KR20170092741A - 열차 위치 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열차의 가속도를 감지하는 가속도 센서; 열차에 설치되어 신호를 송출하는 송신부; 상기 송신부로부터 송출된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보 및 상기 수신부에 의해 수신된신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열차 위치 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING POSITION OF TRAIN}
본 발명은 열차 위치 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 가속도 및 열차 진출입에 따른 전파신호세기를 조합하여 열차의 위치를 검출하는 열차 위치 측정 장치에 관한 것이다.
열차를 안전하게 운행하기 위해서는 열차 선로의 전체 궤도 내에서 운행되는 모든 열차의 위치 파악이 필수적이다.
이에 종래에는 열차의 위치를 검지하기 위해 타코메타를 통해 차륜의 회전수를 측량하고 이 회전수를 토대로 한 연산방법을 이용하여 열차의 위치를 검지하였으나, 이러한 방법은 차륜의 공주나 활주 등이 발생하는 경우 오차가 생긴다.
이로 인해 최근에는 차륜의 공주나 활주에 대비하여 열차의 가속도 값을 이용하고 절대 위치 보정을 위해 트랜스폰더 등의 지상 태그를 이용하는 방법이 제안되고 있다.
그러나 상기한 종래 방법은 절대위치를 검지하기 위하여 선로에 트랜스폰더를 설치하고, 열차에는 수신장치를 설치하여야 하며, 또한 열차의 진행거리를 계산하기 위하여 차량에 타코메타와 가속도센서 뿐만 아니라 위치속도 연산부와 공전 및 활주 검출부 등을 구비하여야 하는 등 복잡한 구조를 가져야 한다.
더욱이, 상기한 과정을 거쳐 발생되는 열차의 위치 정보를 수집하기 위해서는 차량 내 열차 위치 정보 전송장치를 설치하여야 하고 지상에서는 이러한 정보를 수집하기 위한 수신장치가 별도로 있어야 한다.
즉, 종래에는 열차의 위치를 측정하기 위해서는 트랜스폰더나 수신장치, 태그 등과 같이 다양한 장치를 필요로 하고 복잡한 연산을 거쳐야 하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 1135880호의 "GPS 및 IMU를 이용한 열차용 위치검측시스템 및 그 방법"에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 열차의 가속도 및 열차 진출입에 따른 전파신호세기를 조합하여 열차의 위치를 간단하고 정확하게 검출하는 열차 위치 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 열차 위치 측정 장치는 열차의 가속도를 감지하는 가속도 센서; 열차에 설치되어 신호를 송출하는 송신부; 상기 송신부로부터 송출된 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보 및 상기 수신부에 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가속도 센서는 열차에 설치되어 열차의 가속도를 감지하고, 상기 송신부는 상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보를 무선으로 송출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 송신부는 열차에 복수 개가 구비되어 열차의 각 차량에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 위치 측정부는 상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보를 이용하여 열차의 제1 이동거리를 계산하는 제1 이동거리 계산부; 상기 송신부로부터 송출되어 상기 수신부에 수신된 신호 각각의 전파신호세기 정보를 검출하는 전파신호세기 정보 검출부; 상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차의 제2 이동거리를 계산하는 제2 이동거리 계산부; 상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 상기 제1 이동거리의 제1 가중치 및 상기 제2 이동거리의 제2 가중치를 각각 계산하는 가중치 검출부; 상기 제1 이동거리, 상기 제2 이동거리, 상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치를 이용하여 열차의 최종 이동거리를 계산하는 최종 이동거리 계산부; 및 상기 최종 이동거리 계산부에 의해 계산된 상기 최종 이동거리 및 기 저장된 노선 정보를 이용하여 열차의 위치를 검출하는 열차 위치 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 이동거리 계산부는 상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 검출된 전파신호세기 정보 중 순시 전파신호세기 벡터와 평균 전파신호세기 벡터를 이용하여 상기 제2 이동거리를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가중치 검출부는 상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 검출된 전파신호세기 정보 중 상기 송신부으로부터 전달된 신호 각각의 전파신호세기에 따라 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치 각각을 증감시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가중치 검출부는 상기 송신부으로부터 전달된 신호 각각의 전파신호세기가 증가할수록 상기 제2 가중치를 증가시키고, 상기 수신부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보가 감소할수록 상기 제1 가중치를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 가중치 검출부는 열차에 설치된 상기 송신부의 총 개수, 및 상기 송신부 중에서 상기 수신부에서 수신된 신호를 송출하는 송신부의 개수를 토대로 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치 각각을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 최종 이동거리 계산부는 상기 제1 이동거리에 상기 제1 가중치를 곱한 값과 상기 제2 이동거리에 상기 제2 가중치를 곱한 값을 합산하여 상기 최종 이동거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 열차 위치 검출부는 상기 노선 정보를 토대로 열차의 출발역을 검출하고, 상기 출발역의 위치 정보에 상기 최종 이동거리를 반영하여 열차 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 열차 위치 측정 장치는 열차의 가속도 및 열차 진출입에 따른 전파신호세기 정보를 조합하여 열차의 위치를 간단하고 정확하게 검출한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정부의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치별 가중치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치의 동작 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정부의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치별 가중치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치는 가속도 센서(11), 송신부(12), 수신부(21) 및 위치 측정부(22)를 포함한다.
가속도 센서(11)는 기 설정된 설정 주기마다 열차(10)의 가속도를 감지한다. 가속도 센서(11)는 열차(10)에 직접 설치될 수 있다.
송신부(12)는 열차(10)에 복수 개가 설치되어 수신부(21)로 신호를 송출한다. 송신부(12)는 전파신호세기 정보를 검출하기 위해 별도의 신호를 수신부(21)로 송출할 수 있으며, 이외에도 상기한 가속도 센서(11)에 의해 감지된 가속도 정보를 수신부(21)로 송출할 수도 있다.
송신부(12)는 상기한 바와 같이 열차(10)에 복수 개가 설치되는 바, 각 송신부(12)는 열차(10)의 각 차량에 구비될 수 있다. 이에 송신부(12) 각각은 서로 독립적으로 수신부(21)로 신호를 송출한다.
복수 개의 송신부(12) 각각은 열차(10)의 각 차량에 구비될 경우 수신부(21)와의 거리가 서로 상이하게 되는 바, 수신부(21)에서는 각 송신부(12)의 전파신호세기가 서로 상이하게 될 수 있으며, 동일한 열차(10) 내의 송신부(12) 중 적어도 하나 이상으로부터 신호를 수신하지 못하는 경우도 발생될 수 있다.
수신부(21)는 송신부(12) 각각으로부터 송출된 신호를 수신한다. 수신부(21)는 역사(20) 등 다양한 위치, 예를 들어 승강장 등에 설치될 수 있다.
수신부(21)를 통해 수신되는 신호의 전파신호세기는 열차(10)와의 거리에 따라 서로 다르게 검출될 수 있으며, 송신부(12)와 수신부(21) 간의 거리가 가까울수록 증가한다.
위치 측정부(22)는 가속도 센서(11)에 의해 감지된 가속도 정보 및 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차(10)의 위치를 측정한다.
도 2 를 참조하면, 위치 측정부(22)는 제1 이동거리 계산부(221), 전파신호세기 정보 검출부(223), 제2 이동거리 계산부(224), 가중치 검출부(225), 최종 이동거리 계산부(228) 및 열차 위치 검출부(229)를 포함한다.
제1 이동거리 계산부(221)는 가속도 센서(11)에 의해 감지된 가속도 정보를 이용하여 제1 이동거리(Sa)를 계산한다. 제1 이동거리(Sa)는 가속도 정보를 이용하여 계산된 열차(10)의 이동거리이다.
제1 이동거리 계산부(221)는 제1 이동거리(Sa)를 다음의 수식을 이용하여 계산한다.
Sa= S0 + S1 + S2 … + Sn -1 + Sn 이고, Sn= a1 + a1 + a1 … + an-1 + 1/2an 이다.
Sn은 열차(10)가 출발한지 n초 후에 1초 동안 움직인 거리(설정주기는 1초)이며, an은 열차(10)가 출발한지 n초 후의 가속도 정보이다.
전파신호세기 정보 검출부(223)는 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보, 예를 들어 전파신호세기(Received Signal Strength;RSS), 순시 전파신호세기 벡터 및 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터)를 계산한다.
여기서 역사(20) 내 임의의 그리드 구조의 한 부분에서 얻어지는 N개의 접근점들로부터 발생된 전파들은 순시 전파신호세기 벡터 및 그리드 각 영역에서 측정한 실제 평균 전파신호세기 벡터를 저장한 핑거 프린트 벡터로 나타내어질 수 있다.
순시 전파신호세기 벡터는 xi={xi1,xi2,…,xij｜xik∈Rk}와 같이 표현되며, 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터)는 ri={ri1,ri2,…,rij｜rik∈Rk}와 같이 표현된다.
여기서, 평균 전파신호세기 벡터 ri의 구성 성분들은 그리드 각 구역에서 얻어지는 랜덤 신호 성분으로 구성되어 있으므로 평균 전파신호세기 벡터 ri는 랜덤 성분을 갖는 벡터로 정의할 수 있다. 이 때 평균 전파신호세기 벡터 ri의 구성 성분은 서로 독립적인 신호 원(signal source)에서 발생하였기 때문에 상호 독립적인(mutually independent) 랜덤 변수로 이해될 수 있다.
본 실시예에서는 평균 전파신호세기 벡터 ri의 구성 성분들이 표준편차 σ를 갖는 가우시안 랜덤 분포를 갖는다고 가정하였으며, 이 램덤 변수의 실제 평균, E[rij]는 상수 평균을 갖는다고 가정하였다.
이와 같은 가정은 IEEE 802.11 무선 네트워크상에서의 신호 강도 측정, 및 그 분포에 대한 실제적인 실험 결과를 기반으로 한다.
순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리는 이들 두 벡터 간의 유사도(similarity)를 나타내는 척도이다.
순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리가 짧을수록 유사도가 강하며, 핑거 프린트 데이터베이스에 저장된 좌표에 송신부(12)가 위치할 가능성이 크다는 것을 의미한다.
제2 이동거리 계산부(224)는 전파신호세기 정보 검출부(223)에 의해 검출된 전파신호세기 정보를 이용하여 열차(10)의 제2 이동거리(Sr)를 계산한다. 제2 이동거리(Sr)는 전파신호세기 벡터를 이용하여 계산된 열차(10)의 이동거리이며, 제2 이동거리(Sr)는 순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리이다.
제2 이동거리 계산부(224)는 제2 이동거리(Sr), 즉 순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리를 아래의 식과 같이 유클리디안(Euclidean distance) 거리로 계산한다.
Figure pat00001
D는 유클리디안 거리이고, di는 순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리이다.
가중치 검출부(225)는 전파신호세기 정보 검출부(223)에 의해 검출된 전파신호세기(RSS)에 따라, 제1 이동거리(Sa)의 제1 가중치(α) 및 제2 이동거리(Sr)의 제2 가중치(β)를 각각 계산한다. 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)는 각각이 제1 이동거리(Sa) 및 제2 이동거리(Sr)에 각각 적용되어 최종 이동거리(S)의 정확도를 향상시킨다. 제1 가중치(α)는 제1 이동거리(Sa)에 반영되고 제2 가중치(β)는 제2 이동거리(Sr)에 반영된다.
즉, 열차(10)가 이동하게 되면 복수 개의 송신부(12)와 수신부(21)의 거리가 변경되어 전파신호세기(RSS)가 각각 변경되는 바, 복수 개의 송신부(12)와 수신부(21) 간의 거리에 따른 각각의 전파신호세기(RSS)에 따라 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β) 각각을 증감시킴으로써 열차(10)의 이동거리의 정확도를 향상시킨다.
이에 따라, 수신부(21)에서는 각 송신부(12)의 전파신호세기(RSS)가 서로 상이하게 될 수 있으며, 동일한 열차(10) 내의 송신부(12) 중 적어도 하나 이상으로부터 신호를 수신하지 못하는 경우도 발생될 수 있는 바, 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)는 각 송신부(12)로부터 송출된 신호 각각의 전파신호세기(RSS)에 따라 제1 이동거리(Sa) 및 제2 이동거리(Sr)에 반영된다.
예를 들면, 가중치 검출부(225)는 각 송신부(12)로부터 송출된 신호 각각의 전파신호세기(RSS)에 따라 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)를 실시간으로 검출한다.
도 3 을 참조하면, 열차(10)가 역사_1에서 출발하여 역사_2에 도착하는 과정에서, 송신부(x1,x2,x3)(12)과 수신부(21) 간에 거리가 증가할수록 수신부(21)의 수신된 전파신호세기(RSS)가 감소하므로 아래 표 1과 같은 성향을 보인다. 여기서, 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)의 신뢰도는 모델링을 통하여 도출될 수 있다. 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)의 합은 1이다.
전파신호세기(RSS)에 따른 가중치
차량
위치		 전파신호세기(RSS) 가중치 가중치 합
x1 x2 x3 제1 가중치(α) 제2 가중치(β) α+β
P0 90 100 90 0 1 1
P1 80 70 60 0.5 0.5 1
P2 60 10 0 0.4 0.6 1
P3 0 0 0 1 0 1
P4 0 10 30 0.4 0.6 1
P5 60 70 80 0.5 0.5 1
P6 90 100 90 0 1 1
즉, 표 1 은 참조하면, 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β)는 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기(RSS)에 따라 각각 증감되는데, 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기(RSS)가 증가할수록 제2 가중치(β)가 증가되고, 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기(RSS)가 감소할수록 제1 가중치(α)가 증가된다.
또한, 열차(10)가 P3와 같이 통신 불가능 구간에 있을 경우에는 신호 수신이 불가능하므로 제1 가중치(α)만 적용될 수 있고, 열차(10)가 P0 또는 P6와 같이 역사(20)에 있을 경우에는 전파신호세기(RSS)가 매우 강하므로 제2 가중치(β)만이 적용될 수 있다.
한편, 가중치 검출부(225)는 제1 가중치(α)와 제2 가중치(β) 각각을 열차(10)에 설치된 송신부(12)의 총 개수, 및 송신부(12) 중 수신부(21)에서 수신된 신호를 송출하는 송신부(12)의 개수를 토대로 계산한다.
즉, 제1 가중치(α)는 α=1-k(m/t)로 계산되고, 제2 가중치(β)는 β=k(m/t)로 계산된다. k는 모델링을 통한 파라미터 값이고, t는 차량에 설치된 송신부(12)의 총 개수이며, m은 수신부(21)에서 수신된 신호를 송출하는 송신부(12)의 개수이다.
최종 이동거리 계산부(228)는 제1 이동거리(Sa), 제2 이동거리(Sr), 제1 가중치(α) 및 제2 가중치(β)를 이용하여 열차(10)의 최종 이동거리(S)를 계산한다.
즉, 최종 이동거리 계산부(228)는 아래의 식과 같이, 제1 이동거리(Sa)에 제1 가중치(α)를 곱한 값과 제2 이동거리(Sr)에 제2 가중치(β)를 곱한 값을 합산하여 최종 이동거리(S)를 계산한다.
S=αSa + βSr, (α+β=1)
열차 위치 검출부(229)는 상기한 바와 같이 검출된 열차(10)의 최종 이동거리(S) 및 기 저장된 노선 정보를 이용하여 열차(10)의 위치를 최종적으로 검출한다. 노선 정보에는 송신부(12)의 MAC address, 역사 정보(역사 ID), 노선 길이 등이 포함되는 바, 열차 위치 검출부(229)는 이 노선 정보를 이용하여 현재 열차(10)가 운행중인 노선 및 접근역사를 인식할 수 있으며, 이 경우 출발역에 상기한 최종 이동거리(S)를 적용하여 열차(10)의 위치를 정확하게 검출한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 방법을 도 4 를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차(10) 위치 측정 방법의 순서도이다.
도 4 를 참조하면, 먼저 가속도 센서(11)가 기 설정된 설정 주기마다 열차(10)의 가속도를 검출한다(S10).
송신부(12)는 가속도 센서(11)에 의해 감지된 가속도 정보를 수신부(21)로 송출한다. 송신부(12)는 상기한 바와 같이 열차(10)에 복수 개가 설치되는 바, 각각이 열차(10)의 각 차량에 구비될 수 있다. 이에 송신부(12) 각각은 서로 독립적으로 수신부(21)로 신호를 송출한다.
수신부(21)는 송신부(12) 각각으로부터 송출된 신호를 수신한다.
수신부(21)에 송신부(12) 각각으로부터 송출된 신호가 수신되면, 제1 이동거리 계산부(221)는 가속도 센서(11)에 의해 감지된 가속도 정보를 이용하여 제1 이동거리(Sa)를 계산한다(S20).
한편, 수신부(21)를 통해 수신되는 신호의 전파신호세기(RSS)는 열차(10)와의 거리에 따라 서로 다르게 검출될 수 있으며, 송신부(12)와 수신부(21) 간의 거리가 가까울수록 증가한다.
전파신호세기 정보 검출부(223)는 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보, 예를 들어 전파신호세기(RSS), 순시 전파신호세기 벡터 및 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터)를 검출한다(S30).
이어 제2 이동거리 계산부(224)는 순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 를 이용하여 제2 이동거리(Sr), 즉 순시 전파신호세기 벡터 xi 와 평균 전파신호세기 벡터(핑거 프린트 벡터) ri 간의 기하학적 거리를 계산한다(S40).
한편, 가중치 검출부(225)는 열차(10)에 설치된 송신부(12)의 총 개수 및 송신부(12) 중에서 수신부(21)에서 수신된 신호를 송출하는 송신부(12)의 개수를 토대로 제1 이동거리(Sa)의 제1 가중치(α) 및 제2 이동거리(Sr)의 제2 가중치(β)를 각각 계산한다(S50).
이어, 최종 이동거리 계산부(228)는 제1 이동거리(Sa), 제2 이동거리(Sr), 제1 가중치(α) 및 제2 가중치(β)를 이용하여 열차(10)의 최종 이동거리(S)를 계산한다. 즉, 최종 이동거리 계산부(228)는 제1 이동거리(Sa)에 제1 가중치(α)를 곱한 값과 제2 이동거리(Sr)에 제2 가중치(β)를 곱한 값을 합산하여 최종 이동거리(S)를 계산한다(S60). 이 경우, 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기(RSS)가 증가할수록 제2 가중치(β)가 증가되고, 수신부(21)에 의해 수신된 신호의 전파신호세기(RSS)가 감소할수록 제1 가중치(α)가 증가되며, 열차(10)가 통신 불가능 구간에 있을 경우에는 제1 가중치(α)만 적용될 수 있고, 열차(10)가 역사(20)에 있을 경우에는 전파신호세기(RSS)가 매우 강하므로 제2 가중치(β)만이 적용될 수 있다.
이어 열차 위치 검출부(229)는 노선 정보, 예를 들어 송신부(12)의 MAC address, 역사 정보(역사 ID), 노선 길이 등을 이용하여 현재 열차(10)가 운행중인 노선 및 접근역사를 인식하고, 이 노선 정보와 상기한 최종 이동거리(S)를 이용하여 열차(10)의 위치를 검출한다. 예를 들어 열차 위치 검출부(229)는 출발역에 상기한 최종 이동거리(S)를 적용하여 열차(10)의 위치를 정확하게 검출할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 측정 장치는 열차(10)의 가속도 및 열차(10) 진출입에 따른 전파신호세기 정보를 조합하여 열차(10)의 위치를 간단하고 정확하게 검출한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 열차
11: 가속도 센서
12: 송신부
20: 역사
21: 수신부
22: 위치 측정부
221: 제1 이동거리 계산부
223: 전파신호세기 정보 검출부
224: 제2 이동거리 계산부
225: 가중치 검출부
228: 최종 이동거리 계산부
229: 열차 위치 검출부

Claims (10)

  1. 열차의 가속도를 감지하는 가속도 센서;
    열차에 설치되어 신호를 송출하는 송신부;
    상기 송신부로부터 송출된 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보 및 상기 수신부에 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함하는 열차 위치 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가속도 센서는 열차에 설치되어 열차의 가속도를 감지하고, 상기 송신부는 상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보를 무선으로 송출하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 송신부는 열차에 복수 개가 구비되어 열차의 각 차량에 설치되는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 측정부는
    상기 가속도 센서에 의해 감지된 가속도 정보를 이용하여 열차의 제1 이동거리를 계산하는 제1 이동거리 계산부;
    상기 송신부로부터 송출되어 상기 수신부에 수신된 신호 각각의 전파신호세기 정보를 검출하는 전파신호세기 정보 검출부;
    상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 열차의 제2 이동거리를 계산하는 제2 이동거리 계산부;
    상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보를 이용하여 상기 제1 이동거리의 제1 가중치 및 상기 제2 이동거리의 제2 가중치를 각각 계산하는 가중치 검출부;
    상기 제1 이동거리, 상기 제2 이동거리, 상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치를 이용하여 열차의 최종 이동거리를 계산하는 최종 이동거리 계산부; 및
    상기 최종 이동거리 계산부에 의해 계산된 상기 최종 이동거리 및 기 저장된 노선 정보를 이용하여 열차의 위치를 검출하는 열차 위치 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 이동거리 계산부는
    상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 검출된 전파신호세기 정보 중 순시 전파신호세기 벡터와 평균 전파신호세기 벡터를 이용하여 상기 제2 이동거리를 검출하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 가중치 검출부는
    상기 전파신호세기 정보 검출부에 의해 검출된 전파신호세기 정보 중 상기 송신부으로부터 전달된 신호 각각의 전파신호세기에 따라 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치 각각을 증감시키는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가중치 검출부는
    상기 송신부으로부터 전달된 신호 각각의 전파신호세기가 증가할수록 상기 제2 가중치를 증가시키고, 상기 수신부에 의해 수신된 신호의 전파신호세기 정보가 감소할수록 상기 제1 가중치를 증가시키는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 가중치 검출부는
    열차에 설치된 상기 송신부의 총 개수, 및 상기 송신부 중에서 상기 수신부에서 수신된 신호를 송출하는 송신부의 개수를 토대로 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치 각각을 계산하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 최종 이동거리 계산부는
    상기 제1 이동거리에 상기 제1 가중치를 곱한 값과 상기 제2 이동거리에 상기 제2 가중치를 곱한 값을 합산하여 상기 최종 이동거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 열차 위치 검출부는
    상기 노선 정보를 토대로 열차의 출발역을 검출하고, 상기 출발역의 위치 정보에 상기 최종 이동거리를 반영하여 열차 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 측정 장치.
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