KR20150021213A - System For Positioning Point on Train Rail - Google Patents

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KR20150021213A KR20130098264A KR20130098264A KR20150021213A KR 20150021213 A KR20150021213 A KR 20150021213A KR 20130098264 A KR20130098264 A KR 20130098264A KR 20130098264 A KR20130098264 A KR 20130098264A KR 20150021213 A KR20150021213 A KR 20150021213A
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오세찬
김민수
윤용기
백종현
김용규
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한국철도기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a system for measuring the position of tag location of train rail. More particularly, the present invention relates to a train rail position measuring system (10) including a vehicle (11) having wheels (19, 21) for driving and braking and a separate pair of wheels (23, 24) not for driving and braking. The train rail position measuring system (10) comprises: a GPS receiving unit (15) for receiving GPS location information wirelessly from the outside; a pair of odometers (17, 18) for outputting the information about moving distance according to the number of rotations of the wheels, installed at each of the wheels (23, 24); and a control terminal (13) for receiving location measurement values from the GPS receiving unit (15) and the pair of odometers (17, 18) and for processing the received location measurement values by a certain algorithm to determine a specific location on the trail rail. The present invention selectively uses the GPS location measurement values and location measurement values of the pair of odometers, thereby accurately measuring the location value at a certain location on the trail rail at various environments. Therefore, a single measurement can acquire an accurate location value.

Description

열차 선로 위치 측정 시스템 {System For Positioning Point on Train Rail}[0001] The present invention relates to a system for positioning a train,

본 발명은 열차 선로 위치 측정 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 GPS 위치 측정값과 한 쌍의 오도미터(odometer)에 의한 위치 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선도 상의 특정 위치를 항상 정확하게 측정할 수 있어, 단 한 번의 측량으로도 정확한 위치값을 획득할 수 있도록 한 새로운 열차 선로 위치 측정 시스템에 관한 것이다The present invention relates to a railway line position measuring system, and more particularly, to a railway line position measuring system using a GPS position measurement value and an average value of a position measurement value by a pair of odometers in accordance with a predetermined threshold value, The present invention relates to a new train line position measuring system capable of always accurately measuring a specific position on a line that has been passed through and acquiring an accurate position value even in a single measurement

기존의 선로 회로 기반의 열차 제어 시스템을 적용한 노선의 경우 열차의 정밀한 위치데이터가 필요치 않으므로 많게는 수 미터의 오차를 가지는 매우 거친 선로 DB를 가진다. 최근 GPS를 이용한 측량을 널리 이용하지만 GPS는 터널 등과 같이 위성신호가 잡히지 않는 경우 사용이 불가하고 위성신호 감도가 좋지 않은 지역의 경우 측정오차가 발생할 수 있다는 단점을 가진다.In the case of a railway control system based on a conventional railway circuit, there is no need for precise position data of trains, and therefore, it has a very rough railway DB having a tolerance of several meters. Recently, GPS measurement is widely used, but GPS has disadvantages such that it can not be used when a satellite signal is not captured such as a tunnel, and a measurement error may occur in a region where satellite signal sensitivity is poor.

무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 선로 회로 기반의 열차 제어 시스템과는 달리 차상과 지상간 양방향 정보송수신을 통한 열차의 실시간 위치 보고와 부여받은 이동권한에 기반하여 열차 간격 제어를 수행한다. 이때 열차의 위치보고는 선로DB를 기반으로 설치되어 있는 지상자 즉 트랜스폰더 태그(또는 발리스)의 위치를 감지하는 것에 기초하여 이루어진다. 따라서 무선 통신 기반 열차 제어 시스템을 적용하기 위해서는 정확한 선로DB의 구성이 무엇보다 선행되어야 한다.In wireless communication based train control system, unlike train control system based on line circuit, real time location reporting of trains by transmitting and receiving bidirectional information between onboard and ground and train distance control based on granted movement authority is performed. At this time, the position report of the train is based on sensing the position of the box or transponder tag (or balis) installed on the line DB. Therefore, in order to apply the wireless communication-based train control system, the configuration of the accurate line DB should be preceded.

일반적으로 무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 역간 주행시 약 6.25m 이하의 열차 위치 계산 오차를 만족하여야 하며, 역사의 정위치 정차시 30cm이하의 정확도를 가져야 한다. 이와 같은 조건을 만족시키기 위해서는 우선적으로 선로DB의 오차가 수 센티미터 이하를 만족하여야 한다.Generally, in the case of a wireless communication based train control system, it is required to satisfy a train position calculation error of less than about 6.25m in case of traveling between stations. In order to satisfy such a condition, the error of the line DB must satisfy a few centimeters or less.

종래에 선로 상에서 위치를 측정하는 시스템에는 GPS를 이용하는 예(예컨대, 국내 등록특허 10-0683591, 2007년 2월 9일 등록) 또는 타코메타 또는 타코미터와 같은 차축이나 차륜의 회전수 측정을 이용하는 예(예컨대, 국내 등록특허 10-0862721, 2008년 10월 2일 등록; 국내 등록특허 10-1267925, 2012년 2월 23일 등록)가 알려져 있다. 이러한 기존의 방법으로 선로 DB를 측정하는 경우 짧게는 수십에서 길게는 수백 Km에 달하는 노선을 한번에 정확하게 측량하기에는 거의 불가능하다. 왜냐하면, GPS 측정값은 터널을 비롯하여 위성 신호를 제대로 받을 수 없는 장소에서는 위치측정용으로 사용이 불가능하다. 반면 타코미터와 같은 차축 회전수를 측정하는 장치는 주행 환경에 따라 크게 영향을 받지는 않지만 한번 발생된 주행오차는 초기화하지 않으면 없어지지 않고 계속해서 누적된다는 단점을 가진다.Conventionally, a system for measuring a position on a track includes an example using a GPS (for example, registered in Korean Patent Registration No. 10-0683591, Feb. 9, 2007) or an example using a tachometer or a tachometer, , Registered in domestic patent 10-0862721, registered on October 2, 2008, registered in domestic patent 10-1267925, registered on February 23, 2012). When measuring the line DB using this conventional method, it is almost impossible to accurately measure a line of several hundreds of kilometers to several hundreds of kilometers in a short time. Because GPS measurements can not be used for position measurements in tunnels and where they can not receive satellite signals properly. On the other hand, an apparatus for measuring the number of axles of rotation such as a tachometer is not greatly influenced by the driving environment, but has a disadvantage in that the running error generated once is cumulatively accumulated without disappearing unless it is initialized.

더 나아가, 이렇게 측정된 선로 DB를 기준으로 또다시 일정한 간격으로 열차 제어 시스템 지상자인 트랜스폰더 태그(또는 발리스)를 정밀하게 설치하기 위해 또다시 세부 측량이 이루어져야 하므로 막대한 시간과 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.Furthermore, since it is necessary to carry out a detailed survey to accurately install the transponder tag (or balis), which is the ground control of the train control system, at regular intervals based on the measured line DB, it takes a lot of time and money .

또한 무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 선로에 설치되는 열차 제어시스템 지상자(태그 또는 발리스)는 새로운 역이 추가되거나 선로 유지 보수 작업에 의해 추가변경의 소지가 있으므로 측량과 지상자의 위치 변경이 빈번하게 발생하게 되는 가능성이 존재한다. 따라서 단 한 번의 측량 작업으로 무선통신기반 열차제어시스템 선로 인프라 구축을 위한 열차 선로 위치 측정 시스템에 대한 절실한 요구가 존재한다.In the case of wireless communication-based train control systems, the train control system box (tag or balis) installed in the track is frequently changed due to the addition of a new station or additional modification by line maintenance work. There is a possibility that it occurs. Therefore, there is an urgent need for a railway line position measurement system for establishing a line infrastructure of a radio communication based train control system with a single surveying operation.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 GPS 위치 측정값과 한 쌍의 오도미터(odometer)의 위치 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선로 상의 특정 위치들의 위치값을 정확하게 측정할 수 있도록 하므로, 단 한 번의 측량으로도 원하는 정확도의 위치값을 확보할 수 있어 신속하고 용이하게 선로DB를 구축할 수 있도록 한 새로운 열차 선로 위치 측정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above and to provide various additional advantages, and in particular, to provide a GPS receiver and a GPS receiver, It is possible to precisely measure the position value of specific positions on the line disposed through various environments so that it is possible to secure a position value with a desired accuracy even by a single measurement, And to provide a new train line position measuring system capable of constructing a DB.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템에 의하여 달성된다.The above object is achieved by a railway line position measuring system provided according to the present invention.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템은, 선로(R) 상의 특정 위치를 측정하기 위하여 추진 및 제동용 차륜과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜을 구비하는 차량을 구비하는 열차 선로 위치 측정 시스템으로서, 외부로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 GPS 수신부와; 상기 한 쌍의 별도의 차륜 각각에 설치되어 상기 차륜의 회전에 따라 이동거리에 관한 정보를 출력하는 한 쌍의 오도미터와; 상기 GPS 수신부 및 상기 한 쌍의 오도미터로부터 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하는 제어단말을 포함하여 구성될 수 있다.The train line position measuring system provided according to an aspect of the present invention includes a propulsion and braking wheels for measuring a specific position on a line R and a vehicle having a pair of separate wheels that are not propelled and braked A GPS receiver for receiving GPS position information wirelessly from outside; A pair of odometers provided on each of the pair of separate wheels for outputting information on the travel distance in accordance with rotation of the wheel; And a control terminal for receiving a position measurement value from the GPS receiver and the pair of odometers and processing the received position measurement value by a predetermined algorithm to determine a position value of a specific position on the line .

일 실시예에 있어서, 상기 제어단말의 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하기 위한 소정의 알고리즘은: 특정 위치에서 상기 GPS 수신부로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신하고; 또한 상기 특정 위치에서 상기 한 쌍의 오도미터에 의한 위치 측정값을 수신한 후 이 두 개의 위치 측정값의 평균값을 계산하고; 수신된 상기 GPS 위치 측정값과 계산된 상기 평균값의 차이를 계산하며; 상기 차이가 소정 문턱값을 초과하는 경우에는 상기 평균값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 GPS 위치 측정값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하도록 하는 것일 수 있다.In one embodiment, a predetermined algorithm for determining a location value of a specific location on the line of the control terminal comprises: receiving GPS location measurements sent from the GPS receiver at a particular location; Calculating a mean value of the two position measurement values after receiving the position measurement value by the pair of odometers at the specific position; Calculate a difference between the received GPS position measurement and the calculated average value; Determining the position value of the specific position according to the average value when the difference exceeds a predetermined threshold value, and otherwise determining the position value of the specific position according to the GPS position measurement value.

그리고 다른 실시예에 있어서, 상기 제어 단말은 결정된 상기 특정 위치의 위치값을 시각적으로 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.In another embodiment, the control terminal may include a display for visually displaying a position value of the determined specific position.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 특히 GPS 위치측정값과 한 쌍의 오도미터 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선로 상의 특정 위치들의 위치값을 항상 정확하게 측정할 수 있으므로, 단 한 번의 측량으로도 정확한 선로 위치값들을 획득할 수 있도록 하는 등의 현저한 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, particularly by selectively using the GPS position measurement value and the average value of the pair of the odometer measurement values according to a predetermined threshold value, the position of specific positions on the line, Since the value can always be accurately measured, there is a remarkable effect such that accurate line position values can be obtained even by a single measurement.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템을 설명하기 위한 개략적인 측면도 및 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템에서 예시적인 제어단말의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템의 제어단말에서 특정 위치의 위치값을 산출하기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 개략적인 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view and plan view for explaining a railway line position measuring system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic block diagram for explaining the configuration of an exemplary control terminal in a train line position measuring system according to an embodiment of the present invention;
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and apparatus for measuring a position of a train line,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템(10)은, 선로(R) 상에서 운행하기 위하여 추진 및 제동용 차륜(19, 21)과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 구비하는 차량(11)에서, 선로(R) 상의 특정 위치들, 즉 특정 포인트(P1 또는 P2)들의 위치를 측정하기 위한 열차 선로 위치 측정 시스템이다.1, a railway line position measuring system 10 provided in accordance with an aspect of the present invention includes driving and braking wheels 19 and 21 for driving on a line R, In a vehicle 11 having a pair of separate wheels 23 and 24 that are not made, a train line position measurement for measuring the position of specific positions on the line R, System.

앞에서도 언급된 바와 같이, 현재 궤도회로기반의 선로 DB는 러프하게 구축되어있기 때문에 무선통신기반 열차제어를 위한 조건인 역간 주행의 경우 ±6.25m 이하의 열차위치 계산오차와, 역사의 정위치 정차시에는 경우 ±30cm 이하의 열차위치 계산오차를 만족하지 못한다. 따라서, 기존의 태그 위치를 정밀하게 다시 측정한다거나, 새로운 역이 추가된다거나, 선로 유지보수작업에 의해 변경된다거나 하여, 새로운 측량이 필요한 경우 정밀한 위치측정을 할 수 있는 측정 시스템이 필요하다.As mentioned above, since the track DB based on the present track circuit is roughly constructed, there is an error of calculating the position of the train of less than ± 6.25 m in the case of the inter-station traveling, which is a condition for the radio communication based train control, , The train position calculation error of ± 30 cm or less is not satisfied. Thus, there is a need for a measurement system that can precisely measure existing tag positions, add new stations, or change them by line maintenance operations, so that a new location can be precisely positioned.

이러한 필요에 부응하기 위하여, 본 발명에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템은, GPS 수신부와 오터미터가 탑재되어 있는 차량을 현재 태그가 설치되어 있는 곳 또는 태그를 설치하고자 하는 포인트까지 이동(동력운전 또는 수동)한 후, 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, GPS의 위치측정값과 좌우 오더미터의 평균값을 비교해서 그 차이가 문턱값보다 큰 경우는 좌우 오더미터의 평균값을 채택하는 한편 그 차이가 문턱값보다 작은 경우는 GPS의 위치측정값을 채택하여 태그의 위치값으로 결정하도록 한다. 그리고 이와 같은 방법으로 측정대상의 선로에 대하여 태그가 설치되어 있는 포인트나 태그를 설치할 예정인 포인트에 대해 모두 측정하고, 측정된 모든 태그 설치 포인트에 대한 정보를 DB화(선로 DB)화 하여 열차간 시격제어를 하는데 이용할 수 있도록 한다. 열차시격제어란 열차간 충돌이 없는 안전운행 범위내에서 선행열차와 후속열차간 간격을 좁게 제어할 수 있도록 함으로써 열차편수를 증가시켜 수송력을 증가시킬 수 있도록 하는 것이므로, 열차제어에 있어 중요한 것이다.In order to meet such a demand, a train line position measuring system according to the present invention is a system for measuring a position of a railroad track by moving a vehicle on which a GPS receiver and an electric meter are mounted to a point where a current tag is installed, , The position measurement value of the GPS and the average value of the left and right order meters are compared with each other. When the difference is larger than the threshold value, the average value of the left and right order meters is adopted, The GPS position measurement value is adopted to determine the position value of the tag. In this way, the point where the tag is installed or the point where the tag is to be installed is measured with respect to the line to be measured, and information on all measured tag installation points is converted into a DB (line DB) To be used for control. The train discharge control is important in train control because it allows narrowing the interval between the preceding train and the next train within the safety range without any collision between the trains, thereby increasing the number of trains and increasing the capacity.

도 1에 예시된 바와 같이, 포인트(P1, P2)는 태그가 설치되어 있거나 또는 태그를 설치할 예정인 선로 상의 특정 위치이다. 다시 말해서 포인트(P1, P2)는 예컨대 RFID와 같이 근거리 무선 통신을 이용하여 판독가능한 고유 식별정보를 포함하고 있는 전자식 표지 장치인 태그가 설치되어 있는 선로 상의 특정 위치일 수 있다. 또는 포인트(P1, P2)는 이러한 태그를 설치하고자 하는 선로 상의 특정 위치일 수 있다.As illustrated in Figure 1, points P1 and P2 are specific locations on the line where the tags are installed or where the tags are to be installed. In other words, the points P1 and P2 may be specific positions on a line on which tags are installed, which is an electronic labeling device that includes unique identification information readable using short-range wireless communication, such as RFID. Or points P1 and P2 may be specific locations on the line on which such tags are to be installed.

이와 같은 포인트(P1, P2)는 선로(R)의 폭 방향에서 중앙에 위치될 수 있으며, 선로(R)의 길이 방향에서 예컨대 2 ~ 200 m의 간격을 가지고 복수로 위치될 수 있다. 이러한 포인트(P1, P2)의 위치를 정확하게 측정한 데이터는 이를 기초로 하여 선로DB와 같은 데이터베이스를 구축할 수 있게 하며, 더 나아가 열차 간격 제어를 위하여 주행 중인 열차의 절대 위치를 측정하기 위한 기초자료로서도 사용될 수 있게 한다.These points P1 and P2 may be located at the center in the width direction of the line R and may be located in plural in the longitudinal direction of the line R with an interval of 2 to 200 m, for example. Data that accurately measure the position of these points (P1, P2) can be used to construct a database such as a line DB based on this data, and furthermore, a basic data for measuring the absolute position of a running train .

차량(11)은, 비록 도 1에서는 도시되어 있지 않으나, 연료나 전기 등으로 자동 운행될 수 있도록 추진 및 제동용 차륜(19, 21)을 구동하고 제동하기 위한 구동용 엔진 또는 모터와 연료 또는 배터리/전기공급부 등을 포함할 수 있으며, 운전자를 위한 운전실이나 객실도 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따라, 차량(11)은 선로의 특정 위치 측정을 위해 전용으로 구성된 측정 작업용 차량일 수도 있으며, 또는 승객 운송용 열차 차량일 수도 있다.The vehicle 11 is driven by a drive engine or motor for driving and braking the propulsion and braking wheels 19 and 21 so that the vehicle 11 can be automatically operated by fuel or electricity, / Electrical supply, etc., and may include a cab or cabin for the driver. For example, according to the present invention, the vehicle 11 may be a measurement work vehicle configured exclusively for measuring a specific position of the line, or a passenger transportation train vehicle.

이러한 차량(11)은 특히 추진 및 제동용 차륜(19, 21) 이외에 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 더 구비한다. 이것은, 이러한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)에 오도미터를 설치하는 경우, 추진이나 제동시에 발생하는 차륜의 슬립(Slip)에 의해 발생할 수 있는 측정오류를 감소시킬 수 있다는 장점을 제공할 수 있게 한다.The vehicle 11 further includes a pair of separate wheels 23, 24 other than the propulsion and braking wheels 19, 21, which are not propelled and braked. This provides the advantage that, when the odometer is installed on such a pair of separate wheels 23 and 24, measurement errors that may occur due to slippage of the wheel occurring at the time of propulsion or deceleration can be reduced I will.

또한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)이 차량(11)의 폭방향(즉, 도 1에서 화살표로 표시된 진행방향에 대해 수직인 방향)에서 차량(11)의 양측에 위치될 수 있으므로, 이러한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)에 설치된 한 쌍의 오도미터에서 측정된 위치값들의 평균값을 이용하는 경우, 곡선 주행시 차량(11)의 좌우 측의 주행거리가 서로 다름에 기인되는 위치오차를 감소시킬 수 있다는 장점이 제공될 수 있다.Since the pair of separate wheels 23 and 24 can be positioned on both sides of the vehicle 11 in the width direction of the vehicle 11 (i.e., the direction perpendicular to the traveling direction indicated by an arrow in Fig. 1) When the average value of the position values measured in the pair of odometers provided on the pair of separate wheels 23 and 24 is used, the position error caused by the difference in travel distance between the left and right sides of the vehicle 11 Can be reduced.

이렇게 평균값을 이용하는 것은, 중간에 대한 위치 값을 얻을 수 있게 하는데, 대부분의 지상자(예컨대, 태그)는 좌우 선로의 가운데 설치되기 때문에 곡선 주행시 한쪽 차륜에 설치된 오도미터만을 이용하여 위치를 측정하는 것 자체로 오차가 발생하게 된다. 따라서 양 측에 설치된 오도미터에 의한 측정값의 평균값을 이용하므로써 좌우 선로의 중간값을 활용하는 것은 오차를 감소시킬 수 있어 바람직하다. The use of the average value makes it possible to obtain a position value for the middle. Since most of the ground boxes (for example, tags) are installed in the middle of the left and right track, the position is measured using only the odometer installed on one wheel An error occurs by itself. Therefore, it is preferable to utilize the median value of the left and right lines by using the average value of the measured values by the odometer installed on both sides, because the error can be reduced.

본 발명에 따라, 도 1에 예시된 바와 같이, 열차 선로 위치 측정 시스템(10)은, 선로를 따라 주행가능한 차량(11) 상에 탑재된 GPS 수신부(15), 한 쌍의 오도미터(17, 18), 및 제어 단말(13)을 포함하여 구성될 수 있다.1, a train line position measuring system 10 includes a GPS receiving unit 15 mounted on a vehicle 11 capable of traveling along a track, a pair of odometers 17, 18, and a control terminal 13.

작업자는 차량(11)을 동력을 이용하여 또는 수동으로 위치측정을 하고자 하는 포인트(P1 또는 P2)에 위치시킨 후, 제어 단말(13)을 조작하여 위치 측정을 시작할 수 있다.The operator can place the vehicle 11 at the point (P1 or P2) where the position measurement is to be performed by using the power or manually, and then start the position measurement by operating the control terminal 13. [

GPS 수신부(15)는 외부로부터, 예컨대 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성으로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 것이다. GPS 수신부(15)는 수신된 GPS 위치정보를 이용하여 현재 차량이 정차하고 있는 포인트(P1 또는 P2)의 위치를 계산할 수 있고, 계산된 포인트의 위치를 GPS 위치 측정값으로서 출력할 수 있다. 출력된 GPS 위치 측정값은 무선 또는 유선으로 제어단말(13)로 전송될 수 있다.The GPS receiving unit 15 is for receiving GPS position information from the outside, for example, from a Global Positioning System (GPS) satellite. The GPS receiving unit 15 can calculate the position of the point (P1 or P2) at which the current vehicle is stopped using the received GPS position information and output the calculated position of the point as the GPS position measurement value. The output GPS position measurement value may be transmitted to the control terminal 13 wirelessly or by wire.

한 쌍의 오도미터(odometer)(17, 18)는, 차량(11)의 양 측부에 구비된, 추진 및 제동을 위한 것이 아닌, 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24) 각각에 설치된다. 오도미터는 설치되어 있는 차륜의 회전에 따라 펄스를 발생시킴으로써, 펄스의 수를 카운트하면 차륜의 회전수를 알 수 있고, 차륜 회전수에 기초하여 차량(11)의 위치 측정작업을 시작하기 위한 시작 위치에서부터 현재 측정을 하고 있는 특정 포인트까지의 이동거리를 알 수 있게 한다. 이러한 이동거리를 이용하여 한 쌍의 오도미터(17, 18)는 현재 측정을 하고 있는 특정 포인트의 위치를 계산할 수 있고, 계산된 태그의 위치를 오도미터 위치 측정값으로서 출력할 수 있다. 출력된 오도미터 위치 측정값은 무선 또는 유선으로 제어단말(13)로 전송될 수 있다.A pair of odometers 17 and 18 are provided on each of a pair of separate wheels 23 and 24 provided on both sides of the vehicle 11 and not for propulsion and braking. The odometer generates a pulse in accordance with the rotation of the installed wheel so that the number of rotations of the wheel can be known by counting the number of pulses and the start of starting the position measurement operation of the vehicle 11 based on the wheel rotation number This allows you to know the distance traveled from the location to the point you are currently measuring. Using this travel distance, the pair of odometers 17 and 18 can calculate the position of a specific point currently being measured, and output the position of the calculated tag as an odometer position measurement value. The output odometer position measurement value may be transmitted to the control terminal 13 wirelessly or by wire.

오도미터(17, 18)가 설치되는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)은 서로 축으로 연결되어 있는 것이 아니라 독립적으로 차량(11)에 부착되어 있으므로, 예컨대 곡선 주행시, 상대적으로 큰 원을 그리는 외부의 차륜은 더 빨리 회전하게 되며, 상대적으로 작은 원을 그리는 내부의 차륜은 덜 빨리 회전할 수 있다. 한 쌍의 오도미터(17, 18)는 이 경우 각각 독립적으로 이동거리를 계산할 수 있다.A pair of separate wheels 23 and 24 on which the odometers 17 and 18 are installed are not connected to each other by an axis but are attached to the vehicle 11 independently. The outer wheels that draw are spinning faster, and the wheels of the inner circle, which draws a relatively small circle, can rotate less quickly. In this case, the pair of odometers 17 and 18 can independently calculate the travel distance.

제어단말(13)은 GPS 수신부(15) 및 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 현재 포인트의 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 이 현재 포인트의 위치를 결정하는 유닛이다.The control terminal 13 receives the position measurement values of the current point from the GPS reception unit 15 and the pair of odometers 17 and 18 and processes the received position measurement value by a predetermined algorithm, As shown in FIG.

도 2에는 제어단말(13)의 좀 더 상세한 구성이 예시적으로 도시되어 있다. 도시된 예에서와 같이, 제어단말(13)은, GPS 측정값 수신부(131), 오도미터 측정값 수신부(132), 프로세서(133), 메모리(134), 입력부(135), 및 디스플레이(136)를 포함하여 구성될 수 있다.2, a more detailed configuration of the control terminal 13 is illustrated by way of example. As shown in the illustrated example, the control terminal 13 includes a GPS measurement value receiver 131, an odometer measurement value receiver 132, a processor 133, a memory 134, an input 135, and a display 136 ). ≪ / RTI >

GPS 측정값 수신부(131)는 GPS 수신부(15)로부터 출력된 GPS 위치 측정값을 수신하는 부분이다. 오도미터 측정값 수신부(132)는 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 각각 오도미터 위치 측정값을 수신하는 부분이다.The GPS measurement value reception unit 131 is a unit for receiving the GPS position measurement value output from the GPS reception unit 15. The odometer measurement value receiving unit 132 receives the odometer position measurement values from the pair of odometers 17 and 18, respectively.

프로세서(133)는, 선로 상의 특정 포인트의 위치를 결정하기 위하여, GPS 측정값 수신부(131) 및 오도미터 측정값 수신부(132)에서 수신된 정보를 소정의 알고리즘에 따라 계산함으로써, 특정 포인트의 위치값을 계산할 수 있다. 이 소정의 알고리즘은 도 3을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명한다.The processor 133 calculates information received from the GPS measurement value reception unit 131 and the odometer measurement value reception unit 132 according to a predetermined algorithm to determine the position of a specific point on the line, The value can be calculated. This predetermined algorithm is described in more detail below with reference to FIG.

메모리(134)는 프로세서(133)가 동작하는 소정의 알고리즘을 포함할 수 있고, 수신한 정보 및 수신한 정보를 처리하여 산출한 정보를 저장할 수 있다The memory 134 may include a predetermined algorithm in which the processor 133 operates and may store information received and information processed by processing the received information

입력부(135)는 사용자 또는 운전자가 프로세서(133)에게, 예컨대 현재 포인트의 위치값을 결정하기 위한 측정 및 계산 동작을 수행할 것 및/또는 그 결과를 출력할 것 등을 명령을 입력하기 위한 터치패널, 키보드, 마우스 등의 입력장치일 수 있다.The input unit 135 may be configured to allow a user or a driver to input a command to the processor 133 to input a command such as to perform measurement and calculation operations to determine the position value of the current point and / A keyboard, a mouse, and the like.

디스플레이(136)는 제어 단말(13)의 동작에 따라 결정된 특정 포인트의 위치값을 사용자나 운전자에게 시각적으로 표시하는 장치이다.The display 136 is a device for visually displaying a position value of a specific point determined by the operation of the control terminal 13 to a user or a driver.

이제 도 3을 참조하여, 제어단말(13)의 위치를 결정하기 위한 소정의 알고리즘의 일 예를 설명한다.Referring now to Figure 3, an example of a predetermined algorithm for determining the location of the controlling terminal 13 will be described.

제어 단말(13)은 선로 상의 특정 포인트의 위치값으로서 GPS 수신부(15)로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신(31)할 수 있다.The control terminal 13 can receive (31) the GPS position measurement value transmitted from the GPS receiver 15 as the position value of the specific point on the line.

이와 동시에, 제어 단말(13)은 이 특정 포인트에 대한 또 다른 하나의 위치값으로서, 한 쌍의 오도미터(odometer)에 의해 측정된 위치 측정값을 수신하고 수신된 두 개의 오도미터 위치 측정값의 평균값을 계산(32)할 수 있다.At the same time, the control terminal 13 receives, as yet another position value for this particular point, the position measurement measured by a pair of odometers and the position of the two received odometer position measurements The average value can be calculated (32).

이후, 제어 단말(13)은, 수신된 GPS 위치 측정값과 계산된 오도미터 위치 측정값들의 평균값의 차이를 계산(33)할 수 있다. 이 차이는 절대값으로서 취해지는 것이 바람직하다.The control terminal 13 may then calculate 33 the difference between the received GPS position measurements and the average of the calculated odometer position measurements. This difference is preferably taken as an absolute value.

이후 제어 단말(13)은 절대값으로서 취해진 차이가 소정 문턱값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있다(34). 그 결과 초과하는 경우(도 3에서, 예)에는, GPS 위치 측정값의 오차가 너무 심하다는 의미이므로 GPS 위치 측정값을 버리고 오도미터에 의한 위치 측정값을 취한다. 즉 오도미터 측정 위치값의 평균값에 따라 현재 포인트의 위치값을 결정한다(35). 이에 반하여 그렇지 않은 경우(도 3에서, '아니오')에는 GPS 위치 측정값에 따라 현재 포인트의 위치값을 결정할 수 있다(36).The control terminal 13 may then check 34 whether the difference taken as an absolute value exceeds a predetermined threshold value. If the result is exceeded (YES in Fig. 3), it means that the error of the GPS position measurement value is too much, so the GPS position measurement value is discarded and the position measurement value by the odometer is taken. That is, the position value of the current point is determined according to the average value of the odometer measurement position value (35). On the other hand, if not (No in FIG. 3), the position value of the current point can be determined according to the GPS position measurement value (36).

이후 제어 단말(13)은 결정된 위치값을 디스플레이(136)에 시각적으로 표현하도록 출력하거나, 메모리(134)에 저장하도록 출력하거나, 또는 비록 도시되어 있지는 않지만 외부 장치로 무선 또는 유선으로 전송하기 위해 통신 신호로 변환될 수 있도록 출력할 수 있다(37).The control terminal 13 then outputs the determined position value to a visual representation on the display 136 or outputs it to the memory 134 for storage or to communicate wirelessly or wired to an external device Signal to be converted into a signal (37).

상술한 바와 같은 구성의 본 발명은, 특히 무선 통신 기반 열차 제어 시스템 환경에서 선로의 DB 구성과 지상자의 설치를 위한 고정밀 자동화 선로 위치 측정 시스템으로서 적용가능하다.The present invention having the above-described configuration can be applied particularly as a high-precision automated line position measurement system for establishing a DB of a line and installing a ground in a wireless communication-based train control system environment.

일반적으로 GPS로부터의 입력 값은 주행 환경에 따라 크게 영향을 받게 된다. 즉, 터널을 비롯하여 위성 신호를 제대로 받을 수 없는 장소에서는 위치측정용으로 사용이 불가능하다. 반면 오도미터는 주행 환경에 따라 크게 영향을 받지는 않지만 한번 발생된 주행오차는 초기화하지 않으면 없어지지 않고 계속해서 누적된다는 단점을 가진다. 본 발명에 따라, 이러한 GPS의 단점을 오도미터에 의해 보완하고, 오도미터의 단점을 GPS에 의해 보완하는 열차 선로 위치 측정 시스템이 제안될 수 있다.In general, the input value from GPS is greatly influenced by the driving environment. In other words, it can not be used for location measurement in places where it can not receive satellite signals properly including tunnels. On the other hand, the odometer is not greatly influenced by the driving environment, but has a disadvantage in that the running error generated once is accumulated without being lost unless it is initialized. According to the present invention, a train line position measurement system that complements the disadvantage of GPS with an odometer and complements the disadvantage of the odometer with GPS can be proposed.

즉, GPS의 위치 측정값과 좌우 오도미터의 위치 측정값들의 평균값을 비교해서 그 차이가 소정 문턱 값(Threshold) 보다 큰 경우 GPS의 측정환경에 의한 오차로 인식하여 차량의 현재 위치값으로서 좌우 오도미터의 위치 측정값들의 평균값을 이용한다. 이때 평균값은 곧 선로 중간 지점에 대한 위치 값을 의미한다. 만약 GPS의 위치 측정값과 좌우 오도미터의 위치 측정값의 평균값의 차이가 문턱 값보다 작은 경우에는 GPS의 위치측정 값을 이용한다.That is, when the position measurement value of the GPS is compared with the average value of the position measurement values of the left and right odometer, if the difference is larger than a predetermined threshold value, it is recognized as an error by the GPS measurement environment, Use the average of the position measurements of the meter. In this case, the average value means the position value with respect to the midpoint of the line. If the difference between the GPS position value and the average value of the position measurement of the left and right odometer is smaller than the threshold value, the GPS position measurement value is used.

이와 같이, 본 발명은 무선통신기반 열차제어시스템에서 요구되는 정확도를 만족하기 위한 고정밀 위치측정 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존의 측정방법의 측정오차와 그로 인한 재측정에 따른 막대한 시간과 비용 문제를 해결하기 위해 GPS 뿐만 아니라 오도미터를 이용한다는 특징을 제공한다. 즉, GPS 위성 수신환경이 열악한 경우 오도미터를 이용하여 위치계산을 수행하고, 양호한 경우 GPS 측량 값을 이용한다. 이를 통해 단 한 번의 측량으로 무선통신기반 열차제어시스템에서 요구하는 선로 DB의 정밀도를 얻을 수 있다는 장점을 가진다.As described above, the present invention proposes a high-precision position measurement system for meeting the accuracy required in a wireless communication-based train control system. The proposed system provides the feature of using the odometer as well as the GPS to solve the measurement error of the existing measurement method and the huge time and cost problem due to the remeasurement. That is, when the reception environment of the GPS satellite is poor, the position calculation is performed using an odometer, and in the case where the GPS satellite reception environment is good, the GPS measurement value is used. This makes it possible to obtain the line DB accuracy required by a wireless communication-based train control system with a single measurement.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. Therefore, it should be pointed out that the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, but should be construed according to the appended claims.

Claims (3)

선로(R) 상의 특정 위치를 측정하기 위하여 추진 및 제동용 차륜(19, 21)과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 구비하는 차량(11)을 구비하는 열차 선로 위치 측정 시스템(10)으로서,
외부로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 GPS 수신부(15)와;
상기 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24) 각각에 설치되어 상기 차륜의 회전에 따라 이동거리에 관한 정보를 출력하는 한 쌍의 오도미터(odometer)(17, 18)와;
상기 GPS 수신부(15) 및 상기 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하는 제어단말(13)을
포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.(11) having wheels (19, 21) for propulsion and braking and a pair of separate wheels (23, 24) for which propulsion and braking are not performed for measuring a specific position on the line A train line position measurement system (10) comprising:
A GPS receiving unit (15) for receiving GPS position information from the outside wirelessly;
A pair of odometers (17, 18) provided on each of the pair of separate wheels (23, 24) for outputting information on the travel distance in accordance with the rotation of the wheel;
Receives a position measurement value from the GPS receiver 15 and the pair of odometers 17 and 18 and processes the received position measurement value by a predetermined algorithm to determine a position value of a specific position on the line The control terminal 13
Wherein the position of the train track is measured by the position measuring device. 청구항 1에 있어서, 상기 제어단말(13)의 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하기 위한 소정의 알고리즘은:
상기 특정 위치에서 상기 GPS 수신부(15)로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신하고;
상기 특정 위치에서서 상기 한 쌍의 오도미터에 의한 위치 측정값을 수신한 후 이 두 개의 위치 측정값의 평균값을 계산하고;
수신된 상기 GPS 위치 측정값과 계산된 상기 평균값의 차이를 계산하며;
상기 차이가 소정 문턱값을 초과하는 경우에는 상기 평균값에 따라 수신된 고유 식별정보에 의해 식별되는 상기 특정 위치의 위치값을 결정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 GPS 위치 측정값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하도록 하는
것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.The method according to claim 1, wherein the predetermined algorithm for determining a position value of a specific position on the line of the control terminal (13)
Receiving GPS position measurements transmitted from the GPS receiver (15) at the specific location;
Calculating a mean value of the two position measurements after receiving the position measurement by the pair of odometers at the specific location;
Calculate a difference between the received GPS position measurement and the calculated average value;
If the difference exceeds a predetermined threshold, determine a position value of the specific position identified by the received unique identification information according to the average value, and if not, determine a position of the specific position To determine the value
Wherein the train line position measuring system comprises: 청구항 1에 있어서, 상기 제어 단말(13)은 결정된 상기 특정 위치의 위치값을 시각적으로 표시하는 디스플레이(136)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.The system according to claim 1, wherein the control terminal (13) comprises a display (136) for visually displaying a determined position value of the specific position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102053533B1 (en) * 2018-05-31 2019-12-06 주식회사 에스지엠 Control system for golf cart and control method therefor

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