KR20140018693A - 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템 - Google Patents

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KR20140018693A
KR20140018693A KR1020120085226A KR20120085226A KR20140018693A KR 20140018693 A KR20140018693 A KR 20140018693A KR 1020120085226 A KR1020120085226 A KR 1020120085226A KR 20120085226 A KR20120085226 A KR 20120085226A KR 20140018693 A KR20140018693 A KR 20140018693A
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이기서
양동인
오세화
이창룡
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 열차의 전단과 후단에 각각 설치되는 RFID 리더와 레일의 하단에 설치되어 있는 침목에 부착된 RFID 태그를 이용하여 궤도회로를 형성하고 상기 궤도회로의 이동에 따라 열차의 위치 파악 및 정위치 정차 제어가 가능하도록 하며, 침목에 부착되는 RFID의 태그 정보를 이용하여 침목의 관리가 용이하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은, 레일을 지지하는 침목마다 부착되며 각각의 침목에 대한 고유정보를 포함하는 RFID 태그와; 열차의 전단과 후단에 각각 설치되며 각각의 침목에 부착된 상기 RFID 태그의 고유정보를 수신하는 전단 RFID 리더와 후단 RFID 리더; 및 상기 RFID 리더로부터 신호를 전송받아 열차의 속도 및 위치를 판단하고 열차의 구동을 제어할 수 있는 차상제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 궤도회로 열차제어시스템 {Train control system using hybrid track circuit}
본 발명은 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 전단과 후단에 각각 설치되는 RFID 리더와 레일의 하단에 설치되어 있는 침목에 부착된 RFID 태그를 이용하여 궤도회로를 형성하고 상기 궤도회로의 이동에 따라 열차의 위치 파악 및 정위치 정차 제어가 가능하도록 하며, 침목에 부착되는 RFID의 태그 정보를 이용하여 침목의 관리가 용이하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 대부분의 열차 제어시스템은 궤도회로 방식을 기본으로 하고 있다. 궤도회로는 레일을 일정 구역으로 분할하여 전기회로를 구성하고, 해당 구간에 열차가 존재하는지를 감지하는 방식으로서, 직류 또는 교류 궤도회로, 코드 궤도회로, 고전압임펄스 궤도회로, AF 궤도회로 또는 UM71 궤도회로 등 다양하게 이루어진다.
도5는 종래의 궤도회로를 나타내는 것으로서, 상기 종래 궤도회로는 일정한 간격을 갖는 궤도절연(2)을 열차가 주행하는 레일(1)에 사용하여 구성되는 전기회로이다. 열차가 레일(1)을 주행하면 전원(9)에서 공급되는 전류는 레일(1) → 차륜(4) → 차축(5) → 차륜(4) → 레일(1)의 루프를 순환하게 되는데, 이 경우 계전기(8)가 소호되어 R신호기(6)가 점등되어 열차가 궤도회로에 진입한 것을 감지하게 된다. 열차가 레일(1)을 점유하지 않는 경우, 전류의 흐름은 전원(9) → 레일(1) → 계전기(8) → 레일(1) → 전원(9)으로 이루어지게 되는데, 이때는 계전기(8)가 여자되어 G신호기(7)가 점등되어 열차가 궤도회로에 존재하지 않음을 감지하게 된다.
열차의 수송수요가 증대되고 있는 현재는 열차의 운행간격을 단축해야 하는 상황으로서, 열차의 운행간격 단축을 위해서는 상기 종래 궤도회로의 길이를 가능한 짧게 유지해야만 한다. 그러나, 궤도회로의 길이를 짧게 하게 되면, 궤도회로 관련 설비가 증가하게 되어 유지보수 비용이 증가하게 되고 신뢰도 또한 낮아지는 문제가 나타나게 된다. 또한 상기 종래 궤도회로 방식은 단순히 열차의 감지기능을 수행하는 것으로서, 레일 주변의 정보, 이를 테면 구배, 목적지 또는 다음역까지의 거리 등의 다양한 정보를 제시하기에는 한계가 있다. 또한 경전철의 경우에는 차륜이 종래 철제바퀴 외에 고무바퀴도 이용되고 있는 실정이어서, 상기 종래의 궤도회로 방식으로는 고무바퀴의 경전철의 이동여부를 감지하는 것은 불가능하게 된다.
상기 궤도회로 방식과 달리 열차의 위치를 결정한 후 해당 지점으로부터 열차의 최고 운행 속도에 따라 일정한 블록을 가상으로 구성하는 이동블록식 제어방식이 있다. 상기 방식은 고무바퀴를 갖는 경전철 또는 모노레일과 같이 레일을 통해 전기회로를 구성할 수 없는 곳에서도 사용할 수 있는 것으로서, 가상궤도회로를 소프트웨어로 구성하고 유도루프코일 또는 발리스 등을 이용하여 열차의 위치를 결정하게 된다. 그러나, 상기 방식은 다량의 궤도정보를 처리하는 데는 한계가 있는 것으로서, 많은 정보를 신속하고 정확하게 열차에 전송하고 처리하기에는 부족한 점이 있다.
또한 종래에는 운전자의 감각에만 의존하는 정위치 제어로 인해, 정위치 정차가 용이하지 않은 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 국내등록특허공보 제10-0462771호 (등록일자: 2004.12.10.)는 정차구간의 일부에 표시램프세트, 고정발진기, 센서를 복수 개 설치하고 신호 송수신을 통해 열차의 속도를 감속하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 상기 기술은 일정 거리별로 위치한 고정발진기와 센서를 설치해야 하며, 고정발진기가 위치한 곳에 다다를 때마다 열차의 속도 감소폭이 커지기 때문에, 열차의 승객이 받는 순간충격이 커지는 문제가 있다. 국내등록특허공보 제10-0756186호 (등록일자: 2007.8.30.) 의 경우, 지상신호제어부와 차상신호제어부와의 제어신호 송수신을 통해 열차를 정위치에 정차하도록 하는 것을 특징으로 하고 있으나, 지상신호제어부와 차상신호제어부가 각각 별도의 구성을 가진 상태에서 통신하는 등 구성이 복잡하여 유지보수비용이 증가할 수 있는 문제가 있고, 신호 송수신이 원활하지 않을 경우 정위치 정차가 불가능한 문제가 있다.
KR 10-0462771 B1 2004.12.10. KR 10-0756186 B1 2007.8.30.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면, 열차의 전단과 후단에 설치되는 RFID 리더와 침목에 부착되는 RFID 태그와의 무선 통신을 이용하여 궤도회로를 형성함으로써 바퀴의 종류에 무관하게 열차의 위치, 진행방향, 속도 등의 파악이 가능하도록 하며, 정차 RFID 태그와 RFID 리더와의 송수신을 통해 열차의 정위치 정차 제어가 가능하도록 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은, 레일을 지지하는 침목마다 부착되며 각각의 침목에 대한 고유정보를 포함하는 RFID 태그와; 열차의 전단과 후단에 각각 설치되며 각각의 침목에 부착된 상기 RFID 태그의 고유정보를 수신하는 전단 RFID 리더와 후단 RFID 리더; 및 상기 RFID 리더로부터 신호를 전송받아 열차의 속도 및 위치를 판단하고 열차의 구동을 제어할 수 있는 차상제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은 차상제어장치로부터 열차제어정보를 수신하여 타열차에 전송하며, 타열차의 상태를 수신받아 열차에 전송하는 관제센터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은 전단 RFID 리더, 후단 RFID 리더, 상기 전단 RFID 리더의 하방에 위치한 침목에 부착된 RFID 태그 및 상기 후단 RFID 리더의 하방에 위치한 침목에 부착된 RFID 태그에 의해 궤도회로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 하이브리드 궤도회로는 침목에 부착된 RFID 태그의 고유정보에 따라 각각 고유번호가 부여되며, 궤도회로의 상기 고유번호는 열차의 이동에 따라 차상제어장치에 의해 식별되며, 관제센터로 전송될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 하이브리드 궤도회로 시스템의 차상제어장치는 RFID 리더로부터 수신된 신호를 입력하고, 상기 수신된 신호를 관제센터로 전송하는 신호입출력모듈과; 상기 신호입출력모듈을 통해 입력된 신호 및 관제센터로부터 수신된 제어신호를 토대로 열차를 제어하는 프로세서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 하이브리드 궤도회로 시스템의 프로세서는 주제어부 및 백업제어부의 이중으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 하이브리드 궤도회로 시스템의 차상제어장치는 신호입출력모듈을 통해 입력되는 신호를 주제어부와 백업제어부로 분배하는 신호분배기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 열차의 전단과 후단에 설치되는 RFID 리더와 침목에 부착되는 RFID 태그와의 무선 통신을 통한 궤도회로를 이용하기 때문에, 바퀴의 재질에 무관하게 열차의 위치 파악 및 정위치 제어가 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 각 침목마다 부착된 RFID 태그에 지형, 구배, 환경, 위치 등의 다양한 정보를 저장하고 전송하는 것이 가능하고, 침목의 상태를 용이하게 관리하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 프로세서를 이중화하여 구현함으로써 주제어부가 액티브상태에서 운영 중 이상이 발생하는 경우, 백업제어부를 액티브화하여 구동하는 것이 가능하여 유사시 안전을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템이 구현되는 것을 나타내는 도면.
도2는 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템의 신호흐름을 나타내는 도면.
도3은 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템의 속도프로파일과 정위치 정차를 나타내는 도면.
도4는 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로가 상위제어장치와 연동될 수 있음을 나타내는 도면.
도5는 종래 궤도회로를 나타내는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템이 구현되는 것을 나타내는 도면으로서, 열차의 전단과 후단에 RFID 리더(10)가 형성되며 침목에는 RFID 태그(30, 40)가 형성되는 것을 보여주고 있다. 또한 열차의 전단 상부에는 안테나가 형성되어 있으며, 열차의 전단 일부에 차상제어장치(50)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 차상제어장치(50)는 관제센터(70)와 통신을 통해 신호를 송수신함으로써, 열차의 위치, 진행방향, 속도 등의 정보를 전송하며 전방 또는 후방의 다른 열차의 진행상태, 역사의 상황 등을 관제센터(70)로부터 수신하게 된다.
상기 도1의 경우 열차에 형성되는 RFID 리더(10)와 안테나가 분리된 형태를 예시하고 있으나, 상기 RFID 리더(10)와 안테나는 일체형으로도 구현될 수 있으며 또한 열차에 장착이 용이하도록 함으로써, 침목에 장착되는 RFID 태그와의 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 하게 된다. 본 발명에서는 고속으로 이동하는 열차의 인식을 위해, 안테나의 경우 송수신 겸용으로 사용하는 한 개의 안테나와 3개의 수신 전용 안테나로 구현되도록 함이 바람직하다. RFID 리더(10)는 RFID 태그의 신호를 수신하기 위한 안테나, 수신된 신호를 복조하는 수신부와 신호처리부를 통해 처리된 신호를 변조하여 전송하는 송신부, 수신된 신호를 처리하기 위한 신호처리부, 처리된 신호를 차상제어장치(50)로 전송하거나 차상제어장치(50)의 신호를 수신하는 통신인터페이스부 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 침목마다 고유의 식별정보를 갖는 RFID 태그를 부착하고, 차상의 RFID 리더와 상기 RFID 태그와의 통신을 통해 열차의 위치, 진행방향 및 속도가 파악되며, 정차시 정위치 제어가 가능한 것을 특징으로 하고 있다. 도1을 참조하면, 열차의 전단 및 후단의 하부에 형성된 RFID 리더(10)와 상기 RFID 리더(10)의 직하방에 위치하는 RFID 태그를 통해 하이브리드 궤도회로(HTC)가 형성됨을 알 수 있다.
레일의 침목은 일반적으로 600mm 간격으로 형성되게 되는데, 본 발명에 의하면 열차가 이동함에 따라 RFID 리더와 RFID 태그로 이루어지는 하이브리드 궤도회로(HTC)가 열차 진행방향으로 600mm씩 이동될 수 있다. 상기 하이브리드 궤도회로(HTC)는 RFID 태그가 갖는 고유정보에 따라 구별되어 이를테면 각각의 고유번호로 인식될 수 있으며, 인식된 고유번호가 열차의 진행방향에 따라 변동되는 것이 감지되어 관제센터(70)로 전송됨으로써 열차의 위치 및 진행상태 등이 파악될 수 있다. 일반적으로 열차의 속도는 열차의 차륜에 형성된 타코미터를 통해 인식가능하게 되나, 본 발명에서는 하이브리드 궤도회로의 이동속도를 측정하여 열차의 속도를 감지할 수 있다.
RFID 태그는 반도체 칩과 안테나를 내장한 초소형 장치로서, 본 발명에 의하면 침목마다 상기 RFID 태그를 부착하게 되는데, RFID 태그마다 고유의 번호를 부여하고 침목에 따른 개별정보, 이를테면 침목의 위치정보, 레일의 구배, 다음역까지의 거리 등 침목마다의 고유정보를 함께 내장함으로써 침목에 대한 관리도 함께 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 침목에 부착된 RFID 태그가 파손되는 등 이상상황이 발생하는 경우, 열차의 차상제어장치(50)를 통해 이를 감지하여 관제센터(70)에 전송함으로써 침목의 관리가 용이하게 이루어질 수 있다.
열차의 진행 중 RFID 태그가 RFID 리더의 수신범위 내에 들어오게 되면 태그를 활성화시키기 위한 신호가 RFID 리더로부터 RFID 태그로 전달되게 된다. 이때의 신호는 본 발명의 경우, 이를테면 900MHz 대역의 주파수가 이용될 수 있으며, RFID 리더의 활성화 신호에 따라 활성화된 RFID 태그의 고유정보가 상기 RFID 리더로 전송되게 된다.
본 발명에 의하면 열차가 진행되면서 RFID 리더와 태그와의 사이에 정보 송수신이 이루어지게 되는데, 열차의 전단의 RFID 리더, 상기 열차 전단의 RFID 리더와 송수신하는 침목의 RFID 태그, 열차의 후단의 RFID 리더 및 상기 열차 후단의 RFID 리더와 송수신하는 침목의 RFID 태그로 이루어지는 하이브리드 궤도회로가 형성되게 되며, 상기 하이브리드 궤도회로는 RFID 태그에 형성된 고유정보에 따라 각 궤도회로별 고유번호가 형성될 수 있다. 하이브리드 궤도회로는 열차의 차상제어장치(50)의 프로세서(53)를 통해 가상으로 형성되는 것으로서, 열차의 전장길이, 침목간 간격(예를 들면, 전술한 600mm), 침목마다 형성된 RFID 태그의 고유정보 등의 정보가 차상제어장치(50)에 입력되게 되면, 상기 프로세서(53)는 입력된 정보를 바탕으로 가상의 하이브리드 궤도회로를 형성하게 된다.
상기 하이브리드 궤도회로가 열차의 진행에 따라 이동하게 되면, 상기 프로세서(53)는 열차의 위치, 진행방향, 속도 등을 측정하여 해당 정보를 관제센터(70)로 전송하게 된다. 따라서, 각 궤도회로별 고유번호가 형성된 상태에서 열차의 진행에 따라 고유번호의 변화가 차상제어장치(50)를 통해 감지됨으로써, 열차의 위치, 진행방향 또는 열차의 속도를 정확하게 파악할 수 있게 된다.
열차의 진행 중 어느 하나의 RFID 태그가 RFID 리더에 의해 인식되지 못하는 경우, 궤도회로의 고유번호가 인식되지 않을 수 있는데, 이를 통해 해당 침목에 이상이 발생한 것을 알 수 있으며, 인식되지 않은 궤도회로의 고유번호가 차상제어장치(50)를 통해 감지되어 관제센터(70)로 전송됨으로써 신속한 조치가 가능하게 된다.
열차에 부착된 RFID 리더와 태그가 정보를 송수신하는 특성상, 열차에 부착된 상기 RFID 리더가 근접한 복수의 RFID 태그와 정보 송수신이 이루어질 수 있는데, 본 발명에 의하면, 정보 송수신의 신호강도가 가장 큰 RFID 태그를 이용하여 궤도회로를 구성하는 것으로 한다. 즉, RFID 리더로부터 수신되는 복수의 RFID 태그의 신호 중 신호강도가 가장 큰 신호를 출력하여 변복조함으로써 궤도회로를 형성하도록 하는데, 본 발명에서는 편의상 전단 및 후단의 RFID 리더와 상기 RFID 리더의 직하방에 위치하는 RFID 태그를 연결함으로써 하이브리드 궤도회로가 형성된 것을 보여주고 있다.
도2는 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템의 신호흐름을 나타내는 도면으로서, 침목에 부착된 RFID 태그(30, 40)의 고유정보가 열차의 전단 및 후단에 형성된 RFID 리더(10)로 무선 전송되게 되며, 상기 RFID 리더(10)는 수신된 신호를 차상제어장치(50)로 전송하게 된다. RDID 태그의 신호는 전단과 후단의 2개의 신호가 되며, RFID 리더(10)는 수신된 신호를 여과 및 복조하여 태그의 기본신호를 획득한 후, 신호처리부를 이용하여 상기 기본신호에 적당한 이득을 부가한 후 상기 차상제어장치(50)로 신호를 전송하게 된다.
본 발명의 차상제어장치(50)는 RFID 리더(10)로부터 수신된 신호를 입력하거나 상기 RFID 리더(10)로부터 수신된 신호를 관제센터(70)로 전송하는 신호입출력모듈(51), 상기 신호입출력모듈(51)을 통해 입력된 신호 및 관제센터(70)로부터 수신된 제어신호를 토대로 열차를 제어하는 프로세서(53)로 이루어질 수 있다. 상기 프로세서(53)는 본 발명의 하이브리드 궤도회로(HTC)의 고유번호를 판단하여 열차의 속도, 위치 또는 진행방향 등의 정보를 처리하여 관제센터(70)에 전송함으로써, 관제센터(70)가 수신된 상기 정보를 토대로 다른 열차에 열차의 상황을 전송하여 레일의 원활한 점유가 가능하도록 하게 한다. 또한 상기 프로세서(53)는 기존의 ATC/ATO/ATP/ATS 등의 상위 열차제어모듈(60)과 연동되도록 하여, 열차의 안전운행이 가능하도록 한다.
본 발명에서는 상기 프로세서(53)를 주제어부(54)와 백업제어부(55)로 이중화함으로써 열차 구동을 안전하게 제어하도록 한다. 즉, 주제어부(54)를 이용하여 신호처리를 기본적으로 수행하도록 하되, 상기 주제어부(54)에 이상이 발생하는 경우, 백업제어부(55)가 신호처리를 수행할 수 있도록 즉시 전환이 이루어지도록 함으로써 열차의 구동이 중단없이 안전하게 이루어질 수 있도록 한다. 상기 주제어부(54)와 백업제어부(55)는 제어상태의 동일성을 유지하기 위해 신호처리를 상호 공유할 수 있도록 하며, 이더넷 등 근거리통신방식을 이용하여 상호 신호 송수신이 원활하게 이루어질 수 있도록 하며, 신호입출력모듈(51)을 통해 수신된 신호를 신호분배기(52)를 통해 프로세서(53)의 주제어부(54) 및 백업제어부(55)로 각각 분배되어 전송되도록 한다.
도3은 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템의 속도프로파일과 정위치 정차를 나타내는 도면으로서, 열차가 정차구간에 진입하는 경우 RFID 리더(10)와 RFID 태그의 정보교환을 통해 열차가 정위치에 정차할 수 있음을 보여주고 있다. 침목에 부착되는 RFID 태그는 정차구간이 아닌 침목에 형성되는 주행 RFID 태그(30)와 정차구간에 형성되는 침목에 부착되는 정차 RFID 태그(40)로 구분될 수 있다.
도1 및 도3을 참조하면, 주행 RFID 태그(30)와 정차 RFID 태그(40)가 구분되어 표시된 것을 알 수 있으며, 정차 RFID 태그는 (40s)로부터 (40a)까지의 범위에 형성됨을 알 수 있다. 열차가 레일을 따라 진행 중 열차 전단부의 RFID 리더가 정차 RFID 태그(40s)를 지나며 궤도회로(HTC1)를 형성하게 되면, 차상제어장치(50)는 상기 궤도회로(HTC1)를 감지하여 열차의 속도를 감속하게 되며, 열차의 전단부에 형성된 RFID 리더가 정차 RFID 태그(40a)와 신호를 송수신하기까지 감속하여 안전한 정위치 정차가 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 정차 구간에 형성된 정차 RFID 태그 및 상기 정차 RFID 태그에 의해 형성되는 궤도회로에 대한 고유정보를 차상제어장치(50)가 보유하게 되며, 열차가 진행 중 정차 RFID 태그 및 상기 정차 RFID 태그에 의해 형성되는 궤도회로를 인식하게 되면 차상제어장치(50)는 정차구간에 걸쳐 감속하여 열차가 정위치에 정차할 수 있도록 한다. 도3을 참조하면, 열차가 진행 중 전단부의 RFID 리더(10)가 정차 RFID 태그(40s)와 정보를 송수신하며 궤도회로(HTC1)를 형성하게 되면, 차상제어장치(50)의 프로세서(53)는 이를 인식하여 열차를 감속하게 된다.
열차의 감속은 정차 RFID 태그 (40s)로부터 (40a)까지의 거리(d)에 걸쳐 이루어지게 되는데, 상기 프로세서(53)는 열차의 정차구간 진입속도(Vs)와 거리(d)를 계산하여 속도 프로파일을 형성한 후 상기 속도 프로파일에 따라 열차를 감속하여 정위치에 정차가 이루어질 수 있도록 한다. 열차는 정차구간 내에서 진행하며 궤도회로를 연속하여 형성하게 되는데, 상기 프로세서(53)는 열차의 진행에 따른 상기 궤도회로의 고유번호와 속도 프로파일을 연계하여 속도를 점차 감속하도록 제동장치를 제어함으로써 열차를 정위치 정차할 수 있도록 하게 된다.
본 발명의 상기 프로세서(53)는 미리 입력된 열차의 전장길이, 침목간 간격, 각 침목에 형성된 RFID 태그의 고유정보를 토대로 가상의 하이브리드 궤도회로를 형성할 수 있으며, 미리 입력된 각 정차역 별 정차구간의 길이를 토대로 열차의 정차구간 초기 진입속도에 따른 정차구간 내 속도프로파일을 자동으로 형성할 수 있는 프로그램을 내장하게 된다. 상기 프로그램의 구동에 의해 하이브리드 궤도회로가 형성되게 되며, 열차의 진행에 따라 상기 하이브리드 궤도회로가 이동되면서, 열차의 위치, 속도, 진행방향 등이 감지될 수 있게 된다. 열차가 정차구간에 진입하게 되면, 프로그램에 의해 형성되는 속도프로파일에 따라 열차가 감속되게 되는데, 프로그램에 의해 감지되는 하이브리드 궤도회로의 이동속도가 속도프로파일을 따라 감속되면서 정위치 정차가 가능하게 된다.
도4는 본 발명에 따른 하이브리드 궤도회로가 상위제어장치와 연동될 수 있음을 나타내는 도면으로서, 본 발명의 하이브리드 궤도회로가 열차의 정위치 정차, 제동, 무선통신 시스템과 연동되면서 열차 제어가 이루어질 수 있음을 보여주고 있다. 본 발명에 의한 하이브리드 궤도회로는 이미 상용화되어 있는 ATC/ATO/ATP/ATS 등의 상위제어모듈과 연계하게 되면, 열차의 운행, 제어, 정차가 보다 안전하게 이루어질 수 있게 된다. 본 발명에 의하면, 열차의 전단과 후단에 설치되는 RFID 리더와 침목에 부착되는 RFID 태그와의 무선 통신을 통한 궤도회로를 이용하기 때문에, 바퀴의 재질에 무관하게 열차의 위치 파악 및 정위치 제어가 가능하며, 각 침목마다 부착된 RFID 태그를 이용하여 침목의 상태를 관리하는 것이 가능하며, 또한 프로세서의 이중화를 통해 열차 구동의 안전을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
10: RFID 리더 20: 안테나
30: 주행 RFID 태그 40: 정차 RFID 태그
40s: 정차 시작지점 RFID 태그 40a: 정위치 정차지점 RFID 태그
50: 차상제어장치 51: 신호입출력모듈
52: 신호분배기 53: 프로세서
54: 주제어부 55: 백업제어부
60: 관제센터 70: 상위제어모듈

Claims (7)

  1. 레일을 지지하는 침목마다 부착되며 각각의 침목에 대한 고유정보를 포함하는 RFID 태그와;
    열차의 전단과 후단에 각각 설치되며 각각의 침목에 부착된 상기 RFID 태그의 고유정보를 수신하는 전단 RFID 리더와 후단 RFID 리더; 및
    상기 RFID 리더로부터 신호를 전송받아 열차의 속도 및 위치를 판단하고 열차의 구동을 제어할 수 있는 차상제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은 차상제어장치로부터 열차제어정보를 수신하여 타열차에 전송하며, 타열차의 상태를 수신받아 열차에 전송하는 관제센터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템은 전단 RFID 리더, 후단 RFID 리더, 상기 전단 RFID 리더의 하방에 위치한 침목에 부착된 RFID 태그 및 상기 후단 RFID 리더의 하방에 위치한 침목에 부착된 RFID 태그에 의해 궤도회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 궤도회로는 침목에 부착된 RFID 태그의 고유정보에 따라 각각 고유번호가 부여되며, 궤도회로의 상기 고유번호는 열차의 이동에 따라 차상제어장치에 의해 식별되며, 관제센터로 전송될 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차상제어장치는 RFID 리더로부터 수신된 신호를 입력하고, 상기 수신된 신호를 관제센터로 전송하는 신호입출력모듈과;
    상기 신호입출력모듈을 통해 입력된 신호 및 관제센터로부터 수신된 제어신호를 토대로 열차를 제어하는 프로세서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는 주제어부 및 백업제어부의 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차상제어장치는 신호입출력모듈을 통해 입력되는 신호를 주제어부와 백업제어부로 분배하는 신호분배기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 궤도회로 열차제어 시스템.

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