KR20120014088A - 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 건널목 상황을 건널목에 진입하는 열차에 전송하여 철도 건널목의 안전을 확보하는 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법"에 관한 것으로, 특히, 철도 건널목에 설치되며, 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하여 장대 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템; 및, 열차에 설치되며, 상기 건널목시스템에서 장대 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법이다.
이러한 본 발명은, 특히, 장대 레일을 유선 통신 선로로 사용하여 건널목상황정보를 열차로 전송하여 나타내줌으로써, 첫째, 기관사가 건널목 상황(건널목 영상, 도로 차단 상태, 지장물 존재 유무)을 용이하게 알 수 있고, 둘째, 기관사가 열차 운행을 제어할 수 없는 경우에도 열차 운행을 제어하여 건널목 사고를 방지하고, 셋째, 신호 전송 신뢰성을 향상시키며, 넷째, 설치 및 유지 보수가 용이하게 되는 효과가 있다.

Description

장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법{SYSTEM AND METHOD TO ENSURE AGAINST RISK AT A RAILWAY CROSSING USING THE LONG RAIL COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 철도 건널목 상황을 건널목에 진입하는 열차에 전송하여 철도 건널목의 안전을 확보하는 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법"에 관한 것으로, 특히, 장대 레일을 유선통신 선로로 사용하여 철도 건널목의 상황을 나타내는 건널목상황정보(철도 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 정보, 건널목 영상 등 : 이하 "건널목상황정보"라 한다)를 건널목에 진입하는 열차에 전송하여 실시간 나타냄으로써, 첫째, 기관사가 철도 건널목 상황을 용이하게 알 수 있도록 하고, 둘째, 신호 전송 신뢰성을 향상시키며, 셋째, 설치 및 유지 보수가 용이하도록 한 것이다.

또한, 건널목에 지장물이 존재하거나, 또는 건널목 차단 상태가 불량하여 이를 나타내는 경보신호를 발생하였을 경우에는, 기관사의 대응 조치가 있는 지의 여부를 검출하여 기관사가 경보신호에 상응하는 조치를 취하는데 소요되는 시간인 대응시간 경과되도록 대응조치를 취하지 않으면 열차 운행을 제어하도록 함으로써, 기관사의 미 대응으로 인한 건널목 사고를 방지하도록 한 것이다.

주지하다시피 열차는 고도의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 열차와 승객의 안전을 확보하고 운행 효율 및 운행 품질을 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), TCMS(TRAIN CONTROL AND MONITORING SYSTEM) 등과 같은 열차운행제어장치(TRAIN CONTROL SYSTEM : TCS)들은 열차의 안전을 확보하고 운행 효율을 높이며 운전 편리성을 향상시키는 대표적인 장치이다.

이러한 열차운행제어장치들은 선행하는 열차의 선로 점유 상태를 검출하여 열차 운행을 제어함으로써 열차의 안전을 확보하고, 더 나아가 열차 운행에 관한 정보를 교환하여 무인 자동운전을 가능하게 하여 주는 장치이다.

25m의 정척 레일을 현장에서 용접하여 장대화 한 장대 레일은, 승차 감을 향상시키고 운행 소음을 저감시켜 열차 운행 품질을 향상시킴은 물론, 선로보수비 및 차량 유지보수비를 절감시키는 것으로 열차의 고속화, 고품질화와 더불어 그 설치가 증가하고 있다.

기술이 더욱 발전하여 열차 속도가 높아지고 운행 회수가 많아지며 승객 운송 량이 증가함에 따라 안전이 더욱 중요해짐은 물론 안전에 대한 개념이 열차 자체에 대한 안전에서 열차 주변 여건에 대한 안전으로 진일보하였다.

선로와 도로가 평면 교차하는 철도 건널목에 대한 안전은 사고 시 열차의 탈선, 전복 등과 같은 대형 참사를 야기하게 되는 중요한 안전 요인으로 무엇보다 우선 시 되어야 할 사항이다.

건널목 차단기, 지장물 검지장치, 출구측 차단간 제어장치 등과 같은 건널목보안장치는, 건널목에의 열차 진입 여부를 통행자(사람, 차량 등)에게 알려주고, 도로 차단 동작을 제어하여 철도 건널목의 안전을 확보하는 건널목 보안장치의 대표적인 예이다.

도2는 철도 건널목 지하 약 0.7m 깊이에 지자계센서(7)를 매설한 후 열차의 건널목 진입 시 상기 지자계센서(7)를 통해 건널목 내에 지장물이 존재하는 지의 여부를 검출하여 건널목 차단간(4) 중 출구측 차단간의 동작을 제어함으로써 입구측 차단간과 출구측 차단간 사이에 지장물(예: 차량)이 갇히는 것을 방지하는 출구측차단간 제어장치의 구성을 나타낸 것이고, 도3은 레이저송신기(12)와 레이저수신기(13)를 건널목에 설치한 후, 열차의 건널목 진입 시 건널목 내에 지장물이 존재하는 지의 여부를 검출하여 신호램프(11)의 점등을 제어함으로써 기관사에게 건널목 내에 지장물이 존재하는 지의 여부를 알려주는 지장물 검지장치의 구성을 나타낸 것이다.

도면 중 미 설명 부호 (1)은 열차, (2)는 레일, (3)은 건널목 차단간 제어기, (4)는 건널목 차단간, (5)는 교통신호등을 각각 나타내며. (8)은 출구측 차단간 제어기, (9)는 열차검지기, (10)은 지장물검출제어기를 각각 나타낸 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 철도 건널목 보안장치들은, 건널목에 진입하는 열차를 검출하여 각 장치에 부여된 기능, 예컨대 도로를 차단하거나, 출구측 차단간(4)의 동작을 제어하거나, 신호램프를 점등시키는 기능 등을 수행할 뿐, 각 장치들의 동작 상태를 열차로 직접 전송하여 기관사가 건널목 상태를 정확하고 용이하게 알 수 있도록 할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

예를 들어, 상기 지장물 검지장치의 경우 신호램프(11)의 점등을 통해 건널목 상황을 운전자에게 알려줄 수 있으나, 폭우, 폭설, 또는 안개 등이 짙게 깔렸을 경우에는 시인성이 급속히 저하되어 기관사가 건널목의 상태를 정확하게 인지할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

또한, 종래의 건널목 보안장치들은 설정된 제어 논리에 따른 동작만 수행할 뿐인 것으로, 각 제어 논리에 따른 동작이 완료된 후에 통행자가 건널목을 횡단하거나, 또는 건널목 보안장치에 고장이 발생하였을 경우에는, 기관사가 이를 확인 할 수 있는 방법이 없어 이로 인한 사고를 방지할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

또한, 예상치 못한 상황이 발생하여 기관사가 열차의 운행을 제어할 수 없는 상황에 처하게 되었을 경우에는 건널목에 지장물이 존재함에도 불구하고 열차의 운행을 제어할 수 없어 이로 인한 사고를 방지할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 건널목에 설치되는 건널목시스템에서 장대 레일을 유선통신 선로로 사용하여 건널목상황정보를 열차로 전송하면, 열차에 설치되는 열차시스템에서 상기 건널목상황정보를 수신하여 실시간 나타내다가 필요시 열차 운행을 제어함으로써, 첫째, 기관사가 건널목의 도로 차단 상태 및 지장물 존재 유무를 용이하게 알 수 있도록 하고, 둘째, 기관사가 열차 운행을 제어할 수 없는 경우에도 열차 운행을 제어하여 건널목 사고를 방지하도록 하고, 셋째, 신호 전송 신뢰성을 향상시키며, 넷째, 설치 및 유비 보수가 용이한 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법"을 제공하기 위한 것이다.

즉, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 정보, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 건널목 차단기 작동 상태에 대한 정보, 지장물 검출장치 작동 상태에 대한 정보, 출구측 차단간 제어장치 작동 상태에 대한 정보 및, 건널목 영상 등의 건널목상황정보를 장대 레일을 통해 열차로 전송하여 건널목 상황을 실시간 나타내주어 기관사가 용이하게 알 수 있도록 하다가, 건널목 내에 지장물이 존재함에도 불구하고 대응시간이 경과되도록 기관사가 적절한 대응조치를 취하지 않으면 열차운행제어장치(TCS)(ATS, ATO, ATC, ATP, TCMS 등)에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함으로써 건널목 사고를 방지하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템"은,

철도 건널목에 설치되며, 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하여 장대 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템; 및,

열차에 설치되며, 상기 건널목시스템에서 장대 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 건널목상황정보는, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 또는 지장물 존재 유무에 대한 정보, 또는 건널목 영상 정보 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 건널목상황정보는, 각 건널목을 나타내는 건널목 ID(IDENTIFICATION)를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 건널목시스템에서 건널목상황정보를 전송할 경우에는, 두 가지 이상의 전송 주파수 중 어느 하나를 사용하여 상기 건널목상황정보를 전송함을 특징으로 한다.

이러한 건널목시스템은 상기 건널목상황정보를 전송할 경우 건널목시스템 마다 서로 다른 전송 주파수를 사용하도록 함으로써 전송 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

예를 들어, 10MHz, 15MHz, 20MHz의 3가지 전송 주파수를 사용한다고 할 경우 첫 번째 건널목에 설치된 건널목시스템은 10MHz, 두 번째는 15MHz, 세 번째는 20MHz, 네 번째는 다시 10MHz의 전송 주파수를 사용하여 건널목상황정보를 전송하도록 함으로써 전송 오류를 감소시켜 신호 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 열차시스템은, 건널목에 지장물이 존재함을 나타내는 신호를 발생하였을 경우, 일정한 시간이 경과되도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은 건널목에 장애물이 존재함을 나타내는 신호를 발생한 후 기관사가 열차 운행을 제어하는 통상의 시간이 경과하도록 기관사가 열차 운행을 제어하는 동작(예: 열차 속도 감소, 또는 열차 정차 등)을 행하지 않으면 열차 운행을 제어하는 열차운행제어장치(TCS)(예: ATO, ATC, ATP, TCMS 등)에 열차 운행을 제어하는 제어신호를 입력하여 열차 운행을 자동 제어함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지하기 위한 것이다.

상기 구성에 있어서, 전기적으로 절연된 인접하는 두 레일 사이에 접속되어, 상기 인접하는 두 레일의 전기적인 절연을 유지한 채 한쪽 레일에서 다른 쪽 레일로 건널목상황정보를 전송하는 중계기;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 중계기는 두 레일 사이의 전기적 절연을 유지한 채 한쪽 레일에 실린 건널목상황정보를 다른 쪽 레일로 전송하는 공지의 임피던스 매칭 회로로 구성되거나, 또는 한쪽 레일에 실린 건널목상황정보를 수신하여 복조한 후, 이를 다시 변조하여 다른 쪽 레일로 전송하는 리피터로 구성됨이 바람직하다.

예를 들어, 스미스 차트(SMITH CHART) 등을 이용하여 콘덴서와 코일, 또는 저항을 포함하는 임피던스 매칭 회로(무 전원 중계기)를 구성하거나, 또는 한쪽 레일에 실린 건널목상황정보를 검출하여 복조한 후, 이를 다시 변조하여 다른 쪽 레일로 전송하는 리피터(유 전원 중계기)로 구성할 수 있다. 이때 상황에 따라 필터 회로나 증폭 회로 등을 구성할 수 있음은 물론이다.

무 전원의 임피던스 매칭 회로를 구성하거나, 유 전원의 리피터를 구성하는 회로 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 중계기는 선로가 복수의 구간으로 구획되어, 인접하는 레일이 전기적으로 절연되어 있을 경우, 한쪽 레일에 실린 건널목상황정보를 그 절연을 유지한 채 다른 쪽 레일로 전송하기 위한 것이다.

상기 건널목시스템은,

철도 건널목의 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하는 건널목상황검출부;

장대 레일을 통해 열차시스템과 유선통신을 수행하는 건널목통신부;

상기 건널목상황정보를 저장하는 건널목데이터베이스부; 및,

상기 건널목상황검출부와, 건널목통신부와, 건널목데이터베이스부의 동작을 제어하여, 철도 건널목의 건널목상황정보를 검출하여 열차시스템으로 유선 전송하고 데이터베이스화하는 건널목제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 건널목상황검출부는,

상기 건널목제어부와 건널목 보안장치 사이에 접속되어, 상기 건널목 보안장치를 건널목제어부에 인터페이싱 시키는 건널목인터페이스부;로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 건널목 보안장치는, 철도 건널목과 평면 교차하는 도로를 차단하는 건널목 보안장치 또는, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 건널목 보안장치임을 특징으로 한다.

이러한 건널목상황검출부는, 건널목 차단기와 같이 건널목과 평면 교차하는 도로를 차단하는 건널목 보안장치, 또는 지장물 검지장치나 출구측 차단간 제어장치와 같이 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 건널목 보안장치와 같이, 철도 건널목에 기 설치된 건널목 보안장치에서 발생되는 정보(건널목의 도로 차단 상태를 나타내는 정보, 또는 지장물 존재 유무를 나태는 정보)를 건널목제어부에 인가하기 위한 것이다.

즉, 건널목의 상황을 검출하는 별도의 검출장치 없이 건널목에 기 설치된 각종 건널목 보안장치(건널목 차단기, 지장물 검지장치, 출구측 차단간 제어장치 등)의 동작 신호를 검출하여 상기 건널목제어부에 인가하기 위한 것이다.

따라서 상기 건널목상황검출부를 통해 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보나 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출하는 별도의 장치 없이 간단, 저렴하게 본 발명의 기술적 사상에 의한 시스템을 구현할 수 있다.

상기 건널목상황검출부는,

상기 건널목제어부에 접속되어, 건널목과 평면 교차하는 도로를 차단하는 건널목 차단기; 및,

상기 건널목제어부에 접속되어, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 지장물검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 건널목상황검출부는, 건널목 차단기와 지장물검출부를 통해 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보 및 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출하여 열차시스템으로 전송하기 위한 것이다.

상기 건널목 차단기는 공지의 건널목 차단기로 구성되며, 지장물검출부는 레이저 센서, 지자계 센서, 접촉 센서 등 건널목 보판 내의 지장물을 검지하는 공지의 지장물 검출장치로 구성됨이 바람직하다.

상기 건널목통신부는 공지의 유선통신장치로 구성됨이 바람직하다.

상기 건널목데이터베이스부는, 상기 건널목제어부의 내부 메모리, 또는 상기 건널목제어부의 제어를 받는 외부 메모리나 메모리 카드 등으로 구성됨이 바람직하다.

상기 건널목제어부는, 입출력단자, 연산모듈, 메모리, 통신모듈 및, A/D 컨버터나 D/A 컨버터 등을 선택적으로 갖는 마이컴, 또는 컴퓨터 시스템, 또는 PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) 등으로 구성됨이 바람직하다.

상기 건널목상황검출부는,

상기 건널목제어부에 접속되며 하나 이상의 CCD 카메라로 이루어져, 건널목 영상을 촬영하는 영상촬영부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 건널목상황검출부는, 상기 영상촬영부를 통해 건널목 영상을 촬영하여 열차시스템으로 전송하기 위한 것이다.

즉, 철도 건널목의 상황을 용이하게 알 수 있는 위치에 하나 이상의 CCD 카메라를 설치하여 건널목 영상을 촬영한 후 장대 레일을 통해 열차시스템으로 전송하기 위한 것이다.

이때 상기 건널목 영상은 MPEG4와 같은 동영상 압축 기술 및 기타 전송 포맷으로 압축시켜 열차시스템으로 전송함이 바람직하다.

상기 열차시스템은,

장대 레일을 통해 건널목시스템과 유선통신을 수행하는 열차통신부;

상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목상황정보를 나타내는 표시경보부;

다수 개의 조작스위치로 이루어진 조작스위치부;

상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목상황정보를 저장하는 열차데이터베이스부; 및,

상기 열차통신부와, 표시경보부와, 조작스위치부와, 열차데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 열차통신부를 통해 건널목상황정보를 수신하여 표시경보부에 나타내고 데이터베이스화하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차제어부는, 상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목 영상을 분석하여 지장물의 존재 유무를 검출함을 특징으로 한다.

이러한 열차제어부는, 상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목상황정보에 포함된 건널목 영상을 분석하여 건널목 보판 내에 지장물이 존재하는지의 여부를 검출하여 나타내줌으로써 기관사가 지장물의 존재 유무를 용이하게 알 수 있도록 한 것이다.

즉, 별도의 지장물 검출 장치 없이 영상처리를 통해 지장물의 존재 유무를 검출하기 위한 것이다.

영상처리를 통해 일정 크기 이상의 물체 및 물체의 이동 방향, 이동 속도 등을 산출하는 영상처리 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 열차시스템은,

상기 건널목상황정보에 포함된 건널목 영상을 분석하여 지장물 존재 유무를 검출하는 영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은 상기 열차제어부가 수행하는 건널목 영상 처리 기능을 영상처리 전용 프로세서로 이루어진 상기 영상처리부를 통해 수행함으로써 열차제어부의 작업량을 경감시키기 위한 것이다.

상기 열차시스템은,

상기 열차제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 상기 열차제어부에서 출력되는 열차 운행 제어신호를 상기 열차운행제어장치에 인가하는 신호출력부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은 상기 열차운행제어장치(TCS)에 열차 운행 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어하기 위한 것이다.

즉, 건널목 내에 지장물이 존재함이 검출되거나 또는 도로 차단 상태가 불량함이 검출되어 이를 나타내는 경보신호를 발생하였을 경우, 통상적인 기관사 대응 시간 내에 기관사의 대응(감속, 또는 정차) 동작이 있는 지의 여부를 검출하여 상기 기관사 대응시간이 경과되도록 기관사의 대응 동작이 검출되지 않으면 이를 기관사가 열차 운행을 제어할 수 없는 상황으로 인식하여 열차 운행을 제어하는 신호(감속 지령신호, 또는 정차 지령 신호)를 상기 열차운행제어장치에 입력함으로써 열차 운행을 자동 제어하기 위한 것이다.

상기 열차시스템은,

상기 열차 위치를 검출하는 위치검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은 열차의 위치를 검출하기 위한 것이다.

상기 위치검출부는 GPS 수신기, 또는 자동항법장치로 구성됨이 바람직하다.

GPS 위성에서 발생하는 위치와 시각에 대한 신호를 수신하여 수신기의 위치와 시각에 대한 데이터를 출력하는 GPS 수신기 및, 자이로스코프 등으로 이루어져 이동 거리를 계산하는 자동항법장치에 대한 구성 및 동작을 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 열차통신부는, 건널목시스템과 유선통신을 수행하는 공지의 유선통신장치로 구성됨이 바람직하다.

상기 표시경보부는,

건널목 상황을 시각적으로 나타내는 시각표시부; 및,

건널목 상황을 청각적으로 나타내는 청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 시각표시부는 모니터 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.

상기 청각표시부는 건널목 상황을 음성으로 안내하는 음성합성장치로 구성하거나, 또는 경보음을 발생하는 경보음발생장치로 구성됨이 바람직하다.

주어진 조건에 따라 각기 다른 안내문구를 출력하는 음성합성장치나, 경보음을 발생하는 경보음발생장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 조작스위치부는 상기 표시경보부를 이루는 터치스크린 상에 구성됨이 바람직하다.

상기 열차데이터베이스부는, 건널목 설치 위치에 대한 정보를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차데이터베이스부는, 운행하는 노선에 존재하는 각 건널목에 대한 정보(건널목 설치 위치에 대한 정보, 건널목 ID에 대한 정보, 건널목 전송 주파수에 대한 정보 등)를 저장하여 열차 운행 시 열차와 건널목 사이의 거리 계산 및 통신을 수행하기 위한 것이다.

상기 열차데이터베이스부는, 열차 운행 노선에 대한 지도 데이터를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차데이터베이스부는 열차 운행 노선에 대한 지도 데이터를 독출하여 열차 위치, 건널목 위치 등을 표시하기 위한 것이다.

상기 열차데이터베이스부는, 상기 열차제어부의 내부 메모리, 또는 상기 열차제어부의 제어를 받는 외부 메모리나 메모리 카드 등으로 구성됨이 바람직하다.

상기 열차제어부는, 입출력단자, 연산모듈, 메모리, 통신모듈 및, A/D 컨버터나 D/A 컨버터 등을 선택적으로 갖는 마이컴, 또는 컴퓨터 시스템, 또는 PLC로 구성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법"은,

철도 건널목에 설치되는 건널목시스템과 열차에 설치되는 열차시스템으로 이루어져, 장대 레일을 통해 건널목상황정보를 열차시스템으로 유선 전송하여 나타내는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템에 있어서,

상기 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법은,

상기 건널목시스템의 동작을 제어하여 철도 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출한 후, 장대 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템제어단계; 및,

상기 열차시스템의 동작을 제어하여 상기 건널목시스템에서 장대 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 건널목시스템제어단계에서 전송하는 건널목상황정보는, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 또는 지장물 존재 유무에 대한 정보, 또는 건널목 영상 정보 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 건널목시스템제어단계에서 장대 레일을 통해 건널목상황정보를 열차시스템으로 전송할 경우에는, 두 가지 이상의 전송 주파수를 사용하여, 인접하는 건널목이 서로 다른 전송 주파수로 건널목상황정보를 전송하도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 열차시스템제어단계에서 건널목에 지장물이 존재함을 나타내는 신호를 발생하였을 경우에는, 일정한 시간 내에 기관사의 대응 조작이 있는 지의 여부를 검출하여 상기 일정한 시간이 경과하도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 열차 운행을 제어하는 신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 한다.

상기 건널목시스템제어단계는,

건널목에의 열차 진입 여부를 검출하는 열차진입검출단계;

상기 열차진입검출단계를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되면 건널목의 도로 차단 상태를 검출하는 차단상태검출단계;

상기 차단상태검출단계를 수행한 후, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 지장물검출단계;

상기 차단상태검출단계와 지장물검출단계를 수행하여 검출한 건널목상황정보를 장대 레일을 통해 열차시스템으로 전송하는 정보전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 열차진입검출단계를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되면 건널목 영상을 촬영하는 영상촬영단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 건널목시스템제어단계는 건널목 영상을 촬영하여 장대 레일을 통해 열차시스템으로 전송하여 나타내줌으로써 기관사가 건널목 상황을 눈으로 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 구성에 있어서, 상기 정보전송단계를 수행한 후 건널목상황정보를 데이터베이스화하는 건널목데이터베이스단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 건널목시스템제어단계는 건널목상황정보를 데이터베이스화하기 위한 것이다.

상기 열차시스템제어단계는,

상기 건널목시스템제어단계에서 장대 레일을 통해 전송하는 건널목상황정보를 수신하는 정보수신단계;

상기 정보수신단계를 수행한 후 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보를 분석하는 차단정보분석단계;

상기 차단정보분석단계를 수행한 후 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 정보를 분석하는 지장물정보분석단계;

상기 차단정보분석단계와 지장물정보분석단계를 수행하여 분석한 도로 차단 상태에 대한 정보와 지장물 존재 유무에 대한 정보를 나타내는 표시경보단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 정보수신단계를 수행한 후 건널목 영상 정보를 분석하는 영상정보분석단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 표시경보단계를 수행한 후 건널목상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법"은, 특히, 장대 레일을 유선 통신 선로로 사용하여 건널목상황정보를 열차로 전송하여 나타내줌으로써, 첫째, 기관사가 건널목 상황(건널목 영상, 도로 차단 상태, 지장물 존재 유무)을 용이하게 알 수 있고, 둘째, 기관사가 열차 운행을 제어할 수 없는 경우에도 열차 운행을 제어하여 건널목 사고를 방지하고, 셋째, 신호 전송 신뢰성을 향상시키며, 넷째, 설치 및 유지 보수가 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템"의 구성을 나타낸 시스템도,
도 2 는 종래 출구측 차단간 제어장치의 구성을 나타낸 시스템도,
도 3 은 종래 지장물 검지장치의 구성을 나타낸 시스템도,
도 4 는 본 발명 중 건널목시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 5 는 본 발명 중 건널목시스템의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 6 은 본 발명 중 건널목통신부의 구성을 나타낸 블록도,
도 7 은 본 발명 중 중계기의 구성을 나타낸 구성도,
도 8 은 본 발명 중 중계기의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 9 는 본 발명 중 열차시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 10 은 본 발명 중 열차통신부의 구성을 나타낸 구성도,
도 11 은 본 발명 중 표시경보부의 구성을 나타낸 도면,
도 12 는 본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법"을 나타낸 제어 흐름도.

본 발명 "장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템 및 그 제어방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.

<실시예>

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 건널목시스템과 열차시스템으로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

또한 본 실시예에서는 건널목상황검출부를 건널목인터페이스부와 영상촬영부로 구성한 후, 건널목에 기 설치된 건널목 보안장치(건널목 차단기, 장애물 검지장치, 출구측 차단간 제어장치)에서 도로 차단 상태에 대한 정보와, 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출하고, 영상촬영부를 통해 건널목 영상을 촬영하여 열차시스템으로 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한 본 실시예에 있어서 상기 건널목시스템에서 열차시스템으로 전송하는 건널목상황정보는, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보와, 지장물 존재 유무에 대한 정보 및, 건널목 영상 정보를 포함하여 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

또한 본 실시예에 있어서 상기 열차시스템은, 건널목에 지장물이 존재함을 나타내는 신호를 발생한 후 일정한 시간이 경과되도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한 본 실시예에 있어서 위치검출부는 GPS 수신기로 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 열차데이터베이스부는 메모리카드로 구성하여 건널목의 설치위치에 대한 데이터 및 지도 데이터가 저장된 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, 도1에서 도시되는 바와 같이, 철도 건널목에 건널목시스템(100)을 설치하고, 열차에 열차시스템(300)을 설치하여 본 실시예를 구성한다.

상기 건널목시스템(100)은, 도4에서 도시되는 바와 같이, 건널목상황검출부(110)와, 건널목통신부(130)와, 건널목데이터베이스부(140)를 건널목제어부(120)에 접속하고, 상기 건널목통신부(130)의 신호출력단에 장대 레일(2a)을 접속하여 구성한다.

상기 건널목상황검출부(110)는 건널목인터페이스부(111)와 영상촬영부(112)로 구성하며, 상기 건널목인터페이스부(111)에 건널목 보안장치(A)(예: 건널목 차단기, 지장물 검지장치, 출구측 차단간 제어장치)를 접속한다.

상기 영상촬영부(112)는 건널목 상황을 촬영할 수 있는 위치에 CCD 카메라(112a)를 설치하여 구성한다.

상기 열차시스템(300)은, 도9에서 도시되는 바와 같이, 조작스위치부(310)와, 표시경보부(320)와, 위치검출부(330)와, 차륜(1a)을 통해 장대 레일(2a)에 접속된 열차통신부(350)와, 열차운행제어장치(TCS)(ATO, ATC, ATP, TCMS 등)에 접속된 신호출력부(370)와, 열차데이터베이스부(380)를 열차제어부(340)에 접속하여 구성한다.

상기 표시경보부(320)는 시각표시부(321)와 청각표시부(322)로 구성한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열차(1)가 건널목 일정 거리에 진입하면 상기 건널목시스템(100)은, 도12에서 도시되는 바와 같이, 건널목상황정보를 검출하여 상기 장대 레일(2a)을 통해 열차시스템(300)으로 전송하는 건널목시스템제어단계(S100)를 수행하게 된다.

그러면, 상기 열차시스템(300)은 열차시스템제어단계(S200)를 수행하여 상기 건널목시스템(100)에서 장대 레일(2a)을 통해 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내고, 경우에 따라 열차 운행을 제어하게 된다.

즉, 상기 건널목시스템(100)에서 건널목상황정보인 도로 차단 상태에 대한 정보와, 지장물 존재 유무에 대한 정보 및, 건널목 영상 정보를 장대 레일(2a)을 통해 열차시스템(300)으로 전송하면, 상기 열차시스템(300)에서 건널목상황정보를 수신하여 나타냄으로써 건널목 상황을 기관사가 용이하게 알 수 있도록 하여 준다.

이때, 건널목에 지장물이 있음을 나타내는 신호를 발생하였을 경우에는 기관사의 대응 조치가 일정 시간 내에 취해지는지의 여부를 검출하여, 상기 일정 시간이 경과하도록 기관사의 대응조치가 없으면 열차운행제어장치(TCS)에 열차 운행을 제어하는 제어신호를 입력하여 열차 운행을 정지시키도록 함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 열차 사고를 방지하게 된다.

이하, 상기 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건널목시스템제어단계(S100)에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 건널목제어부(120)는 열차진입검출단계(S110)를 수행하여 열차가 진입하는지의 여부를 지속적으로 검출하다가 열차가 건널목에 진입하는 것으로 판단되면 영상촬영단계(S120)를 수행하여 건널목 영상을 촬영하게 된다.

즉, 상기 건널목인터페이스부(111)에 접속된 건널목 보안장치(A)(건널목 차단기)를 통해 열차 진입 신호가 검출되는 지의 여부를 지속적으로 검출하다가 열차 진입신호가 검출되면 상기 영상촬영부(112)의 CCD 카메라(112a)를 동작시켜 건널목 영상을 촬영하여 건널목 영상 정보를 생성하게 된다.

상기 영상촬영단계(S120)를 수행한 후 상기 건널목제어부(120)는, 건널목의 도로 차단 상태를 검출하는 차단상태검출단계(S130)와, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 지장물검출단계(S140)를 순차적으로 수행하여 도로 차단 상태에 대한 정보와 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출하게 된다.

즉, 건널목 차단기의 동작 상태와 지장물 검지장치, 또는 출구측 차단간 제어장치를 통해 철도 건널목의 도로 차단 상태와, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 신호를 검출하여 도로 차단 상태에 대한 정보와 지장물 존재 유무에 대한 정보를 생성하게 된다.

이후, 상기 건널목제어부(120)는 상기 영상촬영단계(S120) 내지 지장물검출단계(S140)를 수행하여 검출한 건널목상황정보를 장대 레일(2a)을 통해 열차시스템(300)으로 유선 전송하는 정보전송단계(S150) 및, 건널목상황정보를 건널목데이터베이스부(140)에 데이터베이스화하는 건널목데이터베이스단계(S160)를 순차적으로 수행하게 된다.

즉, 상기 영상촬영단계(S120)를 수행하여 검출한 건널목 영상 정보와, 상기 차단상태검출단계(S130)를 수행하여 검출한 도로 차단 상태에 대한 정보 및, 상기 지장물검출단계(S140)를 수행하여 검출한 지장물 존재 유무에 대한 정보를 포함하여 이루어진 건널목상황정보를 건널목통신부(130) 및 장대 레일(2a)을 통해 열차시스템(300)으로 전송한 후, 상기 건널목상황정보를 건널목데이터베이스부(140)에 저장하게 된다.

상기 건널목상황정보를 전송할 경우에는 당해 건널목을 나타내는 인식번호(ID)를 부여함은 물론이며, 필요에 따라 건널목마다 전송 주파수를 달리하여 상기 건널목상황정보를 열차시스템(300)으로 전송할 수 있다.

상기 건널목마다 전송 주파수를 다르게 하여 건널목상황정보를 전송할 경우 상기 열차시스템의 열차통신부(350)는 상기 각기 다른 전송 주파수를 수신할 수 있도록 구성한다.

도6은 상기 건널목통신부(130)의 일례를 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 건널목상황정보를 변조하는 변조부(131)와, 증폭부(132) 및, 건널목인터페이스부(133)로 이루어진다.

전송할 신호를 변조, 증폭 한 후 장대 레일(2a)에 인가하는 상기 변조부(131)와 증폭부(132) 및 건널목인터페이스부(133)의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 상기 열차시스템제어단계(S200)에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 열차데이터베이스부(380)에 건널목에 대한 정보(건널목 설치 위치, 건널목 ID, 건널목 전송 주파수 등) 및 지도 데이터를 저장한다.

열차(1)가 기지국에서 출발하여 운행을 시작하면, 상기 열차제어부(340)는 열차데이터베이스부(380)에 저장된 건널목 설치 위치에 대한 정보 및 지도 데이터를 독출하여 표시경보부(320)의 시각표시부(321)에 나타냄과 동시에 다음에 통과할 건널목에 대한 정보(건널목 번호, 건널목 위치, 건널목 특성, 사고발생정도, 도착 거리, 도로차단상태, 지장물 존재 여부, 신호전송상태 등)를 나타낸다.

이때, 상기 위치검출부(330)를 통해 열차 위치를 검출한다.

이후, 상기 열차제어부(340)는 다음에 통과할 건널목에서 전송하는 건널목상황정보가 수신되는 지의 여부를 지속적으로 검출하여 다음에 통과할 건널목에서 전송하는 건널목상황정보를 수신하는 정보수신단계(S210)를 수행하게 된다.

즉, 열차통신부(350)를 통해 건널목상황정보를 검출하여 다음에 통과할 건널목 ID를 갖는 건널목상황정보를 수신하게 된다.

도10은 상기 열차통신부(350)의 일례를 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 차륜(1a)을 통해 장대 레일(2a)에 접속하는 열차인터페이스부(351)와, 증폭부(352)와, 필터부(353) 및, 복조부(354)로 이루어진다.

인터페이스부를 통해 신호를 수신하여 증폭, 필터링 및, 변조하는 상기 열차인터페이스부(351)와, 증폭부(352)와, 필터부(353) 및, 복조부(354)의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 정보수신단계(S210)를 수행하여 다음에 통과할 건널목에서 전송하는 건널목상황정보를 수신한 후 상기 열차제어부(340)는, 영상정보분석단계(S220)와, 차단정보분석단계(S230) 및, 지장물정보분석단계(S240)를 순차적으로 수행하여, 상기 정보수신단계(S210)를 수행하여 수신한 건널목상황정보를 분석하여 건널목 영상 정보와, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보 및, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출하게 된다.

상기 영상정보분석단계(S220) 내지 지장물정보분석단계(S240)를 수행하여 건널목 영상 정보와, 도로 차단 상태에 대한 정보와, 지장물 존재 유무에 대한 정보를 검출한 후 상기 열차제어부(340)는, 표시경보단계(S250)를 수행하여 상기 건널목 영상과 도로 차단 상태에 대한 정보 및 지장물 존재 유무에 대한 정보를 표시경보부(320)에 나타내게 된다.

도11에 있어서 부호 (321a)는 건널목 영상, (321b)는 지도 데이터를 표시하는 지도데이터표시창, (321c)는 건널목 정보를 나타내는 건널목정보표시창, (321d)는 건널목 상태를 나타내는 건널목상태표시창을 각각 나타내고, (321e)는 건널목 상태의 정상 여부를 나타내는 상태표시등, (322a)는 경보음을 발생하는 스피커를 각각 나타내며, (311)은 경보음의 발생을 정지시키는 정지버튼, (312)는 열차 운행을 비상 정지시키는 비상정지버튼을 각각 나타낸다. (381)은 메모리카드 삽입구를 나타낸다.

상기 표시경보단계(S250)를 수행한 결과 건널목 상태가 정상적이지 않은 것으로 판단되어(도로 차단 상태 불량, 또는 지장물 존재) 경보신호(경보등, 경보음, 또는 경보 안내 메시지)를 발생한 경우에는, 상기 경보신호를 인지하고 기관사가 대응 조치(열차 속도 감속, 열차 정지 등)를 취하는데 소요되는 대응시간이 경과하기 전에 기관사의 대응 조치가 있는 지의 여부를 검출하여, 상기 대응시간이 경과하도록 기관사의 대응조치가 없을 경우에는 열차 운행을 제어하는 제어신호를 열차운행제어장치(TCS)에 입력하여 열차운행을 제어하는 열차운행제어단계(S260)를 수행하게 된다.

즉, 건널목의 도로 차단 상태가 불량하거나, 또는 건널목 보판 내에 지장물이 존재하는 것으로 판단되어 경보신호(상태표시등(321e) 적색 점멸, 경보음 발생, 경보 안내 음성 메시지 출력)를 발생한 경우에는, 상기 대응시간 내에 기관사의 대응조작(예: 브레이크 조작, 열차 속도 감속, 열차 정차)이 있는 지의 여부를 검출하여, 상기 대응시간 내에 기관사의 대응조작이 없으면 열차 운행을 제어하는 제어신호를 상기 열차운행제어장치(TCS)에 입력하여 열차 운행을 제어하게 된다.

상기 브레이크 조작이나 열차 속도 감속 및 열차 정차 등에 대한 정보는 상기 열차운행제어장치(TCS)에서 해당 신호를 검출하거나, 또는 열차 브레이크의 동작을 감지하는 센서(열차에 기 설치된 센서, 또는 새로 설치한 센서)로부터 정보를 입력받는다.

열차운행제어장치(TCS)에서 상기 신호를 검출하는 구성 및 동작이나, 열차 브레이크의 동작을 감시하는 센서의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 열차운행제어장치(TCS)에 입력하는 열차 운행을 제어하는 제어신호는, 처음에는 속도를 감속하라는 제어신호를 입력하다가, 건널목에 근접하도록(제동 안전 거리 확보 지점) 기관사의 대응 조작이 없으면 열차 운행을 정지시키라는 제동신호를 상기 열차운행제어장치(TCS)에 입력함이 바람직하다.

상기 표시경보단계(S250), 또는 열차운행제어단계(S260)를 수행한 후 상기 열차제어부(340)는, 열차데이터베이스단계(S270)를 수행하여 건널목상황정보 및 운행 기록을 데이터베이스화하게 된다.

즉, 상기 건널목시스템(100)에서 장대 레일(2a)을 통해 전송하는 건널목상황정보 및, 건널목상황정보에 대한 운행 기록(예: 경보신호 발생이력, 대응조치 등)을 데이터베이스화하게 된다.

상기 데이터베이스는 이력 관리 및 사고 원인 분석 등에 사용된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예는 장대 레일을 유선 통신 선로로 사용하여 건널목상황정보를 열차로 전송하여 나타내줌으로써, 기관사가 건널목 상황을 용이하게 알 수 있도록 하고, 기관사가 열차 운행을 제어할 수 없는 경우에도 열차 운행을 제어하여 건널목 사고를 방지하도록 하며, 신호 전송 신뢰성을 향상시키고, 설치 및 유지 보수가 용이하게 되는 효과가 있다.

그러나, 상기의 실시예에 있어서는, 건널목상황검출부를 건널목인터페이스부와 영상촬영부로 구성하여, 건널목에 기 설치된 건널목 보안장치로부터 도로 차단 상태에 대한 정보 및, 건널목 보판내의 장애물 존재 유무에 대한 신호를 검출하도록 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도5에서 도시되는 바와 같이, 상기 건널목상황검출부(110)를 건널목차단기(113)와 지장물검출부(114) 및 영상촬영부(112)로 구성한 후, 상기 건널목차단기(113)의 동작을 직접 제어하도록 구성할 수 있음은 물론, 상기 지장물검출부(114)를 통해 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 직접 검출할 수 있도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기의 실시예에 있어서는, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 건널목 보안장치(지장물 검지장치, 또는 출구측 차단간 제어장치)에서 출력되는 신호로 판단하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 건널목 영상을 분석하여 지장물의 존재 유무를 검출하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

이때, 상기 영상처리는 열차제어부(340)에서 수행하거나 또는 별도의 영상처리 전용 프로세서를 사용하여 영상처리부(360)를 구성한 후, 상기 영상처리부(360)에서 지장물 존재 유무 및 이동 방향, 이동 속도 등을 검출하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기의 실시예에 있어서는, 본 실시예를 건널목시스템과 열차시스템으로 구성한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명이 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도7과 도8에서 도시되는 바와 같이, 중계기(200)를 더 포함하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 중계기(200)는 레일이 연속적이지 않고 단절되어 설치되어 있을 경우 상기 전기적으로 절연된 인접하는 레일 사이의 전기적 절연을 유지한 채 한쪽 레일에 실린 건널목상황정보를 다른 쪽 레일로 전송할 때 사용하는 것으로, 도7은 중계기를 무 전원으로 구성한 것의 일례를 나타낸 것이고, 도8는 전원을 사용하여 필터부(211)와, 복조부(212)와, 증폭부(213) 및, 변조부(214)를 구성한 것의 일례를 나타낸 것이다.

1a: 차륜 2a: 장대 레일
100: 건널목시스템 110: 건널목상황검출부
111: 건널목인터페이스부 112: 영상촬영부
113: 건널목차단기 114: 지장물검출부
120: 건널목제어부 130: 건널목통신부
131: 변조부 132: 증폭부
133: 건널목인터페이스부 140: 건널목데이터베이스부
200: 중계기 300: 열차시스템
310: 조작스위치부 320: 표시경보부
321: 시각표시부 322: 청각표시부
330: 위치검출부 340: 열차제어부
350: 열차통신부 360: 영상처리부
370: 신호출력부 380: 열차데이터베이스부
S100: 건널목시스템제어단계 S110: 열차진입검출단계
S120: 영상촬영단계 S130: 차단상태검출단계
S140: 지장물검출단계 S150: 정보전송단계
S160: 건널목데이터베이스단계
S200: 열차시스템제어단계 S210: 정보수신단계
S220: 영상정보분석단계 S230 차단정보분석단계
S240: 지장물정보분석단계 S250: 표시경보단계
S260: 열차운행제어단계 S270: 열차데이터베이스단계

Claims (27)

1. 철도 건널목에 설치되며, 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하여 장대 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템; 및,
   열차에 설치되며, 상기 건널목시스템에서 장대 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
2. 철도 건널목에 설치되며, 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하여 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템;
   전기적으로 절연된 인접하는 두 레일 사이에 접속되어, 상기 인접하는 두 레일의 전기적인 절연을 유지한 채 한쪽 레일에서 다른 쪽 레일로 건널목상황정보를 전송하는 중계기; 및,
   열차에 설치되며, 상기 건널목시스템에서 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건널목상황정보는, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 또는 지장물 존재 유무에 대한 정보, 또는 건널목 영상 정보 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건널목시스템에서 건널목상황정보를 전송할 경우에는, 두 가지 이상의 전송 주파수 중 어느 하나를 사용하여 상기 건널목상황정보를 전송함을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건널목시스템은,
   철도 건널목의 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출하는 건널목상황검출부;
   장대 레일을 통해 열차시스템과 유선통신을 수행하는 건널목통신부;
   상기 건널목상황정보를 저장하는 건널목데이터베이스부; 및,
   상기 건널목상황검출부와, 건널목통신부와, 건널목데이터베이스부의 동작을 제어하여, 철도 건널목의 건널목상황정보를 검출하여 열차시스템으로 유선 전송하고 데이터베이스화하는 건널목제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 건널목상황검출부는,
   상기 건널목제어부와 건널목 보안장치 사이에 접속되어, 상기 건널목 보안장치를 건널목제어부에 인터페이싱 시키는 건널목인터페이스부;로 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 건널목상황검출부는,
   상기 건널목제어부에 접속되며 하나 이상의 CCD 카메라로 이루어져, 건널목 영상을 촬영하는 영상촬영부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 건널목 보안장치는, 철도 건널목과 평면 교차하는 도로를 차단하는 건널목 보안장치 또는, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 건널목 보안장치임을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 건널목상황검출부는,
   상기 건널목제어부에 접속되어, 건널목과 평면 교차하는 도로를 차단하는 건널목 차단기; 및,
   상기 건널목제어부에 접속되어, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 지장물검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 건널목상황검출부는,
    상기 건널목제어부에 접속되며 하나 이상의 CCD 카메라로 이루어져, 건널목 영상을 촬영하는 영상촬영부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
11. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    장대 레일을 통해 건널목시스템과 유선통신을 수행하는 열차통신부;
    상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목상황정보를 나타내는 표시경보부;
    다수 개의 조작스위치로 이루어진 조작스위치부;
    상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목상황정보를 저장하는 열차데이터베이스부; 및,
    상기 열차통신부와, 표시경보부와, 조작스위치부와, 열차데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 열차통신부를 통해 건널목상황정보를 수신하여 표시경보부에 나타내고 데이터베이스화하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 상기 열차통신부를 통해 수신하는 건널목 영상을 분석하여 지장물의 존재 유무를 검출함을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    상기 건널목상황정보에 포함된 건널목 영상을 분석하여 지장물 존재 유무를 검출하는 영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    상기 열차제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되어 상기 열차제어부에서 출력되는 열차 운행 제어신호를 상기 열차운행제어장치에 인가하는 신호출력부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 열차시스템은, 건널목에 지장물이 존재함을 나타내는 신호를 발생하였을 경우, 일정한 시간이 경과되도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
16. 제 11 항에 있어서, 상기 표시경보부는,
    건널목 상황을 시각적으로 나타내는 시각표시부; 및,
    건널목 상황을 청각적으로 나타내는 청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
17. 제 11 항에 있어서, 상기 열차데이터베이스부는, 건널목 설치 위치에 대한 정보와 지도 데이터를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템.
18. 철도 건널목에 설치되는 건널목시스템과 열차에 설치되는 열차시스템으로 이루어져, 장대 레일을 통해 건널목상황정보를 열차시스템으로 유선 전송하여 나타내는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템에 있어서,
    상기 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법은,
    상기 건널목시스템의 동작을 제어하여 철도 건널목 상황을 나타내는 건널목상황정보를 검출한 후, 장대 레일을 통해 열차시스템으로 유선 전송하는 건널목시스템제어단계; 및,
    상기 열차시스템의 동작을 제어하여 상기 건널목시스템에서 장대 레일을 통해 유선 전송하는 건널목상황정보를 수신하여 나타내는 열차시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 건널목시스템제어단계에서 전송하는 건널목상황정보는, 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보, 또는 지장물 존재 유무에 대한 정보, 또는 건널목 영상 정보 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 건널목시스템제어단계에서 장대 레일을 통해 건널목상황정보를 열차시스템으로 전송할 경우에는, 두 가지 이상의 전송 주파수를 사용하여, 인접하는 건널목이 서로 다른 전송 주파수로 건널목상황정보를 전송함을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계에서 건널목에 지장물이 존재함을 나타내는 신호를 발생하였을 경우에는, 일정한 시간 내에 기관사의 대응 조작이 있는 지의 여부를 검출하여 상기 일정한 시간이 경과하도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 열차 운행을 제어하는 신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
22. 제 18 항에 있어서, 상기 건널목시스템제어단계는,
    건널목에의 열차 진입 여부를 검출하는 열차진입검출단계;
    상기 열차진입검출단계를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되면 건널목의 도로 차단 상태를 검출하는 차단상태검출단계;
    상기 차단상태검출단계를 수행한 후, 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무를 검출하는 지장물검출단계;
    상기 차단상태검출단계와 지장물검출단계를 수행하여 검출한 건널목상황정보를 장대 레일을 통해 열차시스템으로 전송하는 정보전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 열차진입검출단계를 수행한 결과 열차가 진입하는 것으로 판단되면 건널목 영상을 촬영하는 영상촬영단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
24. 제 22 항 또는 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정보전송단계를 수행한 후 건널목상황정보를 데이터베이스화하는 건널목데이터베이스단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
25. 제 18 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계는,
    상기 건널목시스템제어단계에서 장대 레일을 통해 전송하는 건널목상황정보를 수신하는 정보수신단계;
    상기 정보수신단계를 수행한 후 건널목의 도로 차단 상태에 대한 정보를 분석하는 차단정보분석단계;
    상기 차단정보분석단계를 수행한 후 건널목 보판 내의 지장물 존재 유무에 대한 정보를 분석하는 지장물정보분석단계;
    상기 차단정보분석단계와 지장물정보분석단계를 수행하여 분석한 도로 차단 상태에 대한 정보와 지장물 존재 유무에 대한 정보를 나타내는 표시경보단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 정보수신단계를 수행한 후 건널목 영상 정보를 분석하는 영상정보분석단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.
27. 제 25 항 또는 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시경보단계를 수행한 후 건널목상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장대 레일을 이용한 철도 건널목 보안 시스템의 제어방법.

Images