KR20150071992A - 단등형 3현시 led 신호기를 이용한 열차 제어 방법 및 장치 - Google Patents

단등형 3현시 led 신호기를 이용한 열차 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단등형 3현시 LED 신호기를 이용한 열차 제어 방법 및 장치가 개시되어 있다. 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기의 동작은 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되는 단계, 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기가 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되는 단계를 포함할 수 있되, 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED를 기반으로 구현되고 하나의 LED는 녹색 신호, 노란색 신호 및 붉은색 신호 중 하나의 신호로 표시되고, 녹색 신호는 진행 신호, 노란색 신호는 주의 신호, 붉은색 신호는 정지 신호를 의미할 수 있다.

Description

단등형 3현시 LED 신호기를 이용한 열차 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling train based on single light LED(light emitting diode) signal transmitter having three different lights}
본 발명은 열차 제어 방법에 관한 것으로써 보다 상세하게는 LED 신호를 기반으로 차량의 운행을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
우리나라 철도는 경인선이 1899년 개통 이후 현재에 이르기까지 경부선, 호남선, 장항선, 충북선 및 수도권 지역에서 여러 노선이 운행되고 있다. 철도 노선은 양적인 팽창뿐만 아니라 철도 노선을 운행함에 있어 많은 기술적 개선 및 서비스 개선이 있었고 현재도 계속되고 있다. 철도 시스템의 기술적 개선 및 서비스 개선을 위해서는 철도의 운영, 기술적 사항, 경제성, 비용 및 편익 측면 등을 다각도로 검토하여야 한다. 예를 들어, 철도 시스템 중 안전상 가장 중요한 부분 중 하나인 철도 신호 시스템을 구현하기 위해서도 다각도의 사항이 검토될 수 있다. 철도 신호 시스템은 시스템 기능 구현 측면에서부터 시스템 운영에 미치는 파급 효과가 크기 때문에 신호 시스템을 명확하고 오류가 없이 구현하는 것이 중요하다.
신호 시스템은 운전과 밀접한 관계가 있고 안전을 기본으로 하는 시스템이다. 신호 시스템은 안전, 정확, 신속이라는 목적을 기준으로 구현될 수 있다. 그러므로 신호 시스템은 고도의 안전성과 신뢰도를 요구한다. 즉, 어떠한 경우라도 신호 시스템 고장으로 인한 열차 사고가 발생해서는 안되고 안정적으로 동작하도록 구현되어야 한다. 또한 시스템 전체가 Fail-safe하게 동작하도록 구성되어야 한다. 또한, 신호 시스템의 유지 보수에 대한 비용을 줄일 필요가 있다.
본 발명의 제1 목적은 단등형 3현시 LED 신호기를 이용한 열차 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 열차 제어를 위한 단등형 3현시 LED 신호기를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기의 동작은 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되는 단계, 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 상기 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기가 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되는 단계를 포함할 수 있되, 상기 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED를 기반으로 구현되고 상기 하나의 LED는 녹색 신호, 노란색 신호 및 붉은색 신호 중 하나의 신호로 표시되고, 상기 녹색 신호는 진행 신호, 상기 노란색 신호는 상기 주의 신호, 상기 붉은색 신호는 상기 정지 신호를 의미할 수 있다. 단등형 3현시 LED신호기의 동작은 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단은 상기 열차의 이동 거리에 대한 정보를 기반으로 수행될 수 있다. 단등형 3현시 LED신호기의 동작은 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는 경우, 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 추가적으로 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 단등형 3현시 LED 신호기는 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 변경된 신호에 대한 정보인 변경 신호 정보를 LED 신호 제어부로 전송하도록 구현되고, 상기 LED 신호 제어부는 수신한 상기 변경 신호 정보와 상기 LED 신호 제어부가 예측한 예측 신호 정보를 비교하여 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 오류가 발생하였는지 여부를 판단하고 상기 오류가 발생한 경우 LED 등 정정 신호를 상기 단등형 3현시 LED 신호기로 전송하도록 구현될 수 있되, 상기 예측 신호 정보는 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 기반으로 예측된 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 신호일 수 있다. 단등형 3현시 LED 신호기의 동작은 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 상기 LED 등 정정 신호를 수신한 경우, 상기 LED 등 정정 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다. 단등형 3현시 LED 신호기의 동작은 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 상기 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 디폴트 신호 변경 신호를 수신한 경우, 상기 디폴트 LED 등 변경 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있되, 상기 디폴트 LED 등 변경 신호는 상기 열차의 속도를 기반으로 상기 열차의 속도가 임계값 이하인 경우, 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 미리 설정된 디폴트 신호 체계와 다른 신호 체계로 동작하도록 신호 체계를 변경하기 위한 신호일 수 있다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기 시스템으로서, 상기 단등형 3현시 LED 시스템은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되고, 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 상기 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기가 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되도록 구현될 수 있고, 상기 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED를 기반으로 구현되고 상기 하나의 LED는 녹색 신호, 노란색 신호 및 붉은색 신호 중 하나의 신호로 표시되고, 상기 녹색 신호는 진행 신호, 상기 노란색 신호는 상기 주의 신호, 상기 붉은색 신호는 상기 정지 신호를 의미할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단하도록 구현될 수 있고, 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단은 상기 열차의 이동 거리에 대한 정보를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는 경우, 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 추가적으로 요청하도록 구현될 수 있다. 상기 단등형 3현시 LED 신호기는 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 변경된 신호에 대한 정보인 변경 신호 정보를 LED 신호 제어부로 전송하도록 구현되고, 상기 LED 신호 제어부는 수신한 상기 변경 신호 정보와 상기 LED 신호 제어부가 예측한 예측 신호 정보를 비교하여 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 오류가 발생하였는지 여부를 판단하고 상기 오류가 발생한 경우 LED 등 정정 신호를 상기 단등형 3현시 LED 신호기로 전송하도록 구현될 수 있되, 상기 예측 신호 정보는 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 기반으로 예측된 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 신호일 수 있다. 상기 프로세서는 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 상기 LED 등 정정 신호를 수신한 경우, 상기 LED 등 정정 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하도록 구현될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 상기 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 디폴트 신호 변경 신호를 수신한 경우, 상기 디폴트 LED 등 변경 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하도록 구현될 수 있되, 상기 디폴트 LED 등 변경 신호는 상기 열차의 속도를 기반으로 상기 열차의 속도가 임계값 이하인 경우, 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 미리 설정된 디폴트 신호 체계와 다른 신호 체계로 동작하도록 신호 체계를 변경하기 위한 신호일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 단등형 LED 신호기를 이용한 열차 제어 방법 및 장치를 사용함으로써 철도용 단등형 3현시 LED 신호기는 기존의 3현시 신호기에 비해 하나의 LED 등을 사용하기 때문에 신호기에 사용되는 등의 수량을 1/3로 줄여 신호기에 사용되는 중량 및 면적을 절감하여 신호기를 구축하는 비용 및 신호기를 유지 보수하는 비용을 절감할 수 있다. 또한 기존 3현시 LED 신호기의 인접 등으로 인해 발생되는 간섭으로 인한 기관사 오인식 문제를 개선할 수 있어 기관사의 신호기에 대한 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선로에 설치된 단등형 3현시 LED 신호기를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED 신호기가 고장시 열차의 동작에 대해 개시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED 신호기를 제어하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열차에서 단등형 3현시 LED 신호기에서 생성되는 신호를 분석하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열차의 운행 경로 별로 신호 체계를 다르게 운영하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호기 제어부를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED 등을 기반으로 구현될 수 있다. 단등형 3현시 LED 신호기에 포함된 하나의 LED 등은 3개의 서로 다른 색의 등으로 발광될 수 있다. LED 등이 녹색(100)일 경우, 열차의 진행을 지시하고, LED 등이 노란색(120)일 경우, 열차의 주의를 지시하고, LED 등이 붉은색(140)일 경우, 열차의 정지를 지시할 수 있다.
단등형 3현시 LED 신호기는 열차의 위치 정보를 기반으로 색을 변경할 수 있다. 단등형 3현시 LED 신호기에서 표시되는 신호 정보를 변경하기 위한 선행 열차 위치 정보는 궤도 회로를 기반으로 획득될 수 있다. 후술하는 바와 같이 궤도 회로가 진행하는 열차의 차륜에 의해 단락이 되는 경우 단등형 3현시 LED 신호기는 붉은색(140)의 정지 신호(R 현시)를 표시할 수 있다. 하나의 단등형 3현시 LED 신호기가 붉은색(140)으로 표시되는 경우, 릴레이 연동에 의해 열차가 지나친 경로에 위치한 다른 신호기의 LED 등이 순차적으로 노란색(120)의 주의 신호(Y현시)와 녹색(100)의 진행 신호(G현시)로 표시될 수 있다. 예를 들어, 선로 변에 단등형 3현시 LED 신호기가 200m 간격으로 구현된 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, 붉은색(140)의 정지 신호(R현시)로 표시된 단등형 3현시 LED 신호기를 기준으로 이전 200m에 존재하는 단등형 3현지 LED 신호기는 노란색(120)의 주의 신호(Y 현시)로 표시되고, 이전 400m에 존재하는 단등형 3현지 LED 신호기는 녹색(100)의 주의 신호(G 현시)로 표시될 수 있다. 이러한 방법을 사용함으로서 선행 열차의 뒤를 따르는 열차는 진행 방향의 200m 앞, 400m 앞에 선행 열차가 존재하는지 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선로에 설치된 단등형 3현시 LED 신호기를 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 열차의 위치에 따른 제1 단등형 3현시 LED 신호기(200), 제2 단등형 3현시 LED 신호기(220), 제3 단등형 3현시 LED 신호기(240)의 동작에 대해 개시한다. 선로에 설치된 단등형 3현시 LED 신호기가 일정한 신호기의 간격을 가진다고 가정하면, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(220)는 제1 단등형 3현시 LED 신호기(200)의 이전에 신호기 간격만큼 이격된 곳에 위치한 신호기일 수 있다. 제3 단등형 3현시 LED 신호기(240)는 제2 단등형 3현시 LED 신호기(220)의 이전에 신호기 간격만큼 이격된 곳에 위치한 신호기일 수 있다.
도 2를 참조하면, 열차가 제1 단등형 3현시 LED 신호기(200)의 위치를 기준으로 특정한 위치에 진입하는 경우, 선로와 폐루프로 형성된 궤도 회로를 열차의 차축이 단락을 시킬 수 있다. 궤도 회로가 단락이 되면 제1 단등형 3현시 LED 신호기(200)는 정지 신호(붉은색 신호)으로 표시될 수 있다.
제1 단등형 3현시 LED 신호기(200)가 붉은색 신호로 표시되는 경우, 릴레이 연동에 의해 순차적으로 해당 열차의 진행 방향 이전에 위치한 제2 단등형 3현시 LED 신호기(220)는 주의 신호(노란색 신호)로 표시될 수 있다. 또한, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(220)의 이전에 위치한 제3 단등형 3현시 LED 신호기(240)는 진행 신호(녹색 신호)로 표시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED 신호기가 고장시 열차의 동작에 대해 개시한다.
도 3에서는 단등형 3현시 LED 신호기가 고장시 추가적인 판단을 통해 열차를 제어하는 방법에 대해 개시한다. 만약, 단등형 3현시 LED 신호기가 고장이 날 경우, 선행하는 열차의 위치에 대한 정보를 단등형 3현시 LED 신호기를 통해 제공할 수 없기 때문에 열차는 추가적인 방법을 사용하여 선행 열차에 대한 위치 판단을 수행할 필요가 있다.
우선, 제1 단등형 3현시 LED 신호기(310) 내지 제3 단등형 LED 신호기(330)가 선로에 구현되어 있고, 이 중에서 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)가 고장난 경우를 가정할 수 있다. 단등형 3현시 LED 신호기의 고장 여부는 단등형 3현시 LED 신호기에 구현된 발광 센서를 통해 현재 단등형 3현시 LED 신호기가 발광하는지 여부를 판단하여 수행될 수 있다.
이러한 경우, 열차는 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)의 주의 신호를 보지 못하고 바로 제3 단등형 3현시 LED 신호기(330)를 통해 정지 신호를 보게 될 가능성이 있다. 이러한 경우 선행하는 열차와의 간격을 유지하지 못할 수 있기 때문에 사고의 위험이 있다.
이러한 경우를 방지하기 위해 열차에 구현된 위치 센서 또는 속도 센서를 기반으로 현재 위치에서 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)에서 발생한 신호가 감지되지 않음을 판단하고 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)의 신호에 대해 예측할 수 있다.
예를 들어, 제1 열차(360)가 고정되어 있고, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)가 고장난 경우에 제1 열차(360)를 따라서 제2 열차(370)가 이동하는 경우를 가정할 수 있다.
이러한 경우, 제2 열차(370)는 제1 단등형 3현시 LED 신호기(310)에서 우선적으로 진행 신호를 획득하고 진행을 수행할 수 있다. 제2 열차(370)는 진행을 하면서 제1 단등형 3현시 LED 신호기(310)로부터 신호를 획득한 후 신호기 간격(200m) 후에 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)가 있음을 예측할 수 있다. 만약, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)가 고장이 난 경우, 제2 열차(370)는 해당 위치에서 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)로부터 신호를 획득할 수 없다. 제2 열차(370)는 제1 단등형 3현시 LED 신호기(310)로부터 신호를 획득한 후 200m 후에 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)로부터 신호를 획득하지 못한 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이러한 경우, 제2 열차(370)는 다양한 방법으로 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)의 신호에 대한 정보를 예측하거나 획득할 수 있다. 우선 제2 열차(370)는 단등형 3현시 LED 신호기를 관리하는 LED 신호기 제어부가 있는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기(320)로부터 신호를 획득하지 못하였음을 지시하는 정보 및 현재 제1 열차(360)의 위치에 대한 정보를 요청할 수 있다. 이러한 경우, LED 신호기 제어부는 제2 열차(370)를 선행하는 제1 열차(360)의 위치에 대한 정보를 제2 열차(370)로 전송할 수 있다. 또 다른 방법으로 제2 열차(370)는 제1 열차(360)로 현재 제1 열차(360)의 위치에 대한 정보를 요청하여 제1 열차(360)의 위치 정보를 획득할 수도 있다.
또 다른 고장으로 열차가 지나감에도 궤도 회로의 단락이 되지 않아서 릴레이 연동에 의해 단등형 3현시 LED 신호기의 신호가 변하지 않는 경우도 존재할 수 있다. 이러한 경우에도 열차가 신호를 오인하지 않도록 단등형 3현시 LED 신호기를 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단등형 3현시 LED 신호기를 제어하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 신호기 제어부(400)는 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호와 열차의 위치를 기반으로 현재 단등형 3현시 LED 신호기(450)에서 생성되는 신호가 정확한 신호인지 여부를 판단하는 방법에 대해 개시한다.
신호기 제어부(400)는 열차의 위치 정보와 단등형 3현시 LED 신호기(450)에서 생성된 신호에 대한 정보를 기반으로 단등형 3현시 LED 신호기(450)에 오류가 존재하는지 여부에 대한 정보를 판단할 수 있다.
신호기 제어부(400)는 예를 들어 현재 선로를 이동하는 열차의 위치를 기반으로 선로에 위치한 단등형 3현시 LED 신호기(450)에서 발생되는 신호를 예측할 수 있다. 신호기 제어부(400)가 예측한 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호를 예측 단등형 3현시 LED 신호(420)라는 용어로 정의한다. 신호기 제어부(400)에서는 단등형 3현시 LED 신호기(450)에서 현재 발생되는 신호 정보(410)와 예측 단등형 3현시 LED 신호(420)가 다른지 여부를 판단하여 현재 단등형 3현시 LED 신호기(450)가 오작동하지 않았는지 여부를 판단할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 제1 열차가 궤도 회로를 지나는 경우, 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호는 정지 신호로 바뀌게 된다. 신호가 변경되는 경우, 단등형 3현시 LED 신호기는 신호기 제어부(400)로 변경된 단등형 3현시 LED 신호에 대한 정보(410)를 전송할 수 있다. 신호기 제어부(400)는 단등형 3현시 LED 신호기(450)가 전송한 신호에 대한 정보(410)와 예측 단등형 3현시 LED 신호(420)를 비교하여 두 개의 신호가 서로 다른지 여부를 판단하여 변경된 단등형 3현시 LED 신호(410)에 오류가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 단등형 3현시 LED 신호기(450)가 변경한 신호에 오류가 존재하지 않는 경우, 단등형 3현시 LED 신호기(450)로 현재 변경된 신호가 맞는 신호라는 응답 신호를 전송할 수 있다.
반대로, 만약, 단등형 3현시 LED 신호기(450)가 변경한 신호에 오류가 존재하는 경우, 신호기 제어부(400)는 예측 단등형 3현시 LED 신호(420)가 맞는지 여부에 대해 추가적인 검증을 거치고, 예측 단등형 3현시 LED 신호(420)를 기반으로 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호를 변경할 것을 요청하는 LED 등 정정 요청 신호(430)를 단등형 3현시 LED 신호기로 전송할 수 있다. LED 등 정정 요청 신호(430)를 수신한 단등형 3현시 LED 신호기(450)는 수신한 신호를 기반으로 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호를 변경할 수 있다.
또한 추가적으로 신호기 제어부(400)는 현재 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호 체계가 오류가 존재할 수 있음을 지시하는 정보를 선로에서 운행 중인 열차로 전송하여 열차가 안전하게 운행될 수 있도록 지시할 수 있다. 예를 들어, 현재 단등형 3현시 LED 신호기(450)의 신호 체계가 오류가 존재할 수 있음을 지시하는 정보를 수신한 열차는 추가의 선행 열차 센싱 장치(예를 들어, 레이더)를 통해 선행 열차의 거리에 대한 정보를 획득하여 추가적으로 선행 열차의 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
이러한 방법을 사용함으로써 신호의 오류로 인한 열차 간의 사고를 막을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열차에서 단등형 3현시 LED 신호기에서 생성되는 신호를 분석하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5에서는 열차를 운행하는 운행자가 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생하는 신호를 보지 못한 경우 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생한 신호에 대한 정보를 운행자에게 전달하기 위한 방법에 대해 개시한다. 이러한 방법은 운행자가 신호를 보지 못한 경우에만 이루어질 수도 있으나, 운행자가 자신이 본 신호가 확실한지 여부를 다시 판단하기 위해 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 지속적인 영상 분석을 통해 운행자가 이전에 지나쳐간 단등형 3현시 LED 신호기의 신호에 대한 정보를 분석하여 디스플레이를 통해 열차의 운행자에게 전달할 수 있다.
도 5를 참조하면, 열차에 구비된 영상 촬상기를 통해 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생한 신호에 대한 분석을 수행하는 방법에 대해 개시한다.
예를 들어, 열차에 구비된 영상 촬상기가 촬영을 한 영상 정보를 기반으로 영상 정보 분석부(500)에서는 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생된 신호가 어떠한 신호인지 여부에 대해 판단할 수 있다.
예를 들어, 영상 정보 분석부(500)는 단등형 3현시 LED 신호기가 설치된 부분에 대한 영상 정보를 획득하여 단등형 3현시 LED 신호기가 발생하는 신호 부분에 해당하는 화소가 녹색, 노란색, 붉은색 중 어떠한 화소값을 가진 신호인지 여부에 대해 판단할 수 있다.
영상 정보 분석부(500)에서 분석한 화면 정보를 기반으로 운행자가 볼 수 있는 모니터로 현재 화소에 대한 정보를 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열차의 운행 경로 별로 신호 체계를 다르게 운영하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 실제 열차의 속도를 고려하여 신호 체계를 운영하는 방법에 대해 개시한다.
실제로 열차가 운행시 실제 운행 속도를 추가적으로 고려하여 신호 체계를 운영할 수도 있다. 예를 들어, 열차가 최고 속도로 운행하는 구간에서 단등형 3현시 LED 신호기가 설치된 200m의 간격은 열차가 빠르게 진행하는 구간일 수 있다. 하지만, 열차가 역에 정차 후 다음 역으로 이동할 경우, 200m의 구간은 열차가 빠르게 진행하는 구간이 아닐 수 있다. 따라서 이런 구간별 이동 속도를 고려하여 열차의 감속 여부를 나타내는 신호를 다르게 설정할 수 있다.
제1 열차(660)가 역에 정차 후 이동을 수행하여 제1 단등형 3현시 LED 신호기(610)의 신호가 변경된 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우 릴레이 연동에 의한 디폴트 값으로는 400m 전에 위치한 제3 단등형 3현시 LED 신호기(630)의 신호는 녹색 신호, 200m 전에 위치한 제2 단등형 3현시 LED 신호기(620)의 신호는 노란색 신호로 변경될 수 있다. 하지만, 위와 같이 제1 열차(660)가 역에 정차하였다가 이동하는 경우, 제1 단등형 3현시 LED 신호기(610)의 신호가 변경한 후에 이동 시간이 열차가 정차 후에 이동하는 시간이라 긴 시간을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제3 단등형 3현시 LED 신호기(630)의 신호 역시 녹색 신호가 아닌 노란색 신호(주의 신호)로 바꾸어 제1 열차(660)를 따라오는 다른 열차(670)가 제1 열차(660)의 이동을 고려하여 미리 속도를 줄이도록 구현할 수 있다.
이러한 방법을 수행하기 위해 현재 제1 단등형 3현시 LED 신호기의 신호(610)를 변경한 열차(660)의 속도를 산출하여 산출된 속도가 특정한 임계값 이하인 경우, 제1 단등형 3현시 LED 신호(610) 이전에 위치한 제2 단등형 3현시 LED 신호(620) 및 제3 단등형 3현시 LED 신호(630)의 색을 모두 주의 신호인 노란색 신호로 유지할 수 있다. 예를 들어, 10km/h의 속도를 임계값으로 설정하여 10km/h 이하의 속도로 이동하는 열차로 인해 제1 단등형 3현시 LED 신호(610)가 정지 신호로 변경된 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호(620) 및 제3 단등형 3현시 LED 신호(630)가 모두 주의 신호로 변경되도록 제어할 수 있다. 반대로 10km/h 초과의 속도로 이동하는 열차로 인해 제1 단등형 3현시 LED 신호(610)가 정지 신호로 변경된 경우, 디폴트값으로 제2 단등형 3현시 LED 신호(620)는 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호(630)는 진행 신호로 발광될 수 있다.
이러한 신호 제어 방법은 하나의 예시로서 현재 열차의 위치 정보, 열차의 속도 정보를 기반으로 릴레이 연동에 의한 디폴트 신호 변경과 다른 신호 변경 체계를 사용할 수 있다.
이러한 추가적인 제어를 위해 신호기 제어부가 구현될 수 있다. 신호기 제어부는 열차의 속도에 대한 정보를 획득할 수 있고, 이를 기반으로 디폴트 값이 아닌 신호기 동작이 수행되어야 할 경우, 별도의 제어 신호를 전송하여 신호기를 제어할 수 있다. 또한 전술한 도 1 내지 6에 개시된 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 시스템으로 구현되어 프로세서를 기반으로 시스템에 포함되는 단등형 3현시 LED 신호기의 동작을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호기 제어부를 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 신호기 제어부는 신호기 정보 수신부(700), 열차 위치 정보 수신부(710), 열차 속도 정보 수신부(720), 오류 판단부(730), 신호 제어부(740), 통신부(750), 프로세서(760)를 포함할 수 있다.
신호기 정보 수신부(700)는 현재 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생하는 신호에 대한 정보를 수집하기 위해 구현될 수 있다. 신호기 정보 수신부(700)에 의해 수신된 단등형 3현시 LED 신호에 대한 정보는 오류 판단부(730)로 전송될 수 있고, 오류 판단부(730)에서는 수신한 단등형 3현시 LED 신호를 기반으로 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생된 신호의 오류에 대해 판단할 수 있다.
열차 위치 정보 수신부(720)는 열차로부터 현재 열차의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. 열차 위치 정보 수신부(720)에서 수신된 열차의 위치에 대한 정보는 오류 판단부(730)로 전송될 수 있다. 열차의 위치에 대한 정보는 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생된 신호의 오류에 대해 판단하기 위해 사용될 수 있다.
열차 속도 정보 수신부(720)는 열차로부터 열차 속도에 대한 정보를 수신할 수 잇다. 열차 속도 정보 수신부(720)에서 수신된 열차의 속도에 대한 정보는 오류 판단부(730)로 전송될 수 있다. 열차의 속도에 대한 정보는 단등형 3현시 LED 신호기에서 발생된 신호의 오류에 대해 판단하기 위해 사용될 수 있다.
오류 판단부(730)는 신호기 정보 수신부(700)로부터 수신한 신호기의 신호 정보, 열차 위치 정보 수신부(710)로부터 수신한 열차 위치에 대한 정보, 열차 속도 정보 수신부(720)로부터 수신한 열차 속도에 대한 정보를 기반으로 현재 신호기가 오류가 존재하는지 여부에 대한 정보를 판단할 수 있다.
신호 제어부(740)는 오류 판단부(730)에 의해 오류라고 판단되는 경우, 또는 열차의 속도에 따라 단등형 3현시 LED 신호기가 디폴트 신호값이 아닌 다른 신호값으로 동작되어야 한다고 판단되는 경우 신호를 제어하기 위한 신호를 생성하기 위해 구현될 수 있다.
통신부(750)는 열차, 단등형 3현시 LED 신호기로 신호를 송신 및 수신하기 위해 구현될 수 있다.
프로세서(760)는 신호기 정보 수신부(700), 열차 위치 정보 수신부(710), 열차 속도 정보 수신부(720), 오류 판단부(730), 신호 제어부(740), 통신부(750)의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 단등형 3현시 LED(light emitting diode) 신호기 시스템으로서, 상기 단등형 3현시 LED 시스템은 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 열차의 궤도 구간 이동에 따라 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 정지 신호로 설정되고,
    상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기가 상기 정지 신호로 변경되는 경우, 제2 단등형 3현시 LED 신호기가 주의 신호, 제3 단등형 3현시 LED 신호기가 진행 신호를 가지도록 설정되도록 구현되고,
    상기 단등형 3현시 LED 신호기는 하나의 LED를 기반으로 구현되고 상기 하나의 LED는 녹색 신호, 노란색 신호 및 붉은색 신호 중 하나의 신호로 표시되고,
    상기 녹색 신호는 진행 신호, 상기 노란색 신호는 상기 주의 신호, 상기 붉은색 신호는 상기 정지 신호를 의미하는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단하도록 구현되고,
    상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는지 여부에 대해 판단은 상기 열차의 이동 거리에 대한 정보를 기반으로 수행되는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 단등형 3현시 신호기에 오류가 발생하거나 상기 단등형 3현시 신호기가 발광하지 않는 경우, 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 추가적으로 요청하도록 구현되는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단등형 3현시 LED 신호기는 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 변경된 신호에 대한 정보인 변경 신호 정보를 LED 신호 제어부로 전송하도록 구현되고,
    상기 LED 신호 제어부는 수신한 상기 변경 신호 정보와 상기 LED 신호 제어부가 예측한 예측 신호 정보를 비교하여 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 오류가 발생하였는지 여부를 판단하고 상기 오류가 발생한 경우 LED 등 정정 신호를 상기 단등형 3현시 LED 신호기로 전송하도록 구현되되,
    상기 예측 신호 정보는 상기 열차를 선행하여 진행하는 선행 열차의 위치 정보를 기반으로 예측된 상기 단등형 3현시 LED 신호기의 신호인 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 상기 LED 등 정정 신호를 수신한 경우, 상기 LED 등 정정 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하도록 구현되는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 단등형 3현시 LED 신호기, 상기 제2 단등형 3현시 LED 신호기 및 상기 제3 단등형 3현시 LED 신호기 중 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기가 디폴트 신호 변경 신호를 수신한 경우, 상기 디폴트 LED 등 변경 신호를 기반으로 상기 적어도 하나의 단등형 3현시 신호기에 표시되는 신호를 변경하도록 구현되는 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디폴트 LED 등 변경 신호는 상기 열차의 속도를 기반으로 상기 열차의 속도가 임계값 이하인 경우, 상기 단등형 3현시 LED 신호기에 미리 설정된 디폴트 신호 체계와 다른 신호 체계로 동작하도록 신호 체계를 변경하기 위한 신호인 단등형 3현시 LED 신호기 시스템.
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