KR20130078403A - 열차제어장치 및 열차제어방법 - Google Patents

열차제어장치 및 열차제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열차의 차상신호장치가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 열차제어정보를 송신하는 통신부; 상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성하는 열차위치생성부; 상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출하는 제어정보산출부; 및 상기 열차로부터 상기 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정하는 방호구간설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 열차제어정보 송신시간을 기준으로 보정된 열차위치에 따른 열차제어정보를 차상신호장치에 제공함에 따라, 보다 정확한 위치에 따라 열차를 정밀 제어할 수 있는 효과가 있고, 열차 주행의 정확성과 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

열차제어장치 및 열차제어방법{Apparatus for Controlling Train and Meathod for the same}
본 발명은 열차 제어에 관한 것으로, 보다 구체적으로 열차 안전 제어를 위한 열차제어장치 및 열차제어방법에 관한 것이다.
열차는 고도의 안전성, 신뢰성, 및 정확성이 확보되어야 하는 대표적인 대량 운송 교통 수단 중 하나이다. 따라서, 열차의 안전성을 확보하고 신뢰성 및 정확도를 높여 운행 효율을 향상시키기 위해 다양한 열차제어장치들이 개발되었다.
대표적인 열차제어장치들로는, 열차자동정지장치인 ATS(AUTOMATIC TRAIN STOP), 열차자동보호장치인 ATP(AUTOMATIC TRAIN PROTECTION), 열차자동제어장치인 ATC(AUTOMATIC TRAIN CONTROL), 및 열차자동운전장치인 ATO(AUTOMATIC TRAIN OPERATION) 등이 있다.
최근에는 상술한 바와 같은 다양한 열차운행제어장치들을 이용한 열차의 자동운전 또는 무인운전이 증가하고 있다. 이러한 열차의 자동운전 또는 무인운전에 있어서는, 선행 열차와의 간격을 조정하고 충돌을 방지하여 대형 사고를 예방하는 열차 제어 기술이 무엇보다 중요하다.
이러한 열차 제어 기술에는 고정 폐색 방식과 이동 폐색 방식이 있다.
도 1은 고정 폐색 방식에 따른 열차 제어 기술을 나타내는 도면이고, 도 2는 이동 폐색 방식에 따른 열차 제어 기술을 나타내는 도면이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 고정 폐색 방식은 열차의 주행 선로를 일정한 길이의 블록으로 구분하고 이를 폐색의 기본 단위로 사용하는 방식이다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 특정 블록에 열차가 들어오면 해당 블록 전체가 폐색되고, 다른 열차는 폐색되어 있는 블록으로 진입할 수 없게 된다. 따라서, 후행 열차는 선행 열차가 점유하고 있는 특정 블록의 후미를 자동 열차 보호(Automatic Train Protection: ATP) 구역으로 설정하게 된다.
다음으로, 이동 폐색 방식은 열차의 실제 위치를 기준으로 폐색 구간을 설정하는 방식으로 폐색 구간이 일정하지 않고 가변적으로 설정된다. 즉, 도 2에서 알 수 있듯이, 고정적인 블록이 없이 선로 상에 열차가 실제 점유하고 있는 위치만 폐색 구간이 된다. 따라서, 열차가 이동하게 되면 폐색 구간도 열차의 위치에 따라 연속적으로 이동하게 되고, 후행 열차는 선행 열차의 후미부를 자동 열차 보호 구역으로 설정하게 된다.
그런데, 상술한 열차 제어 방식에 따르면 다음과 같은 문제가 있다.
우선, 실제 위치를 기준으로 폐색 구간을 설정함에 있어, 열차 상에 위치한 차상신호장치가 실제 위치를 전송한 시간과 지상신호장치가 열차에 제어신호를 전송하는 시간 사이에 편차가 발생하여 정확한 열차의 위치에 따른 제어신호를 송출하기 어려워 정밀한 열차제어를 하지 못한다.
또한, 열차 제어 장치에 문제가 발생할 경우 광범위한 방호구간을 설정하여 열차 운행 상에 비효율이 발생된다.
또한, 방호구간이 설정되면 이를 해제하기 위해서 승무원의 시각 및 노하우를 기반으로 열차를 운행해야 하기 때문에 이에 소요되는 시간으로 인한 선로 용량의 저하 및 운행상에 사고 발생 확률이 증가하게 된다.
일반적으로 열차 추돌 사고는 필연적으로 대량 인명 사고로 이어진다. 따라서, 열차 제어 장치에 고장이 발생하는 경우라도 선로 용량을 최대화함은 물론 안전하면서 정확하게 열차를 운행할 수 있도록 하는 방법이 개발되어야 한다.
본 발명은 상술한 바와 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 본 발명은 정확한 열차의 위치에 따른 제어정보를 제공하고, 비상상황 발생시 안전하고 효율적인 방호구간을 설정하는 열차제어장치 및 열차제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 열차의 차상신호장치가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 열차제어정보를 송신하는 통신부; 상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성하는 열차위치생성부; 상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출하는 제어정보산출부; 및 상기 열차로부터 상기 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정하는 방호구간설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 열차의 차상신호장치가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 열차제어정보를 송신하는 통신부; 상기 위치정보에서 상기 열차의 위치정보 및 속도정보를 생성하는 열차위치생성부; 상기 위치정보 및 속도정보를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출하는 제어정보산출부; 및 상기 열차로부터 상기 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정하고, 상기 열차로부터 상기 위치정보가 재수신되면 상기 열차의 현재위치를 분석하여, 상기 열차가 상기 방호구간 내에 존재할 경우 상기 방호구간을 해제하고, 상기 열차가 방호구간 외에 존재할 경우 상기 방호구간을 그대로 유지하는 방호구간설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 차상신호장치가 주기적으로 송신한 열차의 위치정보를 수신하는 단계; 상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성하는 단계; 상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점을 포함하는 열차제어정보를 생성하는 단계; 및 상기 열차제어정보를 상기 차상신호장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 우선, 열차제어정보 송신시간을 기준으로 보정된 열차위치에 따른 열차제어정보를 차상신호장치에 제공함에 따라, 보다 정확한 위치에 따라 열차를 정밀 제어할 수 있는 효과가 있고, 열차 주행의 정확성과 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 안전을 위한 최소한의 구간에 대하여 방호구간을 설정함으로써, 선로 용량을 최대화함은 물론 안전하면서 정확하게 열차를 운행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 문제가 없음이 확인되면 방호구간을 자동으로 해제할 수 있는 바, 열차 운행 효율이 증가되는 효과가 있다.
도 1은 고정 폐색 방식에 따른 열차 제어 기술을 나타내는 도면이다.
도 2는 이동 폐색 방식에 따른 열차 제어 기술을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 열차제어장치를 이용한 열차제어시스템의 개략적인 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 열차제어장치를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 지상신호장치 및 차상신호장치 간 주기적으로 열차의 위치정보 및 열차제어정보를 주고받는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 열차의 위치정보가 수신된 시간 및 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간 사이의 시간차에 따른 열차의 위치오차를 나타내는 도면이다.
도 7은 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 방호구간을 나타내는 도면이다.
도 8은 위치정보가 재수신되는 경우 방호구간을 해제하는 경우를 나타내기 위한 도면이다.
도 9는 위치정보가 재수신되는 경우 방호구간을 해제하지 않는 경우를 나타내기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 열차제어방법의 제어순서를 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 열차제어장치 및 열차제어방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 열차제어장치를 이용한 열차제어시스템의 개략적인 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 열차제어장치를 나타내는 블럭도이다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 열차제어장치를 설명한다.
열차제어시스템은 지상신호장치(200), 역무선기(Station Radio Set : SRS)(210), 선로변무선기(Wayside Radio Set : WRS)(310), 차상무선기(Vehicle Radio Set : VRS)(410), 차상신호장치(400)를 포함한다. 일 실시예에 있어 본 발명에 따른 열차제어장치(100)는 지상신호장치(200)에 포함될 수 있다.
지상신호장치(200)는 열차에 포함된 차상신호장치(400)와 차상무선기(410), 선로변무선기(310), 역무선기(210)를 통해 유선 또는 무선으로 연결된다.
이러한 지상신호장치(200)에 포함된 열차제어장치(100)는 차상신호장치(400)가 송신한 열차의 위치 및 속도 정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 열차제어정보를 생성한다.
열차제어장치(100)는 열차의 실제 위치를 기준으로 폐색 구간을 설정하는 방식으로 폐색 구간이 일정하지 않고 가변적으로 설정되는 이동 폐색 방식을 사용하여 열차를 제어한다.
열차제어정보는 역무선기(210)를 통해 선로변무선기(310) 및 차상무선기(410)를 거쳐 차상신호장치(400)에 전달된다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 열차제어장치(100)는 통신부(110), 열차위치생성부(120), 제어정보산출부(130), 및 방호구간설정부(140)를 포함한다.
통신부(110)는 열차의 차상신호장치(400)가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 제어정보산출부(130)에서 생성한 열차제어정보를 차상신호장치(400)로 송신한다.
열차위치생성부(120)는 상기 위치정보에서 상기 열차의 위치 및 속도를 생성한다.
제어정부산출부(130)는 상기 열차의 위치 및 속도를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출한다.
도 5는 지상신호장치 및 차상신호장치 간 주기적으로 열차의 위치정보 및 열차제어정보를 주고받는 것을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5에서 알 수 있듯이, 우선, 차상신호장치(400)는 a0의 시간에 열차의 위치정보(P1)를 지상신호장치(200)로 송신한다. 지상신호장치(200)에 포함된 열차제어장치(100)의 통신부(110)는 이를 수신한다.
다음, 제어정보산출부(130)는 열차제어정보를 생성하고, 통신부(110)는 상기 열차제어정보(C1)를 제어정보산출부(130)로부터 전송받아 b0의 시간에 차상신호장치(400)로 송신한다. 차상신호장치(400)는 상기 열차제어정보(C1)를 수신하고 이를 이용하여 열차를 제어한다.
다음, 차상신호장치(400)는 a1의 시간에 열차의 위치정보(P2)를 지상신호장치(200)로 송신하고, 통신부(110)는 열차제어정보(C2)를 제어정보산출부(130)로부터 전송받아 b1의 시간에 차상신호장치(400)로 송신한다. 차상신호장치(400)는 상기 열차제어정보(C2)를 수신하고 이를 이용하여 열차를 제어한다.
이러한 방법으로 차상신호장치(400)는 주기적(Δa)으로 열차의 위치정보를 송신하고, 통신부(110)는 주기적(Δb)으로 열차제어정보를 송신한다.
도 6은 열차의 위치정보가 수신된 시간 및 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간 사이의 시간차에 따른 열차의 위치오차를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 열차위치생성부(120)는 상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도(Vp)를 곱하여 산출된 거리값을 통신부(110)에서 수신한 열차의 위치정보(Pp)에 더하여 보정위치정보(Pc)를 생성한다.
이러한 보정위치정보(Pc)는 다음과 같이 수학식 1로 정리할 수 있다.
Figure pat00001
이때, Pc는 보정위치정보, Pp는 위치정보, Vp는 현재 열차속도를 의미한다. 이때, 열차가 도 6의 R방향으로 진행시 상기 거리값을 더하고, L방향으로 진행시는 상기 거리값을 빼는 방식으로 보정위치정보(Pc)를 생성한다.
도 6에서 알 수 있듯이, 열차의 위치정보(Pp)가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2) 사이에는 시간차(Δt)가 존재하는데, t1과 t2 사이에도 열차는 실제 운행하고 있는바, 제어정보산출부(130)가 t1의 시간을 기준으로 열차제어정보를 산출하게 되면 실제 열차제어정보를 송신할 시간(t2)에는 항상 오차(ΔP)가 발생하기 마련이다.
결국, 이러한 오차(ΔP)때문에 열차를 정밀하게 제어하기 어려운 문제가 발생된다. 따라서, 열차위치생성부(120)는 이러한 시간차(Δt)를 고려하여 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)을 기준으로 보정위치정보(Pc)를 산출한다.
열차위치생성부(120)는 이러한 보정위치정보(Pc)를 제어정보산출부(130)로 전달하여 제어정보산출부(130)가 보정위치정보(Pc)를 기준으로 열차제어정보를 산출할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 열차제어정보 송신시간(t2)을 기준으로 보정된 열차위치에 따른 열차제어정보를 차상신호장치에 제공함에 따라, 보다 정확한 위치에 따라 열차를 정밀 제어할 수 있는 효과가 있고, 열차 주행의 정확성과 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
제어정보산출부(130)는 상기 보정위치정보(Pc)를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출한다.
상기 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치 등을 고려할 때 상기 열차가 이동할 수 있는 최대 허용 거리이다. 선행열차 및 후행열차는 동일한 궤도를 사용하므로 선행열차와의 충돌 등을 고려하여 안전한 운행을 위해 허용되는 최대 이동 거리를 설정한다. 이러한 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치, 신호기의 위치, 전방 진입금지 신호, 전방 장해물 출현 등을 고려하여 탄력적으로 설정될 수 있다.
상기 열차제어정보는 상기 보정위치정보를 기준으로 산정한 ATP 정지점거리 이외에도 구배, 제한속도를 포함할 수 있다. 이러한 구배 및 제한속도 역시 열차의 보정위치정보를 기준으로 한다. 이때, 구배는 열차 궤도의 기울기를 말하며, 제한속도는 해당 열차 궤도구간에서의 제한속도값을 말한다.
방호구간설정부(140)는 통신부(110)를 통하여 상기 열차로부터 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우, 상기 열차에 문제가 발생한 것으로 간주하여 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정한다.
즉, 열차로부터 위치정보가 수신되지 않으면 상기 열차, 차상무선기, 차상신호장치 등에 문제가 발생했다고 볼 수 있는 바 다른 열차와 충돌을 방지하기 위해 방호구간을 설정한다.
방호구간은 상기 열차가 존재할 수 있을 것으로 추정되는 구간으로, 당해 방호구간에는 다른 열차의 접근을 차단하여 안전사고를 방지한다.
상기 열차가 존재할 수 있을 것으로 추정되는 구간이란 상기 열차가 마지막으로 위치정보를 송신한 시점에서 열차 말단부의 위치부터 상기 열차가 열차제어정보를 수신하지 못하여 비상정지하였을 때 정지점까지를 포함한다.
도 7은 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 방호구간을 나타내는 도면이다.
도 7에서 알 수 있듯이, 방호구간은 상기 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위(D1) 및 상기 ATP 정지점거리(D2)를 포함한다.
점유범위(D1)은 열차가 물리적으로 궤도를 점유하고 있는 범위 외에도 안전설계를 위한 마진을 포함할 수 있다.
ATP 정지점거리(D2)는 열차가 비상정지하였을 때 정지점까지의 거리를 말한다.
이와 같이, 본 발명은 안전을 위한 최소한의 구간에 대하여 방호구간을 설정함으로써, 선로 용량을 최대화함은 물론 안전하면서 정확하게 열차를 운행할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 방호구간설정부(140)는, 상기 열차로부터 상기 위치정보가 재수신되면 상기 열차의 현재위치를 분석하여, 상기 열차가 상기 방호구간 내에 존재할 경우 상기 방호구간을 해제하고, 상기 열차가 방호구간 외에 존재할 경우 상기 방호구간을 그대로 유지한다.
도 8은 위치정보가 재수신되는 경우 방호구간을 해제하는 경우를 나타내기 위한 도면이고, 도 9는 위치정보가 재수신되는 경우 방호구간을 해제하지 않는 경우를 나타내기 위한 도면이다.
차상신호장치는 지상신호장치로부터 열차제어정보가 일정한 시간동안 수신되지 않을 경우 위험상황을 방지하기 위해 비상정지를 수행한다. 이러한 비상정지가 정상적으로 수행되었다면, 당해 열차는 도 8에서 알 수 있듯이, 방호 구간 내에 정지해 있을 것이다.
따라서, 방호구간설정부(140)는 상기 열차로부터 위치정보가 재수신되면 열차의 현재 점유구간(D3)을 분석하여 열차가 방호구간 내에 존재함이 확인되면, 별 다른 사고 상황이 없었다고 판단하여 자동으로 방호구간을 해제할 수 있다.
그러나, 도 9에서 알 수 있듯이, 상기 열차의 현재 점유구간(D4)이 방호구간을 벗어난 것으로 확인되면, 이는 열차의 비상정지가 제대로 수행되지 않은 결함, 혹은 기타 사고상황이 발생할 수 있다고 판단하여 방호구간을 해제하지 않는다.
이렇게 방호구간이 자동해제되지 않는 경우는 열차의 승무원의 직접 확인 등의 방법을 통하여 수동으로 안전을 확인한 후 방호구간을 해제할 수 있다.
이와 같이, 사고 상황이 없다고 판단되면 자동으로 방호구간을 해제할 수 있으므로, 본 발명은 열차 운행 효율을 증가시키는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 열차제어방법에 대하여 상세하게 설명한다. 다만, 열차제어장치에서 이미 설명한 사항에 대하여는 중복을 피하기 위해 생략한다.
도 10은 본 발명에 따른 열차제어방법의 제어순서를 도시한 순서도이다.
도 4 및 도 10에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 열차제어방법은 우선, 차상신호장치로부터 열차의 위치정보를 수신한다(S110). 차상신호장치는 주기적으로 열차의 위치정보를 지상신호장치에 알리고, 지상신호장치로부터 역시 주기적으로 열차제어정보를 수신한다.
다음, 상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성한다(S120).
열차의 위치정보(Pp)가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2) 사이에는 시간차(Δt)가 존재하는데, t1과 t2 사이에도 열차는 운행하고 있는바, 제어정보산출부(130)가 t1의 시간을 기준으로 열차제어정보를 산출하게되면 실제 열차제어정보를 송신할 시간(t2)에는 항상 오차(ΔP)가 발생하기 마련이다.
결국, 이러한 오차에 따라서 열차를 정밀하게 제어하기 어려운 문제가 발생된다. 따라서, 열차위치생성부(120)는 이러한 시간차(Δt)를 고려하여 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)을 기준으로 보정위치정보(Pc)를 산출한다.
열차위치생성부(120)는 이러한 보정위치정보(Pc)를 제어정보산출부(130)로 전달하여 제어정보산출부(130)가 보정위치정보(Pc)를 기준으로 열차제어정보를 산출할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 열차제어정보 송신시간(t2)을 기준으로 보정된 열차위치에 따른 열차제어정보를 차상신호장치에 제공함에 따라, 보다 정확한 위치에 따라 열차를 정밀 제어할 수 있는 효과가 있고, 열차 주행의 정확성과 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
다음, 상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점을 포함하는 열차제어정보를 생성하고, 상기 열차제어정보를 상기 차상신호장치로 송신한다(S130).
이때, 상기 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치를 고려할 때 상기 열차가 이동할 수 있는 최대 허용 거리이고, 상기 열차제어정보는 상기 보정위치정보를 기준으로 산정한 ATP 정지점거리, 구배, 제한속도를 포함한다.
다음, 비상상태가 발생하였는지 감시한다(S140). 이때, 비상상태란 차상신호장치로부터 일정시간 동안 상기 위치정보를 수신하지 못하는 상태를 말한다. 비상상태가 발생하지 않으면 S110 내지 S140의 단계를 반복하여 수행하고, 비상상태가 발생하면 S150의 단계를 수행한다.
다음, 비상상태가 발생할 경우, 차상신호장치로부터 최종 수신된 위치정보를 최종위치정보로 저장하고, 상기 최종위치정보를 이용하여 다른 열차의 진입을 방지하는 방호구간을 설정한다(S150). 이때, 상기 방호구간은 상기 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 구간을 말한다.
다음, 방호구간을 포함한 열차제어정보를 다른 열차에게 송신한다(S160). 이는 상기 방호구간 내에서는 현재 열차의 위치가 정확하게 확인되지 않기 때문에 다른 열차의 진입을 금지하여 사고를 방지하기 위함이다.
다음, 상기 위치가 확인되지 않는 열차로부터 위치정보가 다시 수신되는지 확인한다(S170).
다음, 상기 차상신호장치로부터 상기 위치정보가 다시 수신되면 이를 재수신위치정보로 저장하고 상기 방호구간과 비교한다(S180).
이때, 상기 재수신위치정보의 재수신열차위치가 상기 방호구간 내에 위치하면 상기 방호구간을 해제하고(S191), 상기 재수신열차위치가 상기 방호구간 밖에 위치하면 방호구간을 해제하지 않고(S193) 비상모드로 전환하여(S195) 수동으로 안전을 확인한 후에 방호구간을 해제한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 열차 운행에 문제가 없음이 확인되면 방호구간을 자동으로 해제할 수 있는 바, 열차 운행 효율이 증가되는 효과가 있다.
한편, 상기 차상신호장치가 일정시간 동안 상기 열차제어정보를 수신하지 못하면 상기 열차를 비상정지하여 열차의 안전운전을 확보한다. 즉, 지상신호장치에서 주기적으로 전송하는 열차제어정보를 수신하지 못하면 열차가 안전운전을 할 수 없으므로 이를 다시 수신할 때까지 비상정지하여 열차 충돌 등의 사고를 미연에 방지한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 - 열차제어장치 110 - 통신부
120 - 열차위치생성부 130 - 제어정보산출부
140 - 방호구간설정부 200 - 지상신호장치
210 - 역무선기 310 - 선로변무선기
400 - 차상신호장치 410 - 차상무선기

Claims (16)

  1. 열차의 차상신호장치가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 열차제어정보를 송신하는 통신부;
    상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성하는 열차위치생성부;
    상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출하는 제어정보산출부; 및
    상기 열차로부터 상기 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정하는 방호구간설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방호구간설정부는,
    상기 열차로부터 상기 위치정보가 재수신되면 상기 열차의 현재위치를 분석하여, 상기 열차가 상기 방호구간 내에 존재할 경우 상기 방호구간을 해제하고, 상기 열차가 방호구간 외에 존재할 경우 상기 방호구간을 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  3. 제 1항에 있어서
    상기 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치를 고려할 때 상기 열차가 이동할 수 있는 최대 허용 거리인 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열차제어정보는 상기 보정위치정보를 기준으로 산정한 ATP 정지점거리, 구배, 제한속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 방호구간은 상기 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  6. 열차의 차상신호장치가 주기적으로 송신한 상기 열차의 위치정보를 수신하고, 주기적으로 열차제어정보를 송신하는 통신부;
    상기 위치정보에서 상기 열차의 위치정보 및 속도정보를 생성하는 열차위치생성부;
    상기 위치정보 및 속도정보를 이용하여 ATP 정지점거리를 포함하는 열차제어정보를 산출하는 제어정보산출부; 및
    상기 열차로부터 상기 위치정보가 사전에 설정된 시간 동안 수신되지 않을 경우 상기 열차가 존재할 수 있는 구간을 방호구간으로 설정하고,
    상기 열차로부터 상기 위치정보가 재수신되면 상기 열차의 현재위치를 분석하여, 상기 열차가 상기 방호구간 내에 존재할 경우 상기 방호구간을 해제하고, 상기 열차가 방호구간 외에 존재할 경우 상기 방호구간을 그대로 유지하는 방호구간설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  7. 제 6항에 있어서
    상기 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치를 고려할 때 상기 열차가 이동할 수 있는 최대 허용 거리이고,
    상기 열차제어정보는 상기 보정위치정보를 기준으로 산정한 ATP 정지점거리, 구배, 제한속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 방호구간은 상기 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어장치.
  9. 차상신호장치가 주기적으로 송신한 열차의 위치정보를 수신하는 단계;
    상기 위치정보가 수신된 시간(t1) 및 상기 열차제어정보의 다음 주기 송신 시간(t2)의 시간차(Δt)에 열차속도를 곱하여 산출된 거리값을 상기 위치정보에 더하여 보정위치정보를 생성하는 단계;
    상기 보정위치정보를 이용하여 ATP 정지점을 포함하는 열차제어정보를 생성하는 단계; 및
    상기 열차제어정보를 상기 차상신호장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 차상신호장치로부터 일정시간 동안 상기 위치정보를 수신하지 못하면 최종 수신된 상기 위치정보를 최종위치정보로 저장하는 단계; 및
    상기 최종위치정보를 이용하여 다른 열차의 진입을 방지하는 방호구간을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차상신호장치로부터 상기 위치정보가 다시 수신되면 이를 재수신위치정보로 저장하고 상기 방호구간과 비교하는 단계; 및
    상기 재수신위치정보의 재수신열차위치가 상기 방호구간 내에 위치하면 상기 방호구간을 해제하고, 상기 재수신열차위치가 상기 방호구간 밖에 위치하면 방호구간을 해제하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 ATP 정지점거리는 선행열차의 위치를 고려할 때 상기 열차가 이동할 수 있는 최대 허용 거리인 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 열차제어정보는 상기 보정위치정보를 기준으로 산정한 ATP 정지점거리, 구배, 제한속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 방호구간은 상기 열차가 현재 점유하고 있는 점유범위 및 상기 ATP 정지점거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 차상신호장치가 일정시간 동안 상기 열차제어정보를 수신하지 못하면 상기 열차를 비상정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차제어방법.
  16. 제 9 내지 15항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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