KR20170001387A - Control system of platform screen door - Google Patents

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KR20170001387A
KR20170001387A KR1020150091312A KR20150091312A KR20170001387A KR 20170001387 A KR20170001387 A KR 20170001387A KR 1020150091312 A KR1020150091312 A KR 1020150091312A KR 20150091312 A KR20150091312 A KR 20150091312A KR 20170001387 A KR20170001387 A KR 20170001387A
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정연호
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부경대학교 산학협력단
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B61B1/02General arrangement of stations and platforms including protection devices for the passengers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D25/00Window arrangements peculiar to rail vehicles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F1/00Construction of station or like platforms or refuge islands or like islands in traffic areas, e.g. intersection or filling-station islands; Kerbs specially adapted for islands in traffic areas

Abstract

The present invention relates a control system for a platform screen door (PSD), comprising: an on-board control device part, a ground control device part, and a PSD integrated control panel. The on-board control device part comprises: an on-board signaling device that generates data on door opening and closing information; an on-board control unit (MCU) that receives the data on door opening and closing information from the on-board signaling device and modulates the data, thereby generating a visible-ray signal; and a transmitting part that transmits the visible-ray signal to the ground. The ground control device part comprises a receiving part being installed on the ground and receiving a visible-ray signal from the on-board control device part. The PSD integrated control panel controls opening and closing of the PSD by using the visible-ray signal. Accordingly, the present invention provides a control system for a PSD using a visible-ray communications technology for eliminating possibility that a potential error occurs in the control system for PSD caused by mutual interference of radio waves.

Description

플랫폼 스크린 도어 제어 시스템{CONTROL SYSTEM OF PLATFORM SCREEN DOOR}{CONTROL SYSTEM OF PLATFORM SCREEN DOOR}

본 발명은 가시광 통신을 이용한 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a platform screen door control system using visible light communication.

도시철도 역사 및 터널에는 전동차 운행 및 승객의 안전한 수송을 위해 차량, 전기, 신호, 통신, 기계설비 등의 시스템이 설치되어 있다. 이중, 통신시스템은 지하라는 특수한 공간의 특성상 다양한 전파 환경의 존재 하에서 이루어지고 있다.The city railroad history and tunnels are equipped with systems such as vehicles, electricity, signaling, communication, and machinery for the transport of trains and the safe transport of passengers. Of these, the communication system is performed in the presence of various radio environments due to the special characteristics of the underground space.

그러나, 도시철도 환경에서 운용되는 시스템 중 플랫폼 안전문 장치인 플랫폼 스크린 도어(Platform Screen Door; 이하, "PSD"라 칭함)를 위한 무선제어장치는 할당받은 고유 주파수가 없어, 현재 ISM 대역(Industrial Scientific Medical band)을 사용하고 있다. 또한, 도시철도 운영을 위한 시설 중 이동 무선 통화 장치인 전동차 무선 설비를 제외하고는 고유 주파수를 할당받지 못하여 ISM 대역의 주파수를 활용하는 시스템이 대부분이다. 따라서, ISM 대역의 무선 통신은 신뢰성이 낮고, 이에 따라, 도시철도 운영 시스템은 취약한 전파 환경에 의한 상호 간섭으로 시스템의 오류 발생 확률을 상시 내재하고 있다. 이는 도시철도를 이용하는 시민의 안전에 바로 직결되는 심각한 문제점을 가지고 있다.However, among the systems operated in an urban railroad environment, a radio control device for a platform screen door (hereinafter referred to as "PSD"), which is a platform security device, does not have an assigned natural frequency, Medical band). In addition, most of the facilities that utilize the frequency of the ISM band are not allocated to the natural frequencies except for the radio equipment of the train, which is a mobile radio communication device. Therefore, wireless communication in the ISM band is low in reliability, and therefore the urban railway operating system always has a probability of occurrence of a system error due to mutual interference caused by a weak radio wave environment. This has serious problems directly connected with the safety of citizens using urban railways.

본 발명은 전파의 상호 간섭에 의한 스크린 도어 제어 시스템의 잠재적 오류 발생 가능성을 해소하고, 스크린 도어의 안정적인 제어가 가능한, 가시광 통신 기술을 이용한 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a platform screen door control system using visible light communication technology capable of solving the possibility of potential error of a screen door control system due to mutual interference of radio waves and capable of stable control of a screen door.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템은, 출입문 개폐 정보 데이터를 생성하는 차상 신호 장치, 상기 차상 신호 장치로부터 출입문 개폐 정보 데이터를 수신하고 상기 출입문 개폐 정보 데이터를 변조하여 가시광 신호를 생성하는 차상 제어 유닛(MCU), 상기 가시광 신호를 지상 측으로 송신하는 송신부를 포함하는 차상 제어 장치부; 지상 측에 설치되고, 상기 차상 제어 장치부로부터 가시광 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 지상 제어 장치부; 및 상기 가시광 신호를 이용하여 플랫폼 스크린 도어(PSD)의 개폐를 제어하는 PSD 종합 제어반;을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a platform screen door control system including: an onboard signaling device for generating doorway opening and closing information data; a control unit for receiving doorway opening and closing information data from the onboard signaling device, An on-vehicle control unit (MCU) for generating a visible light signal, and a transmitter for transmitting the visible light signal to the ground side; A terrestrial control unit provided on the ground side and including a receiver for receiving a visible light signal from the on-board control unit; And a PSD integrated control panel for controlling the opening and closing of the platform screen door (PSD) using the visible light signal.

또한, 상기 차상 제어 장치부의 송신부는 적어도 하나의 LED를 포함하고, 상기 지상 제어 장치부의 수신부는 적어도 하나의 포토 다이오드(PD)를 포함한다.In addition, the transmitter of the on-board control unit includes at least one LED, and the receiver of the terrestrial control unit includes at least one photodiode (PD).

또한, 상기 LED는 상기 전동차의 운행 방향을 따라 소정 간격으로 배열되고, 상기 포토 다이오드는 상기 LED에 대응되도록 배열될 수 있다.In addition, the LEDs may be arranged at predetermined intervals along the traveling direction of the electric vehicle, and the photodiodes may be arranged to correspond to the LEDs.

또한, 상기 지상 제어 장치부는 광 필터를 더 포함할 수 있다.The terrestrial control unit may further include an optical filter.

또한, 상기 광 필터는 편광 필터 또는 컬러 필터가 될 수 있다.The optical filter may be a polarizing filter or a color filter.

또한, 상기 송신부 및 상기 수신부 중 적어도 하나에 광학 렌즈가 장착될 수 있다.In addition, the optical lens may be mounted on at least one of the transmitting unit and the receiving unit.

또한, 상기 차상 제어 장치부의 차상 제어 유닛(MCU)과 송신부 사이에 LED 드라이버를 배치할 수 있다.Further, an LED driver can be disposed between the vehicle-mounted control unit (MCU) of the on-board control device and the transmitter.

또한, 상기 출입문 개폐 정보 데이터는, 전동차 고유 번호(TI) 및 좌 출입문 개방(TLO), 좌 출입문 폐쇄(TLC), 우 출입문 개방(TRO), 우 출입문 폐쇄(TRC)의 메시지(MSG)를 포함하는 프레임 구조로 되어 있고, 상기 차상 제어 장치부는 복수의 LED를 이용하여 상기 프레임 구조를 가시광 신호로 구현할 수 있다.The door opening / closing information data includes a train master number (TI), a left and right door opening (TLO), a left door closing (TLC), a right door opening (TRO) and a right door closing (TRC) And the on-board control unit may implement the frame structure as a visible light signal by using a plurality of LEDs.

본 발명의 실시예에 따른 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템에 따르면, 가시광 통신(VLC)을 이용하기 때문에, 무선통신을 위한 주파수의 할당 문제가 없어, 기존의 RF주파수를 사용하는 통신과의 전파 간섭 내지 혼선의 우려가 없다는 장점이 있다.According to the platform screen door control system according to the embodiment of the present invention, because of the use of the visible light communication (VLC), there is no problem of frequency allocation for wireless communication and interference with radio waves, There is no fear of the possibility of the problem.

또한, 가시광 통신은 가시광이 미치는 곳에서만 데이터 전송이 가능하기 때문에 뛰어난 신뢰성 및 보안성을 제공할 수 있다. In addition, since visible light communication can transmit data only where visible light is present, excellent reliability and security can be provided.

또한, 무선통신에 취약한 지하 터널의 구조적 환경에서 특히 사용하기에 용이한 장점이 있다.In addition, there is an advantage that it is particularly easy to use in a structural environment of an underground tunnel vulnerable to wireless communication.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PSD 제어 시스템의 무선 통신의 개념을 도시화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PSD 제어 시스템을 구성하는 차상 제어 장치부 및 지상 제어 장치부의 구성 및 이들 사이의 가시광 통신(VLC)을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신부(LED) 및 수신부(PD)의 배열 구조를 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a concept of wireless communication in a PSD control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an on-vehicle control unit and a ground control unit constituting a PSD control system according to an embodiment of the present invention, and visible light communication (VLC) therebetween.
3 is a diagram illustrating an array structure of a transmitter (LED) and a receiver (PD) according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unnecessary. The terms described below are defined in consideration of the structure, role and function of the present invention, and may be changed according to the intention of the user, the intention of the operator, or the custom.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, It is only defined by the scope of the claims. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

명세서 전체에서, 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.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도시철도 환경에서 PSD 장치의 출입문 제어는 전동차의 정차, 출발, 속도 제어 등을 담당하는 신호 장치와 인터페이스하는 방법, 별도의 무선 장치로 차상과 지상간 통신으로 출입문을 제어하는 방식이 있다. 국내에 PSD 도입이 활성화된 것은 불과 10여년 전으로써, 기존 신호시스템은 PSD 제어를 고려하지 않은 경우가 대부분이며, 비용상의 이점이 있어 무선통신 방식의 PSD 제어장치가 다수 운용되고 있다.In the urban railway environment, the gate control of the PSD device includes a method of interfacing with a signal device responsible for stopping, starting, and controlling the speed of a train, and a method of controlling a door by a separate wireless device. It is only about 10 years ago that PSD introduction was activated in Korea. Most of the existing signal systems do not consider PSD control, and there are many PSD control devices of wireless communication type because of cost advantage.

무선통신방식 제어는 전동차의 PSD 차상 제어 장치의 명령을 역사 PSD 종합 제어반으로 신호를 전달하여 승강장 스크린 도어를 직접 제어하며, 무선 주파수는 2.4GHz 또는 430MHz대의 주파수를 사용한다. PSD 차상 제어 장치는 상행, 하행 각각의 전동차 정차 정위치의 스크린 도어 내부 패널에 장착된다.The wireless communication method control directly controls the landing screen door by transmitting the command of the PSD onboard control device of the train to the history PSD comprehensive control panel, and the radio frequency uses the frequency of 2.4GHz or 430MHz band. The PSD on-board controller is mounted on the inner panel of the screen door at the stationary position of each of the ascending and descending trains.

이와 같은 종래 기술과 비교하여, 본 발명은 전파 간섭이 없는 가시광 통신(VLC)을 이용한 플랫폼 스크린 도어의 제어 시스템을 제안한다. Compared with such conventional technology, the present invention proposes a control system of a platform screen door using visible light communication (VLC) without radio wave interference.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하며, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PSD 제어 시스템의 무선 통신의 개념을 도시화한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PSD 제어 시스템을 구성하는 차상 제어 장치부 및 지상 제어 장치부의 구성 및 이들 사이의 가시광 통신(VLC)을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a concept of wireless communication of a PSD control system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a vehicle control unit and a ground control unit constituting a PSD control system according to an embodiment of the present invention. And visible light communication (VLC) between them.

송신측인 차상 제어 장치부(100)는, 출입문 개폐 정보 데이터를 생성하는 차상 신호 장치(110), 상기 차상 신호 장치(110)로부터 출입문 개폐 정보 데이터를 수신하고 상기 출입문 개폐 정보 데이터를 변조하여 가시광 신호를 생성하는 차상 제어 유닛(MCU; 120), 상기 가시광 신호를 지상 측으로 송신하는 송신부(130)를 포함한다. 차상 제어 장치부(100)에서는 전동차(10)의 차상 신호 장치(110)의 출입문 제어 라인을 연결하여 자동 열림을 구현할 수 있도록 하였다. 또한, 수동 스위치와 연결하여 전동차 운전자의 조작에 의해 제어될 수 있도록 구성하였다. 차상 신호 장치(110)에서 만들어진 데이터는 출입문의 열림 및 닫힘 정보, 좌측 및 우측 출입문의 개폐 여부에 관한 정보, 차량의 편성 정보를 포함한다. 이러한 데이터는 시리얼 통신으로 연결되어 있는 차상 제어 유닛(MCU; 120)으로 전송된다. 차상 제어 유닛(MCU; 120)에서는 전송받은 상술한 데이터를 가시광 신호로 변조한다. 예컨대, 차상 제어 유닛(MCU; 120)에서는 온-오프 키잉(On-Off Keying; OOK) 변조를 이용하여 송신부(130)인 LED를 온-오프함으로써, LED 가시광 신호를 만들어 전송하도록 구성할 수 있다. 이때, 차상 제어 장치부의 차상 제어 유닛(MCU)과 송신부 사이에 LED 드라이버를 배치하고, 이 LED 드라이버(LED Driver; 140)를 사용하여, LED의 밝기 조정 및 안정적인 제어를 수행할 수 있다.The onboard controller unit 100, which is a transmitting side, includes a car signaling apparatus 110 for generating doorway opening / closing information data, a control unit for receiving doorway opening / closing information data from the onboard signaling apparatus 110, modulating the doorway opening / An on-vehicle control unit (MCU) 120 for generating a signal, and a transmitter 130 for transmitting the visible light signal to the ground side. The onboard controller 100 connects the door control line of the onboard signaling device 110 of the electric vehicle 10 so that automatic opening can be realized. Also, it is configured to be controlled by the operation of the train driver by connecting with the manual switch. The data created by the onboard signaling device 110 includes information on the opening and closing of the doors, information on opening and closing of the left and right doors, and information on the arrangement of the vehicle. This data is transmitted to an on-vehicle control unit (MCU) 120 connected by serial communication. The on-vehicle control unit (MCU) 120 modulates the transmitted data into a visible light signal. For example, the on-board control unit (MCU) 120 may be configured to transmit and generate an LED visible light signal by turning on / off the LED as the transmitter 130 using On-Off Keying (OOK) modulation . At this time, an LED driver is disposed between the on-board control unit (MCU) of the on-vehicle control unit and the transmitter, and the brightness of the LED and stable control of the LED can be performed using the LED driver (140).

한편, 수신측인 지상 제어 장치부(200)는, 지상 측에 설치되고, 상기 차상 제어 장치부(100)로부터 가시광 신호를 수신하는 수신부(210)를 포함한다. 또한, 지상 제어 장치부(200)는 광 필터(230)를 더 포함할 수 있다. 지상 제어 장치부(200)에서는 상술한 광 필터(230)를 이용하여 가시광 신호(LED 신호)와 잡음이 섞인 신호로부터 잡음을 걸러내고, 빛의 세기에 따라 전압이 달라지는 특성을 가진 포토 다이오드(Photo Diode; PD)를 이용하여 가시광 신호를 수신한 후 지상 제어 유닛(MCU; 220)으로 전달한다.On the other hand, the terrestrial control unit 200 on the receiving side includes a receiving unit 210 provided on the ground side and receiving a visible light signal from the on-board control device 100. In addition, the terrestrial control unit 200 may further include an optical filter 230. The terrestrial control unit 200 filters out noise from visible light signals (LED signals) and noise mixed signals by using the optical filter 230 described above, and generates a photodiode Diode (PD), and transmits the visible light signal to the ground control unit (MCU) 220.

한편, PSD 종합 제어반(300)은 지상 제어 유닛(MCU; 220)으로부터 수신한 가시광 신호를 이용하여 플랫폼 스크린 도어(PSD)의 개폐를 제어한다. 즉, PSD 종합 제어반(300)에서는 지상 제어 유닛(MCU; 220)으로부터 받은 신호를 복조하여, PSD 종합 제어반(300)으로 출입문 제어 정보를 송신하고, PSD 상태 정보를 수신하여 표시장치(PSD 상태 표시기; 400)로 전송한다.On the other hand, the PSD integrated control panel 300 controls the opening and closing of the platform screen door PSD using the visible light signal received from the ground control unit (MCU) 220. That is, in the PSD integrated control panel 300, the signal received from the ground control unit (MCU) 220 is demodulated, the door control information is transmitted to the PSD integrated control panel 300, the PSD status information is received, 400 < / RTI >

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 출입문 개폐 정보 데이터는, 전동차 고유 번호(TI) 및 좌 출입문 개방(TLO), 좌 출입문 폐쇄(TLC), 우 출입문 개방(TRO), 우 출입문 폐쇄(TRC)의 메시지(MSG)를 포함하는 프레임 구조로 되어 있고, 차상 제어 장치부(100)는 복수의 LED를 이용하여 프레임 구조를 가시광 신호로 구현한다.According to an embodiment of the present invention, the door opening / closing information data includes at least one of a train identification number (TI), a left and right door opening (TLO), a left door closing (TLC), a right door opening (TRO), a right door closing , And the onboard control unit 100 implements the frame structure as a visible light signal by using a plurality of LEDs.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 PSD 제어 시스템은, 기존의 PSD와의 호환성을 위하여, 기존의 데이터 전송 방식인 프레임 구조를 그대로 적용하며, 다만, 가시광 신호(LED 신호)를 이용하여 데이터 전송 방식을 구현한다. 이때, 기존의 프레임 구조, 즉 데이터 포맷은 실제 PSD 시스템에서 사용하는 것과 유사하게 [표 1]과 같이 구성할 수 있다. Specifically, the PSD control system according to an embodiment of the present invention applies the frame structure of the existing data transmission method as it is for compatibility with the existing PSD, but transmits data using the visible light signal (LED signal) . At this time, the existing frame structure, that is, the data format, can be configured as shown in Table 1, similar to that used in an actual PSD system.

FieldField STXSTX MSGMSG CRCR LFLF ETXETX SizeSize 1 byte1 byte N byteN byte 1 byte1 byte 1 byte1 byte 1 byte1 byte

MSG(메시지) 부분은 연결정보, 출입문 열림 및 닫힘 정보, 좌우측 출입문 정보 등을 포함하며, ASCII 코드로 전송된다.The MSG (message) part includes connection information, door opening and closing information, left and right door information, etc., and is transmitted in ASCII code.

차상으로부터는 신호체계에 의한 열림, 닫힘, 좌측 및 우측 출입문, 차량 편성 정보를 지상으로 전송하고, 수신된 정보는 가시광 통신 장치(VLC)에 의해 PSD 종합 제어반(300)으로 전달된다. PSD 종합 제어반(300)은 수신된 정보를 이용하여 출입문을 제어하고, 상태 정보를 PSD 상태 표시기(400)로 전송하게 된다. 실제 사용되는 데이터 길이는 100bits 정도의 아주 작은 데이터가 송수신된다. 이는 높은 전송속도보다는 신뢰성 높은 데이터 전송(낮은 비트오율)이 더 중요함을 의미한다.Closed, left and right doors, and vehicle configuration information from the vehicle on the ground, and the received information is transmitted to the PSD integrated control panel 300 by the visible light communication device VLC. The PSD comprehensive control panel 300 controls the door using the received information and transmits the status information to the PSD status indicator 400. [ Actually, a very small data of about 100 bits is transmitted and received. This means that more reliable data transmission (lower bit error rate) is more important than a higher transmission rate.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 PSD 제어 시스템은, 차상 제어 장치부(100)로부터 지상 제어 장치부(200)로 가시광 신호를 전송할 시에 데이터 프레임을 아래 [표 2]와 같이 구성하고, 복수의 LED를 이용하여 PSD를 제어하는 것도 가능하다. The PSD control system according to the preferred embodiment of the present invention configures a data frame as shown in [Table 2] below when the visible light signal is transmitted from the onboard control apparatus unit 100 to the terrestrial control apparatus 200 , It is also possible to control the PSD using a plurality of LEDs.


SOF

SOF
Train
Information
Train
Information
MSGMSG
EOF

EOF
TLOTLO TLCTLC TROTRO TRCTRC 8bit8bit 4bit4bit 1bit1bit 1bit1bit 1bit1bit 1bit1bit 8bit8bit

- SOF: Start Of Frame - TI: Train Information(전동차 고유 번호)- SOF: Start Of Frame - TI: Train Information (train number)

- MGS: Message(출입문 열림 및 닫힘 정보) - MGS: Message (door opening and closing information)

- TLO: Train Left Door Open - TLC: Train Left Door Close- TLO: Train Left Door Open - TLC: Train Left Door Close

- TRO: Train Right Door Open - TRC: Train Right Door Close- TRO: Train Right Door Open - TRC: Train Right Door Close

- EOF: End Of Frame- EOF: End Of Frame

상기 데이터 프레임 전송 방식은, 복수의 포토 다이오드(예를 들어, 본 실험에서는 5개를 사용함)에 수신되는 신호 중 가장 강한 신호를 선택하는 선택적 다이버시티(selection diversity)를 적용하고, 프레임의 시작을 의미하는 SOF(101010)를 먼저 인식한 후, 차량 정보 확인 및 MSG의 데이터를 이용하여 좌우 출입문을 제어할 수 있다.The data frame transmission scheme applies selective diversity to select the strongest signal among signals received in a plurality of photodiodes (for example, five in this experiment) It is possible to recognize the SOF 101010 first and then control the right and left doors using vehicle information confirmation and MSG data.

한편, 가시광 통신을 이용한 PSD 제어 시스템에서는, 통신 거리 확보의 문제, 주변 조명에 의한 간섭 문제, 제어 시스템의 최적의 구조 구현의 문제를 해결하는 것이 중요하다. 본 발명의 일실시예는 상술한 문제점을 해결할 수 있다. On the other hand, in the PSD control system using visible light communication, it is important to solve the problems of securing the communication distance, the interference problem due to the ambient light, and the problem of implementing the optimal structure of the control system. An embodiment of the present invention can solve the above-described problems.

[통신 거리 확보의 문제][Problem of securing communication distance]

본 발명의 일실시예에 따르면, 송신부(130) 및 수신부(210) 중 적어도 하나에 광학 렌즈(미도시)가 장착될 수 있다. 전동차(10)와 PSD 간의 정위치 거리는 약 2m이다. 그러나, 전동차(10)가 정위치 정차를 하지 못하고 과주하거나 또는 미달하였을 경우, 1m 내외의 거리 오차가 발생할 수 있다. 이 때문에 최소 3m의 통신거리 확보가 필요하다. According to an embodiment of the present invention, an optical lens (not shown) may be mounted on at least one of the transmitter 130 and the receiver 210. The exact distance between the electric motor vehicle 10 and the PSD is about 2 m. However, when the electric vehicle 10 fails to make a stop in a certain position, or if the electric motor vehicle 10 is undercurrent or understeer, a distance error of about 1 m may occur. Therefore, it is necessary to secure a communication distance of at least 3 m.

통신 거리 확보를 위해서는 COB LED(Chips on Board LED)와 같은 고출력의 LED를 사용하거나, 손전등에 사용되는 광학 렌즈를 적용하여 광을 수신부(210)에 집중시키는 방법을 채용할 수 있다. 광학 렌즈를 수신부(210)에 설치하면 빛의 직진성을 높이고 산란을 줄이게 됨으로써 통신 가능 거리를 연장할 수 있다. 또한, 변조에 의한 통신 거리 연장도 고려할 수 있다.In order to secure the communication distance, a method of concentrating the light to the receiving unit 210 may be adopted by using a high output LED such as a COB LED (Chips on Board LED) or by applying an optical lens used for a flashlight. If the optical lens is installed in the receiving unit 210, it is possible to extend the communication distance by enhancing straightness of light and reducing scattering. It is also possible to consider extension of the communication distance by the modulation.

[주변 조명에 의한 간섭 문제 : 잡음광] [Interference problem by ambient light: noise light]

본 발명의 일실시예에 따르면, 지상 제어 장치부(200)는 광 필터(230)를 포함하고, 상기 광 필터(230)는 편광 필터 또는 컬러 필터가 될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the terrestrial control unit 200 includes an optical filter 230, and the optical filter 230 may be a polarizing filter or a color filter.

역사(20)의 플랫폼 부분의 선로는 PSD에 의해 가려져 어두운 편이나, 내부 조명, 전동차 헤드라이트의 반사 빛 등에 의하여 간섭을 받을 수 있다. 이러한 주변 조명에 의한 간섭 문제는 편광 필터와 컬러 필터를 통해 해결할 수 있다. 편광 필터는 LOS(Line-of-Sight)의 일정 각도 내에 있지 않은, 굴절되거나 반사되는 빛을 걸러 낼 수 있다. 또한, 컬러 필터는 원하는 색상의 빛만 통과시킴으로써 선택적 정보를 얻을 수 있다. 특히, 마주 오는 전동차의 전조등에 의해 간섭을 받을 가능성이 높은데, 전조등의 대부분은 백색의 조명이기 때문에, 이는 컬러 필터를 사용하여 차단 가능하다. 더 나아가, 터널 내에는 주로 백색, 황색, 적색 계열의 빛이 존재하므로, 청색 LED를 사용할 경우 효과를 극대화할 수 있다.The track of the platform portion of the history 20 is obscured by the PSD, but may be interfered by the internal light, the reflected light of the headlight of the electric vehicle, and the like. The interference problem caused by the ambient light can be solved through the polarizing filter and the color filter. The polarizing filter can filter refracted or reflected light that is not within a certain angle of the line-of-sight (LOS). In addition, the color filter can obtain selective information by passing only light of a desired color. Particularly, there is a high possibility of being interfered by the headlight of a train coming from Maju. Since most of the headlights are white lights, this can be blocked by using a color filter. Furthermore, since white, yellow, and red light are mainly present in the tunnel, the effect can be maximized when the blue LED is used.

[제어 시스템의 최적의 구조 구현의 문제][Problem of Optimal Structure Implementation of Control System]

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신부(LED; 130) 및 수신부(PD; 210)의 배열 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 차상 제어 장치부(100)의 송신부(130)는 적어도 하나의 LED를 포함하고, 상기 지상 제어 장치부(200)의 수신부(210)는 적어도 하나의 포토 다이오드(PD)를 포함하며, 상기 LED는 상기 전동차(10)의 운행 방향을 따라 소정 간격으로 배열되고, 상기 포토 다이오드는 상기 LED에 대응되도록 배열될 수 있다. 3 is a diagram illustrating an array structure of a transmitter (LED) 130 and a receiver (PD) 210 according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, the transmitter 130 of the onboard controller 100 includes at least one LED, and the receiver 210 of the terrestrial controller 200 includes at least one photodiode (PD), and the LEDs are arranged at predetermined intervals along the traveling direction of the electric vehicle 10, and the photodiodes can be arranged to correspond to the LEDs.

한편, 본 발명자는 차상 제어 장치부(100)와 지상 제어 장치부(200) 사이의 데이터 송수신 상태를 테스트하는 실험을 행하였다. 실험에서, 차상 제어 유닛(MCU; 120)에 연결되는 차상 신호 장치(110)와 PSD 종합 제어반(300)은 시뮬레이션을 위해 컴퓨터를 이용하였다. 이때, 송신측인 차상 제어 장치부(100)의 차상 제어 유닛(MCU; 120)에서 사용된 가시광 신호는 3W급 적색 LED를 사용하였고, 수신측인 지상 제어 장치부(200)에는 TSL252R 조도센서, 편광 필터, 적색 필터(Red Filter)를 장착하였다. 컴퓨터에서 데이터를 생성하고 송수신한 결과, 데이터의 송수신이 정상적으로 이루어짐을 확인할 수 있었다. On the other hand, the inventor has conducted an experiment to test the state of data transmission / reception between the onboard control apparatus section 100 and the terrestrial control section 200. In the experiment, the onboard signal device 110 connected to the on-vehicle control unit (MCU) 120 and the PSD integrated control panel 300 used a computer for simulation. At this time, the visible light signal used in the on-board control unit (MCU) 120 of the on-vehicle control unit 100 as the transmitting side uses a 3W-level red LED and the terrestrial control unit 200 on the receiving side uses a TSL252R illuminance sensor, A polarizing filter, and a red filter. As a result of generating and transmitting data in the computer, it was confirmed that data transmission and reception are normally performed.

한편, 컬러 LED를 사용하고, 필터를 장착한 결과, 주변의 형광등과 수신부(210)쪽으로 손전등을 흔들어 만든 임의의 잡음과 같은 빛의 간섭을 주더라도 영향이 없음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫폼 스크린 도어 제어 장치는 실제 도시철도 터널 환경에서도 적용이 가능한 것을 예상할 수 있다.On the other hand, if the color LED is used and the filter is installed, it can be confirmed that even if interference of light such as random noise generated by shaking the flashlight toward the surrounding fluorescent lamp and the receiving unit 210 is given, it is not affected. Accordingly, it can be expected that the platform screen door control apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied to an actual urban railway tunnel environment.

가시광 통신의 도달거리는 LED의 출력, 렌즈의 사용 등에 따라 확장이 가능하기 때문에, 별도의 시험은 진행하지 않았으며, 향후 터널 내에서 장착시험을 통해 적합한 LED의 선정과 장착 위치 등에 대한 상세 데이터를 산출하고자 한다.Since the distance of visible light communication can be extended according to the output of the LED and the use of the lens, no further tests have been carried out, and detailed data on the selection of suitable LED and the mounting position etc. I want to.

본 발명은 도시철도 환경에서 운용되는 무선기기 중, PSD 무선제어장치에 대한 문제점을 개선하고자 그 해결방안으로 가시광통신의 적용을 제시한다. 가시광 통신의 조명 간섭 등을 컬러 LED 및 광학 필터를 사용을 통해 해소하였고 비교적 데이터의 양이 적고 전송 거리가 짧은 PSD 출입문 제어 장치의 특성에 따라 실제 PSD 적용이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한, 가시광 통신은 전파환경이 열악한 도시철도 터널환경에서 향후 신호기반 열차위치정보 검지, 선로 분기부 신호 처리 등 근거리 통신 분야에 추가적으로 적용이 가능하다.The present invention proposes the application of visible light communication as a solution to improve the problem of a PSD radio control device among radio devices operating in an urban railroad environment. It is possible to apply PSD according to the characteristics of the PSD door control device which has relatively small amount of data and a short transmission distance and can solve the illumination interference of visible light communication through the use of color LED and optical filter. In addition, the visible light communication can be further applied to the local communication field such as signal-based train position information detection and line branch signal processing in an urban railway tunnel environment with poor radio wave environment.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the invention.

10: 전동차 20: 역사
100: 차상 제어 장치부 110: 차상 신호 장치
120: 차상 제어 유닛(MCU) 130: 송신부
140: LED 드라이버 200: 지상 제어 장치부
210: 수신부 220: 지상 제어 유닛(MCU)
230: 광 필터 300: PSD 종합 제어반
400: PSD 상태 표시기
10: Train 20: History
100: on-vehicle control unit 110: onboard signal device
120: an on-vehicle control unit (MCU) 130: a transmitter
140: LED driver 200: Ground control unit
210: Receiving unit 220: Ground control unit (MCU)
230: Optical filter 300: PSD integrated control panel
400: PSD status indicator

Claims (8)

플랫폼 스크린 도어 제어 시스템에 있어서,
출입문 개폐 정보 데이터를 생성하는 차상 신호 장치, 상기 차상 신호 장치로부터 출입문 개폐 정보 데이터를 수신하고 상기 출입문 개폐 정보 데이터를 변조하여 가시광 신호를 생성하는 차상 제어 유닛(MCU), 상기 가시광 신호를 지상 측으로 송신하는 송신부를 포함하는 차상 제어 장치부;
지상 측에 설치되고, 상기 차상 제어 장치부로부터 가시광 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 지상 제어 장치부; 및
상기 가시광 신호를 이용하여 플랫폼 스크린 도어(PSD)의 개폐를 제어하는 PSD 종합 제어반;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
A platform screen door control system,
An on-vehicle control unit (MCU) for receiving the door opening / closing information data from the on-vehicle signaling device and modulating the door opening / closing information data to generate a visible light signal; An on-vehicle control unit including a transmitting unit for receiving the vehicle signal;
A terrestrial control unit provided on the ground side and including a receiver for receiving a visible light signal from the on-board control unit; And
A PSD integrated control panel for controlling opening and closing of a platform screen door (PSD) using the visible light signal;
Wherein the platform screen door control system comprises:
제1항에 있어서,
상기 차상 제어 장치부의 송신부는 적어도 하나의 LED를 포함하고, 상기 지상 제어 장치부의 수신부는 적어도 하나의 포토 다이오드(PD)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitter of the on-board control unit includes at least one LED, and the receiver of the terrestrial control unit includes at least one photodiode (PD).
제2항에 있어서,
상기 LED는 상기 전동차의 운행 방향을 따라 소정 간격으로 배열되고, 상기 포토 다이오드는 상기 LED에 대응되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the LEDs are arranged at predetermined intervals along the traveling direction of the train, and the photodiodes are arranged to correspond to the LEDs.
제1항에 있어서,
상기 지상 제어 장치부는 광 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
The method according to claim 1,
≪ / RTI > wherein the terrestrial control portion further comprises an optical filter.
제4항에 있어서,
상기 광 필터는 편광 필터 또는 컬러 필터인 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the optical filter is a polarizing filter or a color filter.
제1항에 있어서,
상기 송신부 및 상기 수신부 중 적어도 하나에 광학 렌즈가 장착되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
The method according to claim 1,
And wherein an optical lens is mounted on at least one of said transmitter and said receiver.
제1항에 있어서,
상기 차상 제어 장치부의 차상 제어 유닛(MCU)과 송신부 사이에 LED 드라이버를 배치하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.
The method according to claim 1,
And an LED driver is disposed between the on-board control unit (MCU) of the on-board control unit and the transmission unit.
제2항에 있어서,
상기 출입문 개폐 정보 데이터는, 전동차 고유 번호(TI) 및 좌 출입문 개방(TLO), 좌 출입문 폐쇄(TLC), 우 출입문 개방(TRO), 우 출입문 폐쇄(TRC)의 메시지(MSG)를 포함하는 프레임 구조로 되어 있고, 상기 차상 제어 장치부는 복수의 LED를 이용하여 상기 프레임 구조를 가시광 신호로 구현하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 스크린 도어 제어 시스템.


3. The method of claim 2,
The door opening / closing information data includes a frame including a train master identification number (TI), a left and right door opening (TLO), a left door closing (TLC), a right door opening (TRO), and a right door closing (TRC) And the on-board control unit uses the plurality of LEDs to implement the frame structure as a visible light signal.


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