KR20090060842A - Device for controlling train based on radio communication system combined with mobile telecommunication network and wireless local area network - Google Patents

Device for controlling train based on radio communication system combined with mobile telecommunication network and wireless local area network Download PDF

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KR20090060842A
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Abstract

A device for controlling a train based on radio communication are provided to reduce maintenance costs by using an infrastructure of a mobile telephone service provider, thereby easily building a train control system of a radio communication type. A mobile telephone communication system comprises a base station(15), a base station controller(14) and an exchange(13). A WLAN(Wireless Local Area Network) system is comprised of a data communication device(16) and a ground RF(Radio Frequency) modem(17). A ground train control system(11) transmits proper speed and route commands based on various information to a train. A ground communication interface device(12) connects or disconnects a communication channel according to a communication load.

Description

이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템{DEVICE FOR CONTROLLING TRAIN BASED ON RADIO COMMUNICATION SYSTEM COMBINED WITH MOBILE TELECOMMUNICATION NETWORK AND WIRELESS LOCAL AREA NETWORK} DEVICE FOR CONTROLLING TRAIN BASED ON RADIO COMMUNICATION SYSTEM COMBINED WITH MOBILE TELECOMMUNICATION NETWORK AND WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}

본 발명은 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동전화통신사업자의 인프라를 활용하여 전용의 주파수대역을 확보하지 않고도 무선통신에 의한 열차제어를 가능하게 하되, 역사 등 많은 편성의 열차가 위치하는 구간에서는 무선랜망을 통해 열차제어를 할 수 있도록 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication-based train control system combining a mobile phone communication network and a wireless LAN network, and more particularly, it is possible to control trains by wireless communication without securing a dedicated frequency band by utilizing the infrastructure of a mobile communication service provider. However, in a section where many trains such as history are located, the present invention relates to a wireless communication-based train control system combining a mobile telephone communication network and a wireless LAN network to enable train control through a wireless LAN network.

최근 기존의 궤도회로를 사용하는 대신 무선통신기술을 이용하여 열차속도와 열차진로를 제어함으로써 무인운전으로 고밀도 제어가 가능하도록 하기 위한 연구가 여러 국가에서 활발히 진행 중인데, 무선에 의한 열차제어는 기존의 폐색구간에 의한 차량의 점유율을 개선시킴으로써 차량간의 거리 및 시격을 단축시킬 수 있기 때문이다.Recently, research is being conducted in various countries to enable high-density control by unmanned driving by controlling train speed and train route using wireless communication technology instead of using conventional track circuits. This is because the distance and the distance between the vehicles can be shortened by improving the occupancy of the vehicle by the occlusion section.

그런데, 무선통신기술의 적용에는 끊김없는 정보의 송수신이 요구되기 때문에 가능한 전용대역을 사용하거나, 사용자(사업자)간에 협의를 통하여 간섭을 피하고 있다. 일반적으로 사용되는 통신방식은 GSM(Global System for Mobile Communications)을 철도분야의 특수성에 맞도록 보완한 유럽의 GSM-R(GSM Railway)방식과 산업, 과학,의료용으로 전세계적으로 공용으로 사용할 수 있는 주파수 대역인 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역을 사용하는 무선랜(Wireless LAN) 등이 있다. However, since the application of wireless communication technology requires seamless transmission and reception of information, interference is avoided through the use of a dedicated band or consultation between users (operators). Commonly used communication methods include the European GSM-R (GSM Railway) method, which complements the GSM (Global System for Mobile Communications) to suit the specificity of the railway sector, and can be used worldwide for industrial, scientific and medical purposes. There is a wireless LAN using a frequency band of ISM (Industrial, Scientific, Medical).

그렇지만 유럽의 GSM-R과 같이 전용의 주파수대역을 확보하는 것이 곤란하고, 무선LAN과 같이 출력의 제한으로 인하여 안테나 간격을 짧게하여 레일주변에 설치해야 하는 등의 문제점이 있다.However, it is difficult to secure a dedicated frequency band, such as GSM-R in Europe, and due to the limitation of the output, such as a wireless LAN, there is a problem such as shortening the antenna spacing and installing around the rail.

GSM-R은 유럽이동전화통신표준을 활용하며, 국가간 또는 대도시간을 운행하는 간선철도망을 제어하는 것을 목적으로 전용주파수대역을 할당하여 유럽에서 사용하고 있다. 이 통신방식은 TDMA방식을 사용하는 비동기식으로서 현재 국내에서 사용하는 CDMA방식의 동기식 통신방식과는 상이하다.GSM-R utilizes the European mobile telephony standard and allocates a dedicated frequency band in Europe for the purpose of controlling the trunk line network operating between countries or transit times. This communication method is asynchronous using the TDMA method and is different from the synchronous communication method of the CDMA method currently used in Korea.

통상 GSM-R은 단말기, 기지국, 기지국제어기, 교환기로 구성된다. 단말기는 열차에 설치되고, 기지국은 선로변에 일정한 간격으로 설치된다. 단말기와 기지국을 사용하여 차상에 설치되어 있는 열차제어시스템과 지상에 설치되어 있는 열차제어시스템간 양방향연속통신을 한다. 지상의 열차제어시스템은 차상에서 전송된 다양한 정보를 토대로 해당 열차에 적절한 속도제어에 관련한 명령을 전송한다. 차상의 열차제어시스템은 지상에서 전송된 정보에 맞추어 적절한 제어명령을 수행하고, 그 결과를 지상으로 전송한다.GSM-R is generally composed of a terminal, a base station, a base station controller, and a switch. Terminals are installed in trains, and base stations are installed at regular intervals along the track. The terminal and the base station are used for bidirectional continuous communication between the train control system installed on the vehicle and the train control system installed on the ground. The train control system on the ground transmits a command related to proper speed control to the train based on various information transmitted from the vehicle. The onboard train control system performs appropriate control commands in accordance with the information transmitted from the ground and transmits the result to the ground.

한편, 무선랜을 이용한 열차제어시스템은 경량전철과 도시철도분야에서 적용되고 있는 시스템이다. 무선랜은 차상의 RF모뎀, 지상RF모뎀, 데이터통신장치 등으로 구성된다. GSM-R과 같이 차상과 지상의 RF모뎀은 지상과 차상간 양방향 연속통신을 구성한다. 데이터통신장치는 지상의 여러 개의 지상RF모뎀과 지상열차제어장치간을 상호 연계하여 여러 편성의 열차에서 오는 정보를 지상열차제어시스템으로 전송하고, 이 정보를 바탕으로 작성된 명령정보를 해당하는 각 열차의 차상RF모뎀으로 전송한다.On the other hand, the train control system using a wireless LAN is a system that is applied in the light rail and urban railway field. Wireless LAN is composed of on-board RF modem, terrestrial RF modem, data communication device. Like GSM-R, on-board and on-board RF modems form two-way continuous communication between the ground and the on-board vehicle. The data communication device interconnects several ground RF modems and ground train control devices on the ground, and transmits information from several trains to the ground train control system. Transmit to next-generation RF modem.

그러나 GSM-R방식은 국내의 이동전화통신방식인 CDMA와 완전히 상이하기 때문에 국내에 적용하기 위해서는 새로운 무선통신망을 구축해야 하고, GSM-R을 위한 주파수를 확보해야 하는 여러 가지 어려움이 있다.However, the GSM-R method is completely different from CDMA, which is a domestic mobile phone communication method. Therefore, a new wireless communication network has to be established in order to apply in Korea, and there are various difficulties in securing a frequency for GSM-R.

또한, 무선랜의 용도는 좁은 공간안에서 이동하면서 데이터를 송수신하는 것을 목적으로 개발되었기 때문에 송출되는 전력이 낮아 전송거리가 이동전화통신방식에 비해서 매우 짧다. 그렇기 때문에 짧은 철도노선의 경우, 설치되는 안테나의 개수가 적어 큰 문제는 되지 않지만, 광역도시철도와 간선철도망에 설치하는 경우, 안테나의 개수가 매우 많기 때문에 통신망을 관리하는 문제, 통신망의 신뢰성 및 통신망의 유지보수 등 여러 가지를 고려해야 한다.In addition, the use of the wireless LAN has been developed for the purpose of transmitting and receiving data while moving in a narrow space, the transmission power is low, the transmission distance is very short compared to the mobile phone communication method. Therefore, in the case of short rail lines, the number of antennas installed is not a big problem, but in the case of the installation in the metropolitan city railways and trunk rail networks, the number of antennas is very large. Consideration should be given to the maintenance of such equipment.

따라서 본 발명은 CDMA방식의 이동전화통신사업자의 인프라를 활용하여 전용의 주파수대역을 확보해야 하는 문제점을 해결하고, 무선랜의 설치구간을 역사 등 많은 편성의 열차가 위치하는 구간에만 한정하여 많은 안테나를 설치하지 않아 유지보수비용을 줄임으로서 용이하게 무선통신방식의 열차제어시스템을 구축할 수 있도록 된 이동통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention solves the problem of securing a dedicated frequency band by utilizing the infrastructure of a CDMA mobile telephone communication provider, and limits the installation area of the wireless LAN only to a section where many trains including history are located. The purpose of the present invention is to provide a wireless communication based train control system combining a mobile communication network and a wireless LAN network that can easily build a wireless communication type train control system by reducing maintenance costs.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

지상에 설치되는 지상설비와 차상에 설치되는 차상설비가 무선통신매체를 이 용하여 제어영역 안에 있는 열차의 속도와 열차의 진로를 제어하는 무선통신기반 열차제어시스템에 있어서, In a wireless communication-based train control system in which the ground equipment installed on the ground and the onboard equipment installed on the vehicle control the speed and the course of the train in the control area using a wireless communication medium,

상기 지상설비는 기지국과 기지국제어기 및 교환기로 이루어지는 이동전화통신시스템, 데이터통신장치와 지상RF모뎀으로 이루어지는 무선랜시스템, 차상으로부터 수신된 다양한 정보를 토대로 해당 열차에 적절한 속도 및 진로 제어에 관련한 명령을 전송하는 지상열차제어시스템, 그리고 통신부하에 따라 상기 지상열차제어시스템과 이동전화통신시스템 또는 지상열차제어시스템과 무선랜시스템의 통신채널을 접속 및 차단하는 지상통신IF장치로 이루어지고,The above ground equipment is a mobile telephone communication system consisting of a base station, a base station controller and an exchanger, a wireless LAN system consisting of a data communication device and a terrestrial RF modem, and a command related to speed and path control appropriate to a train based on various information received from a vehicle. A ground train control system for transmitting and a ground communication IF device for connecting and disconnecting a communication channel between the ground train control system and the mobile telephone communication system or the ground train control system and the wireless LAN system according to a communication load,

상기 차상설비는 상기 지상설비의 기지국과 기지국제어기 및 교환기와 이동전화통신시스템을 이루는 단말국, 상기 지상설비의 데이터통신장치와 지상RF모뎀과 무선랜시스템을 이루는 차상RF모뎀, 상기 차상설비측에서 전송된 열차속도제어명령에 맞추어 열차의 제어를 수행하고, 그 결과를 다시 차상설비측으로 전송하는 차상열차제어시스템, 그리고 통신부하에 따라 상기 차상열차제어시스템과 지상열차제어시스템간의 통신매체를 단말국을 이용한 이동전화통신시스템 또는 차상RF모뎀을 이용한 무선랜시스템으로 접속 및 차단하는 차상통신IF장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.The onboard equipment includes a terminal station that forms a base station, a base station controller, a switch, and a mobile telephone communication system, an onboard RF modem that forms a data communication device, a terrestrial RF modem, and a wireless LAN system. The train control system performs control of the train according to the transmitted train speed control command, and transmits the result back to the onboard equipment, and the communication medium between the onboard train control system and the ground train control system according to the communication load. Characterized in that it comprises a vehicle communication IF device for connecting and blocking to the mobile phone communication system or wireless LAN system using the on-board RF modem.

상기와 같이 본 발명은 이동전화통신설비에서 사용하는 여러 개의 채널중에서 일부 채널을 열차제어용으로 고정하여 사용함으로서, 주파수대역을 확보하지 않고, 신뢰성이 이미 검증된 통신설비를 활용할 수 있다.As described above, the present invention is fixed by using some of the channels used in the mobile communication equipment for the train control, it is possible to utilize a communication facility that has already been reliable without securing a frequency band.

또한, 무선랜을 역, 차량기지 등 통신채널 과부하가 발생할 수 있는 부분에 설치하여 이동전화통신설비를 지원함으로서 열차제어시스템의 신뢰성을 높이고, 이미 검증된 무선랜기술을 활용할 수 있고, 좁은 공간에만 설치할 수 있어 유지보수비용절감 등의 효과를 얻을 수 있다.In addition, by installing the wireless LAN in areas where overload of communication channels such as stations and vehicle bases can occur, it is possible to increase the reliability of the train control system by supporting mobile communication facilities and to utilize the already proven wireless LAN technology. It can be installed, so that maintenance cost can be reduced.

아울러, 운행하는 열차의 편성수가 적은 경우에는 이동전화통신설비만을 사용하고, 이동전화통신설비의 통신채널 과부하가 발생하면 무선랜을 사용하여 열차를 운영할 수 있는 등 유연한 열차운영이 가능하다.In addition, when the number of trains running is small, only mobile phone communication facilities are used, and when a communication channel overload occurs in a mobile phone communication facility, it is possible to operate a train using a wireless LAN.

나아가, 이동전화통신설비에 장애가 발생하는 경우, 무선랜의 통신망을 사용하여 역간 안전한 운전을 지원할 수 있는 장점이 있다.In addition, when a failure occurs in the mobile communication equipment, there is an advantage that can support the safe operation between stations using a communication network of the wireless LAN.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 이동통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템은 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이 지상설비(10)와 차상설비(20)로 나누어진다.The wireless communication-based train control system combining the mobile communication network and the wireless LAN network according to the present invention is divided into the ground facilities 10 and the onboard facilities 20 as shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

도 1에 도시된 바와 같이 지상설비(10)는 지상열차제어시스템(11), 지상통신I/F장치(12), 교환기(13), 기지국제어기(14), 기지국(15), 데이터통신장치(16), 지상RF모뎀(17)으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the ground facility 10 includes a ground train control system 11, a ground communication I / F device 12, an exchanger 13, a base station controller 14, a base station 15, and a data communication device. (16) and terrestrial RF modems (17).

특히 상기 구성요소들 중에서 교환기(13), 기지국제어기(14), 기지국(15)은 이동전화통신시스템을 구성하고, 데이터통신장치(16)와 지상RF모뎀(17)은 무선랜시 스템을 구성한다. 이동전화통신시스템과 무선랜시스템을 사용하기 위해서 지상통신I/F장치(12)가 별도로 추가되어 있다. In particular, among the above components, the switch 13, the base station controller 14, and the base station 15 constitute a mobile telephone communication system, and the data communication device 16 and the terrestrial RF modem 17 constitute a wireless LAN system. do. In order to use a mobile phone communication system and a wireless LAN system, a terrestrial communication I / F device 12 is added separately.

지상열차제어시스템(11)은 지상통신I/F장치(12)에서 전송된 제어영역내의 열차정보를 토대로 해당 열차에 대한 속도제어명령과 진로제어명령을 생성하고, 이것을 지상통신I/F장치(12)로 전송한다.The ground train control system 11 generates a speed control command and a route control command for the corresponding train based on the train information in the control area transmitted from the ground communication I / F device 12, and uses the ground communication I / F device ( 12).

도 2에 도시된 바와 같이 차상설비(20)는 차상열차제어시스템(21), 차상통신I/F장치(22), 단말국(23) 및 차상RF모뎀(24)으로 구성된다. 상기 구성요소들 중에서 단말국(23)은 지상설비(10)의 교환기(13), 기지국제어기(14) 및 기지국(15)과 함께 이동전화통신시스템에 속하는 장치이고, 차상RF모뎀(24)은 지상설비(10)의 데이터통신장치(16)와 지상RF모뎀(17)과 함께 무선랜시스템에 속하는 장치이다. As shown in FIG. 2, the on-vehicle facility 20 is comprised of the on-vehicle train control system 21, the on-vehicle communication I / F apparatus 22, the terminal station 23, and the on-vehicle RF modem 24. As shown in FIG. Among these components, the terminal station 23 is a device belonging to the mobile telephone communication system together with the switch 13, the base station controller 14 and the base station 15 of the ground equipment 10, and the on-board RF modem 24 is A device belonging to a wireless LAN system together with the data communication device 16 and the terrestrial RF modem 17 of the ground equipment 10.

차상설비(20)에서도 이동전화통신시스템과 무선랜시스템을 사용하기 위해서 차상통신I/F장치(22)가 별도로 추가되어 있다. 차상열차제어시스템(21)은 차상통신I/F장치(22)에서 전송된 열차속도제어명령에 맞추어 열차의 제어를 수행하고, 그 결과를 다시 차상통신I/F장치(22)로 전송한다.In the on-vehicle facility 20, the on-vehicle communication I / F device 22 is separately added to use the mobile telephone communication system and the wireless LAN system. The onboard train control system 21 performs control of the train in accordance with the train speed control command transmitted from the onboard communication I / F device 22, and transmits the result back to the onboard communication I / F device 22.

본 발명에 따른 기지국(15)은 일반 이동전화통신시스템의 기지국과 달리 철도의 경우, 단말기의 역할을 담당하는 열차의 편성수, 열차의 주행로, 열차의 실시간 위치, 열차의 주행방향 등 여러 가지 확정된 정보를 토대로 이동전화통신망을 관리할 수 있는 등 장점이 있다.Unlike the base station of the general mobile phone communication system, the base station 15 according to the present invention is a railway, the number of trains serving as a terminal, the driving route of the train, the real-time location of the train, the driving direction of the train, etc. There is an advantage in that it can manage the mobile communication network based on the confirmed information.

기지국(15)은 열차의 단말국(23)과 연결하면, 차상에서 오는 정보를 기지국제어기(14)로 전송하고, 지상열차제어시스템(11)에서 전송된 정보를 기지국제어 기(14)를 통해 해당 열차의 단말국(23)으로 전송한다.When the base station 15 is connected to the terminal station 23 of the train, the base station 15 transmits information coming from the vehicle to the base station controller 14, and transmits the information transmitted from the terrestrial train control system 11 through the base station controller 14. It transmits to the terminal station 23 of the corresponding train.

기지국(15)은 역사(30)와 역사(30) 사이의 주행선로 인근에 설치되며, 지향성 안테나를 사용하여 셀영역을 길게하여 기지국(15)과 기지국(15) 사이의 간격을 길게함이 바람직하다.The base station 15 is installed in the vicinity of the driving line between the station 30 and the station 30, and it is preferable to lengthen the interval between the base station 15 and the base station 15 by lengthening the cell area using a directional antenna. Do.

기지국제어기(14)는 열차제어를 목적으로 설치되어 있는 기지국(15)을 제어하는 작용을 하는 것으로, 본 발명과 같이 열차제어시스템에서 사용하는 기지국제어기(14)는 이동전화통신설비에서 사용하는 일반기지국제어기와 다른 기능을 갖는다. 즉, 열차제어시스템에서 이동전화통신설비를 사용하기 위해서 기지국제어기의 기능을 일부 변경 또는 추가하여야 한다.The base station controller 14 serves to control the base station 15 installed for the purpose of train control, and the base station controller 14 used in the train control system as in the present invention is used in general mobile phone communication facilities. It has a different function from the base station controller. That is, in order to use the mobile communication equipment in the train control system, the function of the base station controller must be partially changed or added.

기지국제어기(14)는 여러 개의 기지국(15)에서 전송된 열차정보를 교환기(13)로 전송을 하고, 교환기(13)에서 전송된 다양한 정보를 해당 기지국(15)으로 분배해서 전송하는 역할을 한다.The base station controller 14 transmits train information transmitted from several base stations 15 to the exchange 13, and distributes and transmits various information transmitted from the exchange 13 to the corresponding base station 15. .

특히, 기지국(15)에 과부하가 걸리는 경우, 열차용 단말국(23)과의 채널이 끊어지지 않도록 하여야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 기지국제어기(14)는 기지국(15)이 갖고 있는 전체 채널 중에서 일정 채널을 강제적으로 철도용 채널로 할당함이 바람직하다.In particular, when the base station 15 is overloaded, the channel with the train terminal station 23 should not be cut off. In order to achieve this purpose, the base station controller 14 preferably allocates a predetermined channel as a railway channel among all the channels owned by the base station 15.

또한, 열차입환 등 역사에 많은 열차가 운용됨으로 인하여 열차용으로 할당된 채널에 과부하가 걸렸을 경우, 이를 교환기(13)를 거쳐 지상통신 I/F장치(12)에 이를 알려서 무선랜에서 채널을 확보하도록 요청하고, 열차가 역사를 출발하여 열차용 채널의 과부하가 해소되는 경우, 이를 교환기(13)를 거쳐 지상통신 I/F장 치(12)에 알려서 무선랜에서 확보한 채널을 끊도록 요청한다.In addition, when a lot of trains are operated in the history such as train transfer, if an overload is applied to a channel allocated for a train, it is notified to the terrestrial communication I / F device 12 via an exchange 13 to secure a channel in a wireless LAN. When the train departs from the station and the overload of the channel for the train is eliminated, it notifies the terrestrial communication I / F device 12 via the switch 13 to request the disconnection of the channel secured by the WLAN. .

또한, 기지국제어기(14)는 열차의 현재위치정보를 토대로 하여 현재기지국(15)에서 인접기지국으로 채널을 옮기는 핸드오프(또는 핸드오버)를 제어한다.In addition, the base station controller 14 controls the handoff (or handover) for moving the channel from the current base station 15 to the adjacent base station based on the current position information of the train.

교환기(13)는 기지국제어기(14)에서 전송된 정보중 열차제어시스템용 정보는 지상통신I/F장치(12)로 전송하고, 일반사용자가 사용하는 정보는 일반교환기로 전송한다. 또한, 지상통신I/F장치(12)에서 전송한 열차제어시스템용 정보와 일반교환기에서 전송한 정보를 받아서 기지국제어기(14)로 전송한다.The exchange 13 transmits the information for the train control system from the information transmitted from the base station controller 14 to the terrestrial communication I / F device 12, and transmits the information used by the general user to the general exchange. Further, the train control system receives the information for the train control system transmitted from the terrestrial communication I / F device 12 and the information transmitted from the general exchange and transmits the information to the base station controller 14.

지상통신I/F장치(12)는 이동전화통신시스템과 무선랜시스템에서 전송되어 온 정보를 지상열차제어시스템(11)으로 전송한다. 또한, 지상열차제어시스템(11)에서 전송한 정보를 이동전화통신시스템 또는 무선랜시스템을 사용하여 차상설비(20)로 전송한다.The ground communication I / F device 12 transmits the information transmitted from the mobile telephone communication system and the wireless LAN system to the ground train control system 11. In addition, the information transmitted from the ground train control system 11 is transmitted to the on-vehicle facility 20 using a mobile telephone communication system or a wireless LAN system.

또한, 지상통신I/F장치(12)는 이동전화통신시스템의 채널과부하로 인하여 기지국제어기(14)에서 이러한 정보를 전송하면 데이터통신장치(16)에 이러한 정보를 전송하여 무선랜시스템의 채널을 확보하도록 요청하는 한편, 지상통신I/F장치(12)는 이동전화통신시스템의 채널과부하 상황이 해소되어 기지국제어기(14)에서 이러한 정보를 전송하면 데이터통신장치(16)에 이러한 정보를 전송하여 확보한 무선랜시스템의 채널을 끊도록 요청한다.In addition, the terrestrial communication I / F device 12 transmits such information to the data communication device 16 when the base station controller 14 transmits such information due to the channel overload of the mobile communication system. On the other hand, the terrestrial communication I / F device 12 transmits such information to the data communication device 16 when the channel overload situation of the mobile communication system is eliminated and the base station controller 14 transmits such information. Request to disconnect the channel of the secured WLAN system.

데이터통신장치(16)는 지상통신I/F장치(12)에서 전송된 열차제어정보를 해당 지상RF모뎀(17)으로 전송한다. 또한 지상RF모뎀(17)에서 전송한 열차정보를 지상통신I/F장치(12)로 전송한다. 데이터통신장치(16)는 사업자의 전용무선랜망을 관리한 다.The data communication device 16 transmits the train control information transmitted from the ground communication I / F device 12 to the corresponding ground RF modem 17. Further, the train information transmitted from the terrestrial RF modem 17 is transmitted to the terrestrial communication I / F device 12. The data communication device 16 manages the operator's dedicated wireless LAN network.

또한, 데이터통신장치(16)는 지상통신IF장치(12)에서 채널확보를 요청하면 이에 필요한 무선랜시스템의 채널을 확보하는 한편, 지상통신I/F장치(12)에서 채널해제를 요청하면 확보한 무선랜시스템의 채널을 해제하고 이를 지상통신I/F장치(12)에 통보한다.In addition, the data communication device 16 secures the channel of the wireless LAN system necessary for requesting channel acquisition from the terrestrial communication IF device 12, and secures the channel release request from the terrestrial communication I / F device 12. Release the channel of one wireless LAN system and notify the ground communication I / F device 12.

지상RF모뎀(17)은 열차의 차상RF모뎀(24)에서 전송한 정보를 데이터통신장치(16)에 전송한다. 또한, 데이터통신장치(16)에서 전송한 열차제어정보를 차상RF모뎀(24)으로 전송한다.The ground RF modem 17 transmits the information transmitted from the onboard RF modem 24 of the train to the data communication device 16. Further, the train control information transmitted from the data communication device 16 is transmitted to the onboard RF modem 24.

무선랜시스템은 열차의 입환, 열차대기 등으로 혼잡한 역, 차량기지 등 좁은 공간에 많은 열차가 있는 경우, 이동전화통신시스템에 채널과부하가 걸려 정상적인 운영이 곤란한 경우에 이를 지원하는 기능을 담당하므로 지상RF모뎀(17)은 주로 역사, 차량기지 등 좁은 영역에 설치함이 바람직하다.Wireless LAN system is responsible for supporting when there are many trains in a confined space such as station, vehicle base, etc. The ground RF modem 17 is preferably installed in a narrow area such as a history and a vehicle base.

단말국(23)은 차상에 설치되는 이동전화통신시스템의 일부로서, 기지국(15)과 연결하여 차상통신I/F장치(22)에서 전송하는 열차의 운행정보 등을 지상으로 전송한다. 또한, 기지국(15)에서 전송된 열차제어명령을 차상통신I/F장치(22)로 전송한다.The terminal station 23 is part of the mobile telephone communication system installed on the vehicle, and is connected to the base station 15 to transmit operation information of the train transmitted from the onboard communication I / F device 22 to the ground. Further, the train control command transmitted from the base station 15 is transmitted to the onboard communication I / F device 22.

차상RF모뎀(24)은 무선랜시스템의 일부 구성요소로서 지상RF모뎀(17)과 연결하여 차상통신I/F장치(21)에서 전송하는 열차의 운행정보 등을 지상으로 전송한다. 또한, 지상RF모뎀(17)에서 전송된 열차제어명령을 차상통신I/F장치(22)로 전송한다.The onboard RF modem 24 is connected to the terrestrial RF modem 17 as a part of a wireless LAN system and transmits the driving information of the train transmitted from the onboard communication I / F device 21 to the ground. Further, the train control command transmitted from the terrestrial RF modem 17 is transmitted to the onboard communication I / F device 22.

차상통신I/F장치(22)는 단말국(23)에서 전송한 열차제어명령 또는 차상RF모뎀(24)에서 전송한 열차제어명령을 차상열차제어시스템(21)으로 전송한다. 또한, 열차제어시스템(21)의 제어결과를 단말국(23) 또는 차상RF모뎀(24)으로 전송한다.The onboard communication I / F device 22 transmits the train control command transmitted from the terminal station 23 or the train control command transmitted from the onboard RF modem 24 to the onboard train control system 21. In addition, the control result of the train control system 21 is transmitted to the terminal station 23 or the onboard RF modem 24.

또한, 차상통신I/F장치(22)는 이동전화통신시스템의 채널과부하로 인하여 적절한 채널을 확보할 수 없는 경우, 사전에 설정된 절차에 맞추어 차상RF모뎀(24)을 통하여 무선랜시스템의 채널을 확보할 수 있도록 한다.In addition, when the on-board communication I / F device 22 cannot secure an appropriate channel due to the channel overload of the mobile communication system, the channel of the wireless LAN system is set through the on-board RF modem 24 according to a preset procedure. To be secured.

한편, 차상열차제어시스템(21)과 지상열차제어시스템(11)은 이동전화통신시스템 또는 무선랜통신시스템을 통신매체로 이용하여 제어영역 안에 있는 열차의 속도와 열차의 진로를 제어한다.Meanwhile, the on-vehicle train control system 21 and the ground train control system 11 control the speed of the train and the course of the train in the control area by using a mobile telephone communication system or a wireless LAN communication system as a communication medium.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템의 지상설비 구성도,1 is a ground equipment configuration diagram of a wireless communication based train control system combining a mobile communication network and a wireless LAN network according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 이동통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템의 차상설비 구성도.2 is a configuration diagram of a vehicle onboard of a wireless communication-based train control system combining a mobile communication network and a wireless LAN network according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 -- 지상설비, 11 -- 지상열차제어시스템,10-ground equipment, 11-ground train control system,

12 -- 지상통신I/F장치, 13 -- 교환기,12-terrestrial I / F devices, 13-exchanges,

14 -- 기지국제어기, 15 -- 기지국,14-base station controller, 15-base station,

16 -- 데이터통신장치, 17 -- 지상RF모뎀,16-datacommunication devices, 17-terrestrial RF modems,

20 -- 차상설비, 21 -- 차상열차제어시스템,20-onboard equipment, 21-onboard train control system,

22 -- 차상통신I/F장치, 23 -- 단말국,22-Onboard communication I / F device, 23-Terminal station,

24 -- 차상RF모뎀, 30 -- 역사.24-Onboard RF Modem, 30-History.

Claims (6)

지상에 설치되는 지상설비와 차상에 설치되는 차상설비가 무선통신매체를 이용하여 제어영역 안에 있는 열차의 속도와 열차의 진로를 제어하는 무선통신기반 열차제어시스템에 있어서, In a wireless communication-based train control system in which the ground equipment installed on the ground and the onboard equipment installed on the vehicle control the speed and the course of the train in the control area by using a wireless communication medium, 상기 지상설비는 기지국과 기지국제어기 및 교환기로 이루어지는 이동전화통신시스템, 데이터통신장치와 지상RF모뎀으로 이루어지는 무선랜시스템, 차상으로부터 수신된 다양한 정보를 토대로 해당 열차에 적절한 속도 및 진로 제어에 관련한 명령을 전송하는 지상열차제어시스템, 그리고 통신부하에 따라 상기 지상열차제어시스템과 이동전화통신시스템 또는 지상열차제어시스템과 무선랜시스템의 통신채널을 접속 및 차단하는 지상통신IF장치로 이루어지고,The above ground equipment is a mobile telephone communication system consisting of a base station, a base station controller and an exchanger, a wireless LAN system consisting of a data communication device and a terrestrial RF modem, and a command related to speed and path control appropriate to a train based on various information received from a vehicle. A ground train control system for transmitting and a ground communication IF device for connecting and disconnecting a communication channel between the ground train control system and the mobile telephone communication system or the ground train control system and the wireless LAN system according to a communication load, 상기 차상설비는 상기 지상설비의 기지국과 기지국제어기 및 교환기와 이동전화통신시스템을 이루는 단말국, 상기 지상설비의 데이터통신장치와 지상RF모뎀과 무선랜시스템을 이루는 차상RF모뎀, 상기 차상설비측에서 전송된 열차속도제어명령에 맞추어 열차의 제어를 수행하고, 그 결과를 다시 차상설비측으로 전송하는 차상열차제어시스템, 그리고 통신부하에 따라 상기 차상열차제어시스템과 지상열차제어시스템간의 통신매체를 단말국을 이용한 이동전화통신시스템 또는 차상RF모뎀을 이용한 무선랜시스템으로 접속 및 차단하는 차상통신IF장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.The onboard equipment includes a terminal station that forms a base station, a base station controller, a switch, and a mobile telephone communication system, an onboard RF modem that forms a data communication device, a terrestrial RF modem, and a wireless LAN system. The train control system performs control of the train according to the transmitted train speed control command, and transmits the result back to the onboard equipment, and the communication medium between the onboard train control system and the ground train control system according to the communication load. A wireless communication-based train control system combining a mobile phone communication network and a wireless LAN network, characterized in that the on-board communication IF device is connected to and disconnected from a mobile phone communication system or a wireless LAN system using an onboard RF modem. 제1항에 있어서, 상기 이동전화통신시스템의 통신채널은 일반 이동전화통신을 위한 채널과 열차제어를 위한 채널로 나누어 열차제어를 위한 독점채널을 확보하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.The mobile phone communication network and the wireless LAN network according to claim 1, wherein the communication channel of the mobile phone communication system is divided into a channel for general mobile phone communication and a channel for train control to secure an exclusive channel for train control. Wireless communication-based train control system that combines. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열차제어를 위한 무선랜시스템은 역, 차량기지에 설치하여 이동전화통신시스템의 채널과부하가 발생하면 여유채널을 확보하여 열차제어기능을 지원하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.According to claim 1 or 2, wherein the wireless LAN system for controlling the train is installed in the station, the vehicle base, if the channel overload of the mobile telephone communication system is generated to secure a free channel to support the train control function, characterized in that Wireless communication-based train control system combining mobile phone network and wireless LAN network. 제3항에 있어서, 기지국제어기가 이동전화통신시스템의 채널과부하를 판단하여 지상통신I/F장치로 채널과부하 정보를 전송하면 지상통신I/F장치가 데이터통신장치를 제어하여 무선랜시스템의 채널을 확보하는 한편, 기지국제어기가 이동전화통신시스템의 채널과부하 상황이 해소된 것으로 판단하면 지상통신I/F장치에 채널과부하 해소 정보를 전송하여 무선랜시스템의 채널을 끊도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.4. The method of claim 3, wherein the base station controller determines the channel overload of the mobile communication system and transmits the channel overload information to the terrestrial communication I / F device, and the terrestrial communication I / F device controls the data communication device to control the channel of the wireless LAN system. If the base station controller determines that the channel overload situation of the mobile communication system has been resolved, the mobile communication system may transmit the channel overload cancellation information to the terrestrial communication I / F device to disconnect the channel of the WLAN system. Wireless communication based train control system combining telephone communication network and wireless LAN network. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차상설비와 지상설비는 열차의 운전시격이 길어 열차제어채널에 충분한 여유가 있는 경우에는 이동전화통신시스템을 사용하여 역간 주행, 역에서의 출발제어 및 입환을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.According to claim 1 or 2, wherein the on-vehicle equipment and the ground equipment is a long driving interval of the train, if there is sufficient margin in the train control channel, using the mobile phone communication system to run between stations, departure control and exchange at the station Wireless communication based train control system combining a mobile phone communication network and a wireless LAN network, characterized in that configured to perform. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동전화통신시스템에 장애가 발생한 경우에는 무선랜을 이용하여 정차역에서 다음역으로 열차가 주행하도록 지원하도록 일어진 것을 특징으로 하는 이동전화통신망과 무선랜망을 결합한 무선통신기반 열차제어시스템.The mobile telephone communication network and the wireless LAN network according to claim 1 or 2, wherein when a failure occurs in the mobile telephone communication system, the mobile phone communication network is operated to support a train to travel from a stop station to a next station using a wireless LAN. Wireless communication based train control system.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029796B1 (en) * 2009-06-05 2011-04-20 주식회사 씨. 아이. 테크 Radio communication system of train by transmission channel controlling
KR101034464B1 (en) * 2009-06-05 2011-05-19 주식회사 씨. 아이. 테크 Radio communication system of train by transmission output controlling
US8805383B2 (en) 2011-12-12 2014-08-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of reliable radio communication network duplication for high speed train and radio communication-based high speed train control system using the same
CN117375647A (en) * 2023-12-05 2024-01-09 天津七一二移动通信有限公司 Mobile blocking wireless locomotive radio station based on DMR network and implementation method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100644227B1 (en) * 2001-01-30 2006-11-10 김봉택 Automatic total train control system and method
KR100682371B1 (en) * 2004-03-24 2007-02-15 한국철도기술연구원 Train unmanned automatic operation system
KR20050098982A (en) * 2004-04-08 2005-10-12 차명근 System and method for wireless internet and content service inside a public transportation
KR100733598B1 (en) * 2005-10-21 2007-07-03 경봉기술(주) Radio Communication System by Frequency Hopping Spectrum Spread for ATC

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029796B1 (en) * 2009-06-05 2011-04-20 주식회사 씨. 아이. 테크 Radio communication system of train by transmission channel controlling
KR101034464B1 (en) * 2009-06-05 2011-05-19 주식회사 씨. 아이. 테크 Radio communication system of train by transmission output controlling
US8805383B2 (en) 2011-12-12 2014-08-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of reliable radio communication network duplication for high speed train and radio communication-based high speed train control system using the same
CN117375647A (en) * 2023-12-05 2024-01-09 天津七一二移动通信有限公司 Mobile blocking wireless locomotive radio station based on DMR network and implementation method
CN117375647B (en) * 2023-12-05 2024-04-12 天津七一二移动通信有限公司 Mobile blocking wireless locomotive radio station based on DMR network and implementation method

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