KR20110020445A - 열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법 - Google Patents

열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제한속도 프로파일을 만족하고, 열차를 가속 주행 또는 감속 주행할 경우에 가속도 한계 및 저크 한계를 준수하여 탑승객들이 불편함을 느끼지 않도록, 열차가 주행할 각각의 위치에서 열차가 주행해야 할 속도를 추정하여 제어하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법을 제공한다.
열차자동운전, 제한속도, 위치-속도, 프로파일, 저크한계, 가속도 한계,

Description

열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법{Apparatus and method for controlling speed in Automatic Train Operation}
본 발명은 열차자동운전(Automatic Train Operation)에서의 속도 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 제한속도 프로파일을 만족하고, 또한 열차를 가속 주행 또는 감속 주행할 경우에 가속도 한계 및 저크 한계를 준수하여 탑승객들이 불편함을 느끼지 않도록, 열차가 주행할 각각의 위치에서 열차가 주행해야 할 속도를 추정하여 제어하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
철도 분야에서 신호제어설비는 열차가 주행할 경우에 사고의 발생을 방지하고, 안전한 열차 운전이 이루어질 수 있도록 하며, 열차 운용의 효율을 높이기 위한 각종 신호장치의 기술 및 제어시스템의 기술들로 구성된다.
신호제어설비는 열차진로를 제어하는 설비인 궤도회로장치, 연동장치, 선로전환기장치 및 열차집중제어장치와, 열차들 간의 간격을 제어하는 설비인 폐색장 치, 열차자동정지장치, 열차자동제어, 열차자동운전, 그리고 기타 운전보안 및 정보화 목적의 설비 등으로 분류된다.
이러한 신호제어설비들 중에서 상기 열차자동운전은 열차의 가속, 감속 및 정차와 같은 기능을 자동으로 수행하여 열차의 운전능률을 향상시키는 것이다.
상기 자동열차운전은 주어진 주행조건 및 선로에 맞추어 주행계획을 사전에 입안하는 방식과, 일정 거리 주행시의 다양한 속도 패턴을 미리 저장하여 두고, 조건에 적합한 속도 패턴을 선택하여 주행계획을 세우는 방식 등이 알려져 있다.
상기 주어진 주행조건 및 선로에 맞추어 주행계획을 사전에 입안하는 방식은 특정 주행구간에 대하여 각각의 위치에서 열차의 속도 제어 패턴을 사전에 결정하고, 결정한 속도 제어 패턴에 따라 열차의 속도를 추종시키는 방식으로 열차를 운전하는 것이다.
그러나 선행 열차의 지연 등으로 인하여 열차의 주행 상태가 주행 계획에서 크게 벗어나는 경우에 사전에 정해진 계획을 수정하기 어렵기 때문에 운행상의 지연이 발생하고, 발생한 지연시간을 따라잡기가 어렵다. 또한 외란 등으로 인하여 열차가 주행 계획에서 벗어나는 경우에 계획을 수정하기 어려우며, 이 경우 사전에 정해진 계획을 무리하게 추종하게 되면, 주행 계획에 반영한 에너지 절약이나 승차감 등의 목표가 달성되기 어렵다. 또한 선로 조건 및 선로 상태가 바뀌는 등의 주행 계획을 수정할 필요가 있을 경우에 유연하게 대처할 수 없다.
그리고 상기 일정 거리 주행시의 다양한 속도 패턴을 미리 저장하여 두고, 조건에 적합한 속도 패턴을 선택하여 주행계획을 세우는 방식은 다수의 속도 패턴을 계속 조합하여 목표 지점까지의 전체 주행 계획을 세울 수 있다. 또한 조건지령장치는 열차의 현재 위치와 미리 입력되어 있는 노선 정보를 비교하고, 속도제한구간에 접근하는 경우에 이를 검지하여 다이어그램에 얼마나 여유가 있고 선행 열차에 얼마나 접근하였는가 등의 여러 조건을 검토하여 적절한 패턴을 선택하고, 지령을 내린다.
그러나 열차의 속도 패턴을 어떤 방식으로 변경시키면서 운행하는가에 대한 기준이 명확하지 않을 수 있다. 즉, 최적의 상태를 판별하는 조건이 명확하지 않을 경우에 지령장치가 주어진 조건에서 최적의 패턴을 찾는다는 보장을 하기 어렵다. 또한 모든 속도 패턴을 가지고 있는 것이 아니므로 모든 경우에서 만족스러운 결과를 얻기가 어렵다.
그리고 대한민국 등록특허 제10-435983호에서는 트랙회로부터 목표속도를 수신하여 가속도한계 및 저크한계를 준수하면서 현재속도에서 목표속도로 가기 위한 저크 프로파일을 구하고 이를 적분하여 가속도 프로파일 및 속도 프로파일을 구하며, 그 구한 속도 프로파일을 열차가 추종하도록 한다.
그러나 상기 대한민국 등록특허 제10-435983호는 시간 기반의 프로파일을 사용하므로 추종제어가 잘 이루어지지 않아 주행 상태가 주행 계획으로부터 빗나가는 경우에 위치 에러를 보정하기 어렵다. 특히 열차를 감속 운전할 경우에 문제가 될 수 있는 것으로서 특정 지점에서 열차의 속도가 속도 제한 값을 만족해야 하는 경 우에, 시간에 따라 프로파일을 추종하는 경우에는 속도제한을 만족하는 위치에 에러가 생기는 것을 보정하는 것이 곤란하다. 즉, 속도-시간 그래프에서 아래쪽 부분의 면적은 열차의 이동거리로서 속도 프로파일을 추종하는 경우에 목표 프로파일과 실제 주행 기록 사이의 오차가 발생하면 결과적으로 속도-시간 그래프에서 아래쪽 부분의 면적에 오차가 발생할 수 있고, 일시적으로라도 추종에 문제가 생기는 경우에 이를 회복할 수 없다.
이러한 이유로 인하여 열차를 자동으로 정지시키는 경우에도 시간기반 프로파일을 사용하는 것에는 한계가 따르게 된다.
또한 단순히 현재속도에서 목표속도로 도달하기 위한 일반적인 형태의 프로파일 계산법만을 제안하고 있다. 또한 일정 저크 - 일정 가속도 - 일정 저크의 세 구간으로 나뉘어지는 프로파일을 제안하고 있는데, 복잡한 제한속도 프로파일이 주어지는 경우에는 다양한 패턴이 발생할 수 있으므로 위의 프로파일 계산 패턴 하나만으로는 대응하기 어렵다. 즉, 위의 기법만으로는 위치에 따른 임의의 제한속도 프로파일에 대응하기 어렵고, 따라서 열차자동운전의 유연성에 제약이 발생하게 된다.
그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선로 상황, 열차 간격 및 다이어그램의 변경 등을 포함하는 다양한 조건을 고려하여 도출한 구간별 제한속도 프 로파일이 지상신호시스템으로부터 수신될 경우에 승객들의 승차감을 위하여 가속도 한계 및 저크 한계를 준수하면서 구간별 제한속도 프로파일 내에서 최적의 주행성능을 도출할 수 있는 위치 기반의 속도 프로파일을 도출하고, 도출한 속도 프로파일을 추종하도록 열차를 제어하여 열차자동운전에서 원하는 주행성능 및 정차 성능을 얻을 수 있도록 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 열차자동운전에서의 속도 제어장치는, 제한속도 프로파일 제공부가 제공하는 제한속도 프로파일을 이용하여 열차를 자동 운전할 각 위치에서의 목표속도를 계산하여 위치-속도 프로파일을 제공하는 자동운전 속도 프로파일 계산부와, 열차의 현재위치 및 주행속도를 계산하는 속도/위치 계산부와, 상기 속도/위치 계산부가 계산한 열차의 현재위치에서의 목표속도를 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일에서 탐색하는 목표속도 탐색부와, 상기 속도/위치 계산부가 계산한 열차의 주행속도에서 상기 목표속도 탐색부가 탐색한 목표속도를 감산하여 속도오차를 검출하는 감산기와, 상기 감산기가 검출한 속도오차 에 따라 열차의 추진 또는 제동명령을 발생하는 추진/제동 계산부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제한속도 프로파일은 구간별로 열차가 주행할 제한속도의 정보가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 자동운전 속도 프로파일 계산부는 상기 제한속도 프로파일에서 열차를 가속 주행시켜 도달해야 할 가속 목표점, 열차를 등속 주행시켜 도달해야 할 등속 목표점 및 열차를 감속 주행시켜 도달해야 할 감속 목표점을 추출하고, 열차의 출발위치와 상기 가속 목표점, 등속 목표점 및 감속 목표점들 사이의 구간을 구분하여 각 구간별로 위치-속도 프로파일을 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치-속도 프로파일의 계산은 상기 각각의 구간별로 시간-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 시간-속도 프로파일을 이용하여 시간-위치 프로파일을 계산한 후 시간-속도 프로파일 및 시간-위치 프로파일을 이용하여 위치-속도 프로파일을 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일을 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 목표속도 탐색부는 상기 데이터베이스에서 목표속도를 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상기 제한속도 프로파일 제공부는 지상장치에 설치되어 차상장치로 제한속도 프로파일을 무선 전송하고, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부는 차상장치에 설치되고, 상기 제한속도 프로파일 제공부가 무선 전송하는 제한속도 프로파일로 위치-속도 프로파일을 계산하여 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제한속도 프로파일 제공부 및 자동운전 속도 프로파일 계산부는 지상장치에 설치되고, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일을 차상장치로 전송하여 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 제한속도 프로파일 제공부 및 자동운전 속도 프로파일 계산부는 차상장치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 열차자동운전에서의 속도 제어방법은, 제한속도 프로파일 제공부가 제공하는 제한속도 프로파일을 이용하여 자동운전 속도 프로파일 계산부가, 열차를 자동 운전할 각 위치에서의 목표속도를 계산하여 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계와, 속도/위치 계산부가 열차의 현재위치 및 열차의 주행속도를 계산하는 단계와, 상기 열차의 현재위치에서의 목표속도를 목표속도 탐색부가 상기 위치-속도 프로파일에서 탐색하는 단계와, 상기 열차의 주행속도에서 상기 탐색한 목표속도를 감산하여 속도오차를 검출하는 단계와, 상기 검출한 속도오차에 따라 열차의 추진 또는 제동명령을 발생하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계는 상기 제한속도 프로파일에서 열차를 가속 주행시켜 도달해야 할 가속 목표점, 열차를 등속 주행시켜 도달해야 할 등속 목표점 및 열차를 감속 주행시켜 도달해야 할 감속 목표점을 추출하는 단계와, 열차의 출발위치와 상기 추출한 가속 목표점, 등속 목표점 및 감속 목표점들 사이의 구간을 구분하는 단계와, 상기 구분한 각각의 구간별로 열차의 각각의 위치에서 열차가 주행할 속도를 계산하여 위치-속도 프로파일을 제공하는 것을 특징으 로 한다.
상기 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계는 상기 구분한 각각의 구간별로 시간-속도 프로파일을 계산하는 단계와, 상기 계산한 시간-속도 프로파일을 이용하여 시간-위치 프로파일을 계산하는 단계와, 상기 시간-속도 프로파일 및 시간-위치 프로파일로 열차가 각각의 위치에서 주행할 속도를 검출하여 위치-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 열차자동운전에서의 속도 제어장치 및 방법은 승차감 및 열차의 성능을 고려하여 주어진 값인 가속도한계와 저크한계를 바탕으로 열차자동운전의 주행계획 속도 프로파일을 계산하고, 프로파일을 구하기 위해 사용하는 가속도한계 및 저크한계는, 승차감과 열차 성능에 따라 주어진 값을 바탕으로 제어기의 성능을 고려하여 어느 정도의 여유를 두고 설정할 수 있는 것으로서 열차의 최적의 운행계획을 수립할 수 있다.
그리고 거리(위치) 기반의 자동운전 속도 프로파일을 생성하고 거리(위치)에 따른 제어 기준속도를 이용하여 운전하여 열차가 위치에 따른 제한속도를 준수하며 정확한 위치에 정차할 수 있다.
또한 열차의 주행 중에 임의의 제한속도 프로파일에 대응하여 유연하게 자동운전 주행계획을 수립하고 수정할 수 있다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 열차자동운전 시스템의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 열차가 주행하는 선로의 인접 위치에 설치되는 지상(地上)장치이다. 상기 지상장치(100)는 지상자(102) 및 제한속도 프로파일 제공부(104)를 포함하고 있다.
상기 지상자(102)는 열차가 지상자(102)가 설치되어 있는 위치를 통과할 경우에 현재 위치 등을 포함하는 지상자 정보를 무선으로 송신한다.
상기 제한속도 프로파일 제공부(104)는 구간별 제한속도 프로파일을 계산하여 무선으로 송신한다. 예를 들면, 상기 구간별 제한속도 프로파일은 선행 열차와의 거리 및 선로 조건 등에 따라 구간별로 열차가 주행해야 할 속도 및 주행거리 등의 정보를 포함하고 있다.
부호 150은 열차에 설치되는 차상(車上)장치이다. 상기 차상장치(150)는, 속도계(152), 지상자 정보 수신부(154), 제한속도 프로파일 수신부(156), 속도 제어 장치(158), 추진/제동 명령 인터페이스부(160), 열차 추진장치(162) 및 열차 제동장치(164)를 포함한다.
상기 속도계(152)는 열차의 주행속도를 검출하여 주행속도 신호를 발생한다.
상기 지상자 정보 수신부(154)는 상기 지상장치(100)의 지상자(102)가 전송하는 지상자 정보를 수신한다.
상기 제한속도 프로파일 수신부(156)는 상기 지상장치(100)의 제한속도 프로파일 제공부(104)가 전송하는 제한속도 프로파일을 수신한다.
상기 속도 제어장치(158)는 상기 속도계(152)가 발생하는 주행 속도신호, 상기 지상자 정보 수신부(154)가 수신한 지상자 정보 및 상기 제한속도 프로파일 수신부(156)가 수신한 제한속도 프로파일에 따라 열차의 주행속도를 추정하고, 추정한 주행속도에 따라 추진/제동 명령을 발생한다.
상기 추진/제동 명령 인터페이스부(160)는 상기 속도 제어장치(158)가 발생하는 추진/제동 명령을 인터페이스한다.
상기 열차 추진장치(162)는 상기 추진/제동 명령 인터페이스부(160)가 인터페이스하는 추진명령에 따라 열차를 추진시킨다.
상기 열차 제동장치(164)는 상기 추진/제동 명령 인터페이스부(160)가 인터페이스하는 제동명령에 따라 열차를 제동시킨다.
도 2는 도 1의 열차자동운전 시스템에서 속도 제어장치(158)의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 속도 제어장치(158)는 자동운전 속도 프로파일 계산부(200), 데이터베이스(210), 속도/위치 계산부(220), 목표속도 탐색부(230), 감산기(240) 및 추진/제동 계산부(250)를 포함한다.
상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 상기 제한속도 프로파일 제공부(104)가 제공하는 구간별 제한속도 프로파일에 따라 거리를 기반으로 하여 열차를 자동운전할 자동운전 속도 프로파일을 계산한다.
상기 데이터베이스(210)는 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)가 계산한 자동운전 속도 프로파일을 저장한다.
상기 속도/위치 계산부(220)는 상기 속도계(152)가 출력하는 주행속도신호와 상기 지상자 정보 수신부(154)가 수신한 지상자 정보를 이용하여 열차의 현재 위치정보와 열차의 현재 속도정보를 계산한다.
상기 목표속도 탐색부(230)는 상기 속도/위치 계산부(220)가 계산한 열차의 현재 위치에서 열차가 주행해야 될 목표속도를 상기 데이터베이스(210)에서 탐색한다.
상기 감산기(240)는 상기 속도/위치 계산부(220)가 계산한 열차의 현재 속도에서 상기 목표속도 탐색부(230)가 탐색한 목표속도를 감산하여 열차의 속도 오차를 계산한다.
상기 추진/제동 계산부(250)는 상기 감산기(240)가 계산한 열차의 속도 오차에 따라 열차의 추진 또는 열차의 제동을 계산하고, 계산 결과에 따라 열차의 추진/제동 명령을 발생하여 상기 추진/제동 명령 인터페이스부(160)로 출력한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명은 열차가 선로를 주행할 경우에 속도계(152)가 열차의 주행속도를 검출하여 주행속도신호를 발생하고, 발생한 주행속도신호는 속도 제어장치(158)의 속도/위치 계산부(220)로 입력된다.
그리고 열차가 지상장치(100)의 지상자(102)가 설치되어 있는 위치에 도달할 경우에 지상자(102)가 전송하는 지상자 정보 즉, 열차가 현재 주행하고 있는 위치정보를 포함하는 지상자 정보를 지상자 정보 수신부(154)가 수신하여 속도 제어장치(158)의 속도/위치 계산부(220)로 입력된다.
또한 상기 지상장치(100)에서 해당 열차에 대한 새로운 구간별 제한속도 프로파일을 계산하고, 계산한 새로운 구간별 제한속도 프로파일을 제한속도 프로파일 제공부(104)가 무선통신 등의 매체를 통해 차상장치(150)로 송신하면, 제한속도 프로파일 수신부(156)가 상기 새로운 구간별 제한속도 프로파일을 수신하여 속도 제어장치(158)의 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)로 입력시킨다.
상기 구간별 제한속도 프로파일은 열차의 위치에 따른 구간별 제한속도 정보를 포함하고 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 300∼650m의 사이에서는 60㎞/h 이하의 속도로, 650∼1000m의 사이에서는 90㎞/h 이하의 속도로, 1000∼1350m의 사이에서는 40㎞/h 이하의 속도로, 1350∼1825m의 사이에서는 80㎞/h 이하의 속도로, 1825∼2000m의 사이에서는 500㎞/h 이하의 속도로 열차를 주행하라는 제한속도 정보를 포함하고 있다.
그리고 열차가 2000m의 지점까지 주행하면서 새로운 구간별 제한속도 프로파일을 받지 못한다면 열차는 2000m의 지점 이전에 정지해야 한다.
상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 제한속도 프로파일 수신부(156)로부터 상기 도 3에 도시된 바와 같은 구간별 제한속도 프로파일이 입력되면, 주어진 가속도한계 및 저크한계를 고려하여 열차의 각 위치에서 열차가 주행해야 할 목표속도인 자동운전 속도 프로파일을 계산한다.
상기 열차의 각 위치에 따른 자동운전 속도 프로파일이 계산되면, 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 계산된 열차의 각 위치에 따른 자동운전 속도 프로파일을 데이터 베이스(210)에 저장한다.
이와 같은 상태에서 속도/위치 계산부(220)는 속도계(152)로부터 입력되는 주행속도 신호와 지상자 정보 수신부(154)로부터 입력되는 지상자 정보를 이용하여 열차가 현재 위치하는 위치정보와, 열차의 현재 주행속도를 알리는 속도정보를 발생한다.
즉, 상기 속도/위치 계산부(220)는 지상자 정보 수신부(154)로부터 입력되는 지상자 정보에서 열차의 현재 위치를 확인하고, 확인한 현재위치로부터, 상기 속도계(152)로부터 입력되는 주행속도 신호를 이용하여 열차가 주행하는 현재위치를 검출하여 발생한다. 또한 상기 속도/위치 계산부(220)는 상기 속도계(152)로부터 입력되는 주행속도 신호를 이용하여 열차의 현재 주행속도를 알리는 속도정보를 발생한다.
상기 속도/위치 계산부(220)가 열차의 현재 위치정보를 발생하면, 목표속도 탐색부(230)가 데이터베이스(210)를 검색하여 열차가 현재위치에서 주행해야 할 목표속도를 탐색하고, 탐색한 목표속도를 감산기(240)로 출력한다.
그러면, 감산기(240)는 상기 속도/위치 계산부(220)가 발생하는, 열차가 현재 주행하고 있는 속도에서 상기 목표속도 탐색부(230)가 탐색한 목표속도를 감산하여 열차의 속도 오차를 계산하고, 계산한 속도 오차에 따라 추진/제동 계산부(250)가 열차를 추진 또는 제동할 것인지를 계산하여 추진/제동명령을 발생한다.
상기 추진/제동 계산부(250)가 발생한 추진/제동명령은 추진/제동명령 인터페이스부(160)를 통해 열차 추진장치(160)와 열차 제동장치(164)로 전달되어 열차를 추진 또는 제동한다.
그러므로 상기 열차는, 상기 데이터베이스(210)에 저장된 열차의 현재위치들 각각의 속도를 추종하면서 주행하게 된다.
이러한 본 발명에 있어서, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)가 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같은 구간별 제한속도 프로파일을 입력하여 열차의 각각의 위치에서 열차가 주행해야 할 목표속도인 자동운전 속도 프로파일을 계산하는 동작을 상세히 설명한다.
먼저 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 도 3에 도시된 구간별 제한속도 프로파일을 입력하여, 도 4에 도시된 바와 같이 300m의 지점인 열차의 출발위치(400)로부터 구간별 제한속도 프로파일의 2000m 지점까지 열차를 가속 운전하여 도달해야 하는 가속 목표점(410, 420, 450)과, 열차를 등속 운전하여 도달해야 하는 등속 목표점(440, 470) 및 열차를 감속 운전하여 도달해야 하는 제한 목표점(430, 460, 480)들을 순차적으로 연결하면서 추출한다.
즉, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 650m 지점의 가속 목표점(410)과, 1000m 지점의 가속 목표점(420) 및 제한 목표점(430)과, 1350m 지점의 등속 목표점(440)과, 1825m 지점의 가속 목표점(450)과, 1825m 지점의 제한 목표점(460)과, 2000m 지점의 등속 목표점(470)과, 2000m 지점의 제한 목표점(480)을 순차적으로 연결하면서 추출한다.
상기 출발위치(400) 및 복수의 목표점(410∼480)들이 추출되면, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)는 상기 출발위치(400) 및 복수의 목표점(410∼480)들 사이의 속도 프로파일들을 이용하여 전체 구간에 대한 속도 프로파일을 계산한다.
상기 출발위치(400) 및 복수의 목표점(410∼480)들 사이의 속도 프로파일을 계산할 경우에 예를 들면, 도 5 내지 도 8에 도시된 기본 속도패턴을 이용한다.
즉, 가속 목표점(410, 420, 450)을 향하는 경우에는 가속도 증가→등가속도→가속도 감소를 가지는 도 5의 기본 속도패턴 또는 가속도 증가→가속도 감소를 가지는 도 7의 기본 속도패턴을 이용한다.
그리고 제한 목표점(430, 460, 480)을 향하는 경우에는 가속도 감소→등가속도→가속도 증가를 가지는 도 6의 기본 속도패턴 또는 가속도감소→가속도증가를 가지는 도 8의 기본 속도패턴을 이용한다.
등속 목표점(440, 470)에 대해서는 열차를 고정된 속도로 주행시키면 되므로 별도의 가속 패턴 또는 감속 패턴은 필요하지 않다.
열차의 초기 상태(초기 위치 li, 초기 속도 vi, 초기 가속도 ai)와 목표점에서의 열차 상태(목표위치 ltgt, 목표속도 vf, 목표가속도 af=0)와, 그리고 가속도한계(가속시 최대 amax, 감속시 최소 amin) 및 저크한계(최대 Jm, 최소 -Jm)가 주어졌을 때의 기본 속도패턴은 다음의 순서로 도출된다.
먼저, 가속 목표점(410, 420, 450)의 경우를 살펴보면, 첫 번째 기본 패턴에서, ti∼t1 구간, t1∼t2 구간, t2∼tf 구간에서의 프로파일은 각각 가속도 증가(최대저크), 등가속도(저크 0), 가속도 감소(최소저크)의 형태를 보인다. 패턴의 식을 결정하기 위해서는 경계 시간 t1, t2, tf의 값을 구해야 한다.
그리고 가속도 프로파일은 저크 프로파일을 적분하여 구할 수 있고, 속도 프로파일은 가속도 프로파일을 적분하여 구할 수 있다. 초기시간 ti=0으로 두면, 전체 구간에서의 가속도 프로파일 a(t)와 속도 프로파일 v(t)는 각각 하기의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.
Figure 112009051558018-PAT00001
Figure 112009051558018-PAT00002
상기 수학식 1의 가속도 프로파일 a(t)와 수학식 2의 속도 프로파일 v(t)에서 t=t1, t=t2, t=tf일 때의 경계조건을 이용하면, t1, t2, tf의 값을 구할 수 있다.
이 때, t1 < t2일 경우에 가속목표점(410, 420, 450)까지의 거리가 충분하여 등가속도 구간이 존재하는 것으로서 도 5에 도시된 가속도 증가→등가속도→가속도 감소를 가지는 기본 패턴을 취한다.
그리고 t1 ≥ t2일 경우에는 가속목표점(410, 420, 450)까지의 거리가 짧아서 등가속도 구간이 존재하지 않는 것으로서 도 7에 도시된 바와 같이 가속도 증가→가속도 감소를 가지는 기본 패턴을 취한다.
그리고 제한목표점(430, 460, 480)의 경우에는 상기 가속목표점(410, 420, 450)과 동일한 과정을 통해 제한 목표점에 따른 기본 패턴의 변수와 수학식을 결정할 수 있다.
도 9는 구간별 제한속도 프로파일의 300∼650m의 구간에서 첫 번째 가속 목표점(410)에 대하여 기본 패턴을 적용하는 예를 도시하였다.
여기서, 주어진 저크한계는 Jm = 2km/h/s/s로 가정하고, 가속도한계는 최대 amax = 3km/h/s로 가정한다. 그리고 열차의 초기가속도는 0km/h/s, 초기속도는 30km/h, 초기위치는 300m로 가정한다.
상술한 본 발명의 방법에 따라 패턴의 변수들을 도출하면, 도 9에서와 같이 시간 11.5초가 경과한 후에 열차는 목표속도인 60Km/h에 도달하는 프로파일을 구할 수 있다.
경계시간 t1, t2, tf의 값들은 각각 1.5초, 10.0초, 11.5초이고, 이 때의 열차 속도 값은 각각 32.25km/h, 57.25km/h, 60km/h이다.
열차의 이동거리는 상기한 바와 같이 구한 속도를 적분하여 구할 수 있고, 도 9의 패턴에서 목표속도 vf에 도달하는 시간 tf까지 열차의 이동거리는 143.75m이다.
상기 143.75m의 거리는 출발위치(400)에서부터 가속 목표점(410) 사이의 거리 350m보다 짧으므로 자동운전 속도 프로파일은 300m인 지점에서 시작하여 443.75m의 지점에서 열차의 목표속도 60km/h에 도달한 후 가속목표점(410)까지 등속주행의 형태로 이어진다.
도 9에 도시된 시간-속도 프로파일에서 속도를 적분하여 각각의 시간에서의 열차 위치를 구하면, 도 10에 도시된 바와 같은 시간-위치 프로파일을 도출할 수 있다.
그리고 상기 구한 시간-속도 프로파일과 시간-위치 프로파일을 시간을 매개체로 조합하면 도 11에 도시된 바와 같이 위치-속도 프로파일을 도출할 수 있다.
예를 들면, 도 11에서 시간 t일 경우에 시간-속도 프로파일에서의 속도를 vt라고 하고 시간-위치 프로파일에서의 위치를 lt라고 하면 (lt, vt)과 같은 위치-속도 프로파일에서의 값을 얻을 수 있다. 이는 열차를 자동 운전할 경우에 위치 lt에 서는 목표속도를 vt로 설정하면 된다는 것을 의미한다.
도 12에서는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 등에서 계산을 이용하여 위치-속도 프로파일을 도출하는 한 가지 방법을 제시하는 것으로서 아래의 과정을 통해 위치-속도 프로파일의 값을 계산할 수 있다.
1. 기본 가속패턴을 이용하여 시간에 따른 저크 프로파일 J(t)를 구하고, 이를 토대로 시간에 따른 기준 저크를 구하여 사용한다.
예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이 시간 tp에서는 기준저크 J(tp)=0을 사용하여 Ip를 구하고, 시간 tq에서는 기준저크 J(tp)=-2를 사용하여 Ip를 구하고,
2. 현재 계산 단계에서의 위치 및 시간은 각기 lp=l(tp), tp=p·△t(여기서, p=0, 1, 2, …이고, t0=0이며, l0=l(0)임)이고, 이전 단계인 lo부터 lp-1까지의 프로파일 {(lj, vj)│j=0, 1, 2, …, p-1}은 계산된 상태이며, 직전 상태(시간 tp-1)에서의 위치, 속도 및 가속도 lp-1, vp-1, ap-1이 저장되어 있다(초기상태: l0, v0, a0).
3. 가속 목표점을 향하는 경우에 현재 위치에서의 기준속도 vp는 vp-1=vt일 경우에 하기의 수학식 3으로 계산할 수 있고, vi-1＜vt일 경우에는 하기의 수학식 4로 계산할 수 있다.
Figure 112009051558018-PAT00003
Figure 112009051558018-PAT00004
상기 수학식 3은 가속 목표점을 향하며, 도 5에 도시된 가속도 증가→등가속도→가속도 감소를 가지는 패턴의 경우에 사용하는 수학식이다. 감속 목표점을 향하는 경우나 등가속도 구간이 없는 패턴을 사용하는 경우에도 상기 수학식 3과 마찬가지로 도 6 내지 도 8의 저크 프로파일을 적분한 속도 v(t)의 식을 유도할 수 있다.
여기서, 수학식 4의 lp는 수학식 5와 같이 이동평균을 적용하여 계산할 수도 있다.
Figure 112009051558018-PAT00005
4. 상기한 1 내지 3의 과정을 프로파일을 구하고자 하는 구간의 출발점으로부터 lp가 목표점의 위치인 lt에 도달할 때까지 반복한다.
여기서, △t로 고정 값을 사용하였으나, 열차의 속도에 따라 조절되는 가변 값을 사용할 수도 있다.
도 13은 도 3에 도시한 구간별 제한속도 프로파일에 대하여 자동운전 속도 프로파일 계산부(200)가 출발위치(400)로부터 최종 위치인 제한 목표점(480)에 도달할 때까지 목표점들마다 상술한 과정을 반복 수행하여 구한 자동 위치-속도 프로파일을 예로 들어 보인 도면이다.
여기서 구간별 제한속도 프로파일에서 열차의 출발위치(400)로부터 최종 위치인 제한 목표점(480)까지 순방향으로 위치-속도 프로파일을 계산하는 과정을 설명한다.
300∼650m의 구간에서는 상기에서 예를 들어 제시한 것과 같이 300m 지점에서 시작하여 가속목표점(410)(650m, 60km/h)을 향해 위치-속도 프로파일을 작성하고, 650∼1000m의 구간에서는 650m 지점에서 가속목표점(420)(1000m, 90km/h)을 향해 위치-속도 프로파일을 작성하다가 중간에서 제한목표점(430)(1000m, 40km/h)으로 목표점을 전환하여 위치속도 프로파일을 작성한다.
상기한 기본 패턴을 이용하면 현재 위치로부터 특정 목표점에 도달하기 위해 필요한 거리를 구할 수 있으므로, 매 계산 단계에서 이후의 제한목표점(430)에 대해 필요한 제동거리와 실제 남은 거리를 비교하여 제동거리와 남은 거리가 같을 때 제한목표점(430)에 대한 제동 프로파일을 작성하기 시작하면 된다.
1000∼1350m 구간에서는 등속목표점(440)(1350m, 40km/h)을 향해 등속으로 위치-속도 프로파일을 작성하고, 1350∼1825m 구간에서는 가속목표점(450)(1350m, 80km/h)을 향해 위치-속도 프로파일을 작성하여 목표속도 80km/h에 도달한 후에는 등속으로 위치-속도 프로파일을 작성한다. 그리고 상기한 650∼1000m 구간에서와 마찬가지로 제한 목표점(460)(1825m, 50km/h)에 대해 제동이 필요한 것이 판별되면 감속 프로파일 패턴을 적용하여 제한목표점(460)(1825m, 50km/h)까지의 제동으로 위치-속도 프로파일을 작성한다.
마지막으로 1825∼2000m 구간에서는 제한목표점(480)(2000m, 0km/h)에 대해 제동이 필요한 시점부터 제동으로 위치-속도 프로파일을 작성하여 제한목표점(480)(2000m, 0km/h)에서 열차가 정차할 수 있는 위치-속도 프로파일을 작성한다.
상기 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 제한속도 프로파일을 반영하여 위치-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 위치-속도 프로파일에 따라 열차를 주행시키고 있는 상태에서 새로운 제한속도 프로파일이 입력될 경우에 새로운 제한속도 프로파일을 반영하여 위치-속도 프로파일을 다시 계산하고, 그 다시 계산한 위치-속도 프로파일에 따라 열차를 주행시킨다.
예를 들면, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 위치-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 위치-속도 프로파일에 따라 열차를 주행시키고 있는 상태에서 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 임시로 열차의 주행속도를 제한하는 구간과 정차지점을 변경한 제한속도 프로파일이 입력될 경우에 상기 자동운전 속도프로파일 계산부(200)는 상기 계산한 위치-속도 프로파일에 상기 새로 입력된 제한속도 프로파일을 반영하여 예를 들면, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이 열차를 자동 운전할 위치-속도 프로파일을 갱신하며, 그 갱신한 위치-속 도 프로파일에 따라 열차를 운전한다.
한편 상기에서는 지상 장치(100)에 제한속도 프로파일 제공부(104)가 구비되고, 자동운전 속도프로파일 계산부(200)는 차상장치(150)에 탑재되는 것을 예로 들어 설명하였다.
본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 제한속도 프로파일 제공부(104) 및 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 모두 차상장치(150)에 탑재되게 구성하거나 또는 제한속도 프로파일 제공부(104) 및 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 모두 지상장치(100)에 탑재되게 구성할 수도 있다.
상기 제한속도 프로파일 제공부(104) 및 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 모두 차상장치(150)에 탑재할 경우에는 지상장치(100)는 열차의 제한속도에 영향을 줄 수 있는 정보가 발생될 때마다 해당 정보를 차상장치(150)로 전송한다.
그리고 차상장치(150)에 구비되어 있는 제한속도 프로파일 제공부(104)는 상기 지상장치(100)가 전송하는 정보에 따라 제한속도 프로파일을 계산하여 자동운전 속도프로파일 계산부(200)로 전달하고, 자동운전 속도프로파일 계산부(200)는 그 제한속도 프로파일에 따라 열차를 자동운전할 위치-속도 프로파일을 계산하여 데이터베이스(210)에 저장한다.
이러한 구성에서는 지상장치(100)가 차상장치(150)로 전송해야 될 데이터의 종류가 다소 복잡하게 될 수가 있고, 차상장치에서의 계산 부하를 증가시킬 수 있 다.
다만 제한속도 프로파일의 계산은 자동운전 위치-속도 프로파일의 계산에 비하여 계산량이 매우 적으므로 실질적으로 차상장치(150)에 큰 부담이 되지 않을 수 있다.
그리고 상기 제한속도 프로파일 제공부(104) 및 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 모두 지상장치(100)에 설치될 경우에는 지상장치(100)는 열차의 제한속도에 영향을 줄 수 있는 정보가 발생될 경우에 제한속도 프로파일 제공부(104)가 제한속도 프로파일을 계산하고, 계산한 제한속도 프로파일에 따라 자동운전 속도프로파일 계산부(200)가 열차를 자동운전할 위치-속도 프로파일을 계산한다.
그리고 상기 계산한 위치-속도 프로파일을 차상장치(150)로 전송하거나 또는 차상장치(150)가 열차의 위치에 따른 목표속도를 요청할 경우에 상기 위치-속도 프로파일에서 목표속도를 검색하여 차상장치(150)로 전송한다.
이 경우에는 차상장치(150)에서의 계산부하를 최소화할 수 있는 반면에 데이터의 전송량이 많고 지상장치(100)의 계산부하가 크다는 단점이 있다.
다만 지상장치(100)가 여러 대의 열차에 대해 위치-속도 프로파일을 계산하는 경우에도 여러 대의 열차에서 제한속도 프로파일이 동시에 갱신될 확률은 적으므로(프로파일 업데이트는 주행 중에 계속 발생하지는 않음) 지상장치(100)에서 필요한 계산력은 차상장치(150)에서 프로파일을 계산하는 경우에 비해 아주 크지는 않다(즉 n대의 열차를 지상에서 처리한다고 해서 n배의 계산력이 필요하지는 않음 ).
그리고 본 발명에 따라 열차의 주행을 제어하기 위해서는 매 제어주기마다 열차의 현재 위치에 대한 목표속도가 필요하다(자동운전 위치-속도 프로파일). 이 정보는 수식이나 위치-속도 쌍의 리스트로도 저장할 수 있다.
도면 11에서와 같이 각 시간 구간에 대해 기본 패턴을 적용하여 자동운전의 시간-속도 프로파일의 식을 얻으면 이를 이용하여 자동운전 시간-위치 프로파일의 식을 얻을 수 있다. 그러면 매 제어주기마다 열차의 현재위치에 대한 시간-속도 프로파일에서의 목표속도의 값(시간을 매개변수로 하여)을 수식을 사용하여 계산할 수 있다.
도 12에서는 각 구간에서 저크 프로파일의 패턴을 적용하고 이를 토대로 위치에 따른 목표속도 값을 차례로 구해나가는 방식을 보여준다. 이는 상술한 동작 설명에서 제시한 계산 방식으로서 컴퓨터(또는 마이크로프로세서)의 반복 계산력을 이용하고 있다. 이 방식은 제한속도 프로파일의 출발점으로부터 시작하여 다음 목표점으로 반복하여 나아가면서 특정 시간간격(일정 또는 가변)으로 위치-목표속도 쌍을 차례로 구해나가는 방식이다. 이 방식을 이용하면 출발점으로부터 특정 시간 해상도로 일련의 위치-속도 쌍의 리스트를 얻을 수 있다.
열차는 매 제어주기마다 현재 위치에 따라 리스트를 검색하여 목표속도를 도출하고 이를 이용하여 출력을 제어할 수 있다. 여기서 설명한 방식은 출발점으로부 터 도착점 방향으로 계산하는 포워드(forward) 방식으로 볼 수 있는데, 같은 저크 프로파일 패턴을 이용하되 반대 방향으로 계산하는 백워드(backward) 방식을 같이 사용할 수도 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 열차자동운전 시스템의 구성을 보인 도면,
도 2는 본 발명의 속도 제어장치의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면,
도 3은 제한속도 프로파일을 예로 들어 보인 도면,
도 4는 제한속도 프로파일에서 가속 목표점, 제한 목표점 및 등속 목표점을 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 8은 출발위치 및 복수의 목표점들 사이의 프로파일을 계산할 경우에 이용하는 기본 패턴을 예로 들어 보인 도면,
도 9는 제한속도 프로파일의 300∼650m의 구간에서의 저크 한계, 가속도 한계 및 위치-속도 프로파일을 예로 들어 보인 도면,
도 10은 제한속도 프로파일의 300∼650m의 구간에서의 시간-위치 프로파일을 보인 도면,
도 11은 제한속도 프로파일의 300∼650m의 구간에서의 위치-속도 프로파일을 보인 도면,
도 12는 본 발명에 따라 위치-속도 프로파일을 계산하는 예를 보인 도면,
도 13은 도 3의 제한속도 프로파일에 대한 본 발명의 자동운전 위치-속도 프로파일의 예를 보인 도면, 및
도 14는 본 발명에 따라 제한속도 프로파일이 변경될 경우에 자동운전 위치-속도 프로파일을 변경하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (11)

  1. 제한속도 프로파일 제공부가 제공하는 제한속도 프로파일을 이용하여 열차를 자동 운전할 각 위치에서의 목표속도를 계산하여 열차를 자동운전할 위치-속도 프로파일을 제공하는 자동운전 속도 프로파일 계산부;
    열차의 현재위치 및 주행속도를 계산하는 속도/위치 계산부;
    상기 속도/위치 계산부가 계산한 열차의 현재위치에서의 목표속도를 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일에서 탐색하는 목표속도 탐색부;
    상기 속도/위치 계산부가 계산한 열차의 주행속도에서 상기 목표속도 탐색부가 탐색한 목표속도를 감산하여 속도오차를 검출하는 감산기; 및
    상기 감산기가 검출한 속도오차에 따라 열차의 추진 또는 제동명령을 발생하는 추진/제동 계산부를 포함하여 구성된 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제한속도 프로파일은;
    구간별로 열차가 주행할 제한속도의 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 열 차자동운전에서의 속도 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부는;
    상기 제한속도 프로파일에서 열차를 가속 주행시켜 도달해야 할 가속 목표점, 열차를 등속 주행시켜 도달해야 할 등속 목표점 및 열차를 감속 주행시켜 도달해야 할 감속 목표점을 추출하고, 열차의 출발위치와 상기 가속 목표점, 등속 목표점 및 감속 목표점들 사이의 구간을 구분하여 각 구간별로 위치-속도 프로파일을 계산하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 위치-속도 프로파일의 계산은;
    상기 각각의 구간별로 시간-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 시간-속도 프로파일을 이용하여 시간-위치 프로파일을 계산한 후 시간-속도 프로파일 및 시간-위치 프로파일을 이용하여 위치-속도 프로파일을 계산하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일을 저장 하는 데이터베이스를 더 포함하고,
    상기 목표속도 탐색부는;
    상기 데이터베이스에서 목표속도를 탐색하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제한속도 프로파일 제공부는;
    지상장치에 설치되어 차상장치로 제한속도 프로파일을 무선 전송하고,
    상기 자동운전 속도 프로파일 계산부는;
    차상장치에 설치되고, 상기 제한속도 프로파일 제공부가 무선 전송하는 제한속도 프로파일로 위치-속도 프로파일을 계산하여 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제한속도 프로파일 제공부 및 자동운전 속도 프로파일 계산부는;
    지상장치에 설치되고, 상기 자동운전 속도 프로파일 계산부가 제공하는 위치-속도 프로파일을 차상장치로 전송하여 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제한속도 프로파일 제공부 및 자동운전 속도 프로파일 계산부는;
    차상장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
  9. 제한속도 프로파일 제공부가 제공하는 제한속도 프로파일을 이용하여 자동운전 속도 프로파일 계산부가, 열차를 자동 운전할 각 위치에서의 목표속도를 계산하여 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계;
    속도/위치 계산부가 열차의 현재위치 및 열차의 주행속도를 계산하는 단계;
    상기 열차의 현재위치에서의 목표속도를 목표속도 탐색부가 상기 위치-속도 프로파일에서 탐색하는 단계;
    상기 열차의 주행속도에서 상기 탐색한 목표속도를 감산하여 속도오차를 검출하는 단계; 및
    상기 검출한 속도오차에 따라 열차의 추진 또는 제동명령을 발생하는 단계를 포함하여 구성된 열차자동운전에서의 속도 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계는;
    상기 제한속도 프로파일에서 열차를 가속 주행시켜 도달해야 할 가속 목표점, 열차를 등속 주행시켜 도달해야 할 등속 목표점 및 열차를 감속 주행시켜 도달해야 할 감속 목표점을 추출하는 단계;
    열차의 출발위치와 상기 추출한 가속 목표점, 등속 목표점 및 감속 목표점들 사이의 구간을 구분하는 단계; 및
    상기 구분한 각각의 구간별로 열차의 각각의 위치에서 열차가 주행할 속도를 계산하여 위치-속도 프로파일을 제공하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 위치-속도 프로파일을 제공하는 단계는;
    상기 구분한 각각의 구간별로 시간-속도 프로파일을 계산하는 단계;
    상기 계산한 시간-속도 프로파일을 이용하여 시간-위치 프로파일을 계산하는 단계; 및
    상기 시간-속도 프로파일 및 시간-위치 프로파일로 열차가 각각의 위치에서 주행할 속도를 검출하여 위치-속도 프로파일을 계산하고, 계산한 위치-속도 프로파일을 제공하는 것을 특징으로 하는 열차자동운전에서의 속도 제어장치.
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