KR20140017157A - 철도차량용 무인운행시스템 - Google Patents

철도차량용 무인운행시스템 Download PDF

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KR20140017157A
KR20140017157A KR1020120083620A KR20120083620A KR20140017157A KR 20140017157 A KR20140017157 A KR 20140017157A KR 1020120083620 A KR1020120083620 A KR 1020120083620A KR 20120083620 A KR20120083620 A KR 20120083620A KR 20140017157 A KR20140017157 A KR 20140017157A
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최재호
이종성
임창희
정경장
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현대로템 주식회사
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Abstract

본 발명은 철도차량용 무인운행시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템은 철도차량에 설치되어 있으며 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송하는 차상 신호장치, 상기 철도차량이 운행되는 선로 변에 설치되어 있으며 상기 차상 신호장치와 무선 통신하는 지상 무선통신장치, 상기 지상 무선통신장치와 유선으로 연결되어 있으며 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 차상 신호장치로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받는 지상 제어장치 및 상기 철도차량의 운행을 원격 제어하는 중앙 관제실에 설치되어 있으며 상기 지상 제어장치로부터 상기 철도차량에 설치된 차상신호가 전송하는 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 관제사에게 표시하고 상기 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 상기 지상 제어장치와 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 철도차량의 차상 신호장치로 전송하는 중앙 관제장치를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 완전 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성이 향상되는 효과가 있다.

Description

철도차량용 무인운행시스템{A CREWLESS SERVICE SYSTEM FOR RAILWAY CAR}
본 발명은 철도차량용 무인운행시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 완전 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량용 무인운행시스템에 관한 것이다.
최근 철도차량의 무인 운행 서비스가 제공되고 있으나, 현재까지 알려진 무인운행기술에 따르면, 철도차량의 운행을 위한 세부적인 제어 기능이 부족하다는 문제점이 있다.
이러한 제어 기능의 부족은 결국 승객에 제공되는 서비스 품질의 저하로 이어지고, 경우에 따라서는 치명적인 사고로 이어질 수 있다는 문제점이 있다.
따라서 보다 안전성이 강화되고 세부적인 제어를 할 수 있으며, 철도차량의 무인 운행 과정에서 발생하는 상황에 실시간으로 대처할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 완전 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있는 철도차량용 무인운행시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 철도차량의 무인 운행을 위한 정보들이 중앙 관제실에 구비된 관제사 인터페이스 화면부에 실시간으로 표시되도록 구성하여, 철도차량의 무인 운행을 위한 관리자 편의성을 향상시키고 무인 운행 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 철도차량용 무인운행시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템은 철도차량에 설치되어 있으며 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송하는 차상 신호장치, 상기 철도차량이 운행되는 선로 변에 설치되어 있으며 상기 차상 신호장치와 무선 통신하는 지상 무선통신장치, 상기 지상 무선통신장치와 유선으로 연결되어 있으며 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 차상 신호장치로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받는 지상 제어장치 및 상기 철도차량의 운행을 원격 제어하는 중앙 관제실에 설치되어 있으며 상기 지상 제어장치로부터 상기 철도차량에 설치된 차상 신호장치가 전송하는 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 관제사에게 표시하고 상기 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 상기 지상 제어장치와 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 철도차량의 차상 신호장치로 전송하는 중앙 관제장치를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템에 있어서, 상기 차상 신호장치는 상기 철도차량에 설치된 각종 장치들로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 수집하고 상기 중앙 관제장치로부터 전송받은 차량 제어명령에 따라 상기 철도차량의 운행을 제어하는 차량측 TCMS(Train Control & Monitoring System), 상기 지상 무선통신장치와의 무선 통신을 위한 차량측 무선통신모듈 및 상기 차량측 TCMS와 직렬 통신 방식으로 인터페이스(interface)되어 있으며 상기 차량측 TCMS와 상기 중앙 관제장치와의 양방향 데이터 통신을 제어하는 차량측 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템에 있어서, 상기 중앙 관제장치는 상기 차량측 TCMS로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받고 상기 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 상기 차량측 TCMS로 전송하여 상기 철도차량의 무인운행을 실시간 제어하기 위한 중앙 TCMS 및 상기 중앙 TCMS가 상기 차량측 TCMS로부터 전송받은 정보를 표시하고 상기 관제사가 상기 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면을 제공하는 관제사 인터페이스 화면부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템에 있어서, 상기 관제사 인터페이스 화면부에는 차량정보표시용 인터페이스 화면과 제어명령입력용 인터페이스 화면이 표시되고, 상기 차량정보표시용 인터페이스 화면에는 상기 중앙 TCMS가 상기 차량측 TCMS로부터 전송받은 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보가 표시되고, 상기 제어명령입력용 인터페이스 화면에는 상기 관제사가 상기 철도차량을 제어하기 위한 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면이 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템에 있어서, 상기 차상 신호장치와 상기 중앙 관제장치는 무선주파수 통신기반 열차 제어(Radio Frequency-Communication Based Train Control, RF-CBTC) 시스템을 위해 구성된 DCS(Digital Cross connect System)망을 통해 무선 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량은 본 발명에 따른 철도차량용 무인운행시스템에 의해 무인 운행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 완전 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 철도차량의 무인 운행을 위한 정보들이 중앙 관제실에 구비된 관제사 인터페이스 화면부에 실시간으로 표시되기 때문에, 철도차량의 무인 운행을 위한 관리자 편의성이 향상되고 무인 운행 서비스의 품질이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 무인운행시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 차상 신호장치의 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 관제사 인터페이스 화면부에 표시되는 차량정보표시용 인터페이스 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 관제사 인터페이스 화면부에 표시되는 제어명령입력용 인터페이스 화면의 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 무인운행시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 무인운행시스템은 차상 신호장치(10), 지상 무선통신장치(20), 지상 제어장치(30) 및 중앙 관제장치(40)를 포함하여 구성된다.
차상 신호장치(10)는 철도차량에 설치되어 있으며 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 DCS(Digital Cross connect System) 망을 통해 중앙 관제장치(40)로 전송하는 기능을 수행한다. 또한 차상 신호장치(10)는 중앙 관제장치(40)가 설치된 중앙 관제실에서 근무하는 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 전송받아 철도차량을 무인 자동 운행하는 기능을 수행한다.
예를 들어 도 2에 개시된 바와 같이, 차상 신호장치(10)는 차량측 TCMS(Train Control & Monitoring System, 110), 차량측 무선통신모듈(120) 및 차량측 컨트롤러(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
차량측 TCMS(110)는 철도차량에 설치되어 있는 차량 운행을 위한 각종 장치들로부터 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 수집하고, 중앙 관제장치(40)로부터 전송받은 차량 제어명령에 따라 차량 운행을 위한 각종 장치들을 제어함으로써 철도차량의 운행을 제어하는 기능을 수행한다.
차량측 무선통신모듈(120)은 지상 무선통신장치(20)와의 무선 통신을 위한 수단이다.
차량측 컨트롤러(130)는 차량측 TCMS(110)와 직렬 통신 방식으로 인터페이스(interface)되어 있으며, 차량측 TCMS(110)와 중앙 관제장치(40)와의 양방향 데이터 통신을 제어하는 기능을 수행한다.
지상 무선통신장치(20)는 철도차량이 운행되는 선로 변을 따라 일정 간격마다 설치되어 있으며 차상 신호장치(10)에 구비된 차량측 무선통신모듈(120)과 무선 통신하기 위한 수단이다.
지상 제어장치(30)는 지상 무선통신장치(20)와 유선으로 연결되어 있으며, 지상 무선통신장치(20)를 매개로 차상 신호장치(10)로부터 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받아 중앙 관제장치(40)로 전송하고, 중앙 관제장치(40)로부터 전송받은 차량 제어명령을 차상 신호장치(10)로 전송하는 기능을 수행한다.
중앙 관제장치(40)는 철도차량의 운행을 원격 제어하는 중앙 관제실에 설치되어 있으며, 지상 제어장치(30)로부터 철도차량에 설치된 차상 신호장치(10)가 전송하는 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 관제사에게 표시하고, 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 지상 제어장치(30)와 지상 무선통신장치(20)를 매개로 철도차량의 차상 신호장치(10)로 전송하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 이러한 차상 신호장치(10)와 중앙 관제장치(40)는 무선주파수 통신기반 열차 제어(Radio Frequency-Communication Based Train Control, RF-CBTC) 시스템을 위해 구성된 DCS(Digital Cross connect System)망을 통해 무선 통신하도록 구성될 수 있다.
이러한 중앙 관제장치(40)는 중앙 TCMS(Train Control & Monitoring System, 410) 및 관제사 인터페이스 화면부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
중앙 TCMS(410)는 차량측 TCMS(110)로부터 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받고, 전송받은 정보가 관제사 인터페이스 화면부(420)에 표시되도록 제어하고, 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 차량측 TCMS(110)로 전송함으로써 철도차량의 무인운행을 실시간 제어하는 기능을 수행한다.
관제사 인터페이스 화면부(420)는 중앙 TCMS(410)가 차량측 TCMS(110)로부터 전송받은 정보를 표시하고, 관제사가 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면을 제공한다.
예를 들어, 관제사 인터페이스 화면부(420)에는 관제사의 선택에 따라 차량정보표시용 인터페이스 화면과 제어명령입력용 인터페이스 화면이 표시되도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 관제사 인터페이스 화면부(420)에 표시되는 차량정보표시용 인터페이스 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량정보표시용 인터페이스 화면에는 중앙 TCMS(410)가 차량측 TCMS(110)로부터 전송받은 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보가 실시간으로 표시된다.
관제사는 이 차량정보표시용 인터페이스 화면을 통해 차량의 모든 상태를 모니터링할 수 있으며, 중요 차량 장애 정보는 로그 창에 표시되는 동시에 알람을 발생하여 관제사에게 장애 발생을 알리도록 구성된다.차량정보표시용 인터페이스 화면을 통해 표시되는 정보는 다음 표 1에 개시되어 있다.
번호 표시 기능 기능 설명
1 Self Test Result 열차 기동 후, 최초 전원공급 시 자기진단을 실시하고 현재 열차의 상태정보를 TCMS콘솔로 전송하는 기능.
2 TCMS Status 차량TCMS의 상태정보를 사령의 TCMS콘솔로 전송하는 기능.
3 Train Status 열차상태정보데이터를 사령의 TCMS콘솔로 전송하는 기능.
4 Emergency Passenger Door Handle Applied 비상출입문 핸들이 취급되었는지 여부를 사령의 TCMS콘솔로 전송하는 기능.
5 Fire/Smoke Detection 화재 정보/연기 정보 감지 기능.
6 Passenger Interphone 승객 인터폰정보.
7 Passenger Emergency Hammer released 승객 비상탈출용장비 상자 개방여부 감지기능
8 Train ECU Major Failure 열차 전자제어장치 주요 기능오류 검지기능
9 Brake Not Release Detected 제동해제 불능 검지기능
10 Train Status C/I Failure 차량컨버터 및 인버터 기능오류 검지기능
11 ESK/CM/ACM Status ESK/CM/ACM 상태정보
12 AS&BC Status AS&BC 상태정보
13 SIV Failure static 인버터 오류검지기능
14 Train Status C/I Failure 차량컨버터 및 인버터 기능오류 검지기능
15 Interior room DC Light On 차량 내 전등 점멸상태정보
16 HVAC On/Off 차량 내 난방, 환기, 공조 설비 On/Off상태
17 MCB Status main circuit brake
18 K Status 차량 세부 정보
19 Pantograph Status 판토그래프의 상태정보를 TCMS콘솔로 전송한다.
20 Line Earth Switch Service In Status 차량 세부 정보
21 DCU Door Status DCU(Door Control Unit) Door상태정보를 TCMS콘솔로 전송한다.
22 DCU Door Failure Status DCU(Door Control Unit) Door개폐실패 상태정보를 TCMS콘솔로 전송한다.
23 Fault Code 오류코드를 TCMS콘솔로 전송한다.
24 Detected Date 검지된 Time Stamp를 TCMS콘솔로 송신.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 관제사 인터페이스 화면부(420)에 표시되는 제어명령입력용 인터페이스 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어명령입력용 인터페이스 화면에는 관제사가 철도차량을 제어하기 위한 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면이 표시된다.
관제사는 이 제어명령입력용 인터페이스 화면을 통해 제어명령을 선택하고 실행시킬 수 있다.
제어명령입력용 인터페이스 화면을 통해 표시되는 정보는 다음 표 2에 개시되어 있다.
번호 제어 기능 기능 설명
1 Remote Self Test Command 원격 열차 Self-test 명령
2 DOOR Remote Command 출입문원격제어 명령
3 Train Status DCU Reset/Cutout Command 열차DCU Reset/Cutout 명령
4 Emergency End Door Command 비상 출입문 제어 명령
5 Emergency End Door Setting Point 비상출입문 설정 포인트 명령
6 Brake CPR Command 제동CPR명령
7 C/I Reset/Cutout Command 컨버터/인버터 Reset/Cutout 명령
8 C/I Select point 컨버터/인버터 선택 포인트 명령
9 SIV Reset/Cutout Command SIV Reset/Cutout 명령
10 SIV Select point SIV 선택 포인트 명령
11 ECU Reset/Cutout Command 전자제어유닛(ECU) Reset/Cutout 명령
12 ECU Select Point ECU(전자제어유닛) 선택 명령
13 HVAC Auto ON/OFF Command 난방 환기 및 공조 설비 자동 ON/OFF명령
14 HVAC Select point 난방 환기 및 공조 선택 포인트 명령
15 HVAC Operation Mode Setting 난방 환기 및 공조 운영모드 설정
16 Room Temperature Setting Value 실내 온도설정 값
17 Remote Pantograph Command 원격 판토그래프 제어명령
18 Pantograph Setting point 판토그래프 설정 포인트
19 Remote MCB Command 원격 MCB명령
20 MCB Setting point MCB설정명령
21 Head Light Command 열차 헤드라이트 명령
22 Head Light Setting point 열차 헤드라이트 설정명령
23 MSR Power On/Off Command MSR 전원 ON/OFF명령
24 MSR Power Setting point MSR전원설정 포인트
25 Electric Horn Command 경적 명령
26 Electric Horn Setting point 경적 설정 포인트
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량의 운행을 위해 승무원이 철도차량에 탑승하지 않는 완전 무인 환경에서의 철도차량의 무인 운행의 안전성과 효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 철도차량의 무인 운행을 위한 정보들이 중앙 관제실에 구비된 관제사 인터페이스 화면부에 실시간으로 표시되기 때문에, 철도차량의 무인 운행을 위한 관리자 편의성이 향상되고 무인 운행 서비스의 품질이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10: 차상 신호장치
20: 지상 무선통신장치
30: 지상 제어장치
40: 중앙 관제장치
110: 차량측 TCMS(Train Control & Monitoring System)
120: 차량측 무선통신모듈
130: 차량측 컨트롤러
410: 중앙 TCMS(Train Control & Monitoring System)
420: 관제사 인터페이스 화면부

Claims (6)

  1. 철도차량용 무인운행시스템에 있어서,
    철도차량에 설치되어 있으며 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송하는 차상 신호장치;
    상기 철도차량이 운행되는 선로 변에 설치되어 있으며 상기 차상 신호장치와 무선 통신하는 지상 무선통신장치;
    상기 지상 무선통신장치와 유선으로 연결되어 있으며 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 차상 신호장치로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받는 지상 제어장치; 및
    상기 철도차량의 운행을 원격 제어하는 중앙 관제실에 설치되어 있으며 상기 지상 제어장치로부터 상기 철도차량에 설치된 차상 신호장치가 전송하는 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 관제사에게 표시하고 상기 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 상기 지상 제어장치와 상기 지상 무선통신장치를 매개로 상기 철도차량의 차상 신호장치로 전송하는 중앙 관제장치를 포함하는, 철도차량용 무인운행시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차상 신호장치는
    상기 철도차량에 설치된 각종 장치들로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 수집하고 상기 중앙 관제장치로부터 전송받은 차량 제어명령에 따라 상기 철도차량의 운행을 제어하는 차량측 TCMS(Train Control & Monitoring System);
    상기 지상 무선통신장치와의 무선 통신을 위한 차량측 무선통신모듈; 및
    상기 차량측 TCMS와 직렬 통신 방식으로 인터페이스(interface)되어 있으며 상기 차량측 TCMS와 상기 중앙 관제장치와의 양방향 데이터 통신을 제어하는 차량측 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 무인운행시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 중앙 관제장치는
    상기 차량측 TCMS로부터 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보를 전송받고 상기 관제사에 의해 입력된 차량 제어명령을 상기 차량측 TCMS로 전송하여 상기 철도차량의 무인운행을 실시간 제어하기 위한 중앙 TCMS; 및
    상기 중앙 TCMS가 상기 차량측 TCMS로부터 전송받은 정보를 표시하고 상기 관제사가 상기 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면을 제공하는 관제사 인터페이스 화면부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 무인운행시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 관제사 인터페이스 화면부에는 차량정보표시용 인터페이스 화면과 제어명령입력용 인터페이스 화면이 표시되고,
    상기 차량정보표시용 인터페이스 화면에는 상기 중앙 TCMS가 상기 차량측 TCMS로부터 전송받은 상기 철도차량의 운행상태정보와 차량고장정보가 표시되고,
    상기 제어명령입력용 인터페이스 화면에는 상기 관제사가 상기 철도차량을 제어하기 위한 차량 제어명령을 입력하기 위한 인터페이스 화면이 표시되는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 무인운행 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차상 신호장치와 상기 중앙 관제장치는 무선주파수 통신기반 열차 제어(Radio Frequency-Communication Based Train Control, RF-CBTC) 시스템을 위해 구성된 DCS(Digital Cross connect System)망을 통해 무선 통신하는 것을 특징으로 하는, 철도차량용 무인운행시스템.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 철도차량용 무인운행시스템에 의해 무인 운행되는 것을 특징으로 하는, 철도차량.
KR1020120083620A 2012-07-31 2012-07-31 철도차량용 무인운행시스템 KR20140017157A (ko)

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