KR20110000841A - 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건널목 진입 전 일정 거리의 철도 선로에 설치되어 전방에 건널목이 있음을 운행 열차에게 알려주는 건널목 접근 알림 수단과, 상기 운행 열차와 무선통신을 하기 위한 무선통신부, 상기 무선통신부로부터 수신된 데이터를 처리하여 차단기의 동작상태를 제어하는 차단기 제어부를 포함하는 지상장치; 및 상기 알림 수단과 통신하기 위한 차상 안테나, 상기 차상 안테나의 출력신호를 입력받아 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하고 차단기 제어신호를 출력하는 차상 제어부, 상기 차단기 제어신호를 상기 지상장치로 무선 전송하기 위한 무선통신부를 포함하는 차상장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 열차의 일일 운행횟수가 적은 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신을 이용하여 차상장치에서 직접 지상의 건널목 차단기를 제어함으로써 지상에 건널목을 제어하기 위한 종래의 궤도회로, 제어계전기 로직 등의 복잡한 신호설비들이 필요하지 않음으로 인하여 유지보수가 간편하고, 유지보수 비용을 최소화함으로써 열차를 안전하게 운행할 수 있는 장점이 있다.
철도 차량, 건널목, 차단기, 저밀도, 무선통신, 열차

Description

저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법{Railway-crossing control Device using radio communication in low density section and Method thereof}
본 발명은 차상제어 중심의 건널목 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차의 일일 운행횟수가 적은 저밀도 운행구간에 적용되며, 무선통신을 이용하여 차상장치에서 직접 지상의 건널목 차단기를 제어하도록 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건널목 제어라 함은 접근하는 철도 차량에 반응하여 경보등, 경보종, 차단기 및 접근방향 표시기 등을 동작시켜 상기 철도 차량이 건널목을 안전하게 통과시키기 위한 제어이다.
이러한 건널목 제어를 위한 장치는 초기에는 계전기 회로로 구현되어 궤도 회로나 제어자로부터 입력되는 접점값이 일정한 조건을 만족함에 따라 차단을 시작 또는 해제하였다.
도 1은 종래 기술 중 제어자를 이용한 건널목 제어 방법에 관한 것으로, 제어자를 건널목의 진입부와 진출부에 각각 설치하고 상기 진출부에 설치된 제어자에 의해 철도 차량이 감지되면 경보 수단에서는 경보를 시작한다.
상기 철도 차량이 건널목 진출부에 설치된 제어자를 통과하면 철도 차량이 완전히 빠져나간 것으로 판단하고 경보 수단 및 차단 수단이 해제되도록 한다.
도 2는 종래 기술 중 궤도회로를 이용한 건널목 제어 방법에 관한 것으로, 궤도회로를 건널목에서 일정 거리만큼 선로까지 각각 설치한 후 철도 차량이 상기 궤도회로 구간 내로 진입하게 되면 경보 수단 및 차단 수단이 동작을 시작해서 궤도회로 구간을 완전히 빠져나가게 되면 상기 경보 수단 및 차단 수단이 해제되도록 한다.
상기에서 보듯이 종래 건널목 제어장치는 건널목 주위의 궤도회로 정보를 입력받고, 이 정보를 바탕으로 건널목 구간에서의 열차 안전운행 보장을 위한 많은 제어로직들이 계전기 로직 또는 컴퓨터에 의해 구현된 제어장치들이 사용되고 있다. 즉, 건널목에는 궤도회로를 포함한 많은 제어장치들이 설치되어 운용되고 있음으로 상기 제어장치들은 주기적인 유지보수를 필요로 하는 시스템이다.
따라서 열차의 일일 운행횟수가 적은 저밀도 구간, 특히 적자로 운영되는 구 간에서는 종래와 같은 고가의 궤도회로와 계전기 제어로직을 필요로 하는 건널목 제어기를 운용하기 위해서는 많은 운영 및 유지보수 인력과 비용이 필요함에 따라 운영기관에서는 운영 및 유지보수 업무를 소홀히 취급할 수 있으며, 이러한 이유로 인해 건널목에서의 열차의 안전운행에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열차의 일일 운행횟수가 적은 저밀도 운행구간에 적용되며, 무선통신을 이용하여 차상장치에서 직접 지상의 건널목 차단기를 제어하도록 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치는 건널목 진입 전 일정 거리의 철도 선로에 설치되어 전방에 건널목이 있음을 운행 열차에게 알려주는 건널목 접근 알림 수단과, 상기 운행 열차와 무선통신을 하기 위한 무선통신부, 상기 무선통신부로부터 수신된 데이터를 처리하여 차단기의 동작상태를 제어하는 차단기 제어부를 포함하는 지상장치; 및 상기 알림 수단과 통신하기 위한 차상 안테나, 상기 차상 안테나의 출력신호를 입력받아 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하고 차단기 제어신호를 출력하는 차상 제어부, 상기 차단기 제어신호를 상기 지상장치로 무선 전송하기 위한 무선통신부를 포함하는 차상장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지상장치는 열차가 건널목을 통과한 후 일정거리의 철도 선로에 설치되어 철도 차량이 건널목을 통과하였음을 알려주는 건널목 통과 알림 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 알림 수단은 전원을 사용하지 않으며 열차가 지나감에 따른 유도기전력에 의하여 활성화되어 상기 차상 안테나와 통신하는 발리스인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 차상장치의 차상 제어부는 상기 지상장치로부터 차단기가 정상적으로 동작했다는 신호를 일정시간 전송받지 못한 경우 비상제동 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적을 구현하기 위한 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어방법은 차상 안테나와 발리스간 통신하여 운행열차의 차상장치의 차상 제어부가 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하는 단계, 상기 차상 제어부에서 건널목 차단기 제어신호를 무선통신부를 통하여 지상장치에 전송하는 단계, 상기 차단기 제어신호를 전송받은 지상장치의 차단기 제어부는 건널목 차단기를 하강하는 제어신호를 출력하는 단계, 및 상기 지상장치는 상기 건널목 차단기가 정상적으로 동작하였다는 메세지를 차상장치로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법에 의하면, 열차의 일일 운행횟수가 적은 저밀도 운행구간에 사용 되는 무선통신을 이용하여 차상장치에서 직접 지상의 건널목 차단기를 제어함으로써 지상에 건널목을 제어하기 위한 종래의 궤도회로, 제어계전기 로직 등의 복잡한 신호설비들이 필요하지 않음으로 인하여 유지보수가 간편하고, 유지보수 비용을 최소화함으로써 열차를 안전하게 운행할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
본 발명은 특히 건널목 접근 알림 수단을 통하여 전방에 건널목이 있다는 정보를 열차가 수신하면 곧 바로 무선 통신부를 구비한 지상장치에 차단기 제어신호를 무선으로 전송하여 건널목을 차단하기 위한 것으로, 저밀도 적자노선에서 건널목 제어장치의 유지보수 비용을 최소화하여 열차의 안전운행을 도모하며 아울러 운영기관의 적자비용을 해소하는데 기술적 특징이 있음이 고려되어야 할 것이다.
이하 본 발명의 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치 및 그 제어 방법이 개시된다.
도 3은 본 발명에 따른 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치를 나타내는 구성도이다. 본 발명은 지상에 설치되는 건널목 접근 알림 수단(230)과, 열차와 무선통신을 하기 위한 무선통신부(210) 및 상기 무선통신부로부터 수신된 데이터를 처리하여 건널목 차단기의 동작상태를 제어하는 차단기 제어 부(220)를 포함하는 지상장치(200)와 상기 알림 수단과 통신하기 위한 차상 안테나(130), 차상 제어부(120) 및 무선통신부(110)를 포함하는 차상장치(100)로 구성된다.
건널목 접근 알림 수단은 도 3에서 보듯이 건널목 전방의 일정구간에 설치되며, 본 발명의 일실시예로서 상기 건널목 접근 알림 수단은 발리스임이 바람직하다. 또한 상기 발리스(230)의 설치 위치는 해당 구간에서의 열차 평균속도와 비상시의 제동거리 등을 감안하여 최적 차단시간을 위한 가변거리를 확보한 곳에 설치한다.
상기 발리스(230)의 동작은 전원을 사용하지 않으며 열차가 지나감에 따른 유도 기전력에 의하여 활성화되어, 열차의 하부에 위치한 차상 안테나(130)와 통신하여 건널목의 위치 정보를 차상장치로 전송한다.
차상 안테나(130)와 발리스(230)간 통신에 의하여 건널목 위치 정보를 수신한 차상장치의 차상 제어부(120)는 지상장치의 건널목 차단기(240)를 직접 제어하기 위한 제어신호를 차상장치의 무선통신부(110)를 통하여 지상장치로 전송한다.
건널목 차단기(240)를 제어하기 위한 제어신호는 지상장치의 무선통신부(210)를 통하여 수신되어 지상장치의 차단기 제어부(220)로 입력된다. 상기 제어 신호를 입력받은 차단기 제어부(220)는 열차통과에 따라 도로의 차량이나 사람의 통행을 제한하기 위하여 즉시 건널목 차단기(240)를 하강하도록 함으로써 건널목 차단기의 동작상태를 제어한다.
또한 상기 차단기 제어부(220)는 건널목 차단기가 정상적으로 동작하였다는 메세지를 지상장치의 무선통신부를 통하여 차상장치(100)로 전송된다. 상기 메세지를 수신한 차상장치(100)는 건널목 차단기가 정상적으로 작동하였음을 판단하고, 따라서 건널목을 통과하는 열차는 안전운행을 하게 된다.
만약에 차상장치가 상기 건널목 차단기가 정상적으로 동작하였다는 메세지를 일정시간 수신받지 못한 경우, 건널목 차단기가 오동작하였다고 판단하여 비상제동 제어신호를 제동장치(140)에 출력하여 건널목 구간 전에 열차를 정지하도록 함으로써 열차의 안전운행을 보장할 수 있도록 한다.
마찬가지로 건널목 후방의 일정구간에 열차가 건널목 구간을 지나갔다는 정보를 가지고 있는 건널목 통과 알림 수단(250:발리스)을 설치하여, 건널목을 통과하였다는 정보를 수신한 열차의 차상장치는 건널목 차단기가 상승하도록 하는 제어신호를 지상장치에 전송하여 차량 또는 사람의 건널목 통행을 재개할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어방법을 나타내는 흐름도 및 도 5는 이에 따른 순서도이다.
도 4의 및 도 5에서 보는 바와 같이 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치의 구성에 따른 제어방법은 차상 안테나와 발리스간 통신하여 운행열차의 차상장치의 차상 제어부가 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하는 단계(S10), 상기 차상 제어부에서 건널목 차단기 제어신호를 무선통신부를 통하여 지상장치에 전송하는 단계(S20), 상기 차단기 제어신호를 전송받은 상기 지상장치의 차단기 제어부는 건널목 차단기를 하강하는 제어신호를 출력하는 단계(S30), 및 상기 지상장치는 상기 건널목 차단기가 정상적으로 동작하였다는 메세지를 차상장치로 전송하는 단계(S40)를 포함한다.
따라서, 운행열차의 차상장치와 지상장치와의 무선통신을 통하여 직접 열차의 차상장치에서 지상장치의 건널목 차단기를 제어함으로써, 열차의 운행횟수가 빈번하지 않은 저밀도 구간에서 저비용으로 건널목을 제어하는 장치를 구현할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 종래 기술 중 제어자를 이용한 건널목 제어 방법, 도 2는 종래 기술 중 궤도회로를 이용한 건널목 제어 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어방법을 나타내는 흐름도 및 도 5는 이에 따른 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50:열차 100:차상장치
110:무선통신부 120:차상 제어부
130:차상 안테나 140:제동장치
200:지상장치 210:무선통신부
220:차단기 제어부 230,250:발리스
240:차단기 500:건널목

Claims (5)

  1. 건널목 진입 전 일정 거리의 철도 선로에 설치되어 전방에 건널목이 있음을 운행 열차에게 알려주는 건널목 접근 알림 수단과, 상기 운행 열차와 무선통신을 하기 위한 무선통신부, 상기 무선통신부로부터 수신된 데이터를 처리하여 차단기의 동작상태를 제어하는 차단기 제어부를 포함하는 지상장치; 및
    상기 알림 수단과 통신하기 위한 차상 안테나, 상기 차상 안테나의 출력신호를 입력받아 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하고 차단기 제어신호를 출력하는 차상 제어부, 상기 차단기 제어신호를 상기 지상장치로 무선 전송하기 위한 무선통신부를 포함하는 차상장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지상장치는 열차가 건널목을 통과한 후 일정거리의 철도 선로에 설치되어 철도 차량이 건널목을 통과하였음을 알려주는 건널목 통과 알림 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 알림 수단은 전원을 사용하지 않으며 열차가 지나감에 따른 유도기전력 에 의하여 활성화되어 상기 차상 안테나와 통신하는 발리스인 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 차상장치의 차상 제어부는 상기 지상장치로부터 차단기가 정상적으로 동작했다는 신호를 일정시간 전송받지 못한 경우 비상제동 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어장치.
  5. 차상 안테나와 발리스간 통신하여 운행열차의 차상장치의 차상 제어부가 전방에 건널목이 있다는 정보를 수신하는 단계;
    상기 차상 제어부에서 건널목 차단기 제어신호를 무선통신부를 통하여 지상장치에 전송하는 단계;
    상기 차단기 제어신호를 전송받은 지상장치의 차단기 제어부는 건널목 차단기를 하강하는 제어신호를 출력하는 단계; 및
    상기 지상장치는 상기 건널목 차단기가 정상적으로 동작하였다는 메세지를차상장치로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저밀도 운행구간에 사용되는 무선통신 기반 건널목 제어방법.
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