KR20120047642A - 열차 운영 제어시스템 - Google Patents

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KR20120047642A KR1020100109325A KR20100109325A KR20120047642A KR 20120047642 A KR20120047642 A KR 20120047642A KR 1020100109325 A KR1020100109325 A KR 1020100109325A KR 20100109325 A KR20100109325 A KR 20100109325A KR 20120047642 A KR20120047642 A KR 20120047642A
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김봉택
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Abstract

열차에 설치되어 열차의 역사 내 진입시 역사 내에서 제공되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 정보를 전달받고 전달받은 정보와 저장된 정보를 비교판단하여 역사 내에서의 열차 운행을 제어하는 차상제어유닛과, 역사 내에 설치되어 역사 내로 진입하는 열차로 해당 열차의 정차 및 도어 개폐관련 정보를 송신하고 열차로부터 전달되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 제어신호를 수신하여 지상제어유닛과, 열차와 역사에 각각 설치되어 쌍방향 통신을 통해 해당 역사로 진입하는 열차로 열사 정차 및 도어 개폐관련 정보를 상호 송/수신하는 양방향 TWC 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운영 제어시스템이 개시된다.

Description

열차 운영 제어시스템{A CONTROL SYSTEM FOR OPERATING A TRAIN}
본 발명은 열차 운영 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 역내 진입상태에서 열차와 역사 간의 상호 통신을 근거로 한 열차 운영 제어시스템에 관한 것이다.
현재, 열차(국철, 지하철, 전철 등)가 역 구내의 승강장으로 진입하는 경우에 승객들의 안전을 위해 승강장에 스크린도어가 설치되어 운영되고 있으며, 또한 열차 이용자들이 열차에 탑승하거나 하차하는 경우 승강장과 열차 사이의 간격이 넓은 경우 이들의 안전을 도모하기 위하여 안전발판이 설치된다.
이러한 스크린도어와 안전발판은 차량과 통신을 통해 동작되며, 이러한 통신은 ATO(Automatic Train Operation Device) 장치 또는 ATC(Automatic Train Control Devicre) 장치에 의해 제어된다.
ATO 장치는 역에 있는 차량 정지 위치와의 거리를 표시하는 PSM(Precision Stop Marker : 정지위치 선행 표시장치)과, 지상 차상부 및 차상 장치부로 이루어져 차량과 지상장치 간에 단방향 무선통신을 행하는 TWC(Train Wayside Communication : 차상 장치와 지상 장치 간의 통신장치) 등의 주변 장치로부터 차량 운행에 필요한 정보를 수집하여 무인운전모드, 자동운전모드, 수동운전모드, 구내운전모드, 비상운전모드 등을 수행하는 장치를 말한다.
일반적으로, 열차가 각 역에 도착하여 정위치 정차(정위치 정차하게 되면 열차의 열차정보 송신안테나가 지상의 TWC LOOP(열차정보수신안테나의 역할) 위에 정확하게 위치하게 됨)를 한 후에 TWC Telegram(열차정보)을 지상설비로 송신하여 주면, PSD 제어설비인 열차정보수신장치를 비롯하여, 상기 TWC Telegram에 포함되어 있는 제어명령이나 기타 열차정보를 활용하여 동작하는 지상설비들의 동작이 이루어지게 된다.
즉, TWC Telegram을 지상설비로 송신하여 주어야만 TWC 지상설비들의 점검 및 정상적인 동작이 이루어지게 된다.
그런데 상기와 같은 종래의 TWC에 의한 신호체계의 경우에는, 열차로부터 역내의 지상설비로의 단방향 송신에 의한 신호전달 체계에 의해 이루어지게 됨으로써, 차상 장치부에 저장된 데이터를 근거로 하여 열차의 역내 구간 진입시 정차 위치, 도어 오픈 방향, 도어 오픈시간 및 클로즈시간 등이 결정되어 이루어지게 된다. 따라서 실제 각 역마다 설치된 스크린도어 시스템이나 안전발판의 위치와, 열차와 이러한 역내 장치들간의 거리 등에 변화가 발생하거나 오차가 발생되는 것에 대해서는 즉각적으로 대응하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 차량과 역사 내의 지상장치와의 양방향 통신을 통해 열차 및 역내 운영장치들의 안정적인 운영이 이루어지도록 개선된 열차 운영 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 운영 제어시스템은, 열차에 설치되어 열차의 역사 내 진입시 역사 내에서 제공되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 정보를 전달받고, 전달받은 정보와 저장된 정보를 비교판단하여 역사 내에서의 열차 운행을 제어하는 차상제어유닛과; 역사 내에 설치되어 역사 내로 진입하는 열차로 해당 열차의 정차 및 도어 개폐관련 정보를 송신하고, 상기 열차로부터 전달되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 제어신호를 수신하여 지상제어유닛과; 상기 열차와 역사에 각각 설치되어 쌍방향 통신을 통해 해당 역사로 진입하는 열차로 열사 정차 및 도어 개폐관련 정보를 상호 송/수신하는 양방향 TWC 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 양방향 TWC 통신부는, 역사마다 설치되며, 상기 지상제어유닛으로부터 제공되는 열차 정차위치, 열차 도어 개폐정보 관련 정보를 역사로 진입하는 열차로 전송하고, 상기 열차로부터 제공되는 정보를 수신하여 상기 지상제어유닛으로 제공하는 지상 TWC 통신부와; 상기 열차에 설치되며, 상기 지상 TWC 통신부로부터 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 정보를 수신하여 상기 차상제어유닛으로 전달하고, 상기 차상제어유닛에서 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 수행정보를 상기 지상 TWC 통신부로 전달하는 차상 TWC 통신부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차상제어유닛은, ATC/ATO 신호를 전송하는 ATC/ATO 신호부와; TWC신호를 전송하는 TWC 신호부와; 열차의 정차역별 열차의 정차위치, 도어 개폐관련 정보가 저장되는 저장부와; 상기 양방향 TWC 통신유닛을 통해 역으로부터 전달되는 열차 정차 및 열차 도어 개폐관련 정보를 상기 저장부에 기 저장된 정보 및 ATP 장치를 통해 획득된 정보와 비교하여 일치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라서 전달받은 정보의 적용 여부를 결정하여 열차의 정치 및 도어 개폐를 제어하는 차상 판단제어부;를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 실시예에 따른 열차 운영 제어시스템에 따르면, 열차와 역사 사이에서 양방향 통신이 가능한 양방향 TWC 통신부를 구비함으로써, 열차의 역사 내 진입시 역사로부터 역사에 대한 정보를 열차에서 획득할 수 있으며, 획득된 정보를 열차에서 확보하고 있는 정보와 비교하여 선택적으로 적용함으로써, 역사에서의 열차의 운행을 보다 정확하고 안전하게 운행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 운영 제어시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 차상제어유닛을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 도 1의 지상제어유닛을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차 운영 제어시스템을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열차 운영 제어시스템(100)은, 차상제어유닛(110)과, 지상제어유닛(120) 및 양방향 TWC 통신부(130)를 구비한다.
상기 차상제어유닛(110)은 ATC/ATO 신호부(111)와, TWC 신호부(112)와, 저장부(113)와, 판단제어부(114), 및 ATP 신호부(115)를 구비한다.
상기 ATC/ATO 신호부(111)는 ATC 장치 및 ATO 장치 각각에서 발생되는 열차 운행 제어신호를 수신하여 판단제어부(114)로 전달한다. 이와 같이 ATC/ATO 신호부(111)에서 수신된 ATC/ATO 신호는 상기 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 지상제어유닛(120)으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 ATC/ATO 신호는 열차(10)에 별도로 마련된 ATC 송신안테나(140) 및 ATO 송신안테나(150)를 통해 지상에 설치된 단방향 TWC 지상안테나(160)로 전달될 수 있다.
이와 같이 상기 ATC/ATO 신호부(111)에서 수신된 ATC/ATO 신호를 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 지상제어유닛(120)으로 제공함으로써, 지상제어유닛(120)에서는 역내로 진입하는 열차 정보를 획득하여 지상설비를 구동제어할 수 있다.
상기 TWC 신호부(112)는 상기 양방향 TWC 통신부(130)로부터 전달되는 TWC 신호를 수신하여 판단제어부(114)로 전달하고, 판단제어부(114)에서 지상으로 제공할 TWC 신호를 수신하여 양방향 TWC 통신부(130)로 제공하는 역할을 한다.
상기 TWC 신호에는 열차의 역내 진입시 정차위치에 대한 정보, 열차 도어 개폐 관련 정보가 포함될 수 있다. 또한, 더욱 구체적으로는 상기 열차 도어 개폐관련 정보는 정차시 열차 도어 개폐 방향과, 열차 도어 오픈시간과, 클로즈시간을 각각 포함한다. 즉, 각 역마다 정차 위치, 열차 도어 개폐방향, 도어 개폐시간이 각각 다르게 설정되어 이루어지므로, 각 역내에 진입시마다 이러한 TWC 신호(정보)가 지상과 열차 사이에서 상기 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 송/수신될 수 있게 된다.
상기 ATP 신호부(115)는 ATP 장치로부터 제공되는 ATP 신호를 수신하는 것으로서, 역내의 진입시 ATP장치에 연결된 ATP 안테나(170)를 통해 획득된 역내 거리정보(역내 플랫폼 시작과 끝 지점에 대한 수신정보)를 얻을 수 있으며, 이러한 ATP 신호는 상기 판단제어부(114)로 제공됨으로써, 추후 지상으로부터 전달되는 TWC 정보와 비교할 수 있게 된다. 여기서 지상 즉, 역사에는 ATP 안테나(170)로 역정보를 제공하는 지상 ATP 태그(162)가 설치되어, ATP 안테나(170)로 궤도정보, 지상역사거리정보 등을 제공하게 된다.
상기 저장부(113)에는 상기 ATC/ATO 신호부(111)를 통해 수신된 ATC/ATO 신호데이터와, ATP 신호부(115)를 통해 수신된 ATP 신호데이터와, 열차가 정차하는 역별 운행데이터가 저장된다. 상기 역별 운영데이터는 해당 열차의 역내 정차위치, 열차 도어 개폐방향, 열차 도어 개폐시간에 대한 정보를 포함하며, 이러한 역별 운영데이터는 미리 설정되어 저장부(113)에 저장된다.
상기 판단제어부(114)는 상기 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 지상제어유닛(120)으로부터 제공받은 TWC 신호를 저장부(113)에 저장된 데이터 및 ATP 신호부(115)를 통해 획득한 데이터와 비교하고, 비교결과 일치 여부에 따라서 수신된 TWC 신호의 적용 여부를 결정한다. 그리고 판단제어부(114)는 적용할 열차 제어신호를 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 지상제어유닛(120)으로 제공하게 된다.
즉, 판단제어부(114)는 저장부(113)에 미리 저장되어 있는 역별 열차 도어 개폐방향, 도어 개폐시간(오픈시간, 클로즈시간)에 대한 설정데이터와, 열차의 역내 진입시 ATP 장치를 통해 획득된 ATP 신호 즉, 플랫폼의 시작에서 끝지점까지의 거리정보를 기준으로 한 정차위치 정보를 지상제어유닛(120)으로부터 제공된 정보들과 비교하여 일치 여부를 판단하게 된다.
그리고 판단제어부(114)는 기 저장된 데이터 및 획득된 정보와 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 수신된 TWC 신호의 일치 여부에 따라서 TWC 신호의 적용 여부를 결정하게 된다. 즉, 일치하는 정보는 적용하여 열차의 역내에서의 제어신호로 사용하게 되며, 불 일치하는 정보의 경우에는 기 저장된 정보 및 ATP 장치를 통해 획득한 거리정보를 근거로 하여 정차위치를 결정하여 수행하게 된다.
그리고 판단제어부(114)는 열차의 역내에서 운영시 적용할 신호를 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 지상제어유닛(120)으로 제공하게 된다.
또한, 상기 차상제어유닛(110)은 도어개폐신호부(116)를 더 포함하여, 도어개폐신호를 도어로부터 수신하여 도어의 개폐정보를 획득하여 판단제어부(114)로 제공함으로써, 도어의 열림 및 닫힘 상태정보를 통해 도어의 상태를 확인 및 점검할 수 있다.
상기 지상제어유닛(120)은 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 역내로 진입하는 열차와 정보를 상호 교환 가능하며, 열차로는 지상정보(역정보)를 제공하고, 열차로부터는 열차정보(제어신호)를 얻을 수 있게 된다.
이러한 지상제어유닛(120)은 상기 양방향 TWC 통신부(130)로 신호를 전달하고 전송받는 인터페이스부(121)와, 열차정보를 수신하여 열차상태를 판단하는 열차상태 판단부(122)와, 열차의 정차시 출입문 즉, 열차 도어를 검지하는 도어 검지부(123)와, 열차의 정위치 정차상태를 감지하여 표시하는 정위치상태 표시부(124)와, 열차 도어(출입문)의 개폐 상태를 나타내는 도어상태 표출부(125)와, 스크린도어의 개폐상태를 나타내는 스크린도어 개폐표출부(126), 지상제어부(127) 및 안전발판 상태 표출부(128)를 포함한다.
상기 인터페이스부(121)는 양방향 TWC 통신부(130)를 통해 전송될 정보를 전달하고, 양방향 TWC 통신부(130)로부터 획득된 열차 정보를 지상제어부(127)로 제공한다.
상기 도어 검지부(123)는 열차의 정차시 열차 도어를 검지하는 것으로서, 접촉센서, 수발광센서, 카메라센서 등을 포함할 수 있다.
상기 정위치상태 표시부(124)는 열차의 역내 진입 후 정차한 위치가 정위치인지 아닌지를 표시하는 것으로서, 상기 출입문 검지부(123)에서 출입문을 감지한 결과를 근거로 하여 정위치상태를 표시하며, 이와 같이 제공되는 열차 정위치 상태 표시정보를 통해 열차운전자가 열차의 정위치 정차 여부를 확인하고, 정위치에 정차하지 못한 경우 열차를 수동으로 조작하여 정위치에 정차할 수 있도록 할 수 있다.
상기 도어 상태 표출부(125)는 열차의 역내 정차시 도어의 열림, 닫힘 상태를 나타내는 것으로서, 상기 열차로부터 제공되는 열차정보를 근거로 하여 제공될 수 있으며, 디스플레이, 점멸등, LED의 온/오프 구동을 통해 제공될 수 있다.
상기 스크린도어 개폐표출부(126)는 스크린도어의 개폐상태를 나타내는 것으로서, 열차의 정차시 스크린도어시스템(190)으로부터 작동신호를 전달받아 스크린도어의 개폐상태를 나타낸다.
상기 안전발판 상태 표출부(128)는 플랫폼에 설치된 안전발판의 동작상태정보를 안전발판으로부터 전달받아 그 상태를 표시한다.
상기 지상제어부(127)는 상기 각 장치들(121,122,123,124,125,126,128)을 제어하며, 특히 열차로 데이터를 제공하고, 열차로부터 제공된 열차운행정보 및 지상의 를 근거로 하여 상기 각 장치들(121,122,123,124,125,126,128) 및 종합제어반(180)에서 제공되는 정보를 근거로 하여 상기 각 장치들(121,122,123,124,125,126,128)을 제어한다.
여기서 상기 종합제어반(180)은 스크린도어시스템(190)을 포함하여 역내의 각종 운전설비의 작동을 제어한다.
상기 양방향 TWC 통신부(130)는 지상 TWC 통신부(131)와, 차상 TWC 통신부(132)를 구비한다.
상기 지상 TWC 통신부(131)는 역사마다 설치되며, 상기 지상제어유닛(110)으로부터 제공되는 열차 정차위치, 열차 도어 개폐정보 관련 정보를 역사로 진입하는 열차로 전송하고, 상기 열차(10)로부터 제공되는 정보를 수신하여 상기 지상제어유닛(110)으로 제공한다.
상기 차상 TWC 통신부(132)는 상기 열차에 설치되며, 상기 지상 TWC 통신부(131)로부터 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 정보를 수신하여 상기 차상제어유닛(110)으로 전달하고, 상기 차상제어유닛(110)에서 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 수행정보를 상기 지상 TWC 통신부(131)로 전달한다.
이러한 차상 TWC 통신부(132)는 송/수신 가능한 TWC 안테나로서, 열차가 역내에 진입시에 역내에 설치되는 지상 TWC 통신부(131)로부터 전달되는 신호를 수신할 때까지 신호 송신 대기상태를 유지하며, 역내에 진입하여 출발할 때까지 역내로부터 TWC 신호를 수신하지 못할 경우에는 신호 송신 대기상태를 지속적으로 유지하게 된다.
즉, 역사에 양방향 통신이 가능한 지상 TWC 통신부(131)가 구비되어 있지 않고, 기존의 단반향 TWC 안테나만 설치된 역사에 진입시에는, 열차에 별도로 설치된 ATC 안테나(140)를 통해서 지상의 단방향 TWC 안테나(161)로 열차 신호를 전달할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열차 운영 제어시스템에 따르면, 기존의 단방향 TWC 통신과는 달이 열차와 역사 간에 양방향 통신이 가능한 양방향 TWC 통신부(130)를 구비함으로써, 역사에서 진입하는 열차로 역사정보 및 열차운행정보를 제공할 수 있으며, 열차에서는 역사에서 제공되는 역사정보 및 열차운영정보를 기 저장된 정보 및 별도로 획득된 정보와 비교하여 적용 여부를 판단하여 열차운영을 제어함으로써, 열차의 정차위치, 도어 개폐방향, 도어 개폐시간 등을 포함하는 역내 열차 운영 동작을 보다 정확하게 운영할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10..열차 100..열차 운영 제어시스템
110..차상제어유닛 120..지상제어유닛
130..양방향 TWC 통신부 140..ATC 송신안테나
150..ATO 송신안테나 161..단방향 TWC 안테나
170..ATP 안테나 180..종합제어반
190… 스크린도어시스템

Claims (3)

  1. 열차에 설치되어 열차의 역사 내 진입시 역사 내에서 제공되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 정보를 전달받고, 전달받은 정보와 저장된 정보를 비교판단하여 역사 내에서의 열차 운행을 제어하는 차상제어유닛과;
    역사 내에 설치되어 역사 내로 진입하는 열차로 해당 열차의 정차 및 도어 개폐관련 정보를 송신하고, 상기 열차로부터 전달되는 열차 정차 및 도어 개폐관련 제어신호를 수신하여 지상제어유닛과;
    상기 열차와 역사에 각각 설치되어 쌍방향 통신을 통해 해당 역사로 진입하는 열차로 열사 정차 및 도어 개폐관련 정보를 상호 송/수신하는 양방향 TWC 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운영 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양방향 TWC 통신부는,
    역사마다 설치되며, 상기 지상제어유닛으로부터 제공되는 열차 정차위치, 열차 도어 개폐정보 관련 정보를 역사로 진입하는 열차로 전송하고, 상기 열차로부터 제공되는 정보를 수신하여 상기 지상제어유닛으로 제공하는 지상 TWC 통신부와;
    상기 열차에 설치되며, 상기 지상 TWC 통신부로부터 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 정보를 수신하여 상기 차상제어유닛으로 전달하고, 상기 차상제어유닛에서 제공되는 열차 정차위치 및 열차 도어 개폐관련 수행정보를 상기 지상 TWC 통신부로 전달하는 차상 TWC 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운영 제어시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차상제어유닛은,
    ATC/ATO 신호를 전송하는 ATC/ATO 신호부와;
    TWC신호를 전송하는 TWC 신호부와;
    열차의 정차역별 열차의 정차위치, 도어 개폐관련 정보가 저장되는 저장부와;
    상기 양방향 TWC 통신유닛을 통해 역으로부터 전달되는 열차 정차 및 열차 도어 개폐관련 정보를 상기 저장부에 기 저장된 정보 및 ATP 장치를 통해 획득된 정보와 비교하여 일치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라서 전달받은 정보의 적용 여부를 결정하여 열차의 정치 및 도어 개폐를 제어하는 차상 판단제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운영 제어시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160025154A (ko) * 2014-08-26 2016-03-08 신우이.엔.지 주식회사 양방향 및 전이중 통신이 가능한 지상과 차상간의 통신장치, 그리고 그 제어방법
KR20200073032A (ko) * 2018-12-13 2020-06-23 한국철도기술연구원 철도차량의 출도착 자동 검지 방법 및 장치

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