KR20140061929A

KR20140061929A - 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법

Info

Publication number: KR20140061929A
Application number: KR1020120129145A
Authority: KR
Inventors: 이재안; 김동식
Original assignee: 현대로템 주식회사; 유진기공산업주식회사
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-22
Also published as: KR102074147B1

Abstract

본 발명은 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통신과 3선의 조합에 의해 제동지령을 제동장치에 전달하다가 통신이 차단된 경우 주간제어기의 핸들 위치에 따른 3선 신호의 조합으로 제동지령을 제동장치에 전달하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법은, 철도차량 운전중에 주간제어기에서의 TCMS를 통해 제동장치에 제동지령을 전달하는 통신지령과, 상기 주간제어기에서 3선 + MEB 신호선을 이용해 제동장치에 제동지령을 직접 전달하는 3선지령 + MEB모드지령을 수행하는 단계와, 상기 철도차량 운전이 구원운전 조건인지 아닌지 판단하는 단계와, 상기 구원운전 조건이 아닌 것으로 판단한 경우에 제동장치에서 상기 통신지령과 3선지령 + MEB모드지령 중 통신지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계, 및 상기 통신지령이 차단되는 경우 3선지령 + MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법 {RAILWAY VEHICLE'S BRAKING COMMAND DELIVERY AND TRACKING METHOD}

본 발명은 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통신과 3선의 조합에 의해 제동지령을 제동장치에 전달하다가 통신이 차단된 경우 주간제어기의 핸들 위치에 따른 3선 신호의 조합으로 제동지령을 제동장치에 전달하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량에는 열차의 안전을 확보하기 위한 기본적인 장비로서 제동장치가 구비된다.

또한, 안전운행 및 운전사의 과실에 따른 사고의 위험성을 줄이기 위해 자동열차제어(ATC: Auto Train Control) 장치와 자동열차정지(ATS: Auto Train Stop) 장치가 설치되기도 하고, 최근에는 전동차의 운행을 무인 운행이 가능하도록 하는 자동열차운전(ATO: Auto Train Operating) 장치가 설치되기도 한다.

또한, 열차종합제어장치(TCMS: Train Control Management System)가 구비되어 전동차 전반의 운행상태 파악을 위한 각종 신호정보 수집, 상태의 현시, 그 기록 및 저장을 담당한다.

상기 TCMS는 운전사의 제어대와 열차보안장치(ATC/ATO/TWC(Train To Wayside Communication)) 혹은 승객 서비스 장치, 견인 및 제동의 명령 전송 등 전동차의 모든 장치를 제어하고 감시한다.

이러한 TCMS를 이용해 제동장치에 제동지령을 전달하는 과정을 도 1을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 제동지령 전달시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이 종래 제동지령 전달시스템은 ATO 장치(10), 주간제어기(20), TCMS(30) 및 제동장치(40)를 포함하여 구성된다.

주간제어기(Master Controller)(20)는 운전사가 전동차를 전진, 후진, 또는 제동 등을 할 수 있도록 조작하기 위해 전동차의 운전실에 설치된 제어대에 구비된 것으로, 핸들의 위치에 따라 역행 및 제동을 판독하고 이것에 의하여 차량을 가속 또는 제동을 위한 기준으로 변환한다.

상기 주간제어기(20)는 가변저항기로 구성되며, 견인 위치에 따라 소정범위 범위의 전압(예를 들어 0~10V의 범위에서 전압)을, 열차를 견인하는 지령치로서, 출력한다.

ATO 장치(10)는 속도 프로파일 생성기와 추종 제어기를 구비하여, 속도 프로파일 생성기는 전동차의 성능 한계인 가속도와 승차감을 위한 '저크(Jerk) 한계'를 고려하여 속도 프로파일을 생성한다.

상기 추종 제어기는 전동차의 운행속도가 상기 속도 프로파일 생성기에서 발생한 속도 프로파일에 추종하도록 전동차의 운행을 제어하기 위한 견인력과 제동력의 지령을 발생한다.

상기 ATO 장치(10)의 내부에는 트랙 데이터베이스가 탑재되어 있고, 이 데이터베이스 내에 소위 속도 프로파일이라는 데이터 파일이 저장되어, ATO 장치(10)는 상기 속도 프로파일의 데이터를 참조하여 목표속도의 값을 서서히 증가시켜 TCMS(30)에 전송하므로, 실제 전동차의 운행속도가 목표속도의 값이나 지시속도의 값에 서서히 추종되도록 제어된다.

상용 제동시에 TCMS(30)는 ATO 장치(10) 또는 주간제어기(20)로부터 받은 제동지령을 통신지령에 의해 제동장치(40)로 전달하여 전동차를 정지시키기 위하여 사용되며, 이때 회생 제동과 공기 제동으로 구분 제어된다.

상기 TCMS(30)에서 통신지령에 의해 제동지령을 제동장치(40)에 전달하는 경우 여러 가지 사유로 인해 통신이 차단되면 제동지령이 제동장치(40)에 전달되지 않게 되고, 제동장치(40)의 제동체결이 불가능하여 비상제동 체결을 통해 열차를 정지시킨다.

이와 같이 철도차량에서 통신지령에 의해 제동지령 전달시 통신차단 고장인 경우를 감안하여, 종래에는 다른 전동차의 정상 영업운행을 위해 영업선로로부터 신속히 대피시키거나, 다음 역으로 차량을 긴급히 이동시킬 수 있도록 주간제어기(20)에서 직접 제동장치(40)로 제동신호를 전송하도록 구성되었다.

이를 위해 운전실에서 모드 스위치를 절환한 후 주간제어기(20)의 접점신호를 이용한 비상운전(EO: Emergency Operation) 모드 신호를 통하여 제동장치(40)에 제동신호를 전송하며, 상기 제동장치(40)는 이 제동신호를 수신하면 상용 제동에서 최대 제동인 상용최대제동(FSB: Full Service Brake)을 체결한다.

따라서 상기 철도차량이 일정속도 이하로 운행함으로써 영업선로로부터 대피시키거나 다음 역에 도착하기까지 많은 시간이 소요되고, 이는 같은 궤도를 운행하는 다수의 후속 열차에도 정시에 도착하도록 하는 정상영업에 지장을 주어 탑승객에게 불만을 제공하는 원인이 되는 문제점이 있었다.

한편, 선행특허문헌 공개번호 10-2010-0090228호에는 TCMS를 이용한 구원운전 제어방법에 관한 것이 개시되어 있다.

이 선행특허는 TCMS를 열차제어장치로 이용하는 전동차를 견인함에 있어, 상기 TCMS를 이용하여 견인모터카 또는 전동차에 의해 구원운전을 수행, 제어하는 방법을 제공함으로써, TCMS를 이용하는 전동차가 고장날 경우에 신속히 견인할 수 있도록 하는 TCMS를 이용한 구원운전 제어방법을 개시하고 있으나, 통신지령이 차단된 경우에는 여전히 제동지령을 제동장치에 내릴 수가 없어 상기한 문제는 여전히 존재하고 있었다.

공개번호 10-2010-0090228(2010년08월13일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제동지령을 통신지령과 3선지령의 조합에 의해 제동장치에 전달함으로써 열차 지령체계의 안전성 향상을 도모하고, 통신지령 차단시에도 철도차량의 정상적인 운행이 지속적으로 가능한 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법은 철도차량 운전중에 주간제어기에서의 TCMS를 통해 제동장치에 제동지령을 전달하는 통신지령과, 상기 주간제어기에서 3선 + MEB 신호선을 이용해 제동장치에 제동지령을 직접 전달하는 3선지령 + MEB모드지령을 수행하는 단계;

상기 철도차량 운전이 구원운전 조건인지 아닌지 판단하는 단계;

상기 구원운전 조건이 아닌 것으로 판단한 경우에 제동장치에서 상기 통신지령과 3선지령 + MEB모드지령 중 통신지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계; 및

상기 통신지령이 차단되는 경우 3선지령 + MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계;

를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 통신지령이 차단되는 경우 제동장치에서 통신지령을 지정시간 동안 유지하고, 지정시간이 경과한 후 3선지령 + MEB모드지령을 추종하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구원운전 조건으로 판단한 경우에 모드 스위치를 절환하는 단계;

상기 철도차량 운전이 비상운전 조건인지 아닌지 판단하는 단계;

상기 비상운전 조건으로 판단한 경우 MEB모드지령을 추종하여 비상제동을 체결하는 단계; 및

상기 비상운전 조건이 아니라고 판단한 경우 3선지령을 추종하여 비상제동을 체결하는 단계;

를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3선지령은 주간제어기의 핸들 위치에 맞추어 3선의 신호를 조합하여 제동장치에 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3선은 2비트의 출력신호를 갖는 선 3개로 이루어져 그 조합에 의해 8개의 신호를 제동장치에 출력하며, 제동장치에서는 상기 8개의 신호를 제동완해, 제동 1단 ~ 제동 7단으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 구원운전 조건은 제동장치 및 TCMS 기능은 정상 작동되나 추진 장치의 고장이 발생한 경우나, TCMS 고장조건인 경우로서, 구원운전 전압에 의해 구원운전 조건을 판단하는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면 제동지령을 통신지령과 3선지령의 조합에 의해 제동장치에 전달함으로써 열차 지령체계의 안전성 향상을 도모하고, 통신지령 차단시에도 철도차량의 정상적인 운행이 지속적으로 가능하다.

또한, 통신지령 차단시에도 3선지령에 의해 정상적인 운행이 가능하여 다른 열차도 정상 영업운행을 할 수 있고 이에 따라 열차 지연에 따른 고객 불만을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 제동지령 전달시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제동지령 전달시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제동지령 전달방법의 순서도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명에 따른 제동지령 전달시스템의 구성도이다.

ATO 장치(10), 주간제어기(20), TCMS(30), 제동장치(40) MEB 신호선(50) 및 3선(SB1,SB2,SB3)을 포함하여 구성된다.

상기 TCMS(30)에서 통신지령에 의해 제동지령을 제동장치(40)에 전달하는 경우 여러 가지 사유로 인해 통신이 차단되는 것을 대비하고, 통신지령 체계의 향상을 도모하기 위해 주간제어기(20)에서 제동지령을 제동장치(40)에 직접 전달할 수 있도록 MEB 신호선(50)과 3선(SB1,SB2,SB3)이 구비된다.

MEB 신호선(50)과 3선(SB1,SB2,SB3)은 통신이 차단되거나 구원운전 조건인 경우에 이용된다.

더 상세히 설명하면, 상기 MEB(Mascon Emergency Brake) 신호선(50)은 비상조건인 경우 비상제동 지령을 주간제어기(20)에서 제동장치(40)에 전달하기 위한 신호선이다.

상기 3선(SB1,SB2,SB3)은 통신이 차단되거나, 구원운전 조건과 비상운전 조건이 아닌 경우에 주간제어기(20)의 핸들 위치에 맞춘 3선 신호(전압)의 조합으로 제동지령을 제동장치(40)에 전달하고, 제동장치(40)는 3선 신호의 조합에 따라 서로 다른 다단의 제동체결을 수행한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제동지령 전달방법의 순서도이다.

철도차량 운전중에 제동지령을 위해 주간제어기(20)의 핸들을 조작하는 경우, 본 발명에 따르면 핸들의 위치에 따른 제동지령은 2가지 경로지령 즉, 통신지령과, 3선지령 + MEB모드지령이 제동장치(40)에 전달된다(S302).

여기서 통신지령은 주간제어기(20)에서 TCMS(30)를 통해 제동장치(40)에 전달하는 지령이고, 3선지령 + MEB모드지령은 주간제어기(20)에서 직접 3선(SB1,SB2,SB3) + MEB 신호선(50)을 이용해 제동장치(40)에 전달하는 지령이다.

이런 과정에서 철도차량 운전이 구원운전(Rescue Operation) 조건인지 아닌지 판단하여(S304) 구원운전 조건이 아닌 경우에 즉, 정상적인 운전상황에서 제동장치(40)는 통신지령과 3선지령 + MEB모드지령중 통신지령을 추종하여 제동을 체결한다(S306).

상기 구원운전 조건은 제동장치(40) 및 TCMS(30) 기능은 정상 작동되나 추진 장치의 고장이 발생한 경우나, TCMS(30) 고장조건인 경우로서, 구원운전 조건인지 아닌지는 구원운전 전압으로 판단한다.

예를 들어 구원운전 전압이 OV일 때는 구원운전 조건이고, 100V일 때는 구원운전 조건이 아니라고 판단한다.

제동장치(40)에서 통신지령을 추종하여 제동을 체결하다가 불미스러운 사고로 통신지령이 차단되면(S308), 정해진(설정된) 지정시간이 경과되었는지 확인하여(S310) 지정시간 동안에는 통신지령을 유지하여 그 통신지령에 따라 제동을 체결한다(S314).

이와 같이 통신지령을 지정시간 동안 유지하는 이유는 일시적으로 통신지령이 차단된 경우를 대비하기 위해서이다.

상기 설정된 지정시간(예를 들어 1초)이 경과된 후에는 3선지령 + MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결한다(S312).

아래의 표 1은 3선지령 + MEB모드지령에 의한 제동장치 인식표이다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 주간제어기(20)의 핸들 위치에 맞추어 3선(SB1,SB2,SB3)의 신호(전압)가 조합되고, 상기 제동장치(40)에서는 이 3선(SB1,SB2,SB3) 신호의 조합에 따라 제동 단수를 인식하여 제동을 체결한다.

결국, 3선(SB1,SB2,SB3)은 2비트(OV 또는 100V) 출력신호를 갖는 선 3개로 이루어져 그 조합에 의해 2³ 즉, 총 8개의 신호를 제동장치(40)에 출력하고, 제동장치(40)에서는 이 8개의 신호를 제동 완해, 제동 1단 ~ 제동 7단으로 인식한다.

그리고 주간제어기(20)의 핸들이 비상위치에 있으면 MEB 신호선(50)에 100V가 출력되고, 제동장치(40)에서는 이를 비상제동으로 인식하여 비상제동을 체결한다.

한편, S304단계에서 구원운전 조건인 경우 운전사는 이를 인지하여 모드 스위치를 절환하며(S320), 상기 제동장치(40)에서는 이후 철도차량 운전의 비상운전 조건 여부에 따라(S322) 3선지령이나(S326), MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결한다(S324).

상기 S322단계에서 비상운전 조건인지 여부는 MEB 신호선(50)을 통해 출력되는 전압에 따라 판단하는 바, 예를 들어 OV인 경우에는 비상운전 조건이 아니고, 100V인 경우에는 비상운전 조건이라고 판단한다.

상기 비상운전 조건이 아닌 경우 제동장치(40)는 3선지령을 추종하여 제동을 체결한다(S326).

이때에는 상기 표 1과 같이 주간제어기(20)의 핸들 위치에 맞추어 3선(SB1,SB2,SB3)의 신호(전압)가 조합되고, 상기 제동장치(40)에서는 이 3선(SB1,SB2,SB3) 신호의 조합에 따라 제동완화나 제동 단수를 인식하여 제동을 체결한다.

상기 비상운전 조건인 경우 제동장치(40)는 MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결한다(S324).

이와 같이 본 발명에 의하면, 통신지령 차단시 제동장치(40)에서 지정시간이 경과한 후 3선지령 + MEB모드지령에 따라 동작(제동체결)하여 운행속도를 유지하면서 열차를 운행할 수 있다.

또한, TCMS(30) 고장 조건을 운전사가 인지시에는 모드 스위치를 절환하여 3선지령이나 MEB모드지령에 따라 동작하며, 주간제어기(20)와 TCMS(30)간 Not Brake 신호가 차단되더라도 제동을 체결할 수 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.

110: ATO 장치 20: 주간제어기
30: TCMS 40: 제동장치
50: MEB 신호선 SB1,SB2,SB3: 3선

Claims

철도차량 운전중에 주간제어기에서의 TCMS(Train Control Management System)를 통해 제동장치에 제동지령을 전달하는 통신지령과, 상기 주간제어기에서 3선 + MEB(Mascon Emergency Brake) 신호선을 이용해 제동장치에 제동지령을 직접 전달하는 3선지령 + MEB모드지령을 수행하는 단계;
상기 철도차량 운전이 구원운전 조건인지 아닌지 판단하는 단계;
상기 구원운전 조건이 아닌 것으로 판단한 경우에 제동장치에서 상기 통신지령과 3선지령 + MEB모드지령 중 통신지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계; 및
상기 통신지령이 차단되는 경우 3선지령 + MEB모드지령을 추종하여 제동을 체결하는 단계;
를 포함하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.
제1항에 있어서,
상기 통신지령이 차단되는 경우 제동장치에서 통신지령을 지정시간 동안 유지하고, 지정시간이 경과한 후 3선지령 + MEB모드지령을 추종하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.
제1항에 있어서,
상기 구원운전 조건으로 판단한 경우에 모드 스위치를 절환하는 단계;
상기 철도차량 운전이 비상운전 조건인지 아닌지 판단하는 단계;
상기 비상운전 조건으로 판단한 경우 MEB모드지령을 추종하여 비상제동을 체결하는 단계; 및
상기 비상운전 조건이 아니라고 판단한 경우 3선지령을 추종하여 비상제동을 체결하는 단계;
를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 3선지령은 주간제어기의 핸들 위치에 맞추어 3선의 신호를 조합하여 제동장치에 전달하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.
제4항에 있어서,
상기 3선은 2비트의 출력신호를 갖는 선 3개로 이루어져 그 조합에 의해 8개의 신호를 제동장치에 출력하며, 제동장치에서는 상기 8개의 신호를 제동완해, 제동 1단 ~ 제동 7단으로 인식하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.
제1항에 있어서,
상기 구원운전 조건은 제동장치 및 TCMS 기능은 정상 작동되나 추진 장치의 고장이 발생한 경우나, TCMS 고장조건인 경우로서, 구원운전 전압에 의해 구원운전 조건을 판단하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 제동지령 전달 및 추종방법.