KR20130082549A

KR20130082549A - 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템

Info

Publication number: KR20130082549A
Application number: KR1020110131053A
Authority: KR
Inventors: 곽영규; 안승호; 김철수
Original assignee: 곽영규
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-07-22

Abstract

본 발명은 전기 철도의 전차선이나 레일을 통한 전력선 통신을 이용하여 차량 내 여행자에게 원하는 철도 여객정보를 제공하기 위한 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템에 관한 것으로, 기 구성된 전기 철도의 인프라인 전차선, 레일, 차량 등을 이용한 전력선 통신을 통해서 실시간 열차의 운행 상태를 반영한 열차운행정보와 여행자가 요구하는 각종 여행정보인 여객여행정보를 차량 내에 마련된 개인 혹은 공동 단말로 요청 및 수신할 수 있도록 함으로써 통신 음영 해소를 위한 중계기 설치 및 관리 문제와 외부 무선망 사용 비용에 따른 부담을 줄이도록 하여 정보 제공자가 저렴한 비용으로 개인화된 양질의 여객 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템{Railway Passenger Information System utilizing Power Line Communication}

본 발명은 전력선 통신을 이용하는 철도 여객정보 시스템에 관한 것으로, 특히 전기 철도의 전차선이나 레일을 통한 전력선 통신을 이용하여 차량 내 여행자에게 원하는 철도 여객정보를 제공하기 위한 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템에 관한 것이다.

안전하고 진동이 작은 전기 철도에 대한 기술이 발전하면서 고속 전기 철도는 여행이나 이동을 위한 대표적인 운송 수단으로 이용되고 있다. 특히, 철도관련 웹사이트를 통해 온라인 예매나 각 역에 대한 주변 정보 등을 확인할 수 있도록 함과 아울러, 각 역사에서도 다양한 무인 안내 단말들을 배치하여 현재 운행 정보나 각 역에 대한 관련 정보등을 제공하고 있다.

하지만, 현재 제공되고 있는 서비스는 인터넷망과 같은 퍼블릭망을 이용하여 접속한 사용자 단말을 대상으로 하거나, 역사 내에 구비된 전용망으로 연결된 역사 단말을 대상으로 하기 때문에, 탑승 전 여행 계획을 마련하기 위해서는 바람직하지만 일단 철도에 승차한 이후에는 여행 관련 정보를 확인하거나 가변적인 실제 상황(연착, 목적지 변경, 인원 변경 등)을 반영한 여행 정보 수정이나 여행 정보 확인이 어렵다.

비록 차량의 운행 상태와 기본적인 안내를 제공하기 위해 차량 내에 마련된 안내 디스플레이에 의해서 도착역에 대한 접근 안내나 간단한 운행 관련 정보가 제공되고 있으나 이는 일 방향의 정보로 여행자가 얻을 수 있는 정보는 극히 제한적이다.

한편, 다양한 무선통신 단말의 사용이 일반화된 만큼 여행자가 자신의 단말을 퍼블릭망(예를 들어, 인터넷)과 연결하여 실시간 철도 이동에 따른 여행 관련 정보를 수집할 수 있으나 고속으로 이동하는 철도 내에서 사용 가능한 광역 통신망에 가입한 단말이어야만 하고, 퍼블릭망을 이용하여 철도나 관련 여행 서비스 제공자로부터 정보를 요청해야 하므로 각종 인증이 복잡하며 현재 운행되는 철도에 대한 구체적인 운행정보는 수집하기 어렵다.

즉, 일반적인 철도 여행자가 차량에 탑승하여 이동 중일 때 여행지 관련 정보 확인이나 특정 역에 대한 연계 교통정보 확인, 교통이나 여행 관련 추가 예매, 티켓팅 등의 필요성이 증가하지만, 일단 차량에 탑승하고 고속으로 이동중인 상황이라면 관련 정보를 확인하는 것이 쉽지 않은 상황이다.

종래에는 사용자 단말을 통해서 이러한 사용자의 요구를 만족시키기 위한 노력이 있었다. 한국 등록특허 제10-0600659호에는 이동통신 단말기가 철도역에 설치된 정보 제공 장치로부터 특정한 정보를 데이터 라디오 채널(DARC)로 수신받아 해당 철도역 정보를 기반으로 사용자에게 현재 위치에서 목적지까지의 정보를 지속적으로 제공하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이를 위해서는 특수한 이동통신 단말기가 요구되기 때문에 일반적인 여행자를 대상으로 정보를 제공할 수 없는 단점이 있다.

또한, 한국 등록특허 제10-0726623호는 목적지에 도착할 경우 알람이 제공되는 서비스에 관한 것으로 목적지 기지국에 대한 정보를 미리 등록해 두었다가 해당 기지국 영역에 진입하면 알람이 제공되는 것으로 사전 설정이 필요하며 이를 확인하기 위한 추가적인 단말 구성이 필요하다는 점에서 역시 일반적인 여행자를 대상으로 필요한 여객정보 서비스를 제공할 수는 없다.

그외에 한국 등록특허 제10-0968612호는 철도 여객 서비스를 제공하는 것으로 고객이 철도 승차권을 구매하면 자동으로 그 목적지까지 사용자의 단말기를 통해 알림서비스를 제공하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 하지만, 이는 회원 가입된 여행자에 대해서만 사용이 가능하며, 반드시 이동통신 단말기가 필요하여 범용성이 낮고, 열차가 이동통신망을 통해 해당 여행자 단말기로 문자나 음성 메세지를 전송해야 하므로 그 통신 비용이 과다하게 발생하게 된다.

따라서, 가능한 효과적인 방법으로 철도를 이용 중인 여객에게 별도의 개인적인 장치가 없더라도 포괄적인 여행정보를 제공함과 아울러 이를 제공하는 철도 시스템이나 차량의 외부 통신망 사용을 줄여 통신 비용 발생을 억제할 수 있는 새로운 방식의 여객정보 시스템의 제공이 요구되고 있다.

한국 등록특허 제10-0600659호 한국 등록특허 제10-0726623호 한국 등록특허 제10-0968612호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 기 구성된 전기 철도의 인프라인 전차선, 레일, 차량 등을 이용한 전력선 통신(Power Line Communication)을 통해서 실시간 열차의 운행 상태를 반영한 열차운행정보와 여행자가 요구하는 각종 여행정보인 여객여행정보를 차량 내에 마련된 개인 혹은 공동 단말로 요청 및 수신할 수 있도록 함으로써 통신 음영 해소를 위한 중계기 설치 및 관리 문제와 외부 무선망 사용 비용에 따른 부담을 줄이도록 하여 정보 제공자가 저렴한 비용으로 개인화된 양질의 여객 정보를 제공할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 철도 구간을 복수로 구분하여 각 구간의 PLC 통신을 중계하고, 필요한 경우 리피터를 통해 증폭하도록 함으로써 통신 거리를 비약적으로 증가시켜 PLC 통신만으로도 운행중인 차량 내의 각 단말과 PIS(Passenger Information System) 정보 센터 간의 통신 신뢰성을 유지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 단순한 열차운행정보가 아닌 전자 지도와 현재의 열차위치 정보를 기반으로 하는 가시적이고 명확한 운행 정보와 현재 운행 상태가 반영된 정확한 예정 시간 정보 등을 제공하도록 하며, 단편적인 지역 정보가 아닌 전자 지도를 기반으로 목적지 선택에 따른 연계 교통 정보와 관련 예약이나 티켓팅 서비스가 가능하도록 하여 여행객의 실질적인 여행 계획에 도움이 되는 서비스를 현재 운행 상태를 기반으로 제공하는 여객여행정보를 제공하도록 함으로써 철도 교통 이용에 따른 편의성을 극대화하고 이러한 PIS 서비스가 철도에 연계되는 각종 교통 및 여행 서비스의 허브 기능을 수행할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 전기 철도를 구성하는 전차선 또는 레일을 통한 전력선 통신이 구간별 연계되도록 구성한 전력선 통신망과; 상기 전력선 통신망과 통신하여 탑승 여행자에게 요청한 정보를 제공하는 차량 서버 및 상기 차량 서버와 연결되어 탑승 여행자에게 입출력 인터페이스를 제공하는 차량내 PIS(Passenger Information System) 단말을 포함하는 차량 PIS부와; 상기 전력선 통신망을 통해 상기 차량 PIS부와 통신하여 탑승 여행자에게 전자지도를 기반으로 하는 열차운행 정보와 요청한 역의 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나의 여객여행정보를 제공하는 PIS 정보 센터 서버를 포함하여 이루어진다.

상기 PIS 정보 센터 서버는 상기 차량 PIS부로부터 차량 탑승 여행자의 요청 정보를 수신하여 얻은 결과를 정보 단위로 분할한 후 상기 전력선 통신망의 통신 상태를 고려하여 분할 된 정보 중 중요 정보부터 우선 전달할 수 있다.

상기 PIS 정보 센터 서버는 지도 정보와 수집된 연계 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나 이상의 수집 정보가 저장된 데이터베이스와; 현재 탑승 차량에 관한 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 정보의 갱신 정보를 수집하는 정보 관리부와; 상기 전력선 통신망과 통신하되 분할된 정보를 우선 순위에 따라 전송하는 통신부와; 상기 차량 PIS부를 통해 탑승 여행자가 요청한 정보에 대한 결과를 얻어 해당 결과를 분할 및 우선 순위를 부여하여 상기 통신부에 제공하는 여객 요청 처리부와; 상기 여객 요청 처리부를 통한 요청 정보에 따른 결과를 상기 데이터베이스를 관리하는 정보 관리부를 통해 얻은 정보를 기초로 산출하여 제공하는 PIS 처리부를 포함하여 이루어진다.

상기 정보 관리부는 상기 전기 철도의 운행을 관리하는 관제센터로부터 열차 운행 정보를 상기 전력선 통신망이나 별도의 전용망을 통해 수집할 수도 있다.

상기 PIS 처리부는 지도 정보를 기반으로 열차 운행 정보를 현재 열차의 위치를 기반으로 제공하는 열차 운행 정보 제공부와; 목적지를 기준으로 연계 정보를 포함하는 경로를 산출하여 그에 대한 결과를 제공하는 여행정보 제공부를 포함할 수 있다.

상기 여행정보 제공부는 기 설정된 서비스에 대한 예약이나 티켓팅을 중계하며, 설정된 예약 정보나 티켓팅 정보를 상기 정보 관리부를 통해 외부 예약이나 티켓팅 서버로 전달하도록 구성될 수도 있다.

상기 차량 PIS부의 차량 서버는 상기 차량의 운영 시스템으로부터 차량 운행 정보를 수집하여 해당 정보에 대한 요청은 상기 PIS 정보 센터 서버 대신 처리할 수 있다.

상기 차량 PIS부의 차량 서버는 지도 정보와 여객여행정보 제공을 위한 기본 고정 데이터 정보를 운행 전에 다운로드 받아 보유할 수 있다.

상기 PIS 정보 센터 서버는 단일하게 구성되거나, 주요 역에 설치된 PIS 정보 센터 서브 서버들과 이를 관리하는 중앙 PIS 정보 센터 메인 서버의 계층 구조로 구성될 수 있다.

상기 주요역에 설치된 PIS 정보 센터 서브 서버들이 관리하는 단위 전력선 통신 구역은 각각 독립되며, 각 구역 내의 통신 정보와 전역 통신 정보를 주파수나 시분할을 통해 구분할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 기 구성된 전기 철도의 인프라인 전차선, 레일, 차량 등을 이용한 전력선 통신을 통해서 실시간 열차의 운행 상태를 반영한 열차운행정보와 여행자가 요구하는 각종 여행정보인 여객여행정보를 차량 내에 마련된 개인 혹은 공동 단말로 요청 및 수신할 수 있도록 함으로써 통신 음영 해소를 위한 중계기 설치 및 관리 문제와 외부 무선망 사용 비용에 따른 부담을 줄이도록 하여 정보 제공자가 저렴한 비용으로 개인화된 양질의 여객 정보를 제공할 수 있으며 광고 등을 연계하여 상업적으로 이윤을 창출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 철도 구간을 복수로 구분하여 각 구간의 PLC 통신을 중계하고, 필요한 경우 리피터를 통해 증폭하도록 함으로써 통신 거리를 비약적으로 증가시켜 PLC 통신만으로도 운행중인 차량 내의 각 단말과 PIS(Passenger Information System) 정보 센터 간의 통신 신뢰성을 유지할 수 있으므로 통신 비용을 크게 절감하는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 전자 지도와 현재의 열차위치 정보를 기반으로 하는 가시적이고 명확한 운행 정보와 현재 운행 상태가 반영된 정확한 예정 시간 정보 등을 제공하며, 전자 지도를 기반으로 목적지 선택에 따른 연계 교통 정보와 관련 예약이나 티켓팅 서비스가 가능하도록 하여 여행객의 실질적인 여행 계획에 도움이 되는 서비스를 현재 운행 상태를 기반으로 제공함으로써 철도 교통 이용에 따른 편의성을 극대화하고 이러한 PIS 서비스가 철도에 연계되는 각종 교통 및 여행 서비스의 허브 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템은 전기 철도 인프라 내에서만 동작하는 폐쇠적인 전력선 통신 방식을 이용하여 차량에 탑승한 여행자에게 정보를 제공하도록 함으로서, 퍼블릭망을 통해서 제공하기 어려웠던 운행에 관련된 중요 파라미터가 반영된 정보를 복잡한 인증 없이도 안전하게 제공할 수 있어 서비스 만족도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PIS(Passenger Information System)의 기본 구성을 보인 개념도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PIS의 구성 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신망의 구성 예.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PIS 구성의 적용 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PIS 구성의 다른 적용 예를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PIS 정보 센터 서버의 구성예.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PIS 처리부의 구성을 보인 예.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PIS(Passenger Information System)의 기본 구성을 보인 개념도로서, 도시한 바와 같이 전기 철도를 구성하는 전차선 또는 레일을 통한 PLC(Power Line Communication) 통신망(20)과, 상기 PLC 통신망(20)과 통신하여 탑승 여행자에게 요청한 정보를 제공하는 차량 서버(42) 및 상기 차량 서버와 연결되어 탑승 여행자에게 입출력 인터페이스를 제공하는 차량내 PIS 단말(43)을 포함하는 차량 PIS부(41)와, 상기 전력선 통신망을 통해 상기 차량 PIS부(41)와 통신하여 탑승 여행자에게 전자지도를 기반으로 하는 열차운행 정보와 요청한 역의 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스(여행이나 문화 관련 서비스) 중 적어도 하나의 여객여행정보를 제공하는 PIS 정보 센터 서버(30)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성을 구현하기 위해서는 PIS의 기본이 되는 PLC 통신망(20)을 실현 가능한 수준으로 구성해야만 한다.

전력선 통신(Power line communication, PLC)은 전기를 공급하는 전력선을 통해 데이터를 송수신하는 기술로서, 일측에서 데이터를 특정 고주파 신호로 형성하여 전력선에 실어 보내면, 타측에서는 상기 특정 고주파 신호를 분리해 상기 데이터를 수신하는 기술이 사용된다. 그러나, 이러한 기술은 사용될 전력선의 거리와 해당 전력선 사용에 따른 각종 노이즈 등에 의해서 긴 거리에서는 사용이 어렵다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 PLC 통신망(20)을 구성하기 위해서 전력선으로 사용될 전차선이나 레일을 소정의 구간으로 구분하고 해당 구간에 대한 임피던스 매칭 등 PLC 통신을 위한 최적 환경을 구성한 후, 이러한 구간별로 구성된 PLC 통신 구성을 PLC 연결 유닛을 이용하여 상호 연결하는 것으로 장거리 PLC 통신망(20)을 구성한다. PLC 통신 신호의 감소는 전력선의 일정한 지역마다 PLC 리피터를 구성하는 것으로 보상함으로써 전기 철도 인프라를 이용한 PLC 통신망(20)을 안정적으로 구성할 수 있게 된다.

이는 이후 도 3 내지 도 5를 통해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

상기와 같이 PLC 통신망(20)이 안정적으로 구성되었다면, 상기 PLC 통신망(20)을 통해서 PIS 정보 센터(30) 내에 구성된 PIS 정보 센터 서버와 각 전동 열차에 구성된 차량 PIS부(41) 간의 통신이 가능해진다. 이러한 통신은 사실상 전기 철도 인프라 내에서만 사용될 수 있는 것이기 때문에 일반적인 퍼블릭망에 비해 보안성이 높아 상기 통신을 통해 상기 차량 PIS부(41)에 제공할 수 있는 정보는 비교적 보안 등급이 높은 정보(예를 들어, 정확한 차량의 위치와 해당 위치를 기반으로 하는 정확한 지도 상 위치 통과 예상 시간 등)도 포함할 수 있으며 이를 확인하기 위한 인증 절차도 간략화할 수 있다.

상기 차량 PIS부(41)는 차량에 구성되어 실질적으로 탑승 여행자로부터 요청 정보를 수신하고 해당 요청에 대한 정보를 제공하며, 필요한 경우 해당 요청 정보를 PIS 정보 센터(30)에 전달한 후 그 결과를 수신하여 상기 탑승 여행자에게 제공하는 차량 서버(42)와, 상기 차량 서버(42)에 연결되어 탑승 여행자에 대한 입출력 인터페이스를 담당하는 PIS 단말(43)을 포함한다. 당연하게도 PLC 통신망(20)과 접속하기 위한 PLC 모뎀 등이 더 포함될 수 있다.

상기 PIS 단말(43)은 각 좌석의 등받이에 구성되는 개인형, 객실의 일정한 위치에 구성되는 공동형 등 다양한 형대로 구성될 수 있으며, 입출력을 위해 타블렛 형태의 터치 모니터로 이루어지는 것이 바람직하지만 키보드나 마우스, 트랙볼 등의 다른 종류의 입력 수단을 가진 모니터 형태일 수도 있다.

상기 PIS 단말(43)은 상기 차량 서버(42)에 연결되어 기본적인 정보나 광고 등을 제공하다가 사용자의 조작에 의해 탑승 차량의 열차운행정보나 여객여행정보를 제공할 수 있다.

상기 차량 PIS부(41)와 상기 PLC통신망(20)을 통해 연결되는 PIS 정보센터(30)는 기본적으로 전자지도를 기반으로 하는 열차운행 정보나 요청한 역(목적지) 환승, 숙박, 관광, 서비스(여행이나 문화 관련 서비스) 중 적어도 하나의 여객여행정보를 제공해 줄 수 있는데, 이를 위해서 상기 PIS 정보 센터(30)는 적어도 지도 정보와 수집된 연계 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나 이상의 정보를 수집하여 보유하고 있어야 하며, 상기 수집된 정보들을 기반으로 탑승 여행자가 요청하는 여객여행정보를 산출하여 제공해 줄 수 있어야 한다.

이를 위해서 여행자가 자신이 원하는 여행 경로의 교통정보 확인을 위한 목적지 정보를 입력했을 경우 해당 여행자의 승차권 목적지(혹은 입력한 목적지)를 경유지로 하면서 해당 목적지에 도달하기 위한 연계 교통 수단을 포함하는 경로 탐색 및 결과 제공 등이 가능하도록 하는 연계 교통 수단을 포함하는 경로 탐색 기능을 가지는 것이 바람직하다. 더불어, 해당 목적지 주변에 대한 현재 상태의 교통, 숙박, 관련 서비스 등에 대한 연속적인 안내가 가능할 수 있다.

한편, 상기 열차 운행 정보는 전자 지도와 현재의 열차위치 정보를 기반으로 하는 가시적이고 명확한 운행 정보와 현재 운행 상태가 반영된 정확한 예정 시간 정보 등을 제공해야 하며, 필요한 경우 현재의 날씨, 알람 서비스 등도 제공해 줄 수 있다.

이러한 정보 제공을 위해서 상기 PIS 정보센터(30)는 도 2에 도시한 바와 같이 전기 철도 시스템을 관리하는 관제센터(35)로부터 각 열차에 관한 정보를 수집할 수 있으며, 이는 PLC 통신망(20)을 통하거나 필요한 경우 전용선(36)을 통해서 수집할 수 있다.

그 외에 예약이나 티켓팅 서비스도 제공이 가능할 수 있는데, 이를 위해서는 예약이나 티켓팅을 관리하는 외부 정보 서버와 PLC 통신망이 아닌 다른 종류의 통신망으로 연동할 필요가 있을 수 있다.

한편, 상기 차량 PIS부(41)의 차량 서버(42)는 상기 차량에 고유하게 구성된 차량의 운영 시스템으로부터 차량 운행 정보를 수집하여 해당 정보에 대한 요청은 상기 PIS 정보 센터(30) 대신 처리하도록 할 수 있으며, 이러한 경우 PLC 통신망(20)의 부하를 크게 줄일 수 있다.

또한, 불필요한 PLC 통신망(20)의 부하를 줄이기 위해서 상기 차량 PIS부(41)의 차량 서버(42)는 지도 정보와 여객여행정보 제공을 위한 기본 고정 데이터 정보와 같이 비교적 변화가 작고 크기가 큰 데이터는 운행 전에 다운로드 받아 보유하도록 하여 PIS 정보 센터(30)가 전달할 데이터의 양을 최소화할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PLC 통신망의 구성을 설명하기 위한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 통신망을 보여주는 도면으로, 도시된 구성은 전차선을 전력선 통신을 위한 전력선으로 이용하는 경우이다.

도 3을 참조하면, 상기 전동 열차에 전력을 공급하는 전차선(220)은 상기 전동 열차가 주행하는 레일(270)을 따라 연장되며, 변전소(210)에 연결되어 전력을 공급받을 수 있다. 상기 전차선(220)은 복수 개의 구간(S1)으로 구획되어 제공될 수 있으며, 각 구간마다 변전소에 연결될 수 있다. 본 실시예에서 상기 전차선(220)은 카테리나 방식으로 제공되는 것을 예로 설명하나, 이에 한정되지 않고 강체 방식으로 제공될 수도 있다.

상기 전차선(220)은 조가선(230)에 의해 일정한 높이로 제공될 수 있으며, 상기 전동 열차는 팬터그래프(pantograph)에 의해 상기 전차선(220)으로부터 전력을 공급받는다.

상기 전차선(220)을 이용한 PLC 통신망은 복수 개의 구간으로 구획되어 제공될 수 있는데, 일 구간의 PLC 통신 선로로 사용되는 전차선은 인접한 구간의 PLC 통신 선로로 사용되는 전차선과 연결 유닛(240)으로 연결될 수 있다. 상기 연결 유닛(240)은 상기 일 구간의 전차선을 통해 전송되는 고주파의 통신 신호를 필터링하여 얻어낸 후, 이를 다시 상기 인접한 구간의 전차선에 실을 수 있다. 따라서, 상기 레일(270)이 장거리로 연장되더라도, 복수 개의 전차선 구간을 형성하고, 각 구간을 상기 연결 유닛(240)으로 연결함으로써, 전차선을 통해 전송되는 신호는 끊김 없이 연결될 수 있다.

또한, 상기 전차선(220)의 임의의 지점에는 상기 전차선(220)을 통해 전달되는 신호를 증폭시켜주는 리피터(Repeater, 250)가 제공될 수 있다. 유선 매체를 통과하는 신호는 일정 거리 이상 진행하면 출력이 감쇠하는 성질이 있으므로, 상기 리피터(250)를 상기 전차선(220)에 연결하여 통신 신호의 출력을 유지한다. 상기 리피터(250)는 각 구간마다 적어도 하나 이상 제공될 수 있으며, 일정한 간격으로 배치될 수도 있다. 상기 리피터(250)가 제공됨으로써, 상기 레일(270)이 장거리로 연장되더라도, 통신 신호의 출력 저하 없이 안정된 PLC 통신을 제공할 수 있다.

따라서, 도시된 구성과 같은 전력선을 이용할 경우 PLC 모뎀(420)을 통해 전달한 데이터는 상기 전차선(220)이 연결된 어떠한 지역까지도 전달될 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용하는 PIS의 적용예를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 PLC 통신망(20)의 통신 매개체로 상기 전차선(220)이 이용되며, 상기 전차선(220)은 상기 레일(270)을 따라 연장되고, 복수 개의 구간으로 구획되어 설치될 수 있다. 각 구간은 상기 PLC 연결 유닛(240)에 의해 연결되어 있으므로 상기 전차선(220)을 통해 전달되는 통신 신호는 끊기지 않고 전달될 수 있다. 또한, 상기 전차선(220)에는 상기 PLC 리피터(250)가 연결되어 약해진 통신 신호를 증폭시켜준다.

상기 전차선(220)에 실린 데이터는 상기 전차선(220)을 통해 PIS 정보센터(30)의 서버나 차량 PIS부(41)로 전송된다.

상기 전동 열차에는, 팬터그래프와 연결되어 전력을 제공받는 변압기가 설치될 수 있으며, 상기 PLC 신호 결합기(480)는 상기 팬터그래프와 상기 변압기를 연결하는 라인에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 전동 열차에는 상기 PLC 신호 결합기(480)에서 추출된 신호를 수신하는 PLC 모뎀(420), 상기 PLC 모뎀(420)을 통해 상기 PLC 통신망(20)과 연결되는 차량 서버(42) 및 상기 차량 서버(42)와 연결되어 탑승 여행자에 대한 인터페이스를 제공하는 PIS 단말(43)이 제공된다.

상기 차량 PIS부(41)의 차량 서버(42)는 상기 전차선(220)과 PLC 모뎀(420)을 거쳐 PIS 정보센터(30)와 연결된다.

한편, 상기 전기 철도에 대한 운행을 관리하고 통제하는 관제센터 혹은 관제소(35) 역시 PLC 통신망(20)과 연결되어 차량에 관한 운행 정보를 상기 PIS 정보센터(30)에 제공해 줄 수 있는데, 필요한 경우 전용 통신망을 통해 PIC 정보센터(30)와 직접 연결될 수도 있다.

한편, 상기 전차선(220)은 전기 철도의 특성상 상기 전차선(220)의 높이와 장력을 유지하기 위하여 수많은 장구류와 분기점을 갖는다. 그런데, 이러한 장구류와 분기점들은 PLC를 이용한 데이터 송수신에 있어서 방해가 될 수 있으며, 실제로 전파 특성을 악화시켜 데이터 전송 속도가 낮아지거나 전송 거리가 짧아지게 되는 문제가 발생될 수 있다.

특히, 상기 PLC 신호 결합기(380, 480)로 비접촉식 신호 결합기를 사용할 경우 일정한 수준의 절연 조건(예를 들면, 건조섬락 180kV)을 충족시켜야 하는데, 이를 위해 절연체를 상기 전차선(220)에 설치하는 경우, 상기 전차선(220)의 물성에 의해 절연체의 하중과 부피에 제한을 받게 된다. 또한, 고압의 전기가 흐르고 있는 상기 전차선(220)에 장치를 설치하거나 관리하는 것은 매우 큰 위험을 내포하고 있을 뿐만 아니라, 번개 등 예기치 못하는 외부 환경 변화에 대응하기 어렵다.

상기와 같은 문제를 방지하기 위해, 상기 PLC 통신망(20) 상기 전력선(220) 대신 상기 레일(270)을 이용할 수 있다.

상세히, 상기 전동 열차의 차륜과 상기 레일(270)은 전도성 금속인 철 소재로 형성되며, 상기 전동 열차의 운행 중에는 상기 전동 열차의 하중에 의해 견고하게 밀착된 상태를 유지한다. 아울러, 상기 레일(270)은 철도 신호체계를 구성하는 궤도회로로서 사용될 뿐만 아니라, 상기 전차선(220)으로부터 전력을 가압 받아 상기 전동 열차로 공급할 수 있다. 상기와 같은 상기 레일(270)의 특성과 금속 도체를 매개체로 데이터를 전송하는 PLC의 특성을 고려하면, 상기 레일(270)은 PLC 통신망의 매개체로써 충분한 요건을 가지고 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신을 이용하는 PIS의 다른 적용예를 보여주는 도면으로서, 상기 PLC 통신망(20)의 매개체로서 상기 레일(270)을 사용하는 적용예를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 상기 레일(270) 및 상기 전동 열차의 섀시(chassis)에 상기 PIS 정보센터(30) 및 상기 차량 PIS부(41)의 PLC 신호 결합기(380', 480')를 연결함으로써, PLC 통신이 이뤄질 수 있다. 여기서, 상기 레일(270) 및 상기 섀시에 연결되는 상기 PLC 신호 결합기(380', 480')는 비접촉식 신호 결합기일 수 있다.

상세히 살펴보면, 상기 레일(270)은 상기 전동 열차가 운행하는 철도 전 구간에 걸쳐서 연장될 수 있으며 한 쌍의 로드(road, 271, 272)로 이뤄진다. 본 실시예에서 상기 레일(270)은 단선으로 제공된 것을 예로 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며 상기 레일(270)은 복선으로 제공될 수도 있다.

또한, 상기 레일(270)은 나무 침목 또는 콘크리트 침목 위에 설치될 수 있으며, PLC의 데이터 송수신 매개체뿐만 아니라 상술한 바와 같이 폐색신호용 궤도회로, 상기 전동 열차의 접지 라인으로도 사용될 수도 있다.

또한, 상기 레일(270)에는 약해진 통신 신호를 증폭시켜주는 상기 PLC 리피터(250)가 연결될 수 있으며, 필요에 따라서는 상기 PLC 연결 유닛(240)이 연결되어 불연속적인 레일 간의 PLC 데이터 통신이 이뤄지도록 할 수도 있다.

한편, 상기 레일(270)의 한 쌍의 로드 중 어느 하나(271)는 주파수 분할 방식으로 데이터를 전송하고, 다른 하나(272)는 시분할 방식으로 데이터를 전송할 수 있다. 이에 의해 데이터 전송 속도가 줄어드는 것을 최소화할 수 있으며, 각 구간 별 최적의 주파수로 데이터를 전송하여 전체적인 상기 PLC 통신망(20)의 성능을 높일 수 있다.

상기 레일(270)에 실린 데이터는 상기 레일(270)을 통해 상기 차량 PIS부(41)로 전송된다.

상기 차량 PIS부(41)는 상기 레일(270)에 접촉되어 있는 차륜(휠)을 통해 상기 레일(270)에 실린 PLC 데이터를 수신할 수 있다. 상세히, 상기 전동 열차의 차륜 또는 차륜축에는 PLC를 위한 강선이 연결될 수 있고, 상기 차륜 또는 차륜축에 연결된 강선은 PLC 신호 결합기(480')와 연결된다. 상기 PLC 신호 결합기(480')는 상기 레일(270)로부터 상기 차륜 또는 차륜축을 통해 전송되는 PLC 통신 신호를 추출할 수 있다. 그리고, 상기 전동 열차에는 상기 PLC 신호 결합기(480')에서 추출된 신호를 수신하는 상기 PLC 모뎀(420)과, 이를 통해 상기 PLC 통신망(20)과 연결되는 차량 서버(42) 및 상기 차량 서버(42)와 연결되어 탑승 여행자에 대한 인터페이스를 제공하는 PIS 단말(43)이 제공된다.

상기 PIS 정보센터(30)의 PLC 모뎀에 연결된 PLC 신호 결합기(480')도 상기 레일(270) 주변의 지상에 설치될 수 있으며, 강선 등으로 상기 레일(270)과 물리적으로 직접 연결되어 PLC 통신 신호를 송수신할 수 있다.

이와 같이, 상기 PLC 통신망(20)의 매개체로 상기 레일(270)을 이용할 경우, PLC를 이용한 데이터 송수신 시 상기 전동 열차의 차량 종류 또는 장비 특성에 영향을 받지 않으며, 정지해 있거나 이동중인 차량이나 동일한 조건으로 통신이 이루어 질 수 있다.

또한, 전신주에 매달려 있는 상기 전차선(220)보다 설치 및 접근성이 높으므로 유지, 보수가 매우 용이할 뿐만 아니라 필요에 따라 설치 및 해체도 용이하다. 또한, 강풍, 번개 등 환경 변화에 대한 대응성도 높으므로 더욱 안정적으로 운용될 수 있다.

또한, 기 설치되어 있는 상기 레일(220)을 이용할 수 있으므로 시스템의 구축에 소요되는 가설 비용 및 유지보수 비용을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 적용예들에서, 상기 PLC 통신망(20)은 상기 전차선(220) 또는 상기 레일(270)로 구성되는 것을 예로 들었으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 PLC 통신망(20)의 일부 구간에서는 상기 전차선(220)을 이용하고, 다른 구간에서는 상기 레일(270)을 매개체로 이용할 수도 있다.

앞서 살펴본 바와 같이 PLC 통신망(20)과 상기 PLC 통신망(20)과 효과적으로 결합되는 PIS 정보 센터(30)와 차량 PIS부(41)의 구성을 통해서 신뢰성 있고 보안성이 높으며 안정적인 통신이 가능함을 알 수 있다.

도 6은 상기 PIS 정보 센터(30)를 구성하는 PIS 정보 센터 서버의 구성 블록 예를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 지도 정보와 수집된 연계 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나 이상의 정보가 저장된 데이터베이스(350)와, 현재 탑승 차량에 관한 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 정보의 갱신 정보를 수집하는 정보 관리부(320)와, 상기 전력선 통신망(20)과 통신하되 전송 정보는 우선 순위에 따라 분할된 정보부터 전송하는 통신부(340)와, 상기 차량 PIS부(41)를 통해 탑승 여행자가 요청한 정보에 대한 결과를 얻어 해당 결과를 분할 및 우선 순위를 부여하여 상기 통신부(340)에 제공하는 여객 요청 처리부(330)와, 상기 여객 요청 처리부(330)를 통한 요청 정보에 따른 결과를 상기 데이터베이스(350)를 관리하는 정보 관리부(320)를 통해 얻은 정보를 기초로 산출하여 제공하는 PIS 처리부(310)를 포함하여 이루어진다.

상기 여객 요청 처리부(330)는 상기 차량 PIS부로부터 차량 탑승 여행자의 요청 정보를 수신하여 그 결과를 정보 단위로 분할한 후 상기 전력선 통신망의 통신 상태를 고려하여 분할된 정보 중 중요 정보부터 우선 전달할 수 있도록 우선 순위를 부여하여 상기 통신부(340)에 제공하며, 상기 통신부(340)는 해당 전달 정보를 분할부(345)에 스택(stack)한 후 우선 순위에 따라 우선 전송한다. 예를 들어, 복수의 전송 정보들이 누적되어 있는 경우 우선 순위가 높은 서로 다른 여객 요청 결과들을 우선 전송하도록 할 수 있다.

상기 우선 순위는 실제 결과에 해당하는 정보로부터 관련성이 낮은 정보로 구분되거나, 텍스트 정보는 우선 순위를 높이고 이미지 정보는 우선 순위를 낮추는 방식 등이 적용될 수 있으나, 우선 순위를 설정하는 구체적인 방식으로 본 발명이 제한되지는 않는다.

상기 정보 관리부(320)는 상기 전기 철도의 운행을 관리하는 관제센터(35)나 기타 정보 수집이 필요한 다른 외부 서버들로부터 열차 운행 정보나 여객여행정보 생성에 필요한 정보를 상기 전력선 통신망이나 별도의 전용망을 통해 수집할 수 있다.

도 7은 상기 PIS 처리부(310)의 구성예를 보인 블록도로서, 도시한 바와 같이 전자 지도 정보를 제공하는 지도 정보 제공부(312)와, 상기 지도 정보 제공부(312)의 지도 정보를 기반으로 열차 운행 정보를 현재 열차의 위치를 기반으로 제공하는 열차 운행 정보 제공부(311)와, 목적지를 기준으로 연계 정보를 포함하는 경로를 산출하여 그에 대한 결과를 제공하는 여행정보 제공부(313)와, 목적지에 대한 경로를 검색하는 경로 검색부(315)와, 경로 검색 중 얻어진 환승이나 연결점, 혹은 설정된 지점에 대한 연계 정보를 제공하는 연계 정보 제공부(314)를 포함한다.

필요한 경우 예약 중계부(316)를 통해서 여행 정보 제공 시 특정 연계 교통, 환승, 숙박, 서비스 등에 대한 예약이나 티켓팅을 중계해 줄 수 있다. 이를 위해서, 설정된 예약 정보나 티켓팅 정보를 상기 정보 관리부(320)를 통해 외부 예약이나 티켓팅 서버로 전달할 수 있으며, 이 경우 외부 서버이므로 PLC 통신이 아닌 다른 종류의 통신망을 이용할 수 있으나 교환되는 정보가 한정되므로 PLC 통신망의 보안성이 훼손되지는 않는다.

그 외에, 앞서 살펴본 전력선 통신망(20)의 구성이 구간별로 이루어진다는 점에서, 주요 역을 기준으로 하는 각 역에서 관리하는 구간을 단위 PLC 통신 구간으로 구분하며, 해당 구간별로 PIS 정보 센터 서브 서버들을 구성하고, 이러한 PIS 정보 센터 서브 서버를 통합 관리하는 PIS 정보 센터 메인 서버를 구성할 수도 있다. 상기 PIS 정보 센터 메인 서버는 각 PIS 정보 센터 서브 서버들과 PLC 통신망을 통해서 연결되거나 별도의 전용망을 통해서 연결될 수 있는데, 이러한 구성을 통해서 PLC 통신 데이터가 전체 선로를 대상으로 하지 않도록 분산시킬 수 있다.

한편, 상기 각 구간의 PLC 통신은 각 구간 내의 통신 정보와 전역 통신 정보를 구분(주파수, 시분할)하도록 하며, 이는 PLC 연결 유닛(240)에서 필터링하도록 함으로써 통신 효율을 더 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

10 : 여행정보 시스템 20 : PLC 통신망
30 : PIS 정보센터 41: 차량 PIS부
42 : 차량 서버 43 : PIS 단말
210 : 변전소 220 : 전차선
230 : 조가선 240 : PLC 연결 유닛
250 : PLC 리피터 270 : 레일
310: PIS 처리부 320: 정보 관리부
330: 여객 요청 처리부 340: 통신부
345: 분할부 350: 데이터베이스
420 : PLC 모뎀

Claims

전기 철도를 구성하는 전차선 또는 레일을 통한 전력선 통신이 구간별 연계되도록 구성한 전력선 통신망과;
상기 전력선 통신망과 통신하여 탑승 여행자에게 요청한 정보를 제공하는 차량 서버 및 상기 차량 서버와 연결되어 탑승 여행자에게 입출력 인터페이스를 제공하는 차량내 PIS(Passenger Information System) 단말을 포함하는 차량 PIS부와;
상기 전력선 통신망을 통해 상기 차량 PIS부와 통신하여 탑승 여행자에게 전자지도를 기반으로 하는 열차운행 정보와 요청한 역의 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나의 여객여행정보를 제공하는 PIS 정보 센터 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 PIS 정보 센터 서버는 상기 차량 PIS부로부터 차량 탑승 여행자의 요청 정보를 수신하여 얻은 결과를 정보 단위로 분할한 후 상기 전력선 통신망의 통신 상태를 고려하여 분할 된 정보 중 중요 정보부터 우선 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 PIS 정보 센터 서버는
지도 정보와 수집된 연계 교통, 환승, 숙박, 관광, 서비스 중 적어도 하나 이상의 수집 정보가 저장된 데이터베이스와;
현재 탑승 차량에 관한 정보와 상기 데이터베이스에 저장된 정보의 갱신 정보를 수집하는 정보 관리부와;
상기 전력선 통신망과 통신하되 분할된 정보를 우선 순위에 따라 전송하는 통신부와;
상기 차량 PIS부를 통해 탑승 여행자가 요청한 정보에 대한 결과를 얻어 해당 결과를 분할 및 우선 순위를 부여하여 상기 통신부에 제공하는 여객 요청 처리부와;
상기 여객 요청 처리부를 통한 요청 정보에 따른 결과를 상기 데이터베이스를 관리하는 정보 관리부를 통해 얻은 정보를 기초로 산출하여 제공하는 PIS 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 정보 관리부는 상기 전기 철도의 운행을 관리하는 관제센터로부터 열차 운행 정보를 상기 전력선 통신망이나 별도의 전용망을 통해 수집하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 PIS 처리부는
지도 정보를 기반으로 열차 운행 정보를 현재 열차의 위치를 기반으로 제공하는 열차 운행 정보 제공부와;
목적지를 기준으로 연계 정보를 포함하는 경로를 산출하여 그에 대한 결과를 제공하는 여행정보 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 여행정보 제공부는 기 설정된 서비스에 대한 예약이나 티켓팅을 중계하며, 설정된 예약 정보나 티켓팅 정보를 상기 정보 관리부를 통해 외부 예약이나 티켓팅 서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 차량 PIS부의 차량 서버는 상기 차량의 운영 시스템으로부터 차량 운행 정보를 수집하여 해당 정보에 대한 요청은 상기 PIS 정보 센터 서버 대신 처리하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 차량 PIS부의 차량 서버는 지도 정보와 여객여행정보 제공을 위한 기본 고정 데이터 정보를 운행 전에 다운로드 받아 보유하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 PIS 정보 센터 서버는 단일하게 구성되거나, 주요 역에 설치된 PIS 정보 센터 서브 서버들과 이를 관리하는 중앙 PIS 정보 센터 메인 서버의 계층 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.
청구항 9에 있어서, 상기 주요역에 설치된 PIS 정보 센터 서브 서버들이 관리하는 단위 전력선 통신 구역은 각각 독립되며, 각 구역 내의 통신 정보와 전역 통신 정보를 주파수나 시분할을 통해 구분하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 철도 여객정보 시스템.