KR20180005048A - 무가선 노면전차 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부에 탈착하여 교환 가능한 배터리를 장착한 노면전차를 사용하여 무가선 노면전차 시스템을 구성하고, 중앙제어부, 로컬제어부, 배터리교환스테이션제어부 및 차상제어부를 구성하여 각 장치를 제어함으로써 무가선으로 장거리 운행이 가능한 무가선 노면전차 제어시스템에 관한 것이다.

Description

무가선 노면전차 제어시스템{Control system for Catenary free tram system}
본 발명은 배터리 교환식 노면전차 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부에 착탈하여 교환 가능한 배터리를 내장하여 가선에 의한 전력 공급 없이도 장거리 운행이 가능한 노면전차와 노면전차의 배터리를 교환하는 배터리교환스테이션 간의 통신 시스템을 제공하는 무가선 노면전차 제어시스템에 관한 것이다.
최근 몇 년간 환경오염 등 문제가 대두되어 사람들은 에너지 절감 및 환경보호 등을 실현할 수 있는 새로운 교통수단들을 연구개발하고 새로운 교통 수단으로 천연가스 차량, 수소연료 차량, 메탄올연료 차량, 연료전지 차량, 태양에너지 차량, 복합연료(multi-fuel) 차량 및 전기 자동차 등이 개발되고 있다. 그 중에서도 성능 및 종합 데이터로부터 볼 경우 전기 자동차는 가장 뛰어난 성능을 구비하여 신규 교통수단으로 될 가능성이 가장 크다.
대중 교통에서도 배기가스가 없는 교통수단으로 전기버스, 가선형 노면전차, 하이브리드 노면전차의 사용 가능성이 대두되어 있다. 그러나, 전기버스의 경우 운행 노선의 자유로움 등 거리가 짧아, 도시에 적용되기 어려우며, 노면전차의 경우 가선의 설치에 따른 설치 비용의 부담 및 미관 상의 문제가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 노면전차의 상부에 착탈식으로 교환이 용이한 배터리를 수납하여 장거리 운행 중 배터리교환스테이션에서 방전된 배터리를 교환하는 노면전차 시스템에 있어서, 복수의 노면전차와 배터리교환스테이션을 통합하여 제어하는 무가선 노면전차 제어시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템은 착탈 가능한 배터리에 의해 레일 상에서 구동되는 노면전차와 통신하여 노면전에의 운행 정보를 제공하는 중앙제어부 및 노면전차의 배터리를 교환하는 배터리교환스테이션을 포함하고, 중앙제어부는 레일 상에 주행 중인 노면전차의 배터리 교환 여부를 상기 배터리교환스테이션으로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 중앙제어부는 노면전차 및 배터리교환스테이션과 통신하는 통신부, 노면전차의 운행 일정을 관리하는 운행관리컴퓨터 및 배터리교환스테이션의 배터리 교환 일정을 관리하는 배터리교환컴퓨터를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 통신부는 노면전차로부터 배터리 상태 정보를 수신한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 중앙제어부는 노면전차의 배터리 상태를 참조하여 배터리의 교환 여부를 판단하고, 노면전차의 고유 식별번호 및 교환대상 배터리 정보를 배터리교환스테이션으로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 중앙제어부는 노면전차의 운행 정보 및 위치 정보를 배터리교환스테이션으로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 배터리교환스테이션은 노면전차의 차량 상부를 통해 배터리를 탈착하는 배터리교환로봇 및 노면전차로부터 탈거된 배터리를 재충전하는 배터리충전대를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 배터리교환스테이션은 노면전차의 운행 일정에 기초하여 배터리충전대의 충전모드를 선택한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 배터리교환스테이션 의 충전모드는 고속충전모드, 완속충전모드, 충전대기모드 중 어느 하나이다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 배터리교환스테이션은 배터리교환로봇에 의한 배터리 교환 소요시간을 중앙제어부로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템은 배터리 교환 소요시간을 참조하여, 운행 속도를 가속, 감속 또는 정지를 요청하는 신호를 상기 레일 상에 운행되는 또다른 노면전차로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템은 레일 주변에 위치하는 승하차장의 역설비를 제어하고, 선로전환 및 선로전환신호기를 제어하는 로컬제어기를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 로컬제어기는 노면전차의 운행 신호기의 정보를 도로 상에 위치하는 자동차용 신호등으로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템은 노면전차에 개재되고, 차량의 운행을 제어하는 차상컴퓨터 및 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 관리시스템을 포함하는 차상제어부를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 차상제어부는 노면전차의 현위치 및 운행가능거리를 중앙제어부에 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 제어시스템의 차상제어부는 노면전차의 운행가능거리와 노면전차와 배터리교환스테이션의 노선길이에 기초하여, 노면전차의 전장 부품에 공급하는 전력을 선택적으로 제한하는 배터리 관리시스템을 더 포함한다.
본 발명의 무가선 노면전차 시스템은 배터리 상부 장착식 노면전차 및 배터리교환스테이션을 통해 무가선 노면전차의 운행거리를 증가하여, 환경 친화적이고 시설 비용이 저렴한 대중 교통을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 시스템을 나타낸 개요도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 시스템의 기능 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노면전차 운행의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어부의 장치 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로컬제어부의 내부 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리교환제어부의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리교환스테이션의 내부 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차상제어부의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 시스템을 나타낸 개요도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무가선 노면전차 시스템의 기능 블럭도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무가선 노면전차(100)은 구동차량(200) 및 종동차량(300)으로 구성되고, 구동차량(200)의 구동 및 제동을 담당하는 구동장치(240), 차량의 상부 영역에 위치하는 착탈 가능한 배터리(230,330), 구동차량(200) 및 종동차량(300)을 서로 전기적으로 연결하는 전력전송케이블(260) 및 전력전송케이블(260)과 차량의 결합을 제공하는 전력전송단자(250,350), 각 차량 내에 보관된 배터리(230,330)의 전력 사용을 제어하는 배터리관리부(320)를 포함한다.
배터리교환스테이션(10)은 차량(200,300)의 상부에 위치하는 탈착 가능한 배터리(230,330)의 충전량을 기준으로 방전된 배터리를 완충된 배터리와 교환하는 배터리교환로봇, 회수된 방전 배터리를 재충전하는 배터리충전대, 배터리충전대의 충전 시기 및 충전속도를 제어하는 배터리 충전관리시스템 및 배터리교환로봇을 제어하는 배터리교환로봇 제어기를 포함하는 배터리교환스테이션 제어부와 상기 배터리충전대 및 배터리교환로봇을 지지하고 내장하는 본체로 구성된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노면전차 제어시스템의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 무가선 노면전차 제어시스템은 노면전차(100)의 실시간 데이터를 기본으로 노선 전체의 노면전차(100)의 운행상황을 파악하고 제어하는 중앙제어부(400), 지상설비(신호기, 선로전환기, 연동장치)에 대한 감시 및 제어를 수행하는 로컬제어부(500)와, 속도제어, 제동제어, 출입문제어 및 열차상태감시 등의 전차의 운행 및 배터리관리시스템의 제어 및 무선통신수단을 포함하는 노면전차의 차상제어부(150)와, 중앙제어부(400)의 제어에 따라 배터리교환로봇을 제어하는 배터리교환제어부(20)를 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중앙제어부의 장치 구성도이다.
도 4의 중앙제어부(400)의 주요한 기능은 전차운행제어, 관련설비의 입출력제어, 방송·안내제어, 배터리교환스테이션 제어 및 각 장치와의 통신을 포함한다.
중앙제어부(400)의 장치 대부분은 LAN으로 연결되어 각 장치 간에 필요한 정보를 주고 받을 수 있다.
중앙제어컴퓨터(410)는 전차위치정보, 선로전환기상태, 신호기 정보 및 각 노면전차의 배터리 충전상태 등의 운행 상황 정보를 수신하고, 운영자에 의한 운행 스케쥴 변경, 운행 중인 노면전차(100)의 상태확인, 통신상태 확인 및 각 승하차장의 역컴퓨터와의 정보 송·수신 등을 제어할 수 있도록 한다.
중앙제어모니터(430)는 전차운행모드표시, 진로제어·표시, 전차번호표시, 정시간표시·설정, 비상제동 제어·표시, 신호기 표시, 선로전환기 표시, 설비고장표시, 각 시스템 경보 메시지 표시, 노선별 속도제한표시, 전차운행계획표시·수정, 각종 기기통신상표시 등을 수행한다.
운행관리컴퓨터(420)는 요일별, 일자별 운행 스케쥴 관리, 운행실적 출력, 비상 운행 상황 관리, 전차 운행정보에 대한 처리, 관리 및 운영자의 요구에 맞추어 출력하는 기능을 수행한다.
배터리교환컴퓨터(440)는 운행 중인 노면전차(100)의 배터리 충전 상태, 운행 가능거리, 배터리교환스테이션(10)의 배터리 충전상태 등의 정보를 관리하여 운행 중인 노면전차(100)의 배터리(230,330)가 완전히 방전되어 노면전차의 운행이 정지되는 상황을 방지한다. 운행 중인 노면전차(100)의 배터리의 충전량이 부족하여 교환이 필요한 것으로 판단되면, 배터리교환컴퓨터(440)는 해당 노면전차(100)의 차량번호, 고유 ID와 같은 고유식별번호 및 배터리의 장착위치, 배터리 식별코드를 포함하는 배터리 정보를 배터리교환스테이션(10)으로 전송한다. 수신된 정보를 참조하여 배터리교환스테이션(10)은 교환 대상 노면전차(100)의 정차 시 배터리를 수행한다.
중앙통신기(450)는 로컬제어부(500), 배터리교환제어부(20) 및 노면전차(100)과 유선 또는 무선으로 통신하여 중앙제어부(400)의 명령을 하달하고, 각 장치의 처리 여부 및 현재 상황 정보를 수신한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로컬제어부의 내부 구성을 나타내는 모식도이다.
로컬제어부(500)은 노면전차(100)의 승하차장에 위치한 역컴퓨터(510) 및 노면전차(100)의 레일(50) 분기점에 위치한 선로제어반(540)을 포함한다.
노면전차(100)의 로컬제어부(500)는 노면전차(100)의 도착 및 출발을 판단하는 중계기(520), 승하차장의 조명제어, 전차의 예상 도착 시간 및 정상 운행여부를 승객에게 제공하는 안내판으로 구성된 역설비(530) 및 중계기(520)와 역설비(530)를 제어하는 역컴퓨터(510)를 포함한다.
또한, 노면전차(100)의 운행 노선 상에 위치하고, 노면전차(100)의 운행 노선을 제어하는 선로제어반(540), 선로제어반(540)의 신호에 따라서 레일을 전환하는 선로전환기(550) 및 노면전차(100)의 운전자에게 연동신호를 제공하는 연동신호기(560)를 더 포함할 수 있다.
역컴퓨터(510)는 노면전차(100)의 승하차장에 설치되어 있는 중계기(520)와 접속되어 노면전차(100)의 정위치 정차 감시, 전차출입문과 연동된 안전도어 개폐제어 등을 수행하고, 중앙제어부(400)과 연결되어 제어영역 내 전차의 상태 정보를 유선 또는 무선으로 중앙제어부(400)으로 전송할 수 있다.
선로제어반(540)은 중앙제어부(400)와 통신하여 선로전환기(550) 및 신호기(560)의 상태를 전송하고, 중앙제어부(400)의 지시에 따라서 선로전환기(550) 및 신호기(560)를 제어한다.
본 발명의 선로전환기(550)는 레일(50)을 따라 위치하고, 레일(50)의 전환을 통해 전차의 운행 방향을 변경하는 전동식 전환장치를 의미한다. 중앙제어부(400)는 운행 중인 노면전차(100)의 운행 방향에 따라서 레일(50)이 교차하는 분기점의 선로전환기(550)를 조작하여 노면전차(100)의 운행 노선을 제어한다. 노면전차(100)는 운행되는 노선이 사전에 설정되어 있으므로, 선로전환기(550)에 접근하는 노면전차(100)의 노선 방향에 따라서 선로전환기(550)는 레일(50)을 자동으로 전환한다. 레일(50)의 전환 상황은 신호기(560)을 통해 노면전차(100)의 운전자에게 제공된다.
노면전차(100)는 일반 도로 상에 위치하는 레일(50)을 따라 운행되며, 노면전차의 신호기(560)는 도로의 자동차용 신호등(미도시)과 연동하여 일반도로 상의 교통을 통제하는 기능을 겸할 수 있다. 신호기(560)은 도로 신호등에 신호기(560)의 상태를 통지하여 신호등의 점멸을 조작함으로써 신호등에 따라 통제된 도로 상의 차량과 신호기(560)에 의해 통제되는 노면전차(100)이 서로 충돌하지 않도록 신호체계를 연동할 수 있다. 또는 신호기(560)의 신호를 도로 신호등과 겸용으로 사용하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리교환제어부의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리교환스테이션의 내부 구성도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 배터리교환스테이션(10)은 외관을 구성하는 수평 프레임과 수직 프레임이 대략 'ㄱ'자 형상으로 이루어진 승강장의 형태로 설치되어 있다. 여기서, 수직 프레임은 바닥면으로부터 상부의 수평프레임을 지지대 기능을 담당하고, 수평 프레임은 배터리(230) 충전 및 배터리교환로봇(25)의 이동장치 등을 포함한다.
수평 프레임의 내부는 공간이 구비되어 복수의 배터리충전대(30)가 설치되고, 복수의 배터리충전대(30)는 회수된 배터리(230)를 충전할 수 있고, 충전이 완료된 배터리(231)를 거치하는 기능도 갖는다. 배터리충전대(30) 중 적어도 하나의 배터리충전대(30)는 배터리가 장착되지 않은 상태를 유지하여 노면전차(100)의 회수된 배터리(230)를 거치할 수 있는 공간을 제공한다.
도 6에 도시된 배터리교환제어부(20)는 배터리교환컴퓨터(21), 배터리교환로봇제어기(22), 배터리충전관리제어기(23)로 구성된다.
배터리교환컴퓨터(21)는 중앙제어부(400)과 연결되어 배터리교환스테이션(10)의 보유 배터리수, 각 배터리별 충전 상황, 교환진행현황의 정보를 송신하고, 배터리교환대상 노면전차(100)의 위치 및 교환 예상 시간, 노면전차(100)의 운행 스케줄 정보를 수신한다. 배터리교환컴퓨터(21)는 운행중인 노면전차(100)의 위치 정보 또는 도착 시간 정보를 파악하고, 해당 노면전차(100)의 배터리 상태와 배터리 교환대상 여부를 확인하여 배터리교환로봇제어기(22)에 대기 모드를 전송한다.
배터리교환로봇제어기(22)는 배터리교환로봇(25)의 동작을 제어하여 배터리충전대(30)에 위치한 완충배터리(230)를 노면전차(100)의 배터리 교환 위치와 근접한 배터리충전대(30)로 이송한다. 노면전차(100)가 배터리 교환 위치에 정차하면, 배터리교환로봇제어기(22)는 배터리교환로봇(25)을 제어하여 노면전차(100)의 방전된 배터리(230)를 회수하고, 완충된 배터리(231)를 노면전차(100)에 장착한다.
배터리교환스테이션(10) 승객의 승하차 시간 동안에 복수의 배터리교환로봇(25) 투입하여 구동차량(200)과 종동차량(300)에 설치된 배터리를 동시에 교환할 수 있다.
노면전차(100)로부터 회수된 배터리(230)는 배터리교환스테이션(10)의 충전대(30)에 장착되어 재충전되며, 완충된 후에 노면전차(100)에 장착하여 재사용될 수 있다. 배터리충전관리제어기(23)는 노면전차(100)의 운행스케쥴에 대응하여 배터리 교환 수요를 예측하고 충전 중인 배터리(231)의 충전 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 완충 배터리(231)의 교환 수요가 많은 출퇴근 시간대에서는, 충전대(30)가 급속충전모드 설정되어 배터리를 빠른 시간에 충전하도록 하고, 노면전차(100)의 운행이 중단되거나, 배터리 교환 수요가 적은 오후 시간에서는 충전대(30)를 완속충전모드로 설정하여 배터리(231)를 충전할 수 있다. 또한, 노면전차(100)의 운행이 완전히 중단되면 배터리의 충전을 일시 중단하고 심야전력 시간에 배터리의 충전을 재개할 수도 있다.
배터리충전관리제어기(23)는 충전대(30)의 충전 설정 및 충전모드를 제어하여 배터리교환스테이션(10)의 전력 사용을 최적화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차상제어부의 구성도이다.
차상제어부(150)는 노면전차에 설치되어 있는 운전대, 구동모터, 제동장치, 출입문장치 등 전장품과 배터리, 전력 연결수단을 제어한다.
차상제어부(150)은 차상컴퓨터(151), 전차데이터전송장치(152), 배터리관리시스템(153)으로 구성된다.
차상컴퓨터(151)는 운전자의 운전조작과 속도센서에서 받은 실속도를 설정된 레일 안전속도와 비교하여 노면전차의 운전 상황을 감시한다. 차상컴퓨터(151)는 또한 역컴퓨터(510)와 연계하여 승하차장에서의 정차 및 발차 상황 파악한다, GPS 장치를 이용하거나, 중계기(520)와의 무선통신을 통해 위치를 파악할 수 있고, 현재의 운행 상황이 노면전차의 운행스케쥴과 일치하는 지의 여부를 파악한다.
전차데이터전송장치(152)는 전차의 위치 및 속도, 전차의 배터리 충전 상태, 구동 및 제동 장치의 이상유무, 탑승 승객 수 등의 정보를 로컬제어부(500) 또는 중앙제어부(400)에 무선으로 전송한다.
배터리관리시스템(153)은 노면전차에 탑재된 배터리의 충전 용량을 파악하고, 복수의 배터리 중 우선적으로 사용되는 배터리 사용 순서를 설정한다. 또한, 배터리의 이상 방전 감시, 에어콘과 같은 차량 전장품의 전력 분배 등을 관리한다.
예를 들어, 구동차량(200)의 배터리(230)가 충전전력은 낮고, 종동차량(300)의 배터리(330) 충전전력은 높은 상태에서, 근거리에 배터리교환스테이션(10)이 위치한다면, 배터리관리시스템(153)은 구동차량(200)의 배터리(230)를 우선적으로 소모하여 배터리교환스테이션(10)에서 구동차량(200)의 배터리(230)만을 교환하게 할 수 있다.
구동차량(200)의 배터리(230)가 충전전력은 낮고, 종동차량(300)의 배터리(330) 충전전력은 높은 상태에서, 원거리에 배터리교환스테이션(10)이 위치한다면, 배터리관리시스템(153)은 종동차량(300)의 배터리(330)를 우선적으로 소모하여 구동차량(200) 및 종동차량(300)의 배터리(330) 충전 전력의 비율이 맞도록 배터리 사용 조건을 제어한다. 이후 배터리교환스테이션(10)에서 구동차량(200) 및 종동차량(300)의 배터리(230,330)를 모두 교환하도록 할 수 있다.
만약, 구동차량(200) 및 종동차량(300)의 배터리(230,330)의 충전 상태가 낮아 배터리교환스테이션(10)까지 정상운행이 어려운 경우, 레일 상에 노면전차의 이동이 중단되는 상황을 방지하기 위하여, 노면전차(100)의 이동에 관련된 장치에만 전력을 공급하는 비상운전모드로 전환할 수 있다. 비상운전모드에서는 노면전차(100)의 조명 또는 공조기와 같은 부수적인 전장설비에 전력 공급량을 선택적으로 줄이거나 차단할 수 있다. 비상운전모드를 통해 노면전차의 운행가능거리를 증가시켜 배터리교환스테이션(10)까지 노면전차를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 예시에서는 각 기능들이 별도의 장치 또는 컴퓨터에 의해 처리되도록 설명되어 있으나, 각 컴퓨터 및 장치들은 하나의 시스템 장치로 구성되거나 또는 네트워크로 연결되어 구성될 수 있음은 기술적으로 자명하다.
10: 배터리교환스테이션 15: 차상제어부
20: 배터리교환제어부 100: 노면전차
200: 구동차량 300: 종동차량
230,231,330: 배터리 400: 중앙제어부
500: 로컬제어부

Claims (15)

  1. 착탈 가능한 배터리에 의해 레일 상에서 구동되는 노면전차와 통신하여 노면전에의 운행 정보를 제공하는 중앙제어부; 및
    상기 노면전차의 배터리를 교환하는 배터리교환스테이션을 포함하고,
    상기 중앙제어부는 상기 레일 상에 주행 중인 상기 노면전차의 배터리 교환 여부를 상기 배터리교환스테이션으로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙제어부는 상기 노면전차 및 상기 배터리교환스테이션과 통신하는 통신부;
    상기 노면전차의 운행 일정을 관리하는 운행관리컴퓨터; 및
    상기 배터리교환스테이션의 배터리 교환 일정을 관리하는 배터리교환컴퓨터를 포함하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 노면전차로부터 배터리 상태 정보를 수신하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중앙제어부는 상기 노면전차의 배터리 상태를 참조하여 배터리의 교환 여부를 판단하고,
    상기 노면전차의 고유 식별번호 및 교환대상 배터리 정보를 상기 배터리교환스테이션으로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중앙제어부는 상기 노면전차의 운행 정보 및 위치 정보를 상기 배터리교환스테이션으로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 배터리교환스테이션은 상기 노면전차의 차량 상부를 통해 배터리를 탈착하는 배터리교환로봇 및
    상기 노면전차로부터 탈거된 배터리를 재충전하는 배터리충전대를 포함하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배터리교환스테이션은 상기 노면전차의 운행 일정에 기초하여 상기 배터리충전대의 충전모드를 선택하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배터리충전대의 충전모드는 고속충전모드, 완속충전모드, 충전대기모드 중 어느 하나인 무가선 노면전차 제어시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 배터리교환스테이션은 상기 배터리교환로봇에 의한 배터리 교환 소요시간을 상기 중앙제어부로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중앙제어부는 상기 배터리 교환 소요시간을 참조하여, 운행 속도를 가속, 감속 또는 정지를 요청하는 신호를 상기 레일 상에 운행되는 또다른 노면전차로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일 주변에 위치하는 승하차장의 역설비를 제어하고, 선로전환 및 선로전환신호기를 제어하는 로컬제어기를 더 포함하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 로컬제어기가 상기 노면전차의 운행 신호기의 정보를 도로 상에 위치하는 자동차용 신호등으로 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 노면전차에 개재되고, 차량의 운행을 제어하는 차상컴퓨터 및 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 관리시스템을 포함하는 차상제어부를 더 포함하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차상제어부는 상기 노면전차의 현위치 및 운행가능거리를 상기 중앙제어부에 전송하는 무가선 노면전차 제어시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 차상제어부는
    상기 노면전차의 운행가능거리와 상기 노면전차와 상기 배터리교환스테이션의 노선길이에 기초하여, 상기 노면전차의 전장 부품에 공급하는 전력을 선택적으로 제한하는 배터리 관리시스템을 더 포함하는 무가선 노면전차 제어시스템.
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