 열차를 이용한 승객 운송량이 많아짐에 따라 승강장 내 승객의 안전을 도모하기 위하여 스크린 도어 시스템(SCREEN DOOR SYSTEM)이 개발되었다.

스크린 도어 시스템은 승강장 선단에 고정도어와 가동도어를 설치하여 승강장과 선로부를 차단함으로써 역사내의 승객안전과 공조효율 및 공기의 질을 향상시키기 위한 설비로, 이러한 시스템의 개발로 인하여 지상장치에서 차상장치로 전송하던 신호의 방향이 차상장치에서 지상장치로 전송하는 영역으로 확대되었다.

즉, 종래의 열차 운행 제어장치들은 지상장치에서 열차의 운행 상태 및 조건 등을 검출하여 차상장치로 전송함으로써 열차의 운행을 제어하였으나, 스크린 도어 시스템과 같은 장치의 개발로 인하여 차상장치에서 발생하는 신호를 지상장치로 안전하게 전송하여야 할 필요성이 대두되었다.

예를 들어, 스크린 도어 시스템의 문 열림 제어의 경우 운전자가 열차를 승강장의 정위치에 정차시킨 후 문 열림 조작 스위치를 조작하거나, 또는 열차자동 정지장치에서 문 열림 제어 신호를 발생하면 이를 나타내는 제어신호를 지상에 설치된 스크린 도어 시스템으로 무선 전송하여 문 열림 제어를 실시하고 있다.

그러나 상기와 같이 차상장치에서 지상장치로 신호를 전송하는 종래 시스템의 경우에는 신호 전송 수단으로 RF(RADIO FREQUENCY) 신호 전송 기술을 사용함으 로 인해 RF 신호 전송 기술의 특성이 갖는 전송 오류가 발생하게 되고 이로 인한 오동작이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 종래의 열차 운행 자동 제어장치들은 지상장치에서 차상장치로의 신호 전송을 그 주목적으로 하고 있어 이러한 기술적 진보는 상당한 수준에 이르러 있으나 차상장치에서 지상장치로 신호를 전송하는 신뢰성 있는 기술에 대해서는 그 개발이 미미한 상태이다.

따라서, 스크린 도어 시스템과 같이 열차의 차상장치에서 지상에 설치된 지상장치로 신호를 전송할 필요가 있을 경우에는 다른 산업분야에서 사용하는 RF 신호 전송 기술을 채용하고 있다.

도2는 스크린 도어 시스템의 일례를 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이 각 스크린도어(21)의 동작을 제어하는 개별제어반(23)과 상기 개별제어반(23)이 다수개 접속된 종합제어반(27)으로 구성되어, 차상장치(11)에서 RF송신기(12)와 RF수신기(26)를 통해 전송된 제어 명령, 또는 조작반에서 전송되는 제어 명령에 따라 스크린도어(21)의 동작을 제어한다.

도면 중 미설명 부호 (22)는 비상스위치, (24)는 장애물감지센서, (25)는 끼임감지센서, (28)은 출입문개폐확인센서를 각각 나타내며, 승무원조작반(29)은 열차 선두차량의 승무원이 차량에서 손을 뻗어 스크린도어(21)의 개폐를 조작하는 동시에 도어의 열림을 확인할 수 있는 장치를 말하고, 승강장조작반(30)은 승강장에 설치되어 역무원이 스크린도어(21)의 개폐를 조작하는 동시에 개폐 상태를 확인할 수 있는 장치를 말하며, 역무실조작반(31)은 역무실에 설치되어 역무원이 스크린도어(21)의 개폐를 조작하는 동시에 도어의 개폐 상태를 확인할 수 있도록 하는 장치를 말한다.

그러나 상기와 같이 종래 열차 시스템의 신호 전송을 위해 사용하는 RF 신호 전송 기술은 다양한 무선기기(핸드폰, 텔레비전, 라디오 등)와 많은 종류의 전기 전자기기를 사용하는 현대 생활 공간에 있어서 혼선, 잡음, 수신불량 등으로 인한 신호 전송 오류가 발생하게 되어 높은 신뢰성을 확보할 수 없다는 문제점이 있었다.

실질적으로 현재 국내에 설치된 스크린 도어 시스템에서 사용하는 RF 방식의 신호 전송의 경우 약 100,000분의 1에 해당하는 비율로 오작동 요소를 안고 있으며, 이러한 오작동이 열차의 승강장 진입이나 출발 시, 또는 승객의 승하차 시에 발생하였을 경우에는 사고로 이어질 수 있다는 문제점이 있었다.

즉, 열차에 설치된 차상장치에서 지상에 설치된 지상장치로 신호를 전송하는 종래의 RF 신호 전송 장치의 경우에는 고도의 신뢰성을 확보할 수 없어 혼선, 잡음, 수신불량 등으로 인한 신호 전송 오류가 발생하게 되고 이로 인해 오동작이 발생하여 사고를 유발하게 된다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 열차의 차상장치에서 발생하는 제어신호를 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으 로 검출하여 출력함으로써 차상장치에서 지상장치로의 신호 전송에 대한 고도의 신뢰성을 확보하여 신호 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지할 수 있는 열차 신호 전송 장치 및 그 제어방법과, 이를 이용한 스크린 도어 시스템 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

즉, 입력되는 신호에 따라 소정의 공진 주파수를 갖는 차상신호제어부를 열차에 설치하고, 상기 차상신호제어부와 일정 거리 이하가 되었을 경우 동작하여 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상으로 상기 차상신호제어부에서 지령하는 공진 주파수를 검출하여 해당 신호를 출력하는 지상신호제어부를 지상에 설치하여, 차상장치에서 발생하는 신호를 지상장치로 전송함으로써 혼선, 잡음, 수신 불량과 같은 종래의 문제점을 제거하여 고도의 전송 신뢰성을 갖도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성 1 "열차 신호 전송 장치”는,

열차에 설치되어, 입력되는 신호를 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부;

지상에 설치되며 소정의 공진 주파수로 발진하다가, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소가 소정의 거리 이내로 접근하면, 이 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소와의 임피던스 매칭에 의한 주파수 변화로부터 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 검출하여, 열차에서 전송된 신호를 산출하여 출력하는 지상신호제어부; 및,

열차에 설치된 차상장치에서 지상에 설치된 지상장치로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 해당 신호를 출력하는 것;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 차상신호제어부는,

열차에 설치된 차상장치에서 발생하는 신호, 또는 운전자의 조작에 의해 발생하는 신호를 입력받는 신호입력부; 하나 이상의 스위칭소자로 이루어져 소정의 제어신호에 의해 스위칭 되는 스위칭부; 상기 스위칭부에 접속되며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 소정의 공진 주파수를 갖는 공진회로를 형성하는 차상발진부; 및, 상기 신호입력부와 스위칭부 사이에 접속되어, 상기 신호입력부에서 입력되는 신호에 따라 상기 차상발진부가 기 설정된 소정의 공진 주파수를 형성하도록 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 신호입력부는, 운전자의 조작에 의해 스위칭 되는 하나 이상의 스위치로 이루어져 상기 스위치 조작에 따른 신호를 상기 차상제어부에 입력하는 스위치조작부, 또는 차상장치의 신호 출력단을 상기 차상제어부에 인터페이싱 시키는 인터페이스부를 하나 이상 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

예를 들어, 스크린 도어의 "문 열림", "재 개폐", "문 닫힘"에 대한 제어신호를 발생하는 3개의 스위치로 상기 스위치조작부를 구성하거나, 또는 ATO에서 발생하는 열차 문 개폐 제어신호를 검출하여 이를 상기 차상제어부에 인터페이싱 시 키는 인터페이스부를 구성하여 상기 신호입력부를 구성할 수 있다.

어떤 신호를 검출하여 그 출력 형태 및 레벨을 변환시키는 인터페싱 기술은 공지된 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 차상발진부의 공진회로에서 형성하는 공진 주파수는 두 개 이상임을 특징으로 한다.

상기 차상발진부는, 코일과 콘덴서로 이루어진 LC 공진회로나, 또는 저항과 콘덴서로 이루어진 RC 공진회로나, 또는 저항과 코일과 콘덴서로 이루어진 RLC 공진회로 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 구성되어, 상기 각 공진회로의 구성 요소 중 어느 하나의 구성요소, 또는 구성요소 전체에 대한 값을 변화시킴으로써 그 공진 주파수를 가변할 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

예를 들어, LC 공진회로로 차상발진부를 구성하고, 콘덴서 C값의 변화에 따라 공진 주파수가 변화되도록 구성하여 1MHz에서 1.5MHz 까지 0.1MHz 단위로 각기 다른 공진 주파수가 설정되도록 구성할 경우에는, 코일 L에 콘덴서 C를 5개 병렬 접속하여 스위칭부를 통해 그 접속을 제어함으로써 5가지의 공진 주파수가 설정되도록 할 수 있다. 이때 상기 5개의 콘덴서 C 값은 1MHz에서 1.4MHz의 공진 주파수를 형성하도록 하는 값이다. 또한, 콘덴서 C 대신에 코일 L 값을 변화시켜 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 차상발진부는, 상기 신호입력부를 통해 입력되는 신호가 없을 경우에는 이를 나타내는 소정의 공진 주파수를 갖도록 구성되다가 상기 신호입력부를 통해 신호가 입력되면, 상기 입력되는 신호에 따라 기 설정된 다른 공진 주파수를 갖도 록 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 차상발진부는, 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우에도 이를 나타내는 소정의 공진 주파수를 갖도록 하는 것으로, 이 공진 주파수의 존재 유무로부터 차상발진부가 정상적으로 동작하는 지의 여부를 검출할 수 있도록 페일 세이프(FAIL-SAFE) 기능을 부가한 것이다.

예를 들어, 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우, 즉, 상기 신호입력부를 통해 입력되는 신호가 없을 경우에는 1MHz의 공진 주파수를 갖도록 하다가 신호 입력에 따라 1.1MHz, 1.2MHz, 1.3MHz, 1.4MHz 등의 값을 갖도록 하는 것으로, 이는 상기 차상신호제어부가 근접해 있음에도 불구하고 아무 공진 주파수도 검출되지 않으면 이를 차상신호제어부의 고장으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생함으로써 정상동작 여부를 용이하게 알 수 있음은 물론 이로 인해 신속한 보수를 행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 차상제어부에서 차상발진부의 공진 주파수 형성을 제어하여 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 나타낼 경우에는, 소정의 듀티비로 공진 주파수 형성을 제어하여 전송 신호를 나타냄을 특징으로 한다.

예를 들어, 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우에는 공진 주파수를 형성하지 않는다고 가정할 경우, 1MHz에 대한 듀티비 20%는 "문 열림" 신호, 50%는 "재 개폐" 신호, 80%는 "문 닫힘" 신호로 설정하여 나타낼 수 있다.

차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우에는 1MHz의 공진 주파수를 형성하고, 신호가 있을 경우에는 1.1MHz의 공진 주파수를 형성한다고 할 경 우, "문 열림" 신호는 1MHz와 1.1MHz의 신호 듀티비 20%로 나타내고, "재 개폐" 신호는 듀티비 50%로 나타내며, "문 닫힘" 신호는 듀티비 80%로 나타낼 수 있다.

이와 같이, 차상발진부를 이용하여 공진 주파수를 형성 할 시 그 공진 주파수 형성 시간을 제어하여 펄스폭 변조(PULSE WIDTH MODULATION; PWM) 제어를 실시함으로써 차상장치에서 지상장치로 전송하는 많은 신호를 전송할 수 있다.

상기 차상제어부에서 차상발진부의 공진 주파수 형성을 제어하여 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 나타낼 경우에는, 두 가지 이상의 공진 주파수를 조합하여 나타냄을 특징으로 한다.

예를 들어, 두 가지의 공진 주파수를 형성하여 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 나타낼 경우, 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우에는 1MHz의 공진 주파수를 지속적으로 형성하도록 하다가, "문 열림" 신호가 발생하였을 경우에는 1MKHz와 1.1MHz의 공진 주파수를 교변하여 나타내도록 제어하고, "재 개폐" 신호는 1MHz와 1.2MHz의 공진 주파수를 교변하여 나타내도록 제어하며, "문 닫힘" 신호는 1MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를 교변하여 나타내도록 제어함으로써 전송하는 신호의 종류를 나타낼 수 있다.

즉, 차상발진부를 통해 형성하는 공진 주파수의 주파수를 제어하여 FSK(FREQUENCY SHIFT KEYING;주파수편이방식) 변조, 또는 주파수 변조(FREQUENCY MOFULATION; FM)를 실시함으로써 전송하는 신호의 종류를 나타낼 수 있다.

이때, FSK 제어와 PWM 제어를 병행하여 더욱 많은 종류의 신호를 나타낼 수 있음은 물론, 3가지 이상의 공진 주파수를 교변하여 사용함으로써 더욱 많은 수의 신호를 전송할 수 있다.

또한, 상기 예에서는 1MHz의 주파수 대역을 설정하여 설명하였으나 상기 주파수 대역은 임의로 설정할 수 있음은 물론이다.

상기 차상제어부는 입출력단자와, 연산장치, 메모리 및 경우에 따라 A/D 컨버터 기능을 갖춘 마이컴으로 구성됨이 바람직하다. 또한, 상기 메모리는 내부 메모리 및 외부 메모리, 또는 메모리 카드 등으로 구성 가능하다.

또한, 상기의 구성에 있어서 상기 신호입력부, 또는 차상제어부 중 어느 하나에 접속되어 상기 신호입력부에서 입력된 신호를 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 표시부는 현재 전송되는 신호가 어떤 신호인지를 운전자에게 알려주기 위한 것으로, LED나 램프, 또는 LCD 등을 사용하는 공지의 시각표시장치로 이루어진 시각표시부, 또는 하나 이상의 음을 발생하는 공지의 음발생장치나 음성합성장치로 이루어진 청각표시부로 구성된다.

예를 들어, 스크린 도어 시스템의 "문 열림" 신호가 지상장치로 전송될 경우에는 이를 나타내는 시각표시장치나 청각표시장치를 통해 "문 열림" 신호가 지상장치로 전송되고 있음을 운전자에게 알려주거나 또는, 음성합성을 통해 "문이 열립니다", "문이 닫힙니다", "재 개폐중입니다"와 같은 음성을 출력하여 운전자에게 나타내 줄 수 있다. 이때 상기 시각표시부와 청각표시부를 병행하여 장착할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 지상신호제어부는,

상기 차상신호제어부 차상발진부의 설치위치와 대응되는 위치의 지상에 설치되어, 소정의 공진 주파수로 발진하는 지상발진부; 상기 지상발진부에 접속되어 상기 지상발진부의 발진 주파수를 검출하는 주파수검출부; 상기 주파수검출부에 접속되어 상기 주파수검출부에서 출력되는 주파수로부터 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 산출하여 출력하는 지상제어부; 및, 상기 지상제어부와 지상장치 사이에 접속되어 상기 지상제어부에서 출력되는 신호를 지상장치에 입력하는 신호출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 지상발진부는, 코일과 콘덴서로 이루어진 LC 공진회로나, 또는 저항과 콘덴서로 이루어진 RC 공진회로나, 또는 저항과 코일과 콘덴서로 이루어진 RLC 공진회로 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 지상발진부를 코일을 사용하는 공진회로로 구성하였을 경우 상기 코일은 소정의 결합도를 갖는 2조의 코일로 구성되어 주파수 검출 특성을 향상시킴을 특징으로 한다.

상기 소정의 결합도를 갖는 2조의 코일은 상호임피던스가 부(-)의 특성을 갖도록 구성함을 특징으로 한다.

이러한 지상발진부는, 상기 지상발진부를 LC 공진회로나 RLC 공진회로로 구성하였을 경우 상기 코일 L을 2조의 코일로 구성하여 소정의 결합도를 갖도록 배치함으로써, 주파수 인입 특성을 향상시켜 차상발진부의 공진 주파수 검출 특성을 향상 시키기 위한 것이다.

또한, 상기의 구성요소에 있어서, 열차의 진입여부를 검출하여 이를 나타내 는 신호를 상기 지상제어부에 입력하는 열차진입검출부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차진입검출부는, 열차의 진입을 검출하는 접촉센서, 무접촉센서, 초음파센서, 광센서, 레이저센서, 자기센서, 휠센서 등으로 이루어질 수 있는 것으로 이의 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 지상제어부는, 상기 열차진입검출부에서 입력되는 신호로부터 열차의 진입 여부를 검출하여 상기 지상발진부의 발진 동작을 제어함을 특징으로 한다.

이러한 지상제어부는, 열차가 진입할 경우에만 상기 지상발진부를 동작시킴으로써 불필요한 동작 및 이로 인한 전력소모를 감소시키기 위한 것이다.

상기 지상제어부는, 상기 열차진입검출부에서 입력되는 신호로부터 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과하도록 상기 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않았을 경우에는 이를 상기 차상발진부의 동작 불량으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생함을 특징으로 한다.

이러한 지상제어부는, 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 열차에 설치된 차상발진부가 도달하기까지의 소정의 시간이 경과되도록 상기 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않으면 이를 차상발진부의 동작 불량으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생함으로써 유지 보수를 신속히 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 지상제어부는 입출력단자와, 연산장치, 메모리 및 경우에 따라 A/D 컨버터 기능 등을 갖춘 마이컴으로 구성됨이 바람직하다.

상기 메모리는 메모리 카드, 하드디스크 등과 같은 외부 메모리로 구성할 수 있음은 물론이다.

상기의 구성에 있어서 상기 지상신호제어부는 ,상기 지상제어부에 접속되어 차상발진부의 작동 이력 및 열차 신호 전송 이력 등을 데이터베이스화하는 데이터베이스부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 지상신호제어부는 상기 데이터베이스부를 통해 열차 신호 전송 이력, 차상발진부의 동작 여부 등을 데이터베이스화함으로써 유지 보수를 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 본 발명 "열차 신호 전송 장치의 제어방법"은,

열차에 설치되며, 신호입력부와, 스위칭부와, 차상발진부와, 차상제어부와, 표시부를 포함하여 이루어져 열차에서 발생하는 신호를 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부; 및, 지상에 설치되며, 지상발진부와, 주파수검출부와, 지상제어부와 신호출력부와 경우에 따라 열차진입검출부와 데이터베이스부를 포함하여 이루어져 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 열차에서 전송되는 신호를 출력하는 지상신호제어부로 구성되어 열차에서 발생하는 신호를 지상장치로 전송하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법에 있어서,

상기 열차 신호 전송장치의 제어방법은,

열차에서 지상장치로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부제어단계와, 상기 차상신호제어부제어단계를 수행하여 변환한 공진 주파수를 상기 지상신호제어부를 통해 검출하여 열차에서 전송된 신호를 산출하여 출력하는 지상신호제어부제어단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 차상신호제어부제어단계는,

상기 신호입력부를 통해 지상장치로 전송하는 신호가 입력되는지의 여부를 지속적으로 판단하는 입력신호검출단계;

상기 입력신호검출단계를 수행한 결과 지상장치로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우, 입력된 신호에 따라 기 설정된 공진 주파수를 독출하는 입력신호분석단계; 및,

상기 입력신호분석단계를 수행하여 독출한 공진 주파수를 형성하도록 상기 차상발진부의 동작을 제어하는 신호전송단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 신호전송단계를 수행 한 후, 지상장치로 전송되는 신호의 종류를 표시부를 통해 나타내는 전송신호표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 지상신호제어부제어단계는,

상기 지상발진부의 동작을 제어하여 소정의 공진 주파수로 상기 지상발진부를 발진시키는 발진단계;

상기 발진단계를 수행한 후 상기 주파수검출부를 통해 상기 지상발진부의 주파수를 검출하여 상기 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화되었는지의 여부를 지속적으로 검출하는 전송신호수신단계;

상기 전송신호수신단계를 수행한 결과 상기 지상발진부의 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화된 것으로 판단되었을 경우 상기 지 상제어부를 통해 그 변화 특성을 분석하여 열차에서 전송된 신호를 산출하는 전송신호분석단계; 및,

상기 전송신호분석단계를 수행하여 산출한 전송 신호를 상기 신호출력부를 통해 출력하는 전송신호출력단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 발진단계는, 열차의 진입여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단되면 상기 지상발진부의 동작을 제어하여 전송 신호를 수신함을 특징으로 한다.

또한, 상기의 구성에 있어서 열차의 진입 여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않을 경우에는 이를 차상발진부의 오동작으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성 1 "열차 신호 전송장치 및 그 제어방법"은, 열차에서 지상으로 신호를 전송하고자 할 경우 전송하고자 하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으로 수신하여 출력함으로써 차상장치에서 지상장치로의 신호 전송에 대한 고도의 안전 신뢰성을 확보하여 신호 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지 할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

한편 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성 2 "열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템"은,

스크린도어와, 상기 스크린도어의 동작을 제어하는 개별제어반과, 상기 개별 제어반의 동작을 제어하는 종합제어반 및 다수의 감지 센서와 조작반으로 이루어져 승강장과 선로부를 차단함으로써 역사 내의 승객 안전을 도모하는 스크린 도어 시스템에 있어서,

상기 스크린 도어 제어시스템은,

열차에 하나 이상 설치되며, 입력되는 스크린도어 제어 신호를 소정의 공진주파수로 변환하는 차상신호제어부;

선로 일측, 또는 승강장 측면에 하나 이상 설치되며 소정의 주파수로 발진하다가, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소가 소정의 거리 이내로 접근하면, 이 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소와의 임피던스 매칭에 의한 주파수 변화로부터 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 검출하여, 열차에서 전송된 스크린도어 제어 신호를 산출하여 종합제어반으로 출력하는 지상신호제어부; 및,

열차에서 지상으로 전송하는 스크린도어 제어신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 종합제어반으로 출력하는 것;

을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 차상신호제어부는,

열차에서 발생하는 스크린도어 제어신호를 입력하는 신호입력부; 하나 이상의 스위칭소자로 이루어져 소정의 제어신호에 의해 스위칭 되는 스위칭부; 상기 스위칭부에 접속되며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 소정의 공진 주파수를 갖 는 공진회로를 형성하는 차상발진부; 및, 상기 신호입력부와 스위칭부 사이에 접속되어, 상기 신호입력부에서 입력되는 신호에 따라 상기 차상발진부가 기 설정된 소정의 공진 주파수를 형성하도록 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 지상신호제어부는,

상기 차상신호제어부 차상발진부의 설치위치와 대응되는 위치의 지상에 설치되어, 소정의 공진 주파수로 발진하는 지상발진부; 상기 지상발진부에 접속되어 상기 지상발진부의 발진 주파수를 검출하는 주파수검출부; 상기 주파수검출부에 접속되어 상기 주파수검출부에서 입력되는 주파수로부터 열차에서 전송되는 스크린도어 제어신호를 산출하여 출력하는 지상제어부; 및, 상기 지상제어부에 접속되어 상기 지상제어부에서 출력되는 신호를 출력하는 신호출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 지상신호제어부는, 열차 신호 전송 이력관리, 차상발진부 이력관리 등을 수행하는 데이터베이스부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기에 있어서 두 개 이상의 차상신호제어부와 두 개 이상의 지상신호제어부를 구성하였을 경우에는 상기 지상신호제어부 신호출력부에서 출력되는 신호를 종합하여 전송된 신호가 모두 같을 경우에만 종합제어반으로 신호를 출력하는 신호종합출력부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성 2 열차 "신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법"은,

열차에 설치되며, 신호입력부와, 스위칭부와, 차상발진부와, 차상제어부와, 표시부를 포함하여 이루어져 열차에서 발생하는 스크린도어 제어신호를 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부; 및, 지상에 설치되며, 지상발진부와, 주파수검출부와, 지상제어부와 신호출력부와 경우에 따라 열차진입검출부와 데이터베이스를 포함하여 이루어져, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 열차에서 전송되는 스크린 도어 제어신호를 출력하는 지상신호제어부;로 구성되어, 열차에서 발생하는 스크린 도어 시스템의 제어신호를 지상에 설치된 종합제어반으로 전송하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법에 있어서,

상기 제어방법은,

열차에서 지상에 설치된 종합제어반으로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부제어단계와, 상기 차상신호제어부제어단계를 수행하여 변환한 공진 주파수를 상기 지상신호제어부를 통해 검출하여 열차에서 전송된 스크린 도어 제어신호를 출력하는 지상신호제어부제어단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 차상신호제어부제어단계는,

상기 신호입력부를 통해 종합제어반으로 전송하는 신호가 입력되는지의 여부를 지속적으로 판단하는 입력신호검출단계;

상기 입력신호검출단계를 수행한 결과 종합제어반으로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우, 입력된 신호에 따라 기 설정된 공진 주파수를 독출하는 입 력신호분석단계; 및,

상기 입력신호분석단계를 수행하여 독출한 공진 주파수를 형성하도록 상기 차상발진부의 동작을 제어하는 신호전송단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 신호전송단계를 수행 한 후, 종합제어반으로 전송되는 신호의 종류를 표시부를 통해 나타내는 전송신호표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 지상신호제어부제어단계는,

상기 지상발진부의 동작을 제어하여 소정의 공진 주파수로 상기 지상발진부를 발진시키는 발진단계;

상기 발진단계를 수행한 후 상기 주파수검출부를 통해 상기 지상발진부의 주파수를 검출하여 상기 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화되었는지의 여부를 지속적으로 검출하는 전송신호수신단계;

상기 전송신호수신단계를 수행한 결과 상기 지상발진부의 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화된 것으로 판단되었을 경우 상기 지상제어부를 통해 그 변화 특성을 분석하여 열차에서 전송된 신호를 산출하는 전송신호분석단계; 및,

상기 전송신호분석단계를 수행하여 산출한 전송 신호를 상기 신호출력부를 통해 출력하는 전송신호출력단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 발진단계는, 열차의 진입여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단되면 상기 지상발진부의 동작을 제어하여 전송 신호를 수신함을 특징으로 한다.

또한, 상기의 구성에 있어서 열차의 진입 여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않을 경우에는 이를 차상발진부의 오동작으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성 2 "열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템 및 그 제어방법"은, 열차에서 발생하는 스크린 도어 시스템의 제어신호를 상기 차상신호제어부를 통해 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으로 수신하여 출력함으로써 전송 신뢰성을 확보하여 신호의 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지 할 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "열차 신호 전송 장치 및 이를 이용한 스크린 도어 제어시스템"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예1>

본 실시예1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성 1 "열차 신호 전송장치"에 대한 실시예를 나타낸 것이다.

본 실시예1에 있어서 신호입력부는 스위치조작부와 인터페이스부로 구성하고, 차상제어부와 지상제어부는 차상마이컴과 지상마이컴으로 각각 구성하며, 차상발진부와 지상발진부는 LC 공진회로로 구성한 것을 예로 하여 본 기술적 사상을 설 명한다.

또한, 본 실시예1에 있어서 열차에서 지상장치로 전송하는 신호가 없을 경우상기 차상발진자는 1.1MHz의 1차 공진 주파수를 가지며, 전송 신호가 있을 경우에는 상기 1.1MHz의 1차 공진 주파수와 1MHz의 2차 공진 주파수를 소정의 듀티비로 형성하여 나타내고, 그 전송하는 신호는"A", "B", "C" 3개로 한정하여 설명한다. 본 실시예에서는 20%, 50%, 80%의 듀티비를 사용한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 열차에서 전송하는 신호를 표시부를 통해 운전자에게 알려주도록 하며, 열차진입검출부를 통해 진입하는 열차를 검출하여 열차의 진입이 검출될 때 지상발진부를 동작시켜 전송 신호 수신 과정을 수행하며, 상기 열차의 진입이 검출 된 후 소정의 시간이 경과하도록 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않으면 이를 차상발진부의 오동작으로 인식하여 작동 불량을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성한다.

이와 같이 실시예1을 구성한 이유는 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 본 실시예1로부터 용이하게 유추, 구성할 수 있기 때문이다.

이하, 본 실시예1에 따른 구성 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명에 있어서 동일한 동작을 하는 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다.

먼저, 도1에서 도시되는 바와 같이, 신호입력부(110)의 출력단을 차상제어부(120)에 접속하고, 상기 차상제어부(120)의 출력단에 표시부(150)와 스위칭부(130)를 각각 접속 한 후, 상기 스위칭부(130)에 차상발진부(140)를 접속하여 본 실시예 1에 의한 차상신호제어부(100)를 구성한다.

또한, 지상발진부(210)의 출력단에 주파수검출부(220)를 접속하고, 상기 주파수검출부(220)의 출력단에 지상제어부(230)를 접속하며, 상기 지상제어부(230)의 출력단에 신호출력부(240)를 접속하고, 입력단에 열차진입검출부(250)를 접속하여 지상신호제어부(200)를 구성한다.

도면 중 미설명 부호 (M)은 열차 승무원(기관사)를 나타내고, (T)는 차상장치를 나타내며, (G)는 지상장치를 나타낸다.

상기 신호입력부(110)는, 도3에서 도시되는 바와 같이, 승무원(M)에 의해 조작되는 스위치 3개(SW11, SW12, SW13)로 이루어진 스위치조작부(111)와 ATO와 같은 열차의 차상장치(T)에서 발생하는 신호를 상기 차상제어부(120)에 인터페이싱 시키는 인터페이스부(112)로 구성한다.

어떤 신호를 검출하여 그 출력 형태 및 신호 레벨을 변환시키는 인터페이싱 기술은 공지된 바와 같으므로, 상기 인터페이스부(112)의 상세한 설명은 생략한다.

상기 표시부(150)는, 지상장치(G)로 전송하는 신호를 나타내는 것으로, 본 실시예1에서는 A, B, C 3개의 신호를 전송하므로 3개의 LED(LED1, LED2, LED3)를 사용하여 시각표시부(151)를 구성하고, 전송 중인 신호를 음성으로 나타내는 음성합성장치를 이용하여 청각표시부(152)를 구성한다.

음성합성장치(152)는 "A 신호입니다", "B 신호입니다"와 같이 지상장치(G)로 전송하는 신호를 나타내는 것으로 이의 구성은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 차상발진부(140)는, 1.1MHz의 1차 공진 주파수와 1MHz 2차 공진 주파수 2개를 갖도록 형성하여야 하므로 2개의 콘덴서(Ct1, Ct2)와 코일(Lt1)으로 구성하며, 전송하는 신호가 없을 경우에는 1.1MHz의 1차 공진 주파수를 형성하도록 설정하였으므로 1개의 릴레이를 사용하여 스위칭부(130)를 구성한다.

상기 차상제어부(120)는 입출력 단자와 연산모듈 및 내부, 또는 외부메모리를 갖는 마이컴으로 구성한다.

도면 중 미설명 부호 (R1) 내지 (R7)은 저항을 나타내며, (TR1)은 스위칭 트랜지스터를, (RY1)은 릴레이 가동코일을, (RYS1)은 릴레이 스위치접점을, (D1)은 역기전력 방지 다이오드를 각각 나타낸다.

한편, 상기 지상발진부(210)는, 도4에서 도시되는 바와 같이, 발진회로(211)와 코일(Lg1) 및 콘덴서(Cg1)를 이용하여 LC 발진회로를 구성한다. 코일과 콘덴서로 탱크회로를 구성하여 출력을 귀환시킴으로써 발진동작을 시키는 발진회로에 대한 것은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 주파수검출부(220)는, 1차 공진주파수(1.1MHz)와 2차 공진 주파수(1.0MHz)를 각각 검출하는 제1 밴드패스 필터(BPF1)(221)와 제2 밴드패스필터(BPF2)(222)로 구성한다.

상기 신호출력부(240)는 지상마이컴(230)의 제어에 따라 스위칭되는 스위칭 트랜지스터(TR2, TR3, TR4)로 구성하여 지상제어부(230)에서 출력되는 신호 "A", "B", "C"를 지상장치(G)에 전송하도록 구성한다.

상기 지상제어부(230)는 입출력 단자와 연산모듈 및 내부, 또는 외부메모리 를 갖는 마이컴으로 구성한다.

도면 중 미설명 부호 (R21) 내지 (R23)은 저항을 나타낸 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차상장치(T), 또는 승무원(M)의 조작에 의해 발생하는 "A", "B", "C" 신호 3개에 대해, 1차 공진 주파수(1.1MHz)와 2차 공진 주파수(1MHz)의 듀티비를 설정하여 차상마이컴(120)과 지상마이컴(230)의 내부 메모리, 또는 상기 마이컴의 제어를 받는 외부 메모리에 저장한다.

본 실시예에서 열차에서 지상장치로 전송하는 신호 "A"는, 도 7에서 도시되는 바와 같이, 1차 공진 공진주파수와 2차 공진주파수의 듀티비 20%로 설정하고, 신호 "B"는 50%의 듀티비를 갖도록 설정하며, 신호 "C"는 80%의 듀티비를 갖도록 설정한다.

이후, 상기 차상마이컴(120)은 도8에서 도시되는 바와 같이, 입력신호검출단계(S110)를 수행하여 상기 신호입력부(110)를 통해 지상장치(G)로 전송할 신호가 입력되는 지의 여부를 지속적으로 검출하게 된다.

즉, 상기 스위치조작부(111)의 스위치(SW11, SW12, SW13)가 눌려지는 지의 여부, 또는 상기 인터페이스부(112)를 통해 신호가 입력되는 지의 여부를 지속적으로 검출함으로써 지상장치(G)로 전송할 신호가 입력되는지의 여부를 판단하게 된다.

상기 입력신호검출단계(S110)를 수행한 결과 지상장치(G)로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우에는, 입력된 신호가 "A", "B", "C" 중 어떤 신호인지의 여부를 검출하여 해당 신호에 대한 공진 주파수를 메모리에서 독출하는 입력신호분석단계(S120)를 수행하게 된다.

입력신호분석단계(S120)를 수행하여 신호입력부(110)를 통해 입력된 신호가 어떤 신호이고, 또한 그 신호를 어떤 방식으로 전송할 것 인지의 여부를 결정한 후에는 신호전송단계(S130)를 수행하여 해당 신호를 전송하게 된다.

즉, 전송할 신호가 "A" 신호인 경우에는 1차 공진 주파수(1.1MHz)와 2차 공진 주파수(1.0MHz)를 교변하여 형성하도록 하되 주파수 교변 듀티비가 도7c에서 도시되는 바와 같이 20%가 되도록 상기 스위칭부(130) 릴레이의 동작을 제어함으로써 상기 차상발진부(140)의 공진 주파수가 1.1MHz와 1.0MHz를 번갈아 형성하도록 하게 된다.

본 실시예에 있어서 차상발진부(140)는 코일(Lt1)에 병렬 접속된 2개의 콘덴서(Ct1, Ct2)를 가지고 있으므로, 상기 릴레이 스위치접점(RYS!)을 온(ON)하여 콘덴서 (Ct1)을 병렬 접속시켰을 경우에는 1.0MHz의 2차 공진 주파수를, 릴레이 스위치접점(RYS1)을 오프(OFF)하여 콘덴서 (Ct1)의 병렬 접속을 해제하였을 경우에는 1.1MHz의 1차 공진 주파수를 갖게 되는 것으로 상기 릴레이의 동작을 차상마이컴(120)을 통해 제어함으로써 1차 공진 주파수(1.1MHz)와 2차 공진 주파수(1.0MHz)의 듀티비가 20%가 되도록 하는 것이다.

마찬가지로 전송할 신호가 "B"로 판단될 경우에는 도7d에서 도시되는 바와 같이 듀티비가 50%가 되도록 하고, "C"로 판단될 경우에는 도7e에서 도시되는 바와 같이 듀티비가 80%가 되도록 한다.

도7b는 전송할 신호가 없을 때의 차상발진부(140)의 공진 주파수, 즉 1.1MHz의 공진 주파수를 나타낸 것이며, 도7에 나타낸 각 주파수 파형은 본 발명의 요지를 용이하게 알 수 있도록 그 특성을 부각하여 나타낸 것이다.

상기 신호전송단계(S130)을 수행하여 지상장치(G)로 신호 전송을 한 후에는 전송신호표시단계(S140)를 수행하여 전송하는 신호가 어떤 신호인지를 운전자(M)에게 알려주게 된다.

즉, 시각표시부(151)의 LED(LED1, LED2, LED3) 중 해당 LED를 점등시키고, 청각표시부(152)의 음성합성장치를 제어하여 "A 신호입니다", "B 신호입니다", 또는 "C" 신호입니다"와 같이 음성안내를 하여주게 된다.

한편, 차상신호제어부제어단계(S100)를 수행하여 열차에서 발생되는 신호를 공진 주파수로 변환한 후에는, 도9에서 도시되는 바와 같이, 지상신호제어부제어단계(S200)를 수행하여 상기 차상신호제어부(100)에서 전송하는 신호를 수신하여 출력하게 된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 지상마이컴(230)은 상기 열차진입검출부(250)를 통해 열차가 진입하는지의 여부를 지속적으로 검출하다가 열차가 진입하는 것으로 판단되면 도7a에서 도시되는 바와 같이 990KHz의 공진 주파수로 상기 지상발진부(210)를 발진시키는 발진단계(S210)를 수행하게 된다.

상기 발진단계(S210)를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되어 상기 지상발진부(210)를 동작시킨 후에는 상기 지상발진부(210)의 발진 주파수가 최초의 공진 주파수(지상자발진부 공진주파수 : 990KHz)에서 변화되었는지의 여부를 검출하여 공진 주파수 변화가 발생하면 이를 검출하여 차상발진부(140)를 통해 전송된 신호를 산출하는 전송신호수신단계(S220)와 전송신호분석단계(S230)를 수행하게 된다.

이를 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피, 어떤 발진회로에 다른 발진회로가 접근하게 되면 이로 인해 전체적인 임피던스가 변화되어 발진 주파수가 변화되는데, 본 발명의 기술적 사상은 상기 변화를 검출하여 비접촉으로 신호를 전송하고자 하는 것이다.

즉, 도6에서 도시되는 바와 같이, 콘덴서(Cg)와 코일(Lg)로 이루어져 상시 발진을 수행하고 있는 지상발진부(211)에 소정의 공진 주파수를 갖는 차상발진부(140)가 접근하게 되면, 이는 일종의 공심 트랜스와 같이 공기를 사이에 두고 차상발진부(140)의 코일(Lt)과 콘덴서(Ct)가 접속된 것과 같은 효과가 발생하여 지상발진부(210) 전체가 갖는 임피던스가 변화되고 이로 인해 발진 주파수가 필연적으로 변경되게 된다.

따라서, 990KHz의 공진 주파수로 발진하고 있는 지상발진부(210)에 소정의 공진 주파수(1.1MHz, 1.0MHz)를 갖는 차상발진부(140)가 일정 거리 이상 가깝게 접근하게 되면 전체적인 발진 주파수가 변화하게 되고, 상기 지상발진부(210)와 차상발진부(140)의 결합도나 Q(QUALITY FACTOR) 값, 또는 상호 임피던스 방향을 제어하여 차상발진부(140)에서 형성하고 있는 공진 주파수가 지상 발진부(210)에 인입되 어 나타나도록 할 수 있다.

그러므로, 주파수검출부(220)의 제1 밴드패스필터(BPF1)(221)와 제2 밴드패스필터(BPF2)(222)를 통해 지상발진부(210)의 공진 주파수를 검출하면 차상발진부(140)에 형성된 공진 주파수를 검출할 수 있으며, 상기 공진 주파수의 듀티비를 산출하여 기 저장된 데이터와 비교함으로써 전송되는 신호가 어떤 신호인지의 여부를 알 수 있다.

즉, 990KHz로 발진하고 있는 지상발진부(210)의 공진 주파수가 어느 순간에 1.1MHz의 1차 공진 주파수나 1.0MHz의 2차 공진 주파수로 변화되면 그 듀티비를 산출하여 열차에서 전송된 신호 및 차상발진부(140)가 정상 동작하고 있는지의 여부를 검출할 수 있게 된다.

도6에 있어서 코일 (Lt)는 차상발진부(140) 전체 코일의 합성 값을 나타낸 것이며, 콘덴서 (Ct)는 전체 콘덴서의 합성 값을 나타낸 것이다. 즉, 상술한 바와 같이 차상발진부(140)는 발진회로 구성요소인 코일이나 콘덴서의 값을 변화시킴으로써 그 공진 주파수를 변경시킬 수 있는 바, 상기 여러개로 구성되는 코일, 또는 콘덴서의 합성값을 하나로 표시한 것이다. 예를 들어, 도5에서 도시되는 바와 같이, 스위치(SW1 ~ SWn)를 통해 코일(L1)에 병렬 접속된 콘덴서(C1 ~ Cn)의 합성 값을 (Ct)로 나타낸 것이다.

한편, 상기 전송신호수신단계(S220)와 전송신호분석단계(S230)를 수행하여 열차에서 전송된 신호를 산출하게 되면 전송신호출력단계(S240)를 수행하여 이를 지상장치(G)에 입력하게 된다.

즉, 지상마이컴(230)을 통해 신호출력부(240)의 동작을 제어함으로써 해당 신호를 출력하여 지상장치(G)에 신호를 입력하게 된다.

한편, 상기 발진단계(S210)를 수행한 결과 열차가 진입되는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부(140)의 공지 주파수가 검출되지 않으면 이를 차상발진부(140)의 고장으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계(S250)를 수행하게 된다.

즉, 열차가 진입하여 차상신호제어부(100)의 차상발진부(140)가 지상신호제어부(200)의 지상발진부(210) 설치 위치까지 도달하면 차상발진부(140)의 1차 공진주파수, 또는 2차 공진 주파수가 필연적으로 검출되어야 하나, 열차가 지상발진부(210)가 설치된 위치까지 도달하기에 충분한 시간이 경과되도록 아무 공진 주파수도 검출되지 않으면 이를 차상발진부(140)의 동작 이상으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력하게 된다.

예를 들어, 시각표시장치(미도시)를 통해 시각적으로 나타내주거나, 또는 청각표시장치(미도시)를 통해 청각적으로 나타내주거나, 또는 전용 통신선이나 인터넷 망을 이용하여 이를 나타내는 신호를 출력함으로써 유지 보수가 신속하게 이루어지도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 기술적 구성1에 따른 실시예1은, 열차에서 발생하는 신호를 공진 주파수로 변화하여 임피던스 매칭에 의해 필연적으로 변화하게 되는 공진 주파수를 검출하여 신호를 전송함으로써 주위 잡음이나 혼선 및 수신에러를 방지하여 높은 신뢰성을 갖는 열차 신호 전송장치를 제공하게 되는 것이다.

그러나, 본 실시예1에서는 전송하는 신호를 3개로 한정하고, 그 듀티비를 3개로 임의 설정하여 신호 전송을 하는 것을 나타내었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도5에서 도시되는 바와 같이 차상발진부에서 발생하는 공진 주파수를 다수개 설정하고, 듀티비를 더욱 세분하여 설정하며, 신호 전송 방식에 있어서도 PWM 제어와 FSK 제어를 병행함으로써 전송하는 신호의 종류를 무한 확장할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예1에 있어서는 상기 시각표시부를 LED를 사용하여 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 램프나, LCD 등 기타 다른 시각표시장치를 사용하여 구성할 수 있다.

또한, 본 실시예1에 있어서는 스위칭부를 릴레이를 사용하여 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 스위칭 동작을 하는 여타의 스위칭 소자를 사용하여 구성할 수 있다.

<실시예2>

본 실시예2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성 2 "열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템"에 대한 실시예를 나타낸 것이다.

즉, 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성 1 "열차 신호 전송 장치"를 이용하여 열차에서 발생하는 문 개폐 제어신호를 지상에 설치된 스크린 도어 시스템의 종합제어반으로 전송하는 것에 대한 실시예를 나타낸 것이다.

본 실시예2는 실시예1에서와 마찬가지로 스위치조작부와 인터페이스로 신호입력부를 구성하고, 차상제어부와 지상제어부는 차상마이컴과 지상마이컴으로 각각 구성하며, 차상발진부와 지상발진부는 LC 공진회로로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

이때, 지상발진부의 LC 공진회로는 실시예1과는 다르게 2조의 코일을 소정의 결합도록 결합한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예2에 있어서는 열차에서 전송하는 스크린 도어 시스템의 문 개폐 제어신호를 주파수를 변경하여 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.

이때, 열차에서 지상의 종합제어반으로 전송하는 신호가 없을 경우에는 소정의 공진 주파수를 갖도록 하고, 문 개폐 제어 신호를 전송할 경우에는 두가지의 공진 주파수를 번갈아 출력하도록 하여 신호를 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.

즉, 열차에서 스크린 도어 시스템의 종합제어반으로 전송하는 신호가 없을 경우에는 1.3MHz의 공진 주파수를 형성하도록 하고, "문 열림" 제어신호는 1.2MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를, "문 닫힘" 제어신호는 1.1MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를, "재 개폐" 제어신호는 1.0MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를 50%의 듀티비로 형성하여 전송하도록 한다.

또한, 본 실시예2에 있어서는 열차의 선두차량과 후미차량에 본 발명의 기술적 사상 1에 의한 "열차 신호 전송 장치"를 설치하여 듀얼시스템을 구성하고, 상기 각 열차 신호 전송 장치에서 출력되는 도어 개폐 제어신호를 검출하여 그 신호가 같을 경우에만 종합제어반에 출력하도록 하며, 데이터베이스부를 통해 신호전송 이 력관리와 차상발진부 이력관리를 수행하는 것으로 한다.

참고로, 열차에서 발생하는 문 개폐 제어신호는 점 제어에 의한 명령이 아니라 연속 제어에 의한 명령이다. 예를 들어 "문 열림" 제어신호를 출력할 경우에는 이를 한번만 출력하는 것이 아니라 "문 닫힘" 신호나, "재 개폐" 신호가 입력될때까지 동일 신호를 반복하여 출력한다. 이는 다른 신호에 대해서도 마찬가지이며 궁극적으로는 "문 닫힘" 신호를 지속적으로 발생하는 것으로 끝나게 된다.

이하, 본 실시예2에 따른 구성 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명에 있어서 실시예1과 동일한 동작을 하는 구성요소는 동일한 부호 및 명칭을 부여한다.

먼저, 도10에서 도시되는 바와 같이, 신호입력부(110)의 출력단을 차상제어부(120)에 접속하고, 상기 차상제어부(120)의 출력단에 표시부(150)와 스위칭부(130)를 각각 접속 한 후, 상기 스위칭부(130)에 차상발진부(140)를 접속하여 제1차상신호제어부(100)를 구성하여 열차의 선두차량(A)에 장착하고, 동일한 구성의 제2차상신호제어부(100')를 구성하여 후미차량(B)에 장착한다.

또한, 지상발진부(210)의 출력단에 주파수검출부(220)를 접속하고, 상기 주파수검출부(220)의 출력단에 지상제어부(230)를 접속하며, 상기 지상제어부(230)의 출력단에 신호출력부(240)를 접속하고, 입력단에 열차진입검출부(250)를 접속하여 제1지상신호제어부(200)를 구성하여 선두차량(A)이 정차하는 승강장 선단에 장착하고, 동일한 구성의 제2지상신호제어부(200')를 구성하여 후미차량(B)이 정차하는 승강장 후단에 장착한 후, 상기 제1지상신호제어부의 신호출력부(240)와 제2지상신호제어부의 신호출력부(240')에서 신호를 입력받는 신호종합출력부(260) 및 데이터베이스부(270)를 접속하여 본 실시예2를 구성한다.

상기 신호종합출력부(260)와 데이터베이스부(270)는 상기 지상제어부의 제어에 의해 동작하도록 구성할 수 있으나, 이력관리의 편리성 등을 위하여 컴퓨터로 구성됨이 바람직하다.

본 실시예2에서는 컴퓨터 시스템으로 구성하여 입력되는 두 신호를 비교 판단한 후 최종 출력을 스크린도어시스템의 종합제어반(S)으로 출력함과 동시에 이력관리를 실시하도록 구성한다.

또한, 본 실시예2에서는 전송하는 신호를 종 4개의 각기 다른 공진 주파수를 교번시켜 나타내므로 스위칭제어부(130)는 도11에서 도시되는 바와 같이 3개의 릴레이를 사용하여 나타내며, 차상발진부(140)는 4개의 콘덴서(Ct11, Ct12, Ct13)와 코일(Lt11)을 사용하여 구성하며, 주파수검출부(220)는 도12에서 도시되는 바와 같이 4개의 밴드패스필터(BPF11, BPF12, BPF13, BPF14)를 사용하여 구성한다.

또한, 지상발진부(210)는 소정의 결합도로 결합된 2조의 코일(Lg11, Lg12)를 사용하여 구성한다.

도면 중 미설명 부호 (RY11), (RY12), (RY13)은 릴레이의 가동 코일을 나타낸 것이며, (RYS11), (RYS12), (RYS13)은 릴레이 스위치 접점을 나타낸 것이며, (D11), (D12), (D13)은 역 기전력 방지 다이오드, (TR11), (TR12), (TR13)은 스위칭트랜지스터, (R13), (R32), (R33)은 저항을 각각 나타낸 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열차에서 발생하는 문 개폐 제어신호를 나타내는 공진 주파수를 설정하여 차상마이컴(120)과 지상마이컴(230)의 내부 메모리, 또는 상기 마이컴의 제어를 받는 외부 메모리에 저장한다.

본 실시예2에서는 도14에서 도시되는 바와 같이, 열차에서 스크린 도어 시스템의 종합제어반으로 전송하는 신호가 없을 경우에는 1.3MHz의 공진 주파수를 형성하도록 하고(도15b), "문 열림" 제어신호는 1.2MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를(도15c), "문 닫힘" 제어신호는 1.1MHz와 1.3MHz의 공진 주파수를(도15d), "재 개폐" 제어신호는 1.0MHz와 1.3MHz의 공진 주파수(도15e)를 50%의 듀티비로 형성하여 전송하도록 한다.

이후, 상기 차상마이컴(120)은 도15에서 도시되는 바와 같이,

입력신호검출단계(S310)를 수행하여 상기 신호입력부(110)를 통해 종합제어반(S)으로 전송할 신호가 입력되는 지의 여부를 지속적으로 검출하게 된다.

즉, 상기 스위치조작부(111)의 스위치(SW11, SW12, SW13)가 눌려지는 지의 여부, 또는 상기 인터페이스부(112)를 통해 신호가 입력되는 지의 여부를 지속적으로 검출함으로써 종합제어반(S)으로 전송할 신호가 입력되는지의 여부를 판단하게 된다.

상기 입력신호검출단계(S310)를 수행한 결과 종합제어반(S)으로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우에는, 입력된 신호가 "문 열림", "문 닫힘", "재 개폐" 신호 중 어떤 신호인지의 여부를 검출하여 해당 신호에 대한 공진 주파수를 메모리에서 독출하는 입력신호분석단계(S320)를 수행하게 된다.

상기 입력신호분석단계(S320)를 수행하여 신호입력부(110)를 통해 입력된 신호가 어떤 신호이고, 또한 그 신호를 어떤 방식으로 전송할 것인지의 여부를 결정한 후에는 신호전송단계(S330)를 수행하여 해당 신호를 전송하게 된다.

즉, 전송할 신호가 "문 열림" 신호인 경우에는 1.3MHz와 1.2MHz의 공진 주파수를 교변하여 형성하고, "문 닫힘" 신호일 경우에는 1.3MHz와 1.1MHz의 공진 주파수를 교변하여 형성하도록 하며, "재 개폐" 신호일 경우에는 1.3MHz와 1.0MHz의 공진 주파수를 교변하여 형성하도록 상기 스위칭부(130) 릴레이의 동작을 제어 코일(Lt11)에 병렬접속된 코일(Ct11, Ct12, Ct13)의 접속을 제어하게 된다.

상기 신호전송단계(S330)을 수행하여 종합제어반(S)으로 문 개폐 제어신호를 전송을 한 후에는 전송신호표시단계(S340)를 수행하여 전송하는 신호가 어떤 신호인지를 운전자(M)에게 알려주게 된다.

한편, 상기 차상신호제어부제어단계(S300)를 수행하여 열차에서 발생되는 신호를 전송한 후에는, 도16에서 도시되는 바와 같이, 지상신호제어부제어단계(S400)를 수행하여 상기 차상신호제어부(100)에서 전송하는 신호를 수신하여 출력하게 된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 지상마이컴(230)은 상기 열차진입검출부(250)를 통해 열차가 진입하는지의 여부를 지속적으로 검출하다가 열차가 진입하는 것으로 판단되면 도14a에서 되시되는 바와 같이 990KHz의 공진 주파수로 상기 지상발진부(210)를 발진시키는 발진단계(S410)를 수행하게 된다.

상기 발진단계(S410)를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되어 상기 지상발진부(210)를 동작시킨 후에는 상기 지상발진부(210)의 발진 주파수가 990KHz에서 변화되었는지의 여부를 검출하여 공진 주파수 변화가 발생하면 이를 검출하여 차상발진부(140)를 통해 전송된 신호를 산출하는 전송신호수신단계(S420)와 전송신호분석단계(S430)를 수행하게 된다.

이를 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 지상발진부(210)에 차상발진부(140)가 소정의 거리 이내로 접근하게 되면 주파수 인입 현상이 발생되어 전체 합성 공진회로의 공진 주파수가 달라진다.

또한, 발진회로를 이루는 코일을 본 실시예와 같이 2조의 코일로 구성하여 소정의 거리와 방향을 가지고 결합시켜 귀환, 증폭시키게 되면 외부의 발진회로에 의해 영향을 쉽게 받아 주파수 천이가 용이하게 발생하게 된다.

따라서, 990KHz로 발진하던 지상발진부(210)는 차상발진부(140)의 접근에 따라 공진 주파수가 필연적으로 변화되게 되는데 상기 지상발진부(140)의 주파수 변화를 주파수검출부(220)의 밴드패스필터(BPF1, BPF2, BPF3, BPF4)를 통해 검출함으로써 열차에서 전송된 문 개폐 제어신호를 산출할 수 있게 된다.

도13a는 지상발진부(210)를 구성하는 2조의 코일(Lg11, Lg12)를 나타낸 것이고, 도13b는 차상발진부(140)가 접근하였을 경우를 나타낸 것이며, 도13c는 지상발 진부(210)와 차상발진부(140)가 임피던스 매칭 되었을 시의 등가회로를 각각 나타낸 것이다.

도면 중 미설명 부호 (r)은 내부 저항을 나타낸 것이며, 도13c의 등가회로에 있어서 각 등가 소자가 갖는 값 및 임피던스 값이나 주파수 특성 및 위상 특성 등은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 전송신호수신단계(S420)와 전송신호분석단계(S430)를 수행하여 열차에서 전송된 문 개폐 제어신호를 산출하게 되면, 신호종합출력부(260)에서 승강장 선두에 설치된 신호출력부(240)와 승강장 후미에 설치된 신호출력부(240')에서 전송된 신호가 일치하는 지의 여부를 판단하여 각각의 신호출력부(240, 240')에서 전송된 신호가 검출하여 일치할 경우에만 신호를 출력하는 전송신호검증단계(S440)와 신호출력단계(S450)를 수행하게 된다.

즉, 본 실시예2에서는 신호종합출력부(260)를 구성하였으므로, 상기 신호출력부(240, 240)에서 출력된 신호는 상기 신호종합출력부(260)에 인가되게 된다.

그러면, 상기 신호종합출력부(260)는 승강장 선두에 설치된 신호출력부(240)와 승강장 후미에 설치된 신호출력부(240')에서 전송된 신호를 비교 분석하여 신호가 동일할 경우에만 종합제어반(S)에 이를 출력하게 된다.

한편, 상기 발진단계(S410)를 수행한 결과 열차가 진입되는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부(140)의 공지 주파수가 검출되지 않으면 이를 차상발진부(140)의 고장으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계(S460)을 수행하게 된다.

상기 차상발진부동작판단단계(S460) 수행한 결과 차상발진부(140)의 동작이 정상적이지 않은 것으로 판단되어 이를 나타내는 신호를 발생할 경우에는 차상발진부(140)의 동작이 정상적이지 않음을 나타내는 시각, 또는 청각 표시신호를 발생하거나, 또는 인터넷이나 전용망을 이용하여 관리시스템에 이를 나타내는 신호를 전송하거나, 또는 이메일로 해당 담당자에게 통보하여 줌으로써 신속한 유지, 보수가 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 차상발진부(140)의 오동작을 나타내는 신호를 전송할 경우에는 열차 번호를 함께 전송함으로 인해 어느 열차의 어떤 차상발진부가 정상동작을 하지 않는 지의 여부를 나타냄은 물론이다.

상기 차상발진부(140)의 동작이 정상적이지 않다 함은 열차 진입 검출 후 소정의 시간이 경과하도록 상기 차상발진부(140)의 공진 주파수가 검출되지 않거나 또는 예정되지 않은 공진 주파수가 검출될 경우이다.

즉, 차상발진부(140)에 단선, 또는 누전이 발생하거나 그 구성요소의 노후로 인하여 신호 특성이 변화되었을 경우로 데이터베이스부(270)의 이력관리를 통해 교체나 보수 시기를 용이하게 알 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 기술적 구성2에 따른 실시예2는, 열차에서 발생하는 스크린 도어 시스템의 문 개폐 제어신호를 차상신호제어부를 통해 공진 주파수로 변화하여 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 종합제어반으로 전송함으로써 문 개폐 제어신호의 전송 신뢰성을 확보하여 문 개폐 제어신호의 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지 할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다. 더구나 신호 전송 체계를 이중으로 구성함으로써 더욱 정확한 전송을 이루어 고도의 신회성을 확보할 수 있는 것이다.

그러나, 본 실시예2에 있어서는 스크린 도어 시스템의 문 개폐 제어신호의 전송을 그 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예2에 있어서 차상발진부의 공진 주파수 형성 제어시 하나의 기본 공진 주파수(1.3MHz)를 설정한 후 나머지 공진 주파수(1.2MHz, 1.1MHz, 1.0MHz)를 하나씩 대입하여 각기 다른 4종류의 신호를 생성하였으나 상기 주파수의 조합은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예2에 있어서는 하나의 신호를 두 개의 공진 주파수로 나타내었으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 예를 들어, 3가지의 공진 주파수나 그 이상의 공진 주파수를 사용하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예2에 있어서는 듀티비를 50%로 일정하게 하여 전송하는 신호를 나타내도록 하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 다수개의 주파수를 사용하고, 다수개의 듀티비를 사용함으로써 전송하는 신호를 무한대로 확장할 수 있다.

또한, 본 실시예1과 실시예2에 있어서는 밴드패스필터를 사용하여 주파수검출부를 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 주파수를 직접 카운팅하여 검출할 수 있음은 물론 다른 종류의 필터나 기타 주파수 검출 회로를 사용하여 상기 주파수검출부를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예1과 실시예2에 있어서는 LC 공진회로를 이용하여 차상발진부와 지상발진부를 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "열차 신호 전송 장치 및 그 제어방법과, 이를 이용한 스크린도어 제어시스템 및 그 제어방법"은, 특히, 열차의 차상장치에서 발생하는 제어신호를 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에서 임피던스 매칭에 의한 주파수 인입 현상을 통해 근거리 비접촉 방식으로 검출하여 출력함으로써 차상장치에서 지상장치로의 신호 전송에 대한 고도의 신뢰성을 확보하여 신호 전송 오류로 인한 오동작 및 이로 인한 사고를 방지할 수는 효과가 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (31)

1. 열차에 설치되어, 입력되는 신호를 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부;

   지상에 설치되며 소정의 공진 주파수로 발진하다가, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소가 소정의 거리 이내로 접근하면, 이 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소와의 임피던스 매칭에 의한 주파수 변화로부터 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 검출하여, 열차에서 전송된 신호를 산출하여 출력하는 지상신호제어부; 및,

   열차에 설치된 차상장치에서 지상에 설치된 지상장치로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 해당 신호를 출력하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차상신호제어부는, 열차에 설치된 차상장치에서 발생하는 신호, 또는 운전자의 조작에 의해 발생하는 신호를 입력받는 신호입력부; 하나 이상의 스위칭소자로 이루어져 소정의 제어신호에 의해 스위칭 되는 스위칭부; 상기 스위칭부에 접속되며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 소정의 공진 주파수를 갖는 공진회로를 형성하는 차상발진부; 및, 상기 신호입력부와 스위칭부 사이에 접속되어, 상기 신호입력부에서 입력되는 신호에 따라 상기 차상발진부가 기 설정된 소정의 공진 주파수를 형성하도록 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 차상발진부는, 두 개 이상의 공진 주파수를 가짐을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 차상발진부는, 코일과 콘덴서로 이루어진 LC 공진회로나, 또는 저항과 콘덴서로 이루어진 RC 공진회로나, 또는 저항과 코일과 콘덴서로 이루어진 RLC 공진회로 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 구성되어, 상기 각 공진회로의 구성 요소 중 어느 하나의 구성요소, 또는 구성요소 전체에 대한 값을 변화시킴으로써 그 공진 주파수를 변화시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 차상발진부는, 상기 신호입력부를 통해 입력되는 신호가 없을 경우에는 이를 나타내는 소정의 공진 주파수를 갖도록 구성되다가 상기 신호입력부를 통해 신호가 입력되면, 상기 입력되는 신호에 따라 기 설정된 다른 공진 주파수를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 차상제어부에서 차상발진부의 공진 주파수 형성을 제어하여 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 나타낼 경우에는, 소정의 듀티 비로 공진 주파수 형성을 제어하여 전송 신호를 나타냄을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 차상제어부에서 차상발진부의 공진 주파수 형성을 제어하여 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 나타낼 경우에는, 두 가지 이상의 공진 주파수를 조합하여 나타냄을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 차상신호제어부는, 상기 신호입력부, 또는 차상제어부 중 어느 하나에 접속되어 상기 신호입력부에서 입력된 신호를 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 지상신호제어부는, 상기 차상신호제어부 차상발진부의 설치위치와 대응되는 위치의 지상에 설치되어, 소정의 공진 주파수로 발진하는 지상발진부; 상기 지상발진부에 접속되어 상기 지상발진부의 발진 주파수를 검출하는 주파수검출부; 상기 주파수검출부에 접속되어 상기 주파수검출부에서 출력되는 주파수로부터 차상장치에서 지상장치로 전송하는 신호를 산출하여 출력하는 지상제어부; 및, 상기 지상제어부와 지상장치 사이에 접속되어 상기 지상제어부에서 출력되는 신호를 지상장치에 입력하는 신호출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 지상발진부는, 코일과 콘덴서로 이루어진 LC 공진회로나, 또는 저항과 콘덴서로 이루어진 RC 공진회로나, 또는 저항과 코일과 콘덴서로 이루어진 RLC 공진회로 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 지상발진부는, 소정의 결합도를 갖는 2조의 코일로 구성되어 주파수 검출 특성을 향상시킴을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 지상신호제어부는, 열차의 진입여부를 검출하여 이를 나타내는 신호를 상기 지상제어부에 입력하는 열차진입검출부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 지상제어부는, 상기 열차진입검출부에서 입력되는 신호로부터 열차의 진입 여부를 검출하여 상기 지상발진부의 발진 동작을 제어함을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
14. 제 9 항에 있어서, 상기 지상제어부는, 상기 열차진입검출부에서 입력되는 신호로부터 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과하도록 상기 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않았을 경우에는 이를 상기 차상발진부의 동작 불량으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생함을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 지상제어부에 접속되어 차상발진부의 작동 이력 및 열차 신호 전송 이력 등을 데이터베이스화하는 데이터베이스부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치.
16. 열차에 설치되며, 신호입력부와, 스위칭부와, 차상발진부와, 차상제어부와, 표시부를 포함하여 이루어져 열차에서 발생하는 신호를 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부; 및, 지상에 설치되며, 지상발진부와, 주파수검출부와, 지상제어부와 신호출력부와 경우에 따라 열차진입검출부와 데이터베이스부를 포함하여 이루어져 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 열차에서 전송되는 신호를 출력하는 지상신호제어부로 구성되어 열차에서 발생하는 신호를 지상장치로 전송하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법에 있어서,

    상기 제어방법은,

    열차에서 지상장치로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부제어단계와, 상기 차상신호제어부제어단계를 수행하여 변환한 공진 주파수를 상기 지상신호제어부를 통해 검출하여 열차에서 전송된 신호를 산출하여 출력하는 지상신호제어부제어단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 차상신호제어부제어단계는, 상기 신호입력부를 통해 지상장치로 전송하는 신호가 입력되는지의 여부를 지속적으로 판단하는 입력신호검출단계; 상기 입력신호검출단계를 수행한 결과 지상장치로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우, 입력된 신호에 따라 기 설정된 공진 주파수를 독출하는 입력신호분석단계; 및, 상기 입력신호분석단계를 수행하여 독출한 공진 주파수를 형성하도록 상기 차상발진부의 동작을 제어하는 신호전송단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 차상신호제어부제어단계는, 상기 신호전송단계를 수행 한 후, 지상장치로 전송되는 신호의 종류를 표시부를 통해 나타내는 전송신호표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 지상신호제어부제어단계는, 상기 지상발진부의 동작을 제어하여 소정의 공진 주파수로 상기 지상발진부를 발진시키는 발진단계; 상기 발진단계를 수행한 후 상기 주파수검출부를 통해 상기 지상발진부의 주파수를 검출하여 상기 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화되었는지의 여부를 지속적으로 검출하는 전송신호수신단계; 상기 전송신호수신단계를 수행한 결과 상기 지상발진부의 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화된 것으로 판단되었을 경우 상기 지상제어부를 통해 그 변화 특성을 분석하여 열차에서 전송된 신호를 산출하는 전송신호분석단계; 및, 상기 전송신호 분석단계를 수행하여 산출한 전송 신호를 상기 신호출력부를 통해 출력하는 전송신호출력단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 발진단계는, 열차의 진입여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단되었을 경우 상기 지상발진부의 동작을 제어하여 전송 신호를 수신함을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 지상신호제어부제어단계는, 열차의 진입 여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않을 경우에는 이를 차상발진부의 오동작으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송 장치의 제어방법.
22. 스크린도어와, 상기 스크린도어의 동작을 제어하는 개별제어반과, 상기 개별제어반의 동작을 제어하는 종합제어반 및 다수의 감지 센서와 조작반으로 이루어져 승강장과 선로부를 차단함으로써 역사 내의 승객 안전을 도모하는 스크린 도어 시스템에 있어서,

    상기 스크린 도어 제어시스템은,

    열차에 하나 이상 설치되며, 입력되는 스크린도어 제어 신호를 소정의 공진주파수로 변환하는 차상신호제어부;

    선로 일측, 또는 승강장 측면에 하나 이상 설치되며 소정의 주파수로 발진하다가, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소가 소정의 거리 이내로 접근하면, 이 차상신호제어부의 공진 주파수 설정 구성 요소와의 임피던스 매칭에 의한 주파수 변화로부터 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 검출하여, 열차에서 전송된 스크린도어 제어 신호를 산출하여 종합제어반으로 출력하는 지상신호제어부; 및,

    열차에서 지상으로 전송하는 스크린도어 제어신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하면, 이를 지상에 설치된 지상신호제어부에서 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 종합제어반으로 출력하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 차상신호제어부는, 열차에서 발생하는 스크린도어 제어신호를 입력하는 신호입력부; 하나 이상의 스위칭소자로 이루어져 소정의 제어신호에 의해 스위칭 되는 스위칭부; 상기 스위칭부에 접속되며, 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 따라 소정의 공진 주파수를 갖는 공진회로를 형성하는 차상발진부; 및, 상기 신호입력부와 스위칭부 사이에 접속되어, 상기 신호입력부에서 입력되는 신호에 따라 상기 차상발진부가 기 설정된 소정의 공진 주파수를 형성하도록 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템.
24. 제 22 항에 있어서, 상기 지상신호제어부는, 상기 차상신호제어부 차상발진부의 설치위치와 대응되는 위치의 지상에 설치되어, 소정의 공진 주파수로 발진하는 지상발진부; 상기 지상발진부에 접속되어 상기 지상발진부의 발진 주파수를 검출하는 주파수검출부; 상기 주파수검출부에 접속되어 상기 주파수검출부에서 입력되는 주파수로부터 열차에서 전송되는 스크린도어 제어신호를 산출하여 출력하는 지상제어부; 및, 상기 지상제어부에 접속되어 상기 지상제어부에서 출력되는 신호를 출력하는 신호출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 지상신호제어부는, 열차 신호 전송 이력관리, 차상발진부 이력관리 등을 수행하는 데이터베이스부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템.
26. 제 22 항에 있어서, 두 개 이상의 차상신호제어부와 두 개 이상의 지상신호제어부를 구성하였을 경우에는 상기 지상신호제어부 신호출력부에서 출력되는 신호를 종합하여 전송된 신호가 모두 같을 경우에만 종합제어반으로 신호를 출력하는 신호종합출력부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어 시스템.
27. 열차에 설치되며, 신호입력부와, 스위칭부와, 차상발진부와, 차상제어부와, 표시부를 포함하여 이루어져 열차에서 발생하는 스크린도어 제어신호를 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부; 및, 지상에 설치되며, 지상발진부와, 주파수검출부와, 지상제어부와 신호출력부와 경우에 따라 열차진입검출부와 데이터베이스를 포함하여 이루어져, 상기 차상신호제어부의 공진 주파수를 임피던스 매칭에 의한 근거리 비접촉으로 검출하여 열차에서 전송되는 스크린 도어 제어신호를 출력하는 지상신호제어부;로 구성되어, 열차에서 발생하는 스크린 도어 시스템의 제어신호를 지상에 설치된 종합제어반으로 전송하는 열차 신호 전송장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법에 있어서,

    상기 제어방법은,

    열차에서 지상에 설치된 종합제어반으로 전송하는 신호를 상기 차상신호제어부를 통해 소정의 공진 주파수로 변환하는 차상신호제어부제어단계와, 상기 차상신호제어부제어단계를 수행하여 변환한 공진 주파수를 상기 지상신호제어부를 통해 검출하여 열차에서 전송된 스크린 도어 제어신호를 출력하는 지상신호제어부제어단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법.
28. 제 27 항에 있어서, 상기 차상신호제어부제어단계는, 상기 신호입력부를 통해 종합제어반으로 전송하는 신호가 입력되는지의 여부를 지속적으로 판단하는 입력신호검출단계; 상기 입력신호검출단계를 수행한 결과 종합제어반으로 전송하는 신호가 입력된 것으로 판단될 경우, 입력된 신호에 따라 기 설정된 공진 주파수를 독출하는 입력신호분석단계; 및, 상기 입력신호분석단계를 수행하여 독출한 공진 주파수를 형성하도록 상기 차상발진부의 동작을 제어하는 신호전송단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법.
29. 제 27 항에 있어서, 상기 차상신호제어부제어단계는, 상기 신호전송단계를 수행 한 후, 종합제어반으로 전송되는 신호의 종류를 표시부를 통해 나타내는 전송신호표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법.
30. 제 27 항에 있어서, 상기 지상신호제어부제어단계는, 상기 지상발진부의 동작을 제어하여 소정의 공진 주파수로 상기 지상발진부를 발진시키는 발진단계; 상기 발진단계를 수행한 후 상기 주파수검출부를 통해 상기 지상발진부의 주파수를 검출하여 상기 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화되었는지의 여부를 지속적으로 검출하는 전송신호수신단계; 상기 전송신호수신단계를 수행한 결과 상기 지상발진부의 발진 주파수가 최초의 공진 주파수에서 다른 공진 주파수로 변화된 것으로 판단되었을 경우 상기 지상제어부를 통해 그 변화 특성을 분석하여 열차에서 전송된 신호를 산출하는 전송신호분석단계; 및, 상기 전송신호분석단계를 수행하여 산출한 전송 신호를 상기 신호출력부를 통해 출력하는 전송신 호출력단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법.
31. 제 26 항에 있어서, 상기 지상신호제어부제어단계는, 열차의 진입 여부를 검출하여 열차가 진입하는 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과되도록 차상발진부의 공진 주파수가 검출되지 않을 경우에는 이를 차상발진부의 오동작으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 발생하는 차상발진부동작판단단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 신호 전송 장치를 이용한 스크린 도어 제어시스템의 제어방법.

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