KR20120014090A

KR20120014090A - 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20120014090A
Application number: KR1020100076159A
Authority: KR
Inventors: 명관 이
Original assignee: 명관 이
Priority date: 2010-08-08
Filing date: 2010-08-08
Publication date: 2012-02-16

Abstract

본 발명은 열차에 긴급 상황이 발생하였을 시 이를 주변 열차에 전송하여 열차 안전을 확보하는 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법"에 관한 것으로, 특히, 열차에 설치되며, 열차위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 다른 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 열차시스템; 및, 원격지에 위치한 열차 종합상황실에 설치되며, 하나 이상의 열차시스템에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여, 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 상황실시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 방법이다.
이러한 본 발명은, 특히, 이동통신단말기와 이동통신망을 이용하여 긴급상황정보와 열차운행정보를 상호 교환하여 나타내줌으로써, 첫째, 기관사에게 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 등을 제공하여 운전 편리성을 향상시키고, 둘째, 긴급상황 발생 시, 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고 방지를 방지하며, 셋째, 신속한 구조 활동을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다른 열차의 운행상황을 모니터링 하여 다른 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 검출하여 알려줌으로써 긴급상황이 발생한 열차의 기관사가 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송하지 않아도 당행 열차에서 알 수 있음은 물론, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우 기관사가 적절한 대응조치를 취하지 않으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동통신망을 통해 전송하는 각 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 종합상황실에서 수신하여 나타내줌으로써 선로를 운행하는 각 열차의 운행 상황을 종합상황실에서 용이하게 모니터링 할 수 있는 효과 등이 있다.

Description

이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD TO PROTECT AN ACCIDENT OF TRAIN USING THE CDMA SYSTEM}

본 발명은 열차에 긴급 상황이 발생하였을 시 이를 주변 열차에 전송하여 열차 안전을 확보하는 열차 보안 시스템에 관한 것으로, 특히, 이동통신단말기(핸드폰, PDA 등)와 이동통신망(CDMA망, 또는 GSM망)을 이용하여 긴급상황정보(열차 사고, 고장 등)와 열차운행정보(열차 위치 정보, 열차 속도 정보, 열차 인식 번호, 목적지 등)를 상호 교환하여 나타냄으로써, 첫째, 기관사에게 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 등을 제공하여 운전 편리성을 향상시키고, 둘째, 긴급상황 발생 시, 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하며, 셋째, 신속한 구조 활동을 할 수 있도록 한 것이다.

또한, 다른 열차의 운행상황을 모니터링 하여 해당 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 검출하여 알려줌으로써 긴급상황이 발생한 열차의 기관사가 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송하지 않아도 당해 열차에서 알 수 있도록 한 것이다.

또한, 선행하는 열차에 긴급 상황이 발생하였을 경우, 당해 열차의 기관사가 적절한 대응조치를 취하지 않으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지하기 위한 것이다.

또한, 이동통신망을 통해 전송하는 각 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 종합상황실에서 수신하여 나타내줌으로써 선로를 운행하는 각 열차의 운행 상황을 종합상황실에서 용이하게 모니터링 할 수 있도록 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.

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

열차 보안 장치는 운행 중인 열차에 사고 등의 긴급상황이 발생하였을 경우 이를 나타내는 신호를 발생하여 주위를 운행하는 열차에 알려줌으로써 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하는 매우 유용한 장치이다.

대한민국 특허등록 제 10-0175108호 "열차의 방호 무선장치"(이하 선등록발명이라 한다)는 종래 열차 보안 장치의 일례를 나타낸 것이다.

선등록발명은 도2에서 도시되는 바와 같이, 사용자의 요구 시, 긴급한 상황이 일어났음을 나타내는 경보음 등을 발생하는 긴급신호발생부와, 상기 긴급신호발생부에서 발생된 긴급신호를 송신하는 송신부와, 상기 긴급신호가 도달할 수 있는 거리를 제한하므로 인해 긴급 상황이 발생한 지점에서 소정의 근거리를 제외한 거리에 있는 열차에는 응급 신호가 도달되지 않도록 송신출력을 조절할 수 있는 송신출력조절부와, 타 열차에서 위험을 인식할 수 있는 소정의 시간 동안만 긴급신호를 발신할 수 있도록 긴급신호의 송신동작을 일정 시간 후에 정지시키는 타이머부와, 긴급신호 송출시 동일 노선을 운행하는 열차에 설치된 특정의 수신기에서만 신호를 수신할 수 있도록 인식코드를 부여하는 인식코드부여부 및 채널자동가변부로 구성되어 긴급한 상황이 일어났음을 나타내는 경보음 등의 긴급신호를 발생하여 송신하는 송신기(10)와; 상기 송신기(10)에서 송신된 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부의 출력단에 접속되어 수신 신호에 포함된 인식코드를 검사하므로 인해 상기 수신부에 수신된 신호가 자국 수신기로 발신된 신호인가의 여부를 판단하여 자국 수신기로 발신된 신호일 경우는 상기 수신된 신호를 다음의 처리 과정으로 출력하는 인식코드검출부와, 상기 인식코드검출부의 출력단에 접속되어 상기 인식코드검출부의 출력이 있을 시 인식코드의 암호에 따라 순차별 수신부에 수신된 신호의 레벨에 따라 수신된 신호가 긴급 상황을 알리는 신호인가를 검출하는 긴급신호검출부와, 상기 긴급신호검출부의 출력단에 접속되어 상기 긴급신호검출부에서 긴급신호가 검출되었음을 알리는 신호가 출력되었을 시 긴급 상황을 알리는 신호가 수신되었음을 표시하는 긴급상황표시부 및, 타이머부와 신호중계부로 구성되어 상기 송신기(10)에서 송신된 신호를 수신하여 소정의 처리 과정을 수행하여 긴급 상황을 나타내는 신호가 수신되었음을 열차 운전자에게 인지시키는 긴급신호수신처리용 수신기(20);로 구성되었다.

이러한 선등록발명은 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우 기관사가 상기 긴급신호발생부의 조작버튼을 조작하여 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 무선 송신하면, 상기 송신된 신호를 주변을 운행하는 열차에서 수신하여 긴급상황표시부를 통해 알려줌으로써 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하기 위한 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열차 보안 시스템은, 첫째, 긴급상황이 발생한 열차의 기관사가 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 전송하기 전에는 긴급상황 발생 여부를 다른 열차에서 알 수 없다는 문제점이 있고, 둘째, 열차에 긴급상황이 발생한 경우에만 이를 나타내는 신호를 발생하므로 인해 평상시에는 당해 장치의 정상 동작 여부 및 열차 상호 간의 위치 등을 알 수 없다는 문제점이 있고, 셋째, 무선통신을 통해 긴급상황을 나타내는 신호를 전송하므로 인해 그 무선통신 거리가 제한되어 원격지에 위치한 종합상황실에서는 열차 상황을 알 수 없다는 문제점이 있고, 넷째, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 신호 발생을 기관사의 조작에 의존하여야 한다는 문제점이 있으며, 다섯째, 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 수신하고도 기관사가 적절한 대응 조작을 하지 않으면 긴급상황이 발생한 열차로 인한 사고가 발생할 수 있다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 이동통신단말기와 이동통신망을 이용하여 열차운행정보(열차 위치 정보, 열차 속도 정보, 열차 인식 번호, 열차 운행 스케줄 등)와 긴급상황정보를 교환하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간간격, 긴급상황발생 여부 등을 나타내 줌으로써, 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하고, 구조 등의 신속한 상황 처리를 할 수 있도록 한 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법"을 제공하기 위한 것이다.

또한, 열차의 운행상황을 모니터링 하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 상기 열차운행정보를 수신하는 열차에서 검출하여 알려줌으로써, 긴급상황이 발생한 열차의 기관사가 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송하지 않아도 당해 열차에서 이를 알 수 있도록 한 것이다.

또한, 이동통신망을 통해 전송하는 각 열차의 열차운행정보, 또는 긴급상황정보를 종합상황실에서 수신하여 나타내줌으로써 선로를 운행하는 각 열차의 운행 상황을 용이하게 모니터링 할 수 있도록 한 것이다.

또한, 긴급상황을 나타내는 신호를 발생한 열차가 당해 열차의 진입 경로에 있을 경우 긴급상황이 발생한 열차와의 거리를 산출하여 긴급상황이 발생한 열차와의 제동 안전거리에 근접하도록 기관사가 적절한 대응조치를 취하지 않으면 열차운행제어장치(TCS)(ATS, ATO, ATC, ATP, TCMS 등)에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템"의 구성1은,

열차 위치를 검출하는 위치검출부;

열차 속도를 검출하는 속도검출부;

이동통신단말기로 이루어지며, 열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하고, 다른 열차에서 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하는 열차이동통신부;

사용자에 의해 조작되는 열차조작스위치부;

열차 정보와 지도데이터 및 열차 운행 상황을 저장하는 열차데이터베이스부;

긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 열차표시경보부; 및,

상기 위치검출부와, 속도검출부와, 열차이동통신부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차표시경보부의 동작을 제어하여, 상기 긴급상황정보와 열차운행정보를 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하고, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 나타내는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되며, 열차 사고 발생 여부를 검출하는 긴급상황검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 긴급상황검출부는, 열차의 추돌이나 충돌을 검출하는 추돌검출부; 및, 열차 탈선 여부를 검출하는 탈선검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 추돌검출부는 하나 이상의 충격감지센서로 이루어져 충격량을 감지함으로써 열차의 추돌, 또는 충돌을 검출하도록 구성됨이 바람직하다.

상기 탈선검출부는, 열차 하부에 장착되는 하나 이상의 자기센서(예: 홀센서)로 이루어져 레일에 의한 자계 변화를 검출함으로써 열차의 탈선 여부를 검출하도록 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 자기센서는 레일이 근접해 있을 경우와 탈선 등으로 인하여 레일이 근접해 있지 않을 경우의 값으로부터 열차의 탈선 여부를 검출한다.

상기 충격감지센서나 홀센서의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 긴급상황검출부는 추돌, 충돌, 탈선 등과 같은 열차 사고를 검출하여 열차제어부에 인가하기 위한 것이다.

즉, 열차 사고 발생 여부를 자동으로 검출하여 이를 나타내는 긴급상황정보를 전송함으로써 신속한 정보 전송 및, 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지하기 위한 것이다.

다시 말해, 추돌, 충돌 및, 탈선 등과 같은 사고가 발생하면 상기 긴급상황검출부에서 이를 검출하여 긴급상황 발생을 나타내는 긴급상황정보를 자동 송신하도록 함으로써 긴급상황 발생을 나타내기 위한 기관사의 스위치 조작 없이도 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송하도록 하기 위한 것이다.

상기 구성에 있어서, 열차제어부와 열차운행제어장치(TCS) 사이에 접속되는 인터페이스부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 인터페이스부는 상기 열차운행제어장치(TCS)에 제어신호를 입력하고, 상기 열차운행제어장치(TCS)로부터 열차 운행 상태에 대한 각종 정보를 제공받기 위한 것이다.

예를 들어, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우, 긴급상황이 발생한 열차에 근접하도록 기관사의 대응조작이 없으면 상기 인터페이스부를 통해 열차운행제어장치(TCS)에 제어신호를 입력하여 열차 속도를 감속하거나, 또는 열차 운행을 제어할 수 있다.

또한, 열차 속도 검출 시 열차속도검출기의 신호를 이용하지 않고, 상기 열차운행제어장치(TCS)를 통해 열차 속도에 대한 정보를 수신하도록 구성할 수 있다.

상기 열차제어부는, 다른 열차에서 전송하는 열차 운행정보를 수신하여 지속적으로 모니터링 하다가 열차운행정보를 전송하는 열차가 열차 정차 지역(역, 신호대기 구간 등) 이외의 지역에서 일정시간 이상 움직이지 않거나, 또는 일정시간 이상 열차 운행정보가 수신되지 않을 경우 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력함을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은 긴급상황이 발생한 열차에서 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 전송하지 못하였을 경우에도 당행 열차에서 해당 열차의 긴급상황 발생여부를 판단하여 나타내기 위한 것이다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피 열차는 전용 선로를 이용하므로 역이나 신호 대기 구간 같은 정차 지역 외에서는 멈추는 경우는 극히 드물다.

따라서, 정차 지역 외의 지역에서 열차가 일정시간 이상 움직이지 않는 다는 것은 해당 열차에 사고, 또는 고장이 발생하여 움직일 수 없는 상태가 된 것으로 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 나타내게 된다.

또한, 주기적으로 전송하는 열차운행정보가 일정시간 이상 수신되지 않는 상황 역시 해당 열차에 사고, 또는 고장이 발생하여 일어나는 상황으로 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 나타내게 된다.

상기 열차제어부는, 긴급 상황 발생을 나타내는 긴급상황정보가 수신되었을 경우, 상기 긴급상황이 발생한 열차까지의 거리 및 도달시간 등을 산출하여 제동 안전 거리에 근접하도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치(TCS)에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 한다.

이러한 열차시스템은, 당행 열차 바로 앞에서 운행되는 열차에서 긴급 상황 발생을 나타내는 긴급상황정보가 수신되었을 경우 긴급상황이 발생한 열차와의 거리 및 당행 열차의 운행 속도 등을 검출하여 상기 긴급상황이 발생한 열차와의 추돌을 방지하는 제동안전거리에 근접하도록 당행 열차의 기관사가 열차운행을 제어하는 동작(예: 열차 속도 감소, 또는 열차 정차 등)을 행하지 않으면 열차 운행을 제어하는 제어신호를 열차운행제어장치(TCS)(예: ATO, ATC, ATP, TCMS 등)에 입력하여 열차 운행을 정지시키도록 함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 2차 사고를 방지하기 위한 것이다.

상기 위치검출부는, GPS수신기로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 위치검출부는 GPS 위성으로부터 위치와 시각에 대한 데이터를 수신하는 상기 GPS수신기를 통해 열차의 현재 위치를 검출하기 위한 것이다.

상기 위치검출부는, GPS수신기와 자동항법장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 위치검출부는 터널이나 산악지역 같이 GPS수신기의 수신 감도가 저하되어 위치를 검출할 수 없을 경우 상기 자동항법장치를 통해 열차 위치를 검출하기 위한 것이다.

자이로스코프와 속도검출기로 이루어져 이동 방향 및 거리를 산출하는 자동항법장치의 구성 및 동작이나, GPS수신기를 통해 위치를 검측하는 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 속도검출부는, 열차 속도를 검출하는 공지의 속도검출기로 구성되거나, 또는 열차에 기 설치된 속도검출기에서 출력되는 속도 신호를 검출하거나, 또는 열차운행제어장치(TCS)를 통해 열차 속도를 검출함이 바람직하다.

상기 열차이동통신부는, CDMA(CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS: 코드분할 다중접속)망, 또는 GSM(GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION)망을 통해 이동 통신을 수행하는 공지의 이동통신단말기(핸드폰, PDA 등)로 구성됨이 바람직하다.

상기 열차표시경보부는, 긴급상황정보와 열차운행정보를 시각적으로 나타내는 열차시각표시부; 및,

긴급상황정보와 열차운행정보를 청각적으로 나타내는 열차청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차시각표시부는 모니터 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.

상기 청각표시부는 긴급상황정보 및 열차운행정보 등을 음성으로 안내하는 음성합성장치로 구성되거나, 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 열차조작스위치부는, 상기 열차표시경보부를 이루는 터치스크린 상에 구성됨이 바람직하다.

상기 열차제어부는, 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.

이와 같이 구성된 본 발명의 구성1은 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 긴급상황정보 및 열차운행정보를 다른 열차로 전송하고, 다른 열차에서 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 나타내줌으로써 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하고, 열차에서 열차 상호 간의 위치 등을 모니터링 할 수 있도록 함에 특징이 있다.

본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템"의 구성2는,

열차에 설치되며, 열차위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 다른 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 열차시스템; 및,

원격지에 위치한 열차 종합상황실에 설치되며, 하나 이상의 열차시스템에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여, 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 상황실시스템;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 열차시스템은,

열차 위치를 검출하는 위치검출부;

열차 속도를 검출하는 속도검출부;

이동통신단말기로 이루어지며, 열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 다른 열차의 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하는 열차이동통신부;

사용자에 의해 조작되는 열차조작스위치부;

열차 정보와 지도데이터 및, 열차 운행 상황을 저장하는 열차데이터베이스부;

긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 열차표시경보부; 및

상기 위치검출부와, 속도검출부와, 열차이동통신부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차표시경보부의 동작을 제어하여, 상기 긴급상황정보와 열차운행정보를 열차이동통신부를 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 상기 열차이동통신부를 통해 다른 열차의 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 나타내는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 상황실시스템은,

하나 이상의 열차시스템에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하는 상황실이동통신부;

상기 상황실이동통신부를 통해 수신하는 각 열차의 긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 상황실표시경보부;

사용자에 의해 조작되는 상황실조작스위치부;

열차 정보와 지도데이터 및, 열차 운행 상황을 저장하는 상황실데이터베이스부; 및,

상기 상황실이동통신부와, 상황실표시경보부와, 상황실조작스위치부와, 상황실데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 상황실이동통신부를 통해 수신하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 분석하여 열차 상호간의 운행 상황 및 긴급상황 발생 여부를 나타내는 상황실제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 상황실제어부는, 각 열차에서 전송하는 열차 운행정보를 수신하여 지속적으로 모니터링 하다가 열차운행정보를 전송하는 열차가 열차 정차 지역 이외의 지역에서 일정시간 이상 움직이지 않거나, 또는 일정시간 이상 열차 운행정보가 수신되지 않을 경우 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력함을 특징으로 한다.

상기 상황실제어부는, 긴급상황이 발생한 열차가 있을 경우 이를 나타내는 신호를 상기 긴급상황이 발생한 열차 주변을 운행하는 열차에 전송함을 특징으로 한다.

이러한 상황실제어부는 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우 이를 나타내는 신호를 그 긴급상황이 발생한 열차에 후속하는 열차 및 관련 열차에 전송하여 알려주기 위한 것이다.

즉, 열차 자체에서 수신하는 긴급상황 발생 신호 외에 상황실시스템에서 긴급상황이 발생함을 나타내는 신호를 관련 열차(후속하는 열차, 또는 긴급상황 발생으로 인해 지장을 받는 열차 등)에 전송하여 긴급상황 발생에 대한 신호 이중계를 구성함으로써 신호 전송 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

상기 상황실이동통신부는, CDMA망, 또는 GSM망을 이용하는 공지의 이동통신단말기로 구성됨이 바람직하다.

상기 상황실표시경보부는, 긴급상황정보와 열차운행정보를 시각적으로 나타내는 상황실시각표시부; 및,

긴급상황정보와 열차운행정보를 청각적으로 나타내는 상황실청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 상황실시각표시부는 모니터 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.

상기 상황실청각표시부는 긴급상황정보 및 열차운행정보 등을 음성으로 안내하는 음성합성장치로 구성되거나, 또는 경보음을 발생하는 경보음발생장치로 구성됨이 바람직하다.

상기 상황실조작스위치부는, 상기 상황실표시경보부를 이루는 터치스크린 상에 구성됨이 바람직하다.

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

이와 같이 구성된 본 발명의 구성2는, 상기 구성1이 갖는 특징 외에 각 열차에서 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 원격지에 위치한 종합상황실에서 수신하여 나타내줌으로써 선로를 운행하는 각 열차의 상황을 용이하게 모니터링 할 수 있도록 함에 특징이 있다.

또한, 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우 이를 나타내는 신호를 관련 열차에 전송하여 알려줌으로써 긴급상황 발생 신호에 대한 신호 이중계를 구성함에 특징이 있다.

한편, 본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 방법"의 구성1은,

열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보를 검출하는 열차운행정보검출단계;

상기 열차운행정보검출단계를 수행한 후, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 검출하는 긴급상황정보검출단계;

상기 열차운행정보검출단계와 긴급상황정보검출단계를 수행하여 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보를 이동통신단말기 및 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하는 정보전송단계;

상기 정보전송단계를 수행한 후, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;

상기 열차운행정보수신단계를 수행한 후, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보를 수신하는 긴급상황정보수신단계;

상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 열차표시경보단계; 및,

상기 열차표시경보단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후 상기 열차운행정보수신단계를 수행하여 검출한 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하는 열차긴급상황발생판단단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기에 있어서 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 판단은, 열차운행정보를 전송한 열차가 정차 지역이 아닌 지역에서 일정 시간 이상 정차하고 있거나, 또는 일정 시간 이상 열차운행정보를 전송하지 않을 경우 이를 해당 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단함을 특징으로 한다.

이는 열차운행정보를 수신하는 열차에서 상기 열차운행정보를 전송하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하기 위한 것이다.

즉, 긴급상황이 발생한 열차의 경우, 사고 등으로 인해 기관사가 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 전송할 수 없는 상황이 발생하거나, 또는 열차시스템의 고장으로 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 전송할 수 없는 상황이 발생할 수 있으며, 이럴 경우 긴급상황 발생 여부를 다른 열차(열차운행정보를 수신하는 열차)에서 검출하기 위한 것이다.

상기 구성에 있어서, 상기 긴급상황정보수신단계, 또는 열차긴급상황발생판단단계를 수행한 후, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하여, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단되었을 경우에는, 상기 긴급상황이 발생한 열차와의 추돌 방지 안전거리를 산출하여, 상기 추돌 방지 안전거리에 도달하도록 기관사의 대응조작이 없으면 열차 운행을 제어하는 제어신호를 출력하여 열차 운행을 제어하는 열차운행제어단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 방법"의 구성2는,

열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 검출하여 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실로 전송하고, 다른 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 열차에 나타내는 열차제어단계; 및,

하나 이상의 열차에서 상기 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 상황실에 나타내는 상황실제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 열차제어단계는,

상기 열차운행정보검출단계를 수행한 후, 열차 사고 발생 등과 같은 긴급상황정보를 검출하는 긴급상황정보검출단계;

상기 열차운행정보검출단계와 긴급상황정보검출단계를 수행하여 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보를 이동통신단말기 및 이동통신망을 통해 다른 열차와 상황실로 전송하는 정보전송단계;

상기 정보전송단계를 수행한 후, 다른 열차의 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;

상기 열차운행정보수신단계를 수행한 후, 다른 열차의 긴급상황정보를 수신하는 긴급상황정보수신단계;

상기 열차표시경보단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 상황실제어단계는,

하나 이상의 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 열차운행정보를 수신하는 상황실열차운행정보수신단계;

상기 상황실열차운행정보수신단계를 수행한 후, 하나 이상의 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보를 수신하는 상황실긴급상황정보수신단계;

상기 상황실긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 상기 상황실열차운행정보수신단계와 상황실긴급상황정보수신단계를 수행하여 수신한 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 상황실표시경보단계; 및,

상기 상황실정보표시단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 상황실데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 상황실긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 상기 상황실열차운행정보수신단계를 수행하여 검출한 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하는 상황실긴급상황발생판단단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 상황실긴급상황발생판단단계는 각 열차에서 전송하는 열차운행정보로부터 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하기 위한 것이다.

상기 구성에 있어서 상기 상황실표시경보단계를 수행한 후, 긴급상황이 발생한 열차가 존재하는 지의 여부를 검출하여 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우에는 이를 나타내는 신호를 긴급상황이 발생한 열차에 후속하는 열차, 또는 관련 열차에 전송하는 긴급상황처리단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 긴급상황처리단계는 긴급상황이 발생한 열차에 후행하는 열차나, 긴급상황이 발생한 열차로 인해 운행에 지장이 있는 열차에 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송함으로써 긴급상황 발생 정보에 대한 신호 전송 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법"은, 특히, 이동통신단말기와 이동통신망을 이용하여 긴급상황정보와 열차운행정보를 상호 교환하여 나타내줌으로써, 첫째, 기관사에게 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 등을 제공하여 운전 편리성을 향상시키고, 둘째, 긴급상황 발생 시, 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고 발생을 방지하며, 셋째, 신속한 구조 활동을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다른 열차의 운행상황을 모니터링 하여 다른 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 검출하여 알려줌으로써 긴급상황이 발생한 열차의 기관사가 긴급상황이 발생하였음을 나타내는 신호를 전송하지 않아도 당행 열차에서 알 수 있음은 물론, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우 기관사가 적절한 대응조치를 취하지 않으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함으로써 기관사의 미 대응으로 인한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동통신망을 통해 전송하는 각 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 종합상황실에서 수신하여 나타내줌으로써 선로를 운행하는 각 열차의 운행 상황을 종합상황실에서 용이하게 모니터링 할 수 있는 효과 등이 있다.

도 1 은 본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템"의 구성을 나타낸 시스템구성도,
도 2 는 종래 열차 보안 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3 은 이동통신망의 구성을 나타낸 블록도,
도 4 는 본 발명 중 열차시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 5 는 본 발명 중 열차표시경보부의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 6 은 본 발명 중 상황실시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 7 은 본 발명 중 상황실표시경보부의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 8 은 본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 방법" 중 열차제어단계를 나타낸 제어흐름도,
도 9 는 본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 방법" 중 상황실제어단계를 나타낸 제어 흐름도.

본 발명 "이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템 및 방법"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 사상 중 구성2에 대한 실시예를 나타낸 것이다.

따라서, 각 열차에 열차시스템을 설치하고, 상황실에 상황실 시스템을 설치한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 긴급상황검출부를 통해 열차 추돌 및 탈선을 검출하는 것을 예로 하여 설명하며, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우에는 기관사의 대응 여부를 검출하여 기관사의 대응 조작이 없을 경우에는 열차운행제어장치(TCS)에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 열차시스템과 상황실시스템에 수신되는 다른 열차의 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 검출하는 것을 예로 하여 설명하며, 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우에는 상황실시스템에서 이를 나타내는 신호를 관련 열차에 전송하는 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, 도4에서 도시되는 바와 같이, 위치검출부(110)와, 긴급상황검출부(120)와, 열차조작스위치부(130)와, 열차데이터베이스부(140)와, 열차이동통신부(160)와, 열차표시경보부(170)와, 속도검출부(180) 및, 인터페이스부(190)를 열차제어부(150)에 접속하여 열차시스템(100)을 구성하고, 도6에서 도시되는 바와 같이, 상황실조작스위치부(210)와, 상황실데이터베이스부(220)와, 상황실이동통신부(240)와, 상황실표시경보부(250)를 상황실제어부(230)에 접속하여 상황실시스템(200)을 구성한 후, 도1에서 도시되는 바와 같이, 열차(1)와 종합 상황실에 상기 열차시스템(110)과 상황실시스템(200)을 각각 설치하여 본 실시예를 구성한다.

상기 위치검출부(110)는 GPS수신기(111)와 자동항법장치(112)로 구성하고, 긴급상황검출부(120)는 추돌검출부(121)와 탈선검출부(122)로 구성한다.

상기 자동항법장치(112)는 자이로스코프(미도시)로 구성하고, 추돌검출부(121)는 충격감지센서(미도시)로 구성하며, 탈선검출부(122)는 홀센서(미도시)로 구성한다.

상기 열차이동통신부(160)와 상황실이동통신부(240)는 CDMA망, 또는 GSM망을 이용하여 이동 통신을 수행하는 공지의 이동통신단말기(미도시)로 구성한다.

상기 열차표시경보부(170)는 열차시각표시부(171)와 열차청각표시부(172)로 구성하며, 상황실표시경보부(250)는 상황실시각표시부(251)와 상황실청각표시부(252)로 구성한다.

도1 중 미설명 부호 (210a)는 키보드, (210b)는 조작버튼, (251g)는 표시등, (252a)는 스피커를 각각 나타낸다.

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

먼저, 열차데이터베이스부(140)와 상황실데이터베이스부(220)에 열차 정보와 지도데이터 등을 저장한다.

이후 상기 열차제어부(150)는, 도8에서 도시되는 바와 같이, 열차운행정보와 긴급상황정보를 검출하여 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차와 상황실로 전송하고, 다른 열차의 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하여 나타내는 열차제어단계(S100)를 수행하고, 상기 상황실제어부(230)는, 도9에서 도시되는 바와 같이, 각 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 나타내고, 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우에는 이를 나타내는 신호를 관련 열차에 전송하는 상황실제어단계(S200)를 수행하게 된다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

먼저 열차제어단계(S100)에 대해 설명하면 다음과 같다.

열차(1)가 운행을 시작하면 상기 열차제어부(150)는 열차운행정보검출단계(S110)와 긴급상황정보검출단계(S120) 및 정보전송단계(S130)를 순차적으로 수행하여, 열차 위치, 열차 속도, 열차 인식 번호, 열차 편성 차량, 출발지, 도착지, 열차 출발시간, 열차 도착시간 등과 같은 열차운행정보와, 추돌 사고, 또는 충돌 사고 등과 같은 긴급상황 발생 여부를 나타내는 긴급상황정보를 검출하여 열차이동통신부(160)를 통해 다른 열차시스템과 상황실시스템(200)으로 전송하게 된다.

즉, 상기 위치검출부(110)의 GPS수신기(111)와 자동항법장치(112)를 통해 열차 위치를 검출하고, 속도검출부(190)를 통해 열차 속도를 검출하며, 상기 열차데이터베이스부(140)에 저장된 열차 정보를 독출하여 열차이동통신부(160) 및 이동통신망(2)을 통해 전송하게 된다.

도3은 이동통신망의 개괄적인 구성을 나타낸 블록도이다.

도면 중 미설명부호 (31)은 이동통신단말기, (32)는 기지국, (33)은 제어국, (34)는 교환국, (35)는 홈위치등록기를 각각 나타낸다.

이동통신단말기를 통해 열차운행정보 및 긴급상황정보를 전송할 경우, 각 열차시스템에 있는 열차이동통신부의 인식번호는 각 노선별로 동일한 인식번호(전화번호)를 부여한 후 신호 전송 시 각 열차를 특정 짓는 개별 아이디를 부가하거나, 또는 열차시스템 별로 각기 다른 인식번호(전화번호)를 부여하여 구성할 수 있다.

열차 위치는 GPS수신기(111)를 이용하여 검출하며, 상기 GPS수신기(111)를 이용한 위치 검출이 어려울 때에는 상기 자동항법장치(112)를 사용하여 검출한다.

열차 속도는 열차에 기 설치된 속도검출기(미도시)에서 출력되는 신호를 검출하거나, 또는 별도의 속도검출센서(미도시)를 부착하여 검출하거나, 또는 상기 인터페이스부(190)를 통해 상기 열차운행제어장치(TCS)에 접속하여 속도 신호를 수신하여 검출한다.

긴급상황정보는 상기 긴급상황검출부(120)의 추돌검출부(121)와 탈선검출부(122)에서 출력되는 신호를 분석하여 추돌이나 충돌이 발생하였는지의 여부를 판단하여 검출한다.

즉, 충격감지센서(미도시)로 이루어진 추돌검출부(121)의 신호 크기를 분석하여 추돌, 또는 충돌이 발생하였는지의 여부를 검출하고, 홀센서(미도시)로 이루어진 탈선검출부(122)의 신호를 분석하여 탈선이 발생하였는지의 여부를 검출하게 된다.

상기에서 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보는 이동통신단말기(미도시)로 이루어진 열차이동통신부(160)와 이동통신망(2)을 통해 다른 열차에 설치된 열차시스템과 상황실에 설치된 상황실시스템(200)으로 전송되게 된다.

상기 열차운행정보와 긴급상황정보를 다른 열차시스템으로 전송할 경우에는 열차데이터베이스부(140)에 저장된 열차 편성표 및 열차 운행 스케줄을 독출하여 당행 열차 주변을 운행하는 열차에만 상기 열차운행정보와 긴급상황정보가 전송되도록 하거나, 또는 수신되는 각 열차의 열차운행정보로부터 당행 열차와의 거리를 검출하여 당행 열차로부터 일정 거리 내에 있는 열차에만 상기 정보가 전송되도록 한다.

예를 들어, 당행 열차를 기점으로 하여 반경 5km 이내에 있는 동일 노선을 운행하는 열차에만 신호가 전송되도록 한다.

상기 정보전송단계(S130)를 수행하여 열차운행정보와 긴급상황정보를 전송한 후 상기 열차제어부(150)는, 다른 열차에서 이동통신망(2)을 통해 전송하는 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하는 열차운행정보수신단계(S140)와 긴급상황정보수신단계(S150)를 수행하여, 다른 열차시스템 및 상황실시스템에서 전송하는 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하게 된다.

또한, 상기 긴급상황정보수신단계(S150)를 수행한 후에는 수신되는 다른 열차의 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 검출하는 열차긴급상황발생판단단계(S160)를 수행하게 된다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 열차는 레일이라는 전용 선로를 이용하므로 역이나 신호 대기 구간 같은 일정한 정차 지역 외에서는 운행이 정지되는 경우가 거의 없다.

따라서 열차가 정차 지역 외에서 일정 시간 이상 정차하여 있다는 것은 열차에 사고, 또는 고장 등의 이상이 발생하여 일정시간 이상 정차하는 것으로, 열차긴급상황발생판단단계(S160)는 열차 정차 여부 및 열차 정차 시간 등을 검출하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하게 된다.

또한 마찬가지로 주기적으로 전송하는 열차운행정보가 일정 시간 이상 수신되지 않으면, 사고, 고장 등의 원인에 의해 열차운행정보를 전송하는 열차시스템에 이상이 발생한 것으로, 열차긴급상황발생판단단계(S160)는 열차운행정보(또는 주기적으로 전송되는 긴급상황정보)가 정상적으로 수신되는지의 여부를 검출하여 열차운행정보, 또는 긴급상황정보를 전송하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하게 된다.

상기 열차긴급상황발생판단단계(S160)를 수행한 후 상기 열차제어부(150)는, 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 열차표시경보단계(S170)를 수행한다.

즉, 상기 열차이동통신부(160)를 통해 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 열차표시경보부(170)의 열차시각표시부(171)와 열차청각표시부(172)를 통해 나타내게 된다.

도5는 열차표시경보부(170)의 일례를 나타낸 것으로, (171a)는 열차의 현재 위치를 개략적으로 나타낸 지도창, (171b)는 선행열차의 정보(선행 열차의 위치, 선행열차와의 거리, 시간차, 선행열차의 속도, 선행열차 목적지 등)를 나타내는 선행열차 정보창, (171c)는 후행 열차의 정보를 나타내는 후행열차 정보창, (171d)는 선행열차, (171e)는 당행열차, (171f)는 후행열차, (171g)는 상태표시등, (172a)는 스피커, (130a)는 긴급신호 발생을 정지시키는 정지버튼, (130b)는 긴급상황 발생을 나타내는 비상버튼, (141a)는 열차데이터베이스부(140)를 이루는 메모리카드 삽입구를 각각 나타낸다.

한편, 상기 열차표시경보단계(S170)를 수행한 후 상기 열차제어부(150)는, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하여 선행하는 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단되면, 선행열차와의 추돌 방지 안전거리를 산출하여, 상기 추돌 방지 안전거리에 도달하도록 기관사의 대응조작이 없으면 열차 운행을 제어하는 제어신호를 출력하여 열차 운행을 제어하는 열차운행제어단계(S180)를 수행하게 된다.

즉, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단되면, 선행하는 열차와의 거리 및 도달 시간, 제동 안전거리 등을 산출하여, 상기 제동안전거리에 근접하도록 기관사의 대응조작(열차 속도 가속, 또는 열차 정지)이 없으면, 열차 운행을 정지시키라는 제어신호를 상기 인터페이스부(190)를 통해 열차운행제어장치(TCS)에 입력하여 열차 운행을 제어하게 된다.

상기 기관사의 대응조작 여부는 상기 열차운행제어장치(TCS)를 통해 브레이크가 가압되었는지의 여부를 검출하여 판단한다.

상기 열차운행제어단계(S180)를 수행한 후 상기 열차제어부(150)는, 열차데이터베이스단계(S190)를 수행하여 상기 열차운행정보와 긴급상황정보 및, 열차 운행 이력을 데이터베이스화하게 되는 것으로, 열차 운행이 종료될 때까지 상기 과정을 반복 수행하게 된다.

이하, 상기 상황실제어단계(S200)의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

열차(1)가 선로를 운행하며 열차운행정보와 긴급상황정보를 이동통신망(2) 통해 주기적으로 전송하면, 상기 상황실제어부(230)는 상황실열차운행정보수신단계(S210)와 상황실긴급상황정보수신단계(S220)를 수행하여 각 열차에서 전송하는 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하게 된다.

상기 상황실열차운행정보수신단계(S210)와 상황실긴급상황정보수신단계(S220)를 수행한 후 상기 상황실제어부(230)는, 수신되는 각 열차의 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하는 상황실긴급상황발생판단단계(S230)를 수행하게 된다.

즉, 열차운행정보를 전송하는 열차가 정차 지역 외의 지역에서 일정 시간 이상 정차하고 있는지의 여부, 또는 상기 열차운행정보(또는 긴급상황정보)가 일정 시간 이상 수신되지 않고 있는 지의 여부를 판단하여 해당 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하게 된다.

한편, 상기 상황실긴급상황발생판단단계(S230)를 수행한 후 상기 상황실제어부(230)는, 열차운행정보와 긴급상황정보를 상황실표시경보부(250)에 나타내는 상황실표시경보단계(S240)를 수행하게 된다.

도7은 상기 상황실표시경보부(250)의 일례를 나타낸 것으로, (251a)는 각 열차의 운행 정보(열차번호, 출발지, 도착지, 위치, 속도, 거리 간격, 시간 간격, 상태 등)를 나타내는 열차정보표시창, (251b)는 긴급상황 발생 여부(정상, 또는 비정상)를 나타내는 긴급상황표시창, (251c)는 확대 버튼, (251d)는 운행 열차에 대한 상세 사항을 독출하는 상세버튼, (251f)는 지도데이터를 각각 나타내며, (251e)는 열차 노선 및 열차 노선을 운행하는 열차를 나타낸다.

상기 상황실표시경보단계(S240)를 수행한 후 상기 상황실제어부(230)는, 긴급상황이 발생한 열차가 존재하는 지의 여부를 검출하여, 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우에는, 이를 나타내는 신호를 긴급상황이 발생한 열차에 후속하는 열차, 또는 관련 열차에 이동통신망(2)을 통해 전송하는 긴급상황처리단계(S250)를 수행하게 된다.

상기 긴급상황처리단계(S250)를 수행한 후 상황실제어부(230)는, 상기 과정을 수행하여 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보 및 열차 운행상황을 데이터베이스화하는 상황실데이터베이스단계(S260)를 수행하는 것으로, 상기 각 단계를 반복 수행하여 노선을 운행 중인 각 열차의 운행정보와 긴급상황정보를 나타내고 데이터베이스화하며, 긴급상황이 발생하게 되면 이를 관련 열차에 전송하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예는 열차운행정보와 긴급상황정보를 다른 열차와 상황실에 전송하여 나타내줌으로써 기관사 및 상황실에서 열차 운행 상황 및 긴급상황 발생 여부를 용이하게 알 수 있고, 신호 전송 신뢰성을 향상시키며, 필요시 열차 운행을 제어함으로써 긴급상황이 발생한 열차로 인한 2차 사고를 방지하게 되는 효과가 있다.

그러나, 상기의 실시예에서는 열차시스템과 상황실시스템을 구성하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 열차시스템만을 구성하여 본 발명의 구성1과 같이 구성할 수 있음은 물론 각 구성요소를 첨삭하여 다른 실시예들을 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기의 실시예에 있어서는 열차시스템과 상황실시스템에서 열차운행정보를 전송하는 열차의 긴급상황 발생 여부를 검출하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 열차운행정보와 긴급상황정보를 주기적으로 전송하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 긴급상황 발생 여부를 주기적으로 전송하지 않고, 평상시에는 열차운행정보만 전송하도록 하다가, 열차에 긴급상황이 발생하였을 경우에만 긴급상황 발생을 나타내는 신호를 전송하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

100: 열차시스템 110: 위치검출부
111: GPS수신기 112: 자동항법장치
120: 긴급상황검출부 121: 추돌검출부
122: 탈선검출부 130: 열차조작스위치부
140: 열차데이터베이스부 150: 열차제어부
160: 열차이동통신부 170: 열차표시경보부
171: 열차시각표시부 172: 열차청각표시부
180: 속도검출부 190: 인터페이스부
200: 상황실시스템 210: 상황실조작스위치부
220: 상황실데이터베이스부 230: 상황실제어부
240: 상황실이동통신부 250: 상황실표시경보부
251: 상황실시각표시부 252: 상황실청각표시부
TCS: 열차운행제어장치
S100: 열차제어단계 S110: 열차운행정보검출단계
S120: 긴급상황정보검출단계 S130: 정보전송단계
S140: 열차운행정보수신단계 S150: 긴급상황정보수신단계
S160: 열차긴급상황발생판단단계 S170: 열차표시경보단계
S180: 열차운행제어단계 S190: 열차데이터베이스단계
S200: 상황실제어단계 S210: 상황실열차운행정보수신단계
S220: 상황실긴급상황정보수신단계 S230: 상황실긴급상황발생판단단계
S240: 상황실표시경보단계 S250: 긴급상황처리단계
S260: 상황실데이터베이스단계

Claims

열차 위치를 검출하는 위치검출부;
열차 속도를 검출하는 속도검출부;
이동통신단말기로 이루어지며, 열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하고, 다른 열차에서 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하는 열차이동통신부;
사용자에 의해 조작되는 열차조작스위치부;
열차 정보와 지도데이터 및 열차 운행 상황을 저장하는 열차데이터베이스부;
긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 열차표시경보부; 및,
상기 위치검출부와, 속도검출부와, 열차이동통신부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차표시경보부의 동작을 제어하여, 상기 긴급상황정보와 열차운행정보를 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하고, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 나타내는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
열차에 설치되며, 열차위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 다른 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 열차시스템; 및,
원격지에 위치한 열차 종합상황실에 설치되며, 하나 이상의 열차시스템에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여, 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 나타내는 상황실시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
상기 열차시스템은,
열차 위치를 검출하는 위치검출부;
열차 속도를 검출하는 속도검출부;
이동통신단말기로 이루어지며, 열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 다른 열차의 열차운행정보와 긴급상황정보를 수신하는 열차이동통신부;
사용자에 의해 조작되는 열차조작스위치부;
열차 정보와 지도데이터 및, 열차 운행 상황을 저장하는 열차데이터베이스부;
긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 열차표시경보부; 및
상기 위치검출부와, 속도검출부와, 열차이동통신부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차표시경보부의 동작을 제어하여, 상기 긴급상황정보와 열차운행정보를 열차이동통신부를 통해 다른 열차 및 상황실시스템으로 전송하고, 상기 열차이동통신부를 통해 다른 열차의 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하여 나타내는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 상황실시스템은,
하나 이상의 열차시스템에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 수신하는 상황실이동통신부;
상기 상황실이동통신부를 통해 수신하는 각 열차의 긴급상황정보와 열차운행정보를 나타내는 상황실표시경보부;
사용자에 의해 조작되는 상황실조작스위치부;
열차 정보와 지도데이터 및, 열차 운행 상황을 저장하는 상황실데이터베이스부; 및,
상기 상황실이동통신부와, 상황실표시경보부와, 상황실조작스위치부와, 상황실데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 상황실이동통신부를 통해 수신하는 긴급상황정보와 열차운행정보를 분석하여 열차 상호간의 운행 상황 및 긴급상황 발생 여부를 나타내는 상황실제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 상황실표시경보부는,
긴급상황정보와 열차운행정보를 시각적으로 나타내는 상황실시각표시부; 및,
긴급상황정보와 열차운행정보를 청각적으로 나타내는 상황실청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 상황실제어부는, 각 열차에서 전송하는 열차 운행정보를 수신하여 지속적으로 모니터링 하다가 열차운행정보를 전송하는 열차가 열차 정차 지역 이외의 지역에서 일정시간 이상 움직이지 않거나, 또는 일정시간 이상 열차 운행정보가 수신되지 않을 경우 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력함을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 상황실제어부는, 긴급상황이 발생한 열차가 있을 경우 이를 나타내는 신호를 상기 긴급상황이 발생한 열차 주변을 운행하는 열차에 전송함을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되며, 열차 사고 발생 여부를 검출하는 긴급상황검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 긴급상황검출부는,
열차의 추돌이나 충돌을 검출하는 추돌검출부; 및,
열차 탈선 여부를 검출하는 탈선검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 탈선검출부는, 열차 하부에 장착되는 하나 이상의 자기센서로 이루어져 레일에 의한 자계 변화를 검출함으로써 열차의 탈선 여부를 검출하도록 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 열차제어부와 열차운행제어장치 사이에 접속되는 열차인터페이스부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 다른 열차에서 전송하는 열차 운행정보를 수신하여 지속적으로 모니터링 하다가 열차운행정보를 전송하는 열차가 열차 정차 지역 이외의 지역에서 일정시간 이상 움직이지 않거나, 또는 일정시간 이상 열차 운행정보가 수신되지 않을 경우 이를 해당 열차의 긴급상황 발생으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력함을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 긴급 상황 발생을 나타내는 긴급상황정보가 수신되었을 경우, 상기 긴급상황이 발생한 열차까지의 거리 및 도달시간 등을 산출하여 제동 안전 거리에 근접하도록 기관사의 대응 조작이 없으면 열차운행제어장치에 제어신호를 입력하여 열차 운행을 제어함을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치검출부는,
GPS수신기, 또는 자동항법장치 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차표시경보부는, 긴급상황정보와 열차운행정보를 시각적으로 나타내는 열차시각표시부; 및,
긴급상황정보와 열차운행정보를 청각적으로 나타내는 열차청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 시스템.
열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보를 검출하는 열차운행정보검출단계;
상기 열차운행정보검출단계를 수행한 후, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 검출하는 긴급상황정보검출단계;
상기 열차운행정보검출단계와 긴급상황정보검출단계를 수행하여 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보를 이동통신단말기 및 이동통신망을 통해 다른 열차로 전송하는 정보전송단계;
상기 정보전송단계를 수행한 후, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;
상기 열차운행정보수신단계를 수행한 후, 다른 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보를 수신하는 긴급상황정보수신단계;
상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 열차표시경보단계; 및,
상기 열차표시경보단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보와, 열차 사고 등과 같은 긴급상황정보를 검출하여 이동통신단말기와 이동통신망을 통해 다른 열차 및 상황실로 전송하고, 다른 열차의 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 열차에 나타내는 열차제어단계; 및,
하나 이상의 열차에서 상기 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보 및 열차운행정보를 수신하여 열차 상호간의 위치, 거리, 시간 간격 및, 긴급상황 발생 여부를 상황실에 나타내는 상황실제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 열차제어단계는,
열차 위치, 열차 속도 등과 같은 열차운행정보를 검출하는 열차운행정보검출단계;
상기 열차운행정보검출단계를 수행한 후, 열차 사고 발생 등과 같은 긴급상황정보를 검출하는 긴급상황정보검출단계;
상기 열차운행정보검출단계와 긴급상황정보검출단계를 수행하여 검출한 열차운행정보와 긴급상황정보를 이동통신단말기 및 이동통신망을 통해 다른 열차와 상황실로 전송하는 정보전송단계;
상기 정보전송단계를 수행한 후, 다른 열차의 열차운행정보를 수신하는 열차운행정보수신단계;
상기 열차운행정보수신단계를 수행한 후, 다른 열차의 긴급상황정보를 수신하는 긴급상황정보수신단계;
상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 열차표시경보단계; 및,
상기 열차표시경보단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 열차데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 상황실제어단계는,
하나 이상의 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 열차운행정보를 수신하는 상황실열차운행정보수신단계;
상기 상황실열차운행정보수신단계를 수행한 후, 하나 이상의 열차에서 이동통신망을 통해 전송하는 긴급상황정보를 수신하는 상황실긴급상황정보수신단계;
상기 상황실긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 상기 상황실열차운행정보수신단계와 상황실긴급상황정보수신단계를 수행하여 수신한 열차운행정보와 긴급상황정보를 나타내는 상황실표시경보단계; 및,
상기 상황실정보표시단계를 수행한 후, 열차운행정보와 긴급상황정보를 데이터베이스화하는 상황실데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 상황실긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 상기 상황실열차운행정보수신단계를 수행하여 검출한 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하는 상황실긴급상황발생판단단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 상황실표시경보단계를 수행한 후, 긴급상황이 발생한 열차가 존재하는 지의 여부를 검출하여 긴급상황이 발생한 열차가 존재할 경우에는 이를 나타내는 신호를 긴급상황이 발생한 열차에 후속하는 열차, 또는 관련 열차에 전송하는 긴급상황처리단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 16 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후 상기 열차운행정보수신단계를 수행하여 검출한 열차운행정보를 분석하여 열차운행정보를 전송하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하는 열차긴급상황발생판단단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 22 항에 있어서, 열차운행정보를 전송한 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 판단은, 열차운행정보를 전송한 열차가 정차 지역이 아닌 지역에서 일정 시간 이상 정차하고 있거나, 또는 일정 시간 이상 열차운행정보를 전송하지 않을 경우 이를 해당 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단함을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.
제 16 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴급상황정보수신단계를 수행한 후, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생하였는지의 여부를 판단하여, 선행하는 열차에 긴급상황이 발생한 것으로 판단되었을 경우에는, 상기 긴급상황이 발생한 열차와의 추돌 방지 안전거리를 산출하여, 상기 추돌 방지 안전거리에 도달하도록 기관사의 대응조작이 없으면 열차 운행을 제어하는 제어신호를 출력하여 열차 운행을 제어하는 열차운행제어단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동통신망을 이용한 열차 보안 방법.