KR20110000272A - 열차의 ａｔｃ／ａｔｏ 차상 시스템 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템은, 열차가 역에 정차하는 정차구간 및 열차가 운행되는 운행구간에서 열차의 운행을 제어하는 ATC/ATO 차상 시스템에 있어서, 지상에 설치되는 ATC(Auto Train Control) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 수신하는 ATC 신호 수신부; 지상에 설치되는 ATO(Auto Train Operation) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 포함하는 운행정보 신호를 수신하는 ATO 신호 수신부; 운행되는 열차의 운행속도를 검지하는 속도 검지부; 및 열차의 운행구간에서, ATC 신호 수신부로 수신된 속도신호 또는 상기 ATO 신호 수신부로 수신된 운행정보 신호의 열차운행 속도신호를 속도 검지부에서 검지된 운행속도를 비교하여 열차의 운행속도를 제어하는 제어부;를 포함한다. 이에 의하면, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있다.
ATC, ATO, 열차운행제어, 열차자동운행, 열차자동제어

Description

열차의 ＡＴＣ／ＡＴＯ 차상 시스템 {ATC/ATO onboard system for a train}
본 발명은 열차의 ATC/ATO 차상 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 ATO 운행 구간 및 ATC 운행 구간에서 별도의 복잡한 시스템 모드의 전환없이 겸용할 수 있는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템에 관한 것이다.
도로의 정체나 유가의 급등 등으로 인하여, 정시 출발 및 도착이나, 대량의 화물운송 등과 같은 열차 고유의 특성 부각으로 인하여 최근에는 열차를 이용하는 빈도가 늘어가는 추세에 있다.
그러나, 한정된 선로 및 선로 증설에 따른 기간 소요 등으로 인하여 기존 한정된 선로를 최대한 이용하면서 열차 편성을 증대시키는 방법, 열차 사고방지 또는 열차를 자동으로 운행하기 위한 방법이 제안되고 있다.
이러한 방법 중 자동열차제어 시스템(ATC :Auto Train Control) 및 자동열차 운행 시스템(ATO : Auto Train Operation) 방식이 제안되고 있으며, ATC는 지상 선로에 기설치된 ATC pick-up coil과 같은 지상자로부터 해당 선로에서의 최대속도 신호를 차상장치에서 이를 수신하여 최대속도 신호보다 현재 열차의 운행속도가 빠른 경우 자동으로 감속되도록 하는 시스템이며, ATO는 이러한 열차의 가감속 제어 뿐만 아니라 역에서의 역과 같은 정차구간에서 정위치에 정차하거나 출입문 개폐를 자동으로 제어하는 시스템을 말한다.
ATC 시스템과 ATO 시스템을 비교하면, 열차의 운행제어 기술의 발달은 ATC가 먼저 개발되어 현장에서 운행되고 있으며 이후 ATO 시스템이 개발되어 현장에서 운행되고 있다.
이러한 기술발달 및 그 설치시간의 차이로 인하여, 어느 구간에서는 ATC 시스템이 설치되고 있고, 어느 구간에서는 ATO 시스템이 설치되고 있어 구간이 ATC 구간에서 ATO 구간으로 전환되는 경우에는 열차의 제어모드를 전환하여야 하는 문제가 있다. 이러한 전환은 기존 ATC 차상장치와 별도로 ATO 차상장치를 설치하거나 ATO 차상장치와 별도로 ATC 차상장치를 설치하였으나, 이들 차상장치간 전환이 용이하게 이루어지지 않는 문제가 있으며, 또한, ATC 시스템은 도 1a에 도시된 바와 같이 열차의 운행구간(A)에서만 활용되고 정차구간(B)에서는 수동으로 열차를 정차하여야 함으로 ATO 차상장치를 별도로 설치한 경우에도 ATO 시스템에 의한 자동운행을 하지 못하여 비효율적인 문제가 있다.
또한, ATC 구간(도 1a)에 ATO 지상자를 설치하거나 ATO 구간(도 1b)에 ATC 지상자를 설치하는 것도 해결방법이 될 수 있으나, 동일 구간에 지상자를 중복설치하는 것은 비용면에서 바람직하지 않으며, 신호간 혼선이 발생할 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, ATC 시스템이 설치된 ATC 구간에서도 열차 자동운전(ATO) 모드로 운행될 수 있는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템은, 열차가 역에 정차하는 정차구간 및 열차가 운행되는 운행구간에서 열차의 운행을 제어하는 ATC/ATO 차상 시스템으로서, 지상에 설치되는 ATC(Auto Train Control) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 수신하는 ATC 신호 수신부; 지상에 설치되는 ATO(Auto Train Operation) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 포함하는 운행정보 신호를 수신하는 ATO 신호 수신부; 운행되는 열차의 운행속도를 검지하는 속도 검지부; 및 상기 열차의 운행구간에서, ATC 신호 수신부로 수신된 속도신호 또는 상기 ATO 신호 수신부로 수신된 운행정보 신호의 열차운행 속도신호를 상기 속도 검지부에서 검지된 운행속도를 비교하여 열차의 운행속도를 제어하는 제어부;를 포함한다.
이로써, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 정차구간에서는 ATO 신호 수신부에서 수신되는 ATO 운행정보에 따라 열차운행을 제어하는 것이 바람직하다.
이로써, ATC 구간에서도 열차의 정위치 정차나 출입문 개폐 등을 자동으로 제어할 수 있는 ATO 모드를 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 열차가 정차구간으로 진입하는 경우, 열차의 열차번호 및 편성수를 포함하는 열차정보를 지상의 사령실로 송신하는 TWC 송신부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 현재 정차구간으로 진입하는 열차의 정보를 원격지의 사령실에서 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 열차정보가 입력되는 입력부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 열차정보가 변경되는 경우 예를 들어 차량 편성수 등에 변경이 있는 경우 정확한 정보를 수정 입력할 수 있다.
또한, 상기 ATC 신호 수신부 또는 ATO 신호 수신부로 수신된 운행속도 및 현재 열차의 운행속도 정보를 나타내는 디스플레이부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 열차 운전자에게 실시간으로 현재구간의 제한속도나 현재 열차의 운행속도를 표시할 수 있다.
본 발명에 의하면, ATC 시스템이 설치되는 구간(이하, 'ATC 구간'이라 함) 및 ATO 시스템이 설치되는 구간에서 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 하나의 시스템으로 병용할 수 있다.
또한, ATC 구간에서도 열차의 정위치 정차나 출입문 개폐 등을 자동으로 제어할 수 있는 ATO 모드를 구현할 수 있게 된다.
또한, 현재 정차구간으로 진입하는 열차의 정보를 원격지의 사령실에서 모니터링할 수 있다.
또한, 열차정보가 변경되는 경우 예를 들어 차량 편성수 등에 변경이 있는 경우 정확한 정보를 수정 입력할 수 있다.
또한, 열차 운전자에게 실시간으로 현재구간의 제한속도나 현재 열차의 운행속도를 표시할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차 자동 제어 및 운행 시스템에 대하여 설명한다.
도 1c는 본 발명에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 ATC/ATO 차상 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1c 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열차의 ATC/ATO 차상 시스템(100)은 제어부(110), ATC 수신부(120), ATO 수신부(130) 및 속도 검지부(150)를 포함한다.
본 발명의 실시예를 설명하면서, 열차가 운행되는 구간은 열차 운행구간(A, A')으로 설명하며, 도 1c에 도시된 바와 같이 열차가 역에서 정지하기 위한 구간을 열차 정차구간(B, B')으로 설명한다. 또한, ATC 시스템이 운영되는 구간은 ATC 운영구간으로 설명하며 ATO 시스템이 운영되는 구간은 ATO 운영구간으로 설명한다.
ATC 수신부(120)는 ATC 운영구간의 열차 운행구간(A)에 설치되는 ATC 지상자(125)로부터 해당 운행구간(A)에서 열차의 운행속도 신호를 수신하는 것으로서, ATC 지상자(125)는 열차가 궤도회로에 의하여 검지되면 제한속도 신호를 궤도회로 또는 불연속 전송 루프를 통하여 ATC 수신부(120)로 해당 구간에서 운행속도 신호를 전송한다. 여기서, ATC 시스템은 열차의 운행시 해당 구간에서의 제한 운행속도를 위반하는 경우 강제로 감속을 하도록 제어하는 것이므로 ATC 지상자(125)는 열차의 운행구간(A)에만 설치되고 정차구간(B)에는 설치되지 않는다.
ATO 수신부(130)는 ATO 운영구간(운행구간(A') 및 정차구간(B')) 및 ATC 운영구간의 정차구간(B)에 설치되는 ATO 지상자(135)로부터 운행정보를 수신하는 것으로서, 운행정보에는 운행구간(A')에서 제한 운행속도 및 정차구간(B)(B')에서 정위치 정차를 위한 정보가 포함된다. 열차의 운행구간(A')에서는 열차의 운행속도 정보를 수신하고 열차의 정차구간(B)(B')에서는 열차의 정위치 정치를 위한 정보를 수신한다. ATO 수신부(130)는 상시 발진 주파수를 발진하여 지상의 ATO 지상자(135)로부터 열차운행 정보를 수신한다. 여기서, ATO 시스템은 열차의 운행구 간(A) 뿐만 아니라 정차구간(B)(B')에서도 정위치 정차를 위하여 제어되어야 함으로 ATO 지상자(135)는 ATO 운행구간에서 운행구간(A') 및 정차구간(B') 뿐만 아니라 ATC 구간의 정차구간(B)에도 설치된다.
이로써, 후술하는 바와 같이 ATC 운행구간에서도 열차 정위치 제어 및 출입문 개폐 등과 같은 열차 자동 운행(ATO) 모드를 구현할 수 있다.
속도 검지부(150)는 현재 열차의 운행속도를 검지하는 것으로서, 속도 발전부(153) 및 속도 연산부(151)를 포함한다. 속도 발전부(153)에서 열차의 운행 속도에 따른 펄스신호가 출력되면 속도 연산부(151)에서는 차륜에 따라 이를 열차의 운행속도로 연산하여 제어부(110)로 출력한다.
제어부(110)는 상기한 ATC 수신부(120) 또는 ATO 수신부(130)로 수신된 제한 운행속도 신호와 속도 검지부(150)에서 검지된 열차의 운행속도를 비교하여, 열차의 운행속도가 제한 운행속도보다 빠른 경우 열차를 감속제어한다. 또한, 정차구간에서는 ATO 수신부(130)로 수신된 열차 운행정보에 따라 열차의 정위치에 정차되도록 제어하며 출입문 개폐 등과 같은 부수적인 열차 운행 제어를 한다.
이로써, ATC 운행구간 및 ATO 운행구간에서 별도의 독립적인 장치의 추가없이도 병행 운행할 수 있으며, ATC 운행구간에서도 자동 열차 운전(ATO)을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 TWC 송신부(140)를 더 포함하며, TWC 송신부(140)는 TWC(Train to Wayside Communication) 방식을 이용하여 열차의 열차번호 및 편성수를 포함하는 열차정보를 지상의 사령실로 송신함으로써, 원격지 에서 현재 열차에 대한 정보나 상황을 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 열차정보가 입력되는 입력부(170)를 더 포함하여, 열차의 차량편성수나 차륜 등에 대한 정보가 변경되는 경우 이를 입력할 수 있도록 하여 효율적으로 열차의 운행을 관리할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 ATC 수신부(120) 또는 ATO 수신부(130)로 수신된 운행속도 및 현재 열차의 운행속도 정보를 나타내는 디스플레이부(170)를 더 포함하여, 운전자에게 시각적으로 이 정보를 알려주는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템(100)의 운행방법을 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 열차가 운행되면서 지상의 ATC 지상자(125)로부터 운행 제한속도 신호를 수신하거나 또는 ATO 지상자(135)로부터 운행정보 신호를 수신한다(S110). 이와 같이 수신된 신호에서 ATO 지상자(135)로부터 수신된 신호에서 정차구간(B)(B')에서 열차의 정위치 정차를 위한 신호가 있는지 판단하고(S120), 단계 S120에서 정위치 정차를 위한 신호가 아닌 경우 이는 운행구간(A)(A')에서의 운행 제한속도 신호에 해당하므로 현재 열차의 운행속도와 운행 제한속도를 비교한다(S130).
단계 S130에서 비교결과, 열차의 운행속도가 제한속도보다 빠른 경우 이를 감속제어하거나 제한속도보다 느린 경우 가속제어한다(S140).
한편, 단계 S120에서 수신된 신호가 ATO 지상자(S110)로부터 수신된 열차 정위치 제어를 위한 신호인 경우 그에 추종하여 열차가 정차구역(B)(B')에서 정위치에 정차되도록 제어하며, 정차가 확인되면 출입문이 개폐되도록 제어한다(S150).
상기와 같은 구성에 의하여, ATC 구간에서도 별도의 추가장비나 복잡한 처리없이도 열차를 자동으로 운행할 수 있으며 열차 정위치 제어나 출입문 개폐와 같이 ATO 모드를 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능하다 할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 ATC/ATO 차상 시스템의 개략적인 블록도, 및
도 3은 도 2에 도시된 ATC/ATO 차상 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : ATC/ATO 차상 시스템 110 : 제어부
120 : ATC 수신부 130 : ATO 수신부
140 : TWC 송신부 150 : 속도 검지부
151 : 속도 산출부 153 : 속도 발전기
160 : 입력부 170 : 디스플레이부

Claims (5)

  1. 열차가 역에 정차하는 정차구간 및 열차가 운행되는 운행구간에서 열차의 운행을 제어하는 ATC/ATO 차상 시스템으로서,
    지상의 ATC 운영구간의 운행구간에 설치되는 ATC(Auto Train Control) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 수신하는 ATC 신호 수신부;
    지상의 ATO 운영구간 및 ATC 운영구간의 정차구간에 설치되는 ATO(Auto Train Operation) 지상자로부터 열차운행 속도신호를 포함하는 운행정보 신호를 수신하는 ATO 신호 수신부;
    운행되는 열차의 운행속도를 검지하는 속도 검지부; 및
    상기 열차의 운행구간에서, ATC 신호 수신부로 수신된 속도신호 또는 상기 ATO 신호 수신부로 수신된 운행정보 신호의 열차운행 속도신호를 상기 속도 검지부에서 검지된 운행속도를 비교하여 열차의 운행속도를 제어하는 제어부;를 포함하는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 정차구간에서는 ATO 신호 수신부에서 수신되는 ATO 운행정보에 따라 열차운행을 제어하는 것을 특징으로 하는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열차가 정차구간으로 진입하는 경우, 열차의 열차번호 및 편성수를 포함하는 열차정보를 지상의 사령실로 송신하는 TWC 송신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열차정보가 입력되는 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 ATC 신호 수신부 또는 ATO 신호 수신부로 수신된 운행속도 및 현재 열차의 운행속도 정보를 나타내는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 ATC/ATO 차상 시스템.
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