KR20100083051A - 알에프아이디를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RFID를 이용하여 열차 운행을 제어하는 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 그 제어 방법"에 관한 것으로, 특히, RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 상기 고정정보를 전송하고, 열차시스템과 사령실시스템 사이에서 가변정보와 열차운행정보 교환을 중계하는 선로시스템; 열차에 설치되며, RFID 리더를 포함하여 이루어져, 상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하여 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 RFID 태그로 전송하고, 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 하나 이상의 열차시스템; 및, 원격지에 설치되며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하여, 열차운행정보를 수신하여 처리하고, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보를 상기 선로시스템으로 전송하는 사령실시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템과 그 제어방법이다.
이러한 본 발명은, 특히, 열차시스템과 선로시스템 및 사령실시스템 사이의 고정정보와 가변정보 및 열차운행정보를 비접촉 통신 및 유선 통신을 통해 상호 교환하여 열차운행을 제어함으로써, 첫째, 정확하고 정밀하게 열차 운행을 제어할 수 있는 효과가 있고, 둘째, 원격지에 설치된 사령실시스템에서 열차 운행을 모니터링하고 제어할 수 있는 효과가 있음은 물론, 셋째, 설치, 운영 및, 유지 관리비가 저 렴하다는 효과가 있다.
열차 운행 제어, RFID, RFID 태그
Description
본 발명은 RFID(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)를 이용하여 열차 운행을 제어하는 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 그 제어 방법"에 관한 것으로, 특히, 고정정보(RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등)가 저장된 RFID 태그(TAG)를 선로를 따라 설치하여 선로시스템을 구성하고, 상기 선로시스템에 가변정보(열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등)를 전송하고 열차운행정보를 수신하는 사령실시스템을 원격지에 설치하며, 상기 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하여 열차운행정보(열차 속도 정보, 제동 정보 등)를 전송하고 상기 고정정보와 가변정보를 수신하는 RFID 리더(READER)를 열차에 설치하여 열차시스템을 구성한 후, 상기 선로시스템과 사령실시스템 및 열차시스템 상호간의 정보를 교환함으로써, 정확하고 정밀하게 열차 운행을 제어하고, 원격지에서 열차 운행 상황에 대한 모니터링 및 제어를 할 수 있으며, 설치, 운영 및 유지 관리비가 저렴하도록 한 것이다.
본 명세서에 있어서는 설명의 편의상 RFID 태그를 고정 RFID 태그와, 통신 RFID 태그로 분류하여 설명한다.
상기 고정 RFID 태그란 내부에 저장된 고정정보만을 가지고 RFID 리더와 통 신을 수행하는 통상적인 RFID 태그를 지칭한다. 이하 같다.
상기 통신 RFID 태그란 상기 고정 RFID 태그가 갖는 기능 외에 외부 데이터 입/출력 기능을 구비한 RFID 태그를 지칭한다. 이하 같다.
주지하다시피 열차는 고도의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 열차와 승객의 안전을 확보하고 운행 효율을 높이며 운전 편리성을 향상시키기 위해 많은 장치들이 지속적으로 개발되어 왔다.
열차자동정지장치(AUTOMATIC TRAIN STOP SYSTEM : ATS), 열차자동보호장치(AUTOMATIC TRAIN PROTECTOR : ATP), 열차자동제어장치(AUTOMATIC TRAIN CONTROL SYSTEM : ATC), 열차자동운전장치(AUTOMATIC TRAIN OPERATING SYSTEM : ATO), 열차종합관리장치(TRAIN CONTROL MANAGEMENT SYSTEM : TCMS) 등과 같은 열차운행제어장치(TRAIN CONTROL SYSTEM)는 열차의 안전을 확보하고 운행 효율을 높이며 운전 편리성을 향상시키는 대표적인 장치이다.
이러한 열차운행제어장치는 열차의 선로 점유 상태를 검출하여 열차의 운행을 제어함으로써 열차의 안전을 확보하고, 더 나아가 열차 운행에 관한 정보를 교환하여 무인 자동운전을 가능하게 하여주는 장치이다.
기술이 더욱 발전하여 열차 속도가 높아지고 운행 회수가 많아지며 승객 운송량이 증가함에 따라 안전이 더욱 중요해짐은 물론, 열차 운행에 대한 개념이 장거리 대량 수송에서 근거리 소량 수송으로 진일보하였다.
경전철, 모노레일 차량 등은 국지간을 연결하는 근거리 운송 수단의 일례로 그 설치가 점차 증가되고 있으며, 이로 인해 더욱 정밀, 정확하게 열차 위치(선로 점유 상태)를 검출하여 제어하고, 설치 및 유지 관리비용이 저렴하며, 안전한 열차 운행 제어 기술이 요구되게 되었다.
그러나, 상기와 같은 종래의 열차운행제어장치들은 설치상의 제약이 있고, 열차의 선로 점유 상태 검출이 정밀하지 않으며, 선로 이용 효율이 효율적이지 않아 상기와 같은 요구를 충족시키기 못한다는 문제점 및, CTC(CENTRALIZED TRAFFIC CONTROL) 사령실에서 열차 운행을 제어할 수 없다는 문제점 등이 있었다.
이를 다시 설명하면 다음과 같다.
주지하다시피, ATS, ATC, ATP, ATO, TCMS 등과 같은 종래의 열차운행제어장치에 있어서 열차 위치(열차의 선로 점유 상태) 검출은 ATS나 ATC를 통해 이루어진다.
그러나 ATS의 경우에는 수 백 미터에서 수 킬로 미터(예: 700m ~ 1.2Km) 마다 ATS지상자를 설치하여 열차의 궤도 점유 상태를 검출하는 점 제어 방식으로, 수 미터에서 수 십 센치 미터의 정확도로 열차의 위치 검출 및 제어가 불가능하다는 문제점이 있음은 물론, 열차와 정보를 교환할 수 없다는 문제점 등이 있었다.
또한, ATC의 경우에는 선로를 이용하여 궤도 루프 회로를 구성한 후 열차의 선로 점유 상태를 검출하는 연속제어방식으로, 상기 ATS에 비해 정밀하게 연속적으로 열차의 위치를 검출할 수 있으나, 이러한 ATC를 사용하기 위해서는 궤도 루프 회로를 구성할 수 있는 선로가 필요함은 물론, 열차 위치의 정밀한 검출이 어렵다는 문제점 등이 있었다.
또한, 노선을 운행 중인 각 열차에 대한 운행을 종합 관리하는 CTC 사령실에서 열차 운행을 제어할 수 없어 운전자가 열차를 운행할 수 없거나, 또는 운전자에게 돌발 응급 상황이 발생하여 열차 운행을 제어할 수 없을 경우에는 사고 발생을 방지할 수 없다는 문제점 등이 있었다.
더구나 승강장에의 스크린도어 시스템(PSD) 설치가 전 역사로 확대되어 더욱 정밀하고 정확한 열차 위치 검출 및 정위치 정차 제어가 요구되고 있는 바, 상기와 같은 종래의 열차운행제어장치로는 요구되는 정확성 및 정밀성을 충족할 수 없어 열차 운행에 많은 지장을 초래하게 되고, 이로 인해 열차 운행 품질을 저하시키고 선로 효율을 저하시키게 된다는 문제점 등이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, RFID 태그의 설치 위치, 다음 RFID 태그의 인식번호, RFID 태그 설치 위치에 대한 선로 정보 등의 고정정보가 저장된 RFID 태그를 선로를 따라 설치하여 선로시스템을 구성하고, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하여 선행 열차 선로 점유 상태 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보 및 열차운행정보를 교환하는 사령실시스템을 원격지에 설치하며, 상기 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하여 상기 고정정보와 가변정보를 수신하고, 열차에서 발생하는 열차운행정보를 선로시스템으로 전송하는 RFID 리더를 열차에 설치하여 열차시스템을 구성한 후, 상기 열차시스템과 선로시스템 및 사령실시스템 상호간의 통신을 통해 고정정보와, 가변정보 및 열차 운행정보를 교환하여 열차의 운행을 제어함으로써, 정확하고 정밀하게 열차 운행을 제어할 수 있음은 물론, 설치, 운영 및 유지 관리비가 저렴한 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 방법"을 제공하기 위한 것이다.
즉, RFID 태그에 RFID 태그 설치 위치에 대한 정보, 선로에 대한 정보(선로의 경사, 굴곡, 지반 상태 등) 등을 저장하여 선로를 따라 조밀하게 설치하고, 열차에 RFID 리더를 설치한 후, 상기 선로에 설치된 RFID 태그와 열차에 설치된 RFID 리더 사이의 정보 교환 및 사령실시스템과의 정보 교환을 수행하여 열차 운행을 제어하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템"의 구성은,
RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 상기 고정정보를 전송하고, 열차시스템과 사령실시스템 사이에서 가변정보와 열차운행정보 교환을 중계하는 선로시스템;
열차에 설치되며, RFID 리더를 포함하여 이루어져, 상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하여 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 RFID 태그로 전송하고, 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 하나 이상의 열차시스템; 및,
원격지에 설치되며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하여, 열차운행정보 를 수신하여 처리하고, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보를 상기 선로시스템으로 전송하는 사령실시스템;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 선로시스템에서 열차시스템으로 전송하는 고정정보는, 당해 RFID 태그(고정 RFID 태그, 또는 통신 RFID 태그) 인식번호(ID) 및 다음에 설치된 RFID 태그 인식번호를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
이러한 RFID 태그 인식번호에 대한 정보는 당해 RFID 태그 다음에 설치된 RFID 태그의 인식번호를 전송함으로써 RFID 태그의 정상 동작 여부를 검출하기 위한 것이다.
즉, 다음에 설치된 RFID 태그의 인식번호를 전송하여 그 인식번호를 갖는 RFID 태그의 검출 여부로부터 해당 RFID 태그의 정상 동작 여부를 판단하기 위한 것이다.
상기 선로시스템에서 열차시스템으로 전송하는 고정정보는, RFID 태그 설치 위치에 대한 정보와, RFID 태그가 설치된 선로에 대한 경사, 굴곡, 지반 상태 등의 선로 정보를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 RFID 태그 설치 위치에 대한 정보는 열차시스템에 전송되어 열차 위치를 검출하는데 사용되며, 경사, 굴곡, 지반 상태 등의 선로정보는 열차 운행 제어에 사용된다.
상기 열차시스템에서 선로시스템으로 전송하는 열차운행정보는, 열차의 현재 속도 정보, 열차 제동 정보, 열차 위치 정보, 열차 상태 정보 등을 포함하여 구성 됨을 특징으로 한다.
이러한 열차운행정보는 선로시스템을 통해 사령실시스템으로 전송되어 열차의 목표 운행 속도(운행 제한 속도) 산출 및, 열차 제동량 산출 등에 사용되게 된다.
상기 사령실시스템에서 선로시스템으로 전송하는 가변정보는, 선행, 또는 후행하는 열차의 선로 점유 정보, 열차 속도 제어 정보, 열차 제동 제어 정보 등을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 가변정보는 선로시스템을 통해 열차시스템에 전송되어 열차 운행을 제어하는데 사용되게 된다.
상기 선로시스템은,
RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 정보를 교환하는 다수 개의 RFID 태그로 이루어진 RFID태그부; 및,
2개 이상의 RFID 태그가 접속되며, 접속된 RFID 태그의 동작을 제어하여 사령실시스템과 유선 통신을 수행하여 정보를 교환하도록 제어하는 하나 이상의 통신제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 RFID태그부는,
내부에 고정정보가 저장되며 선로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템과 비접촉 통신을 수행하는 하나 이상의 고정 RFID 태그; 및,
내부에 고정정보가 저장되며 유선 통신을 수행하는 통신 기능이 구비되고 선 로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 통신제어부와 유선 통신을 수행하는 하나 이상의 통신 RFID 태그;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 RFID태그부의 고정 RFID 태그와 통신 RFID 태그의 설치는, 선로를 따라 일정한 간격으로 통신 RFID 태그를 설치한 후, 상기 통신 RFID 태그 사이에 고정 RFID 태그를 설치함을 특징으로 한다.
선로를 따라 일정한 간격으로 설치되는 상기 통신 RFID 태그의 설치 간격은 열차 길이보다 짧은 간격임을 특징으로 한다.
이러한 RFID태그부는 고정 RFID 태그와 통신 RFID 태그를 번갈아 설치함으로 써 설치가 용이하고, 설치비용이 절감되도록 하기 위한 것이다.
즉, 고정 RFID 태그와 통신 RFID 태그를 섞어서 설치함으로써 통신 RFID 태그만을 설치할 때 보다 저렴하고 용이하게 설치할 수 있도록 한 것이다.
예를 들어, 열차 길이가 100m이고, 1m 간격으로 RFID 태그를 설치하여 정보 교환을 하고자 할 경우, 50m 간격으로 통신 RFID 태그를 설치하여 통신제어부에 접속하고, 상기 50m 간격으로 설치된 통신 RFID 태그 사이에 1m 간격으로 고정 RFID 태그를 설치하여 구성할 수 있다.
이러한 구성은 상기 통신제어부에 접속하여 설치하여야 하는 통신 RFID 태그의 설치를 최소한으로 함으로써 설치비용을 저감시키고, 설치가 용이하도록 하기 위한 것이다. 참고로, 고정 RFID 태그는 고정정보가 저장된 고정 RFID 태그를 해당 위치에 독립적으로 설치하기만 하면 된다.
상기 RFID태그부의 고정 RFID 태그, 또는 통신 RFID 태그는, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 쏠라셀발전모듈, 또는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 진동발전모듈을 구비하여 상기 RFID 태그에 동작 전원을 공급함을 특징으로 한다.
이러한 RFID 태그는 진동을 이용하여 발전을 행하는 진동발전모듈이나, 태양광을 이용하여 발전을 행하는 쏠라셀발전모듈을 이용하여 발전을 행하여 상기 RFID 태그의 동작 전원으로 사용하기 위한 것이다.
도3은 진동발전모듈(213)의 구조를 나타낸 것으로, (213a)는 케이스, (213b)는 보빈, (213c)는 영구자석, (213d)는 코일, (213e)는 지지대, (213f)는 스프링, (213g)는 받침대를 각각 나타낸 것이다.
도4는 쏠라셀발전모듈(214)을 나타낸 것으로, (214a)는 쏠라쎌, (D)는 정류다이오드를 각각 나타낸다.
상기 진동발전모듈(213)과 쏠라셀발전모듈(214)의 구조 및 동작은 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허 출원 제 10-2008-0014325호"자가발전 알에프아이디 태그 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"에서 기술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 통신제어부는 입출력단자와, 연산모듈, 메모리 및 통신 기능 등을 갖는 마이컴으로 구성됨이 바람직하다.
이러한 통신제어부는 통신 RFID 태그와 사령실시스템 사이의 신호를 중계하는 중계 기능을 수행한다.
상기 열차시스템은,
상기 선로시스템의 RFID 태그(고정 RFID 태그, 또는 통신 RFID 태그)와 비접촉 통신을 수행하는 RFID 리더;
차상제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 인터페이스 기능을 수행하는 인터페이스부; 및,
상기 RFID 리더와 인터페이스부 사이에 접속되어, 상기 RFID 리더의 동작을 제어하여 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 인터페이스부를 통해 열차운행제어장치로 전송하며, 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 RFID 리더를 통해 선로시스템으로 전송하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차시스템은, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차운행제어장치(TCMS, ATC, ATO, TCMS 등)에 전송함으로써 열차 운행을 제어하도록 하고, 상기 열차운행제어장치에서 발생하는 열차운행정보를 선로시스템을 통해 사령실시스템으로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 열차시스템은,
상기 선로시스템의 RFID 태그(고정 RFID 태그, 또는 통신 RFID 태그)와 비접촉 통신을 수행하는 RFID 리더;
차상제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 인터페이스 기능을 수행하는 인터페이스부;
열차제동시스템에 열차 제동 신호를 인가하는 제동신호출력부; 및,
상기 RFID 리더와 인터페이스부와 제동신호출력부 사이에 접속되어, 상기 RFID 리더의 동작을 제어하여 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 인터페이스부를 통해 열차운행제어장치로 전송하고, 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 RFID 리더를 통해 선로시스템으로 전송하며, 상기 가변정보에 포함된 열차 제동 정보를 분석하여 상기 제동신호출력부를 통해 출력하여 열차 제동을 제어함으로써 열차 운행을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 열차 속도를 검출하여 상기 차상제어부에 인가하는 속도검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 속도검출부는, 상기 열차운행제어장치에 포함된 열차 속도 정보와는 별도로 열차의 속도를 검출하여 차상제어부에 인가하여 선로시스템을 통해 사령실시스템으로 전송함으로써 열차 속도 검출에 대한 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 속도검출부는 열차의 속도를 검출하는 종래 속도 검출 회로로 구성된다.
이동하는 물체의 속도를 검출하는 속도 검출 회로의 구성 및 동작에 대해서는 주지하는 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구성된 열차시스템은, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하고, 수신된 고정정보와 가변정보를 열차운행제어장치에 전송하여 열차 운행을 제어하도록 하다가, 상기 사령실시스템에서 열차 제동을 나타내는 열 차 제동 정보(가변정보)가 수신되면 이에 해당하는 열차 제동 신호를 상기 제동신호출력부를 통해 열차에 설치된 열차제동시스템에 인가하여 열차를 제동시킴으로써 사령실시스템에서 열차를 제동시킬 수 있도록 하고, 상기 열차운행제어장치에서 발생하는 열차운행정보를 선로시스템을 통해 사령실시스템으로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 사령실시스템은,
상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하는 사령실통신부;
열차 운행 상황 및 통신 이력을 저장하는 데이터베이스부;
사용자에 의해 조작되는 조작스위치부;
열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내는 표시경보부; 및,
상기 사령실통신부와, 데이터베이스부와, 조작스위치부와, 표시경보부의 동작을 제어하여 상기 선로시스템과 유선 통신을 통해 열차운행정보를 수신하고, 상기 열차운행정보를 분석한 후 가변정보를 생성하여 상기 선로시스템으로 전송하며, 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내고 저장하는 사령실제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 사령실통신부는 선로시스템과 유선 통신을 수행하는 공지의 유선통신장치로 구성된다.
유선 통신장치의 구성 및 동작을 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 표시경보부는,
열차 운행 상황 및 통신 상황을 시각적으로 나타내는 시작표시부; 및,
열차 운행 상황 및 통신 상황을 청각적으로 나타내는 청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 사령실통신부와, 데이터베이스부와, 조작스위치부와, 표시경보부 및 사령실제어부는 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하다.
한편, 본 발명 "RFID를 이용한 열차 운행 시스템의 제어 방법"은,
RFID 리더를 포함하는 열차시스템을 열차에 하나 이상 설치하고, 선로를 따라 설치되며 상기 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하는 다수 개의 RFID 태그를 포함하는 선로시스템을 선로에 설치하며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하는 사령실시스템을 원격지에 설치하여, RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보와, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보 및, 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 교환하여 열차 운행을 제어하는 RFID를 이용한 열차 운행 시스템에 있어서,
상기 RFID를 이용한 열차 운행 시스템의 제어방법은,
상기 RFID 리더와 RFID 태그의 비접촉 통신을 통해 열차운행정보를 선로시스템으로 전송하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 열차시스템제어단계;
상기 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여, RFID 태그에 저장된 고정정보 및, 사령실시스템으로부터 수신된 가변정보를 상기 열차시스템으로 전송하고, 상기 열차시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 사령실시스템으로 전송하 는 선로시스템제어단계; 및,
유선 통신을 통해 상기 선로시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신, 분석한 후, 가변정보를 생성하여 상기 선로시스템으로 전송하고, 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내고 저장하는 사령실시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템제어단계는,
RFID 태그가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하는 RFID태그검출단계;
상기 RFID태그검출단계를 수행한 결과 RFID 태그가 검출되면 RFID 리더와 상기 RFID 태그 사이의 비접촉 통신을 통해 고정정보와 가변정보를 수신하는 정보수신단계;
상기 정보수신단계를 수행하여 수신한 고정정보와 가변정보를 열차에 설치된 열차운행제어장치(TCMS, ATC, ATO, TCMS 등)에 전송하여 열차 운행을 제어하는 열차제어단계; 및,
상기 열차제어단계를 수행한 후 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 선로시스템으로 전송하는 열차운행정보전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서 상기 열차제어단계를 수행한 후, 상기 정보수신단계를 수행하여 수신한 가변정보에 열차 제동을 제어하는 열차 제동 제어 정보가 포함되는지의 여부를 검출하여 열차 제동 제어 정보가 존재하면 열차 제동을 나타내는 열차 제동 제어 신호를 열차에 설치된 열차제동장치로 전송하여 열차를 제동시키는 열차제동단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차제동단계는, 사령실시스템에서 열차를 제동시키고자 하여 상기 가변정보에 열차 제동 제어 정보를 전송하였을 경우 이를 검출하여 열차 운행을 제어하기 위한 것이다.
예를 들어, 돌발적인 상황 발생으로 인하여 열차 속도를 저감시키거나, 또는 열차 운행을 정지시키고자 할 경우, 열차운행제어장치의 제동 알고리즘과는 별도로 사령실시스템에서 열차 제동을 나타내는 제어신호를 선로시스템을 통해 열차시스템으로 전송하여 상기 열차시스템에서 열차제동장치에 직접 제동 제어 신호를 인가하도록 함으로써 열차 운행을 제어하도록 할 수 있다.
상기 선로시스템제어단계는,
RFID 리더가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하는 RFID리더검출단계;
상기 RFID리더검출단계를 수행한 결과 RFID 리더가 검출되면 RFID 리더와의 비접촉 통신을 통해 고정정보와 가변정보를 열차시스템으로 전송하고, 열차시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신하는 정보교환단계;
상기 정보교환단계를 수행하여 수신한 열차운행정보를 유선 통신을 통해 사령실시스템으로 전송하는 열차운행정보중계단계; 및,
상기 열차운행정보중계단계를 수행한 후, 사령실시스템에서 가변정보를 전송하는지의 여부를 검출하여 가변정보를 전송하는 것으로 판단되면 상기 가변정보를 수신하는 가변정보수신단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 사령실시스템제어단계는,
상기 선로시스템에서 열차운행정보가 전송되는지의 여부를 지속적으로 검출하여 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;
상기 열차운행정보수신단계를 수행하여 수신한 열차운행정보를 분석하여 가변정보를 생성하는 열차운행정보분석단계;
상기 열차운행정보분석단계를 수행하여 생성한 가변정보를 선로시스템으로 전송하는 가변정보전송단계;
상기 가변정보전송단계를 수행한 후 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내는 표시단계; 및,
상기 표시단계를 수행한 후 열차 운행 상황과 통신 상황 등을 데이터베이스화하는 데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 그 제어 방법"은 특히, 열차시스템과 선로시스템 및 사령실시스템 사이의 고정정보와 가변정보 및 열차운행정보를 비접촉 통신 및 유선 통신을 통해 상호 교환하여 열차운행을 제어함으로써, 첫째, 정확하고 정밀하게 열차 운행을 제어할 수 있는 효과가 있고, 둘째, 원격지에 설치된 사령실시스템에서 열차 운행을 모니터링하고 제어할 수 있는 효과가 있음은 물론, 셋째, 설치, 운영 및, 유지 관리비가 저렴하다는 효과가 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템 및 그 제어 방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 부호를 사용한다.
<실시예>
본 실시예에서는 필요시 가변정보에 열차 제동 제어 정보를 포함시켜 전송하면, 이를 열차시스템에서 수신하여 열차제동장치의 동작을 제어하는 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에서는 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 열차운행제어장치에서 입력받아 사령실시스템으로 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에서는 열차 속도를 검출하는 별도의 속도검출부를 구성하지 않는 것으로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에서는 1개의 열차시스템을 열차에 장착한 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에서는 편성 열차 길이는 50m가 넘는 것으로 가정하여 50m 마다 통신 RFID 태그를 설치하고, 상기 통신 RFID 태그 사이에 1m 간격으로 고정 RFID 태그를 설치하는 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 사령실시스템을 컴퓨터 시스템으로 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 모니터와는 별도로 경광등을 시각표시장치로 더 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
이와 같이 본 실시예를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.
이하, 본 실시예의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1과 도6에서 도시되는 바와 같이, 열차에 열차시스템(100)을 설치하고, 선로에 선로시스템(200)을 설치하며, CTC 사령실에 사령실시스템(300)을 설치하여 본 실시예를 구성한다.
상기 열차시스템(100)은, 도5에서 도시되는 바와 같이, 차상제어부(140)에 RFID 리더(150)와 인터페이스부(110)와 제동신호출력부(130)를 접속하여 구성하며, 상기 인터페이스부(110)에 열차운행제어장치(3)를 접속하고, 제동신호출력부(130)에 열차제동장치(4)를 접속한다.
상기 열차운행제어장치(3)라 함은 ATC나 ATO의 차상장치나 TCMS를 말하는 것으로, 상기 TCMS에 접속함이 바람직하다.
또한, 상기 열차제동장치(4)는 열차에 기 설치된 열차제동장치를 말한다.
상기 선로시스템(200)은, 선로를 따라 50m 간격으로 통신 RFID 태그(211)를 설치하고, 상기 통신 RFID 태그 사이에 1m 간격으로 고정 RFID 태그(212)를 설치한 후, 상기 통신 RFID 태그(211)를 몇 개씩 그룹화 하여 각각의 그룹에 1개씩의 통신제어부(220)에 접속하여 구성한다.
상기 사령실시스템(300)은, 도7에서 도시되는 바와 같이, 조작스위치부(310)와, 표시경보부(320)와, 사령실통신부(340)와, 데이터베이스부(350)를 사령실제어부(330)에 접속하여 구성한다.
이러한 사령실시스템(300)은 컴퓨터시스템으로 구성됨이 바람직하다.
상기 표시경보부(320)는 시각표시부(321)와 청각표시부(322)로 구성한다.
도1에 있어서 미설명 부호 (1)은 열차, (2)는 선로, (5)는 전용망을 나타내며, (310a)는 키보드, (321a)는 모니터, (321b)는 경광등을 각각 나타낸다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 열차시스템(100)의 차상제어부(120)에 RFID 미들웨어, 통신 제어프로그램 및, 기타 제어 프로그램 등을 설치한다.
이후, 열차가 운행을 개시하면, 도8에서 도시되는 바와 같이, 열차시스템제어단계(S100)와, 선로시스템제어단계(S200) 및, 사령실시스템제어단계(S300)를 수행하게 된다.
즉, 열차시스템(100)에서 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하고, 열차운행정보를 선로시스템(200)으로 전송하는 열차시스템제어단계(S100)와,
선로시스템(200)에서 고정정보와 가변정보를 열차시스템(100)으로 전송하고, 상기 열차시스템(100)에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 사령실시스템(300)으로 전송하는 선로시스템제어단계(S200) 및,
사령실시스템(300)에서 열차운행정보를 수신, 분석하여 가변정보를 생성한 후 상기 선로시스템(300)으로 전송하고, 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내고 데이터베이스화하는 사령실시스템제어단계(S300)를 수행하게 된다.
이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 열차시스템제어단계(S100)에 대해 설명하면 다음과 같다.
열차가 운행을 시작하면 상기 차상제어부(140)는, 도9에서 도시되는 바와 같이, RFID태그검출단계(S110)를 수행하여 통신 RFID 태그(211), 또는 고정 RFID 태그(212)가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하게 된다.
이때, 고정 RFID 태그(212)가 검출되면 RFID 리더(150)와 상기 고정 RFID 태그(212) 사이의 비접촉 통신을 통해 상기 고정 RFID 태그(212)에 저장된 고정정보를 수신하고, 통신 RFID 태그(211)가 검출되면 고정정보와 가변정보를 수신하는 정보수신단계(S120)를 수행하게 된다.
상기 고정정보에는 RFID 태그 설치 위치, RFID 태그 설치 위치에 대한 선로 정보(예: 선로 경사, 굴곡, 지반 상태 등의 정보), 다음 RFID 태그 인식번호(ID) 정보 등이 포함되며, 가변정보에는 선행, 또는 후행하는 열차의 선로 점유 상태에 대한 정보, 열차 속도 제어 정보(예: 열차 운행 제한 속도 등), 열차 제동 제어 정보(예: 제동량 등) 등이 포함된다.
한편, 상기 정보수신단계(S120)를 수행한 후 상기 차상제어부(140)는, 상기 정보수신단계(S120)를 수행하여 수신한 고정정보(고정 RFID 태그의 경우), 또는 고정정보와 가변정보(통신 RFID 태그의 경우)를 인터페이스부(110)를 통해 열차운행제어장치(3)에 인가하여 열차 운행을 제어하도록 하는 열차제어단계(S130)를 수행하게 된다.
이때, 상기 가변정보에 열차 제동을 제어하는 열차 제동 제어 정보가 포함되어 있을 경우에는 열차 제동을 나타내는 열차 제동 제어 신호를 제동신호출력 부(130)를 통해 열차제동장치(4)에 인가하여 열차를 제동시키는 열차제동단계(S140)를 수행하게 된다.
또한, 상기 RFID태그검출단계(S110)를 수행하여 검출한 RFID 태그가 통신 RFID 태그(211)일 경우에는 열차운행정보전송단계(S150)를 수행하여, 상기 열차운행제어장치(3)에서 인가하는 열차운행정보를 입력받아 RFID 리더(150)를 통해 선로시스템(100)으로 전송하게 된다.
도2a는 RFID의 기본적인 구성요소를 나타낸 것이고, 도2b는 고정 RFID 태그의 일 구성예, 도2c는 통신 RFID 태그의 일 구성예를 각각 나타낸 도면이다.
상기 선로시스템제어단계(S200)에 대해 설명하면 다음과 같다.
선로시스템(200)의 구성요소 중 고정 RFID 태그(212)는 상기 고정 RFID 태그(212) 메모리에 저장된 고정정보를 RFID 리더(150)와의 비접촉 통신 논리에 의해 열차시스템(100)으로 전송하는 기능을 수행하므로 고정 RFID 태그(212)의 동작에 대한 설명은 생략하고 통신 RFID 태그(211)의 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 통신 RFID 태그(211)의 CPU(논리부)는, 도10에서 도시되는 바와 같이, RFID리더검출단계(S210)를 수행하여 RFID 리더(150)가 검출되는지의 여부를 지속적으로 검출하게 된다.
상기 RFID리더검출단계(S210)를 수행한 결과 RFID 리더(150)가 검출되면 RFID 리더(150)와의 비접촉 통신을 통해 고정정보와 가변정보를 열차시스템(100)으로 전송하고, 열차시스템(100)에서 전송하는 열차운행정보를 수신하는 정보교환단계(S220)를 수행하게 된다.
상기 정보교환단계(S220)를 수행한 후에는, 열차운행정보중계단계(S230)를 수행하여 상기 정보교환단계(S220)를 수행하여 수신한 열차운행정보를 유선 통신을 통해 사령실시스템(300)으로 전송하게 된다.
즉, 통신제어부(220)와 사령실통신부(340)를 통해 통신 RFID 태그(211)의 메모리부에 저장된 열차운행정보를 사령실시스템(300)으로 전송하게 된다.
또한, 상기 열차운행정보중계단계(S230)를 수행한 후에는 상기 사령실시스템(300)에서 전송하는 가변정보를 수신하여 메모리부에 저장하는 가변정보수신단계(S240)를 수행하게 된다.
상기 메모리부에 저장된 가변정보는 열차가 통과할 때 열차시스템(100)으로 전송되는 것으로 상기의 과정을 반복 수행하여 고정정보를 열차시스템(100)으로 전송하고, 상기 열차시스템(100)과 사령실시스템(300) 사이에서 가변정보와 열차운행정보의 전송을 중계하게 된다.
이하, 사령실시스템제어방법(S300)에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도11에서 도시되는 바와 같이, 사령실제어부(330)는 열차운행정보수신단계(S310)를 수행하여 상기 선로시스템(200)에서 사령실통신부(340)를 통해 열차운행정보가 전송되는지의 여부를 지속적으로 검출하여 열차운행정보를 수신하게 된다.
상기 열차운행정보수신단계(S310)를 수행한 후에는 상기 열차운행정보수신단계(S310)를 수행하여 수신한 열차운행정보를 분석하여 가변정보를 생성하는 운행정보분석단계(S320)를 수행하게 된다.
즉, 열차의 선로 점유 상태 및 열차 운행 상태(열차 속도, 열차 제동 정도)를 분석하여 목표 운행 속도(운행 재한 속도)를 산출하고, 필요시 제동량을 산출하여 가변정보를 생성한다.
상기 운행정보분석단계(S320)를 수행한 후에는 상기 운행정보분석단계(S320)를 수행하여 생성한 가변정보를 사령실통신부(340)와 통신제어부(220)를 통해 통신 RFIF 태그(211)로 전송하는 가변정보전송단계(S330)를 수행하게 된다.
상기 가변정보전송단계(S330)를 수행한 후에는 표시단계(S340) 및 데이터베이스단계(S350)를 순차적으로 수행하여 열차 운행 상황 및 통신 상황을 표시경보부(320)를 통해 나타내고 저장하여 데이터베이스화하게 되는 것으로, 상기의 과정을 반복 수행하여 열차 운행을 제어하게 된다.
즉, 노선(선로)을 운행하는 각 열차의 위치, 속도, 운행 상황 등을 모니터(321a)(또는 별도의 표시장치)에 나타내어 노선을 운행하는 각 열차의 운행 상황을 사령실시스템(300)에서 모니터링 할 수 있도록 하고, 필요시(예: 긴급상황 발생, 제동거리 부족 등) 경광등(321b)를 작동시키며, 이를 나타내는 경고음을 청각표시부(322)를 통해 나타내고, 상기 열차 운행 상황 및 통신 상황 등에 대한 데이터를 데이터베이스부(350)에 저장하여 데이터베이스화하게 된다.
상기 데이터베이스에 저장된 데이터는 향후 열차 운행 분석, 이력 관리 등에 사용된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예는 통신 RFID 태그와 고정 RFID 태그를 선로를 따라 설치하여 선로시스템을 구성하고, 열차에 열차시스템을 설치하며, 원격지에 사령실시스템을 설치하여, 상기 선로시스템의 비접촉 통신과 유선 통신을 통해 고정정보와 가변정보 및 열차운행정보를 교환하여 열차 운행을 제어함으로써 정확하고 정밀(조밀)하게 정보 전송을 하여 열차 운행을 제어할 수 있고, 원격지에 위치한 사령실시스템에서 열차 운행 상황을 모니터링하고 제어할 수 있음은 물론, 설치, 운영 및 유지 관리비가 저렴한 유용한 발명이다.
그러나, 상기의 실시예에서는 1개의 열차시스템을 열차에 설치한 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 선두 차량과 후미 차량에 각각 1개씩의 열차시스템을 설치하여 열차 운행을 제어함으로써 제어 이중계를 구성하여 제어 신뢰성을 향상시키도록 구성할 수 있다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 통신 RFID 태그와 고정 RFID 태그를 선로를 따라 설치하여 선로시스템을 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 통신 RFID 태그만을 설치하여 선로시스템을 구성할 수 있다.
또한 상기의 실시예에 있어서는 열차 편성 길이가 50m 이상인 것으로 가정하여 50m 간격으로 통신 RFID 태그를 설치하고, 상기 통신 RFID 태그 사이에 1m 간격으로 고정 RFID 태그를 설치한 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
예를 들어, 승강장과 같이 열차의 정밀 제어가 필요한 것은 30cm, 또는 그 이하의 간격으로 RFID 태그를 설치하여 본 시스템을 구성할 수 있음은 물론, 조밀 한 설치가 불필요한 곳은 수십 미터, 또는 수백 미터 간격으로 RFID 태그를 설치하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 본 실시예에 있어서는 RFID 태그의 전원부에 대한 특별한 언급 없이 종래의 방법으로 전원을 공급받아 동작하는 것으로 잠정 설명하였으나 도3과 같은 진동발전모듈, 또는 도4와 같은 쏠라셀발전모듈을 사용하여 RFID 태그에 전원을 공급할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 본 실시예에 있어서는 별도의 속도검출부가 포함되지 아니한 것을 예로 하여 설명하였으나 도5의 점선으로 나타낸 바와 같이 열차 속도를 검출하는 별도의 속도검출부를 사용하여 열차시스템을 구성한 후, 상기 속도검출부에서 출력되는 열차 속도를 포함하여 열차운행정보를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 필요시에 열차 제동 제어 정보를 전송하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 열차 제동 제어 정보를 상시 전송하여 열차 제동을 제어하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
도 1 은 본 발명 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템"의 구성을 나타낸 블록도,
도 2a 는 RFID의 구성을 나타낸 도면,
도 2b 는 고정 RFID 태그의 구성예를 나타낸 구성도,
도 2c 는 통신 RFID 태그의 구성을 나타낸 구성도,
도 3 은 본 발명에 의한 진동발전모듈의 구성을 나타낸 단면도,
도 4 는 본 발명에 의한 쏠라셀발전모듈의 구성을 나타낸 도면,
도 5 는 본 발명 중 열차시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 6 은 본 발명 중 선로시스템의 구성을 나타낸 구성도,
도 7 은 본 발명 중 사령실시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 8 은 본 발명 "RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법"의 제어 흐름을 나타낸 제어흐름도,
도 9 는 본 발명 중 열차시스템제어단계의 제어 흐름을 나타낸 제어흐름도,
도 10 은 본 발명 중 선로시스템제어단계의 제어 흐름을 나타낸 제어흐름도,
도 11 은 본 발명 중 사령실시스템제어단계의 제어 흐름을 나타낸 제어흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
3: 열차운행제어장치 4: 열차제동장치
100: 열차시스템 110: 인터페이스부
120: 속도검출부 130: 제동신호출력부
140: 차상제어부 150: RFID 리더
200: 선로시스템 210: RFID태그부
211: 통신 RFID 태그 212: 고정 RFID 태그
213: 진동발전모듈 214: 쏠라셀발전모듈
220: 통신제어부 300: 사령실시스템
310: 조작스위치부 320: 표시경보부
321: 시각표시부 322: 청각표시부
330: 시령실제어부 340: 사령실통신부
350: 데이터베이스부
S100: 열차시스템제어단계 S110: RFID태그검출단계
S120: 정보수신단계 S130: 열차제어단계
S140: 열차제동단계 S150: 열차운행정보전송단계
S200: 선로시스템제어단계 S210: RFID리더검출단계
S220: 정보교환단계 S230: 열차운행정보중계단계
S240: 가변정보수신단계 S300: 사령실시스템제어단계
S310: 열차운행정보수신단계 S320: 열차운행정보분석단계
S330: 가변정보전송단계 S340: 표시단계
S350: 데이터베이스단계
Claims (20)
- RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 상기 고정정보를 전송하고, 열차시스템과 사령실시스템 사이에서 가변정보와 열차운행정보 교환을 중계하는 선로시스템;열차에 설치되며, RFID 리더를 포함하여 이루어져, 상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하여 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 상기 선로시스템으로 전송하고, 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 하나 이상의 열차시스템; 및,원격지에 설치되며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하여, 열차운행정보를 수신하여 처리하고, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보를 상기 선로시스템으로 전송하는 사령실시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 선로시스템에서 열차시스템으로 전송하는 고정정보는, 당해 RFID 태그 인식번호 및 다음에 설치된 RFID 태그 인식번호를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 선로시스템에서 열차시스템으로 전송하는 고정정보 는, RFID 태그 설치 위치에 대한 정보와, RFID 태그가 설치된 선로에 대한 경사, 굴곡, 지반 상태 등의 선로 정보를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열차시스템에서 선로시스템으로 전송하는 열차운행정보는, 열차의 현재 속도 정보, 열차 제동 정보, 열차 위치 정보, 열차 상태 정보 등을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 사령실시스템에서 선로시스템으로 전송하는 가변정보는, 선행, 또는 후행하는 열차의 선로 점유 정보, 열차 속도 제어 정보, 열차 제동 제어 정보 등을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 선로시스템은,RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 정보를 교환하는 다수 개의 RFID 태그로 이루어진 RFID태그부; 및,2개 이상의 RFID 태그가 접속되며, 접속된 RFID 태그의 동작을 제어하여 사령실시스템과 유선 통신을 수행하여 정보를 교환하도록 제어하는 하나 이상의 통신제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스 템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 RFID태그부는,내부에 고정정보가 저장되며 선로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템과 비접촉 통신을 수행하는 하나 이상의 고정 RFID 태그; 및,내부에 고정정보가 저장되며 유선 통신을 수행하는 통신 기능이 구비되고 선로를 따라 설치되어, 상기 열차시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 통신제어부와 유선 통신을 수행하는 하나 이상의 통신 RFID 태그;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 RFID태그부의 고정 RFID 태그와 통신 RFID 태그의 설치는, 선로를 따라 일정한 간격으로 통신 RFID 태그를 설치한 후, 상기 통신 RFID 태그 사이에 고정 RFID 태그를 설치함을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 8 항에 있어서, 선로를 따라 일정한 간격으로 설치되는 상기 통신 RFID 태그의 설치 간격은 열차 길이보다 짧은 간격임을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 RFID태그부의 고정 RFID 태그, 또는 통신 RFID 태그 는, 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 쏠라셀발전모듈, 또는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 진동발전모듈을 구비하여 상기 RFID 태그에 동작 전원을 공급함을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열차시스템은,상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하는 RFID 리더;차상제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 인터페이스 기능을 수행하는 인터페이스부; 및,상기 RFID 리더와 인터페이스부 사이에 접속되어, 상기 RFID 리더의 동작을 제어하여 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 인터페이스부를 통해 열차운행제어장치로 전송하며, 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 RFID 리더를 통해 선로시스템으로 전송하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열차시스템은,상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하는 RFID 리더;차상제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 인터페이스 기능을 수행하는 인터페이스부;열차제동시스템에 열차 제동 신호를 인가하는 제동신호출력부; 및,상기 RFID 리더와 인터페이스부와 제동신호출력부 사이에 접속되어, 상기 RFID 리더의 동작을 제어하여 선로시스템과 비접촉 통신을 수행하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 인터페이스부를 통해 열차운행제어장치로 전송하고, 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 RFID 리더를 통해 선로시스템으로 전송하며, 상기 가변정보에 포함된 열차 제동 정보를 분석하여 상기 제동신호출력부를 통해 출력하여 열차 제동을 제어함으로써 열차 운행을 제어하는 차상제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 열차 속도를 검출하여 상기 차상제어부에 인가하는 속도검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 사령실시스템은,상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하는 사령실통신부;열차 운행 상황 및 통신 이력을 저장하는 데이터베이스부;사용자에 의해 조작되는 조작스위치부;열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내는 표시경보부; 및,상기 사령실통신부와, 데이터베이스부와, 조작스위치부와, 표시경보부의 동작을 제어하여 상기 선로시스템과 유선 통신을 통해 열차운행정보를 수신하고, 상 기 열차운행정보를 분석한 후 가변정보를 생성하여 상기 선로시스템으로 전송하며, 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내고 저장하는 사령실제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- 제 14 항에 있어서, 상기 표시경보부는,열차 운행 상황 및 통신 상황을 시각적으로 나타내는 시작표시부; 및,열차 운행 상황 및 통신 상황을 청각적으로 나타내는 청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템.
- RFID 리더를 포함하는 열차시스템을 열차에 하나 이상 설치하고, 선로를 따라 설치되며 상기 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하는 다수 개의 RFID 태그를 포함하는 선로시스템을 선로에 설치하며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하는 사령실시스템을 원격지에 설치하여, RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보와, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보 및, 열차 속도 정보, 열차 제동 정보 등의 열차운행정보를 교환하여 열차 운행을 제어하는 RFID를 이용한 열차 운행 시스템에 있어서,상기 RFID를 이용한 열차 운행 시스템의 제어방법은,상기 RFID 리더와 RFID 태그의 비접촉 통신을 통해 열차운행정보를 선로시스템으로 전송하고, 상기 선로시스템에서 전송하는 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 열차시스템제어단계;상기 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여, RFID 태그에 저장된 고정정보 및, 사령실시스템으로부터 수신된 가변정보를 상기 열차시스템으로 전송하고, 상기 열차시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 상기 사령실시스템으로 전송하는 선로시스템제어단계; 및,유선 통신을 통해 상기 선로시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신, 분석한 후, 가변정보를 생성하여 상기 선로시스템으로 전송하고, 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내고 저장하는 사령실시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계는,RFID 태그가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하는 RFID태그검출단계;상기 RFID태그검출단계를 수행한 결과 RFID 태그가 검출되면 RFID 리더와 상기 RFID 태그 사이의 비접촉 통신을 통해 고정정보와 가변정보를 수신하는 정보수신단계;상기 정보수신단계를 수행하여 수신한 고정정보와 가변정보를 열차에 설치된 열차운행제어장치에 전송하여 열차 운행을 제어하는 열차제어단계; 및,상기 열차제어단계를 수행한 후 상기 열차운행제어장치에서 전송하는 열차운행정보를 수신하여 선로시스템으로 전송하는 열차운행정보전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 열차제어단계를 수행한 후, 상기 정보수신단계를 수행하여 수신한 가변정보에 열차 제동을 제어하는 열차 제동 제어 정보가 포함되는지의 여부를 검출하여 열차 제동 제어 정보가 존재하면 열차 제동을 나타내는 열차 제동 제어 신호를 열차에 설치된 열차제동장치로 전송하여 열차를 제동시키는 열차제동단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 선로시스템제어단계는,RFID 리더가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하는 RFID리더검출단계;상기 RFID리더검출단계를 수행한 결과 RFID 리더가 검출되면 RFID 리더와의 비접촉 통신을 통해 고정정보와 가변정보를 열차시스템으로 전송하고, 열차시스템에서 전송하는 열차운행정보를 수신하는 정보교환단계;상기 정보교환단계를 수행하여 수신한 열차운행정보를 유선 통신을 통해 사령실시스템으로 전송하는 열차운행정보중계단계; 및,상기 열차운행정보중계단계를 수행한 후, 사령실시스템에서 가변정보를 전송하는지의 여부를 검출하여 가변정보를 전송하는 것으로 판단되면 상기 가변정보를 수신하는 가변정보수신단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 사령실시스템제어단계는,상기 선로시스템에서 열차운행정보가 전송되는지의 여부를 지속적으로 검출하여 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;상기 열차운행정보수신단계를 수행하여 수신한 열차운행정보를 분석하여 가변정보를 생성하는 열차운행정보분석단계;상기 열차운행정보분석단계를 수행하여 생성한 가변정보를 선로시스템으로 전송하는 가변정보전송단계;상기 가변정보전송단계를 수행한 후 열차 운행 상황 및 통신 상황을 나타내는 표시단계; 및,상기 표시단계를 수행한 후 열차 운행 상황과 통신 상황 등을 데이터베이스화하는 데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차 운행 제어 시스템의 제어 방법.
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