KR20190012048A - Method for constructing virtual-coupled train sets and train control device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열차 간 가상 연결 방법 및 이를 위한 열차 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 후행 열차의 열차 제어 장치가 후행 열차에 선행하는 선행 열차와의 가상 결합 및 해제를 수행하는 방법 및 그 열차 제어 장치에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a method for virtual connection between trains and a train control apparatus therefor, and more particularly, to a method and apparatus for performing a virtual connection and release with a preceding train preceding a trailing train, ≪ / RTI >
국내외 열차제어시스템은 이동통신 기술의 발전에 따라 열차제어 효율성 향상과 운전 시격 단축을 위하여 지상설비 중심에서 차상설비 중심으로 진화하고 있으며, 최근에는 선행 열차와 후행 열차 간, 열차와 선로변 설비들 간 직접 통신을 통해 무인자동운행이 가능한 지능형 열차 자율 주행 제어 기술 개발 필요성이 대두되고 있다. In order to improve the efficiency of train control and shorten driving time, the domestic and international train control system evolves from the center of the ground facility to the center of the next train with the development of mobile communication technology. Recently, There is a need to develop an intelligent train autonomous travel control technology capable of automatic unmanned operation through direct communication.
나아가, 선로 용량을 향상시키기 위한 가상 연결 기술 개발에 대한 필요성이 제기되고 있다. 가상 연결 기술은, 선행 열차와 후행 열차 간 물리적 연결기(mechanical coupler)에 의한 분리(uncoupling)/결합(coupling) 없이 주행 중 자유로운 가상 열차편성 (virtually-coupled train sets)을 구성함으로써 선행 열차와 후행 열차 간격을 제동 거리(braking distance) 이하로 획기적으로 줄일 필요성이 있다. 그러나 기존의 열차제어 시스템은 제어 규칙(principle)의 한계로 인해 선행 열차에 제동 거리 이내로 근접하는 것을 충돌로 인지한다는 점에서 기존 열차 제어 시스템을 이용한 가상 열차편성을 구현하는 것은 불가능하다. Furthermore, there is a need to develop a virtual connection technology to improve the line capacity. The virtual connection technology allows virtually-coupled train sets to be set up without any uncoupling / coupling between the preceding train and the trailing train by a mechanical coupler, It is necessary to drastically reduce the interval to less than the braking distance. However, it is impossible to realize the virtual train scheduling using the existing train control system because the existing train control system recognizes that the approach to the preceding train is within the braking distance due to the limitation of the control rule.
이와 관련하여, 국제공개특허 제 2015-019430 호(발명의 명칭: train control system)는 선행 열차와 후속 열차의 주행 중에 선행 열차의 추진 및 제동지령을 제공받아 후속 열차의 추진 및 제동 동작을 수행하는 방법을 개시한다. In this connection, International Publication No. 2015-019430 (entitled "train control system") provides a propulsion and braking command of a preceding train during the running of a preceding train and a subsequent train to perform the propulsion and braking operations of the following train / RTI >
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열차들 간에 물리적 연결기를 이용하지 않으면서 열차들의 간격을 제어함으로써 선행 열차와 후행 열차가 물리적으로 연결된 것과 같이 간격을 가깝게 유지하여 가상 결합된 상태로 주행하는 열차 제어 방법을 제공한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling the distance between trains by physically connecting trains, The present invention provides a method of controlling a train. It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은, 제1 통신망을 통해 제2 열차로 결합요청 신호를 전송하는 단계; 결합요청 신호에 응답하여 제2 열차로부터 수신된 실시간 주행 정보에 따라, 제2 열차의 위치 및 속도에 기반한 제1 간격 제어를 수행하는 단계; 제1 간격 제어에 의해 제2 열차와 직접 무선 통신하는 제 2 통신망이 개시되면, 제2 통신망을 통해 제2 열차로 잠금요청 신호를 전송하는 단계; 및 잠금요청 신호에 응답하여 제2 열차로부터 가감속도 정보가 수신됨에 따라, 제2 열차의 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가상 열차 결합 방법을 제공한다. As a technical means for achieving the above-mentioned technical object, a first aspect of the present invention provides a method for transmitting a combined request signal to a second train through a first communication network; Performing a first interval control based on the position and speed of the second train in response to the real-time driving information received from the second train in response to the coupling request signal; Transmitting a lock request signal to a second train via a second communication network when a second communication network that directly communicates with the second train by a first interval control is started; And performing a second interval control based on the acceleration / deceleration rate of the second train as the acceleration / deceleration information is received from the second train in response to the lock request signal.
또한, 본 발명의 제2 측면은, 기지국을 통해 무선 통신하는 제1 통신회로 및 제2 열차와 직접 무선 통신하는 제2 통신회로를 포함하는 통신부; 가상 열차 결합을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하는 열차 제어 장치를 제공한다. 이때, 상기 프로세서는, 제1 통신회로를 통해 제2 열차로 결합요청 신호를 전송하고, 결합요청 신호에 응답하여 제2 열차로부터 실시간 주행 정보가 수신됨에 따라, 제2 열차의 위치 및 속도에 기반한 제1 간격 제어를 수행하고, 제2 통신회로의 신호 강도가 미리 설정된 임계값을 초과하면, 제2 통신회로를 통해 제2 열차로 잠금요청 신호를 전송하고, 잠금요청 신호에 응답하여 제2 열차로부터 가감속도 정보가 수신됨에 따라, 제2 열차의 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행하는 열차 제어 장치를 제공한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a communication apparatus comprising: a communication section including a first communication circuit for wirelessly communicating through a base station and a second communication circuit for direct radio communication with a second train; A memory for storing a program for performing virtual train coupling; And a processor for executing the program. At this time, the processor transmits the coupling request signal to the second train through the first communication circuit, and, based on the position and velocity of the second train as the real-time driving information is received from the second train in response to the coupling request signal The second communication circuit transmits a lock request signal to the second train through the second communication circuit when the signal strength of the second communication circuit exceeds a predetermined threshold value, The second interval control based on the acceleration / deceleration of the second train as the acceleration / deceleration information is received from the acceleration / deceleration information.
또한, 본 발명의 제 3 측면은, 상기 제1 측면의 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다. A third aspect of the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of the first aspect on a computer.
본 발명은 열차 간 직접적인 통신기반의 간격제어 기술과 선행열차의 위치, 속도 및 가속도 정보를 이용하여 선행 열차와 후행 열차가 물리적으로 연결된 것과 같이 간격을 가깝게 유지하여 주행하게 함으로써, 열차들의 가상 결합 및 해제를 수행할 수 있다. 특히, 주행 중인 열차의 편성을 자유롭게 제어함으로써 유연한 운행 스케줄 관리가 가능케 할 수 있다. 또한, 열차 편성을 운영자 개입 없이 제어함으로써, 열차의 운행 가능 시간을 해치지 않으면서, 인정 오류로 인한 사고 및 고장 상황을 방지할 수 있다. The present invention makes use of the direct communication-based interval control technology between trains and the position, speed, and acceleration information of the preceding train so that the preceding train and the trailing train are physically connected, Release can be performed. Particularly, it is possible to flexibly control the schedule of the running train by freely controlling the combination of the running train. In addition, by controlling train scheduling without operator intervention, it is possible to prevent accidents and malfunctions due to accreditation errors without hurting train running time.
추가적으로 열차 간 다양한 센서 값을 이용하여 간격 제어에서 발생가능한 오차를 보정 및 보상함으로써, 열차들이 가상 결합된 상태에서 안정적으로 주행할 수 있도록 할 수 있다.In addition, it is possible to compensate for and correct the errors that can occur in the interval control by using various sensor values between trains, so that the trains can be stably driven in a state of being virtually coupled.
도 1은 종래의 열차제어 시스템을 설명하기 위한 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 가상 결합 시스템을 설명하기 위한 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차의 열차 제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 후행 열차의 열차 제어 장치가 가상 열차 결합을 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서가 제1 간격 제어에 의해 결합 이동 권한을 생성하는 동작을 설명하기 위한 순서도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 이동 권한의 개념을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 길이 정보를 도시한 예이다.
도 8a 내지 8c는 본 발명의 일 실시예에 따라 열차들이 가상 결합된 상태에서 갱신된 열차 길이에 따른 주행 제어를 도시한 일례이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 장치의 구성을 도시한 다른 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서가 선행 열차와의 가상 결합을 해제하는 방법을 도시한 순서도이다.1 is a schematic diagram for explaining a conventional train control system.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a train virtual coupling system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a train control apparatus for a train according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of performing a virtual train combination by a train controller of a trailing train according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation in which a processor generates a combined movement authority by a first interval control according to an embodiment of the present invention; FIG. 6 is a flowchart illustrating a concept of a combined movement authority according to an embodiment of the present invention; Fig.
FIG. 7 shows an example of train length information according to an embodiment of the present invention.
8A to 8C illustrate an example of driving control according to the updated train length in a state where trains are virtually combined according to an embodiment of the present invention.
9 is another diagram showing a configuration of a train control apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a flow chart illustrating a method for a processor to release a virtual association with a preceding train in accordance with an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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 a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 열차제어 시스템을 도시한 도면이다. 종래의 열차 제어 시스템은 CBTC(Communication Based Train Control) 와 같은 무선 통신에 기반한 시스템으로서, 종래의 열차제어 시스템에서 열차들은 관제 센터와는 별도로 지상의 지역 제어기(zone controller)(17)로부터 열차의 이동권한과 선로의 제한속도 정보를 기반으로 하는 정적 속도프로파일 명령을 제공받는다. 이러한 제어 방식에 기반하여, 종래의 열차제어 시스템은 특정 열차가 위치하는 일정 구간 내에 다른 열차가 진입하는 것을 허용하지 않는다. 1 is a view showing a conventional train control system. A conventional train control system is a system based on wireless communication such as CBTC (Communication Based Train Control). In the conventional train control system, a train is moved from a
구체적으로, 종래의 열차제어 시스템은 각 지역 제어기(17)가 관할하는 일정 영역 내에 존재하는 열차의 차상 열차 제어 시스템(CBTC)으로부터 위치 정보를 수신하며, 열차의 이동권한(15)을 생성하고, 이동권한까지의 정적 속도프로파일을 생성한다. 생성된 정적 속도프로파일은 다시 열차에게 제공된다. 이를 통해, 각 지역 제어기(17)의 영역 내의 열차들은 일정한 거리 이상의 간격을 유지한다. 따라서 열차들 간의 간격이 좁혀지는 상황은 지역 제어기(17)에게 열차 간의 충돌 상황으로 인지될 수 있다. 이에 따라 열차들 간의 결합은 해당 열차들의 열차제어시스템(CBTC) 및/또는 지역 제어기가 오프(OFF)된 상태(즉, 차상 열차제어시스템과 지역 제어기(17) 의 통신 연결이 해제된 상태)에서 이루어져야 한다. Specifically, the conventional train control system receives position information from the on-board train control system (CBTC) of a train existing within a predetermined area governed by each
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 가상 결합 시스템(10)을 설명하기 위한 개요도이다. 열차 가상 결합 시스템(10)은 운행 중인 두 열차 간의 가상 결합을 수행하기 위한 하나 이상의 구성 요소들을 포함한다. 여기서, 두 열차 간의 가상 결합이란, 각 구간의 수송 인구 조정 및/또는 운행 스케줄에 의해 두 열차가 물리적으로 결합된 것과 동일 또는 유사한 거리 간격을 유지하면서 운행되는 것으로서 관제 시스템(13)에서는 결합시 하나의 열차로 인식되어 열차의 역사 진입, 진출 및 운행에 대해 동일한 스케줄 명령을 제공받는다.2 is a schematic diagram for explaining a train
개시된 실시예에 따른 열차 가상 결합 시스템(10)은 후행 열차(11)가 선행 열차(12)에 대한 실시간 주행 정보를 선행 열차(12)로부터 수신함으로써, 선행 열차(12)의 위치 및 속도에 기반한 이동 권한(16)을 직접 생성하여 운행을 제어하고, 선행 열차(12)와의 직접적인 무선 통신을 통해 선행 열차(12)와의 간격을 제어할 수 있도록 허용함으로써, 운행 중인 두 열차 간의 가상 결합이 가능토록 할 수 있다. 이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다. The train virtual joining
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차의 열차 제어 장치(110)의 구성을 도시한 블록도이다. 이하, 열차 제어 장치(110)의 구성을 참조하여 후행 열차(11)가 새로운 이동 권한을 생성하고, 선행 열차(12)와의 간격을 제어함으로써 가상 결합을 수행하는 동작을 상세히 설명한다. 3 is a block diagram showing a configuration of a
도 3을 참조하면, 열차 제어 장치(110)는 메모리(111), 통신부(112) 및 프로세서(processor)(113)를 포함한다. 열차 제어 장치(110)는 차량에 설치되어, 각 열차의 운행 제어, 통신 제어 및/또는 환경 제어를 수행하는 컴퓨팅 장치일 수 있다. Referring to FIG. 3, the
메모리(111)는 열차가 운행 제어, 통신 제어 및/또는 환경 제어 등의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 데이터 등을 저장한다. 예컨데, 메모리(111)은 열차의 운행제어 및 가상결합을 위한 운행 스케줄 정보와 선로에 대한 DB 값(노선의 구성도, 구간별 제한속도 값, 구간별 구배 값, 승강장 위치 등)을 저장한다. 또한 메모리(111)는 관제시스템(13)으로부터 수신된 열차의 운행 시점부터 종료시점까지의 운행스케줄을 저장할 수 있다. 이때, 메모리(111)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지하는 비휘발성(non-volatile) 저장 장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장 장치를 통칭하는 것일 수 있다.The
통신부(112)는 열차가 관제 시스템(13) 또는 다른 열차와 통신하기 위한 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 통신부(112)는 기지국(14)을 통해 타 장치와 무선 통신하는 제1 통신회로(112-1) 및 기지국(14)을 거치지 않고 타 장치와 직접 무선 통신하는 제2 통신회로(112-2)를 포함한다. The
제1 통신회로(112-1)는 LTE-R 통신회로, 3GPP 통신회로, GSM-R 통신회로, 아날로그 통신회로 등을 포함하며, 제2 통신회로(112-2)는 블루투스(BLUETOOTH) 통신회로, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신회로, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신회로, 지그비(Zigbee) 통신회로, WAVE(wireless access in vehicular environment) 통신회로, LTE V2X 통신회로 등을 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 통신회로(112-1)에 의한 통신망을 제1 통신망으로 칭하며, 제2 통신회로(112-2)에 의한 통신망을 제2 통신망으로 칭한다. The first communication circuit 112-1 includes an LTE-R communication circuit, a 3GPP communication circuit, a GSM-R communication circuit, and an analog communication circuit. The second communication circuit 112-2 includes a BLUETOOTH communication circuit , A Bluetooth low energy (BLE) communication circuit, an infrared (IRDA) communication circuit, a Zigbee communication circuit, a wireless access in vehicular environment (WAVE) communication circuit, an LTE V2X communication circuit, But is not limited thereto. Hereinafter, for convenience of explanation, the communication network by the first communication circuit 112-1 is referred to as a first communication network, and the communication network by the second communication circuit 112-2 is referred to as a second communication network.
프로세서(113)는 열차의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 프로세서(113)는 간격 제어를 위하여 관제 시스템(13)으로부터 다음 목적지를 수신하여 열차의 위치를 계산하고, 선행 열차(12)의 위치와 속도를 기반으로 열차의 이동 권한을 생성하며, 메모리(111)에 저장된 선로 DB를 토대로 제한 속도값을 계산할 수 있다. 이때 제한 속도값은 선로의 제한 속도를 기반으로하는 정적속도 프로파일과 열차의 특성을 반영한 제동커브를 기반으로하는 동적속도 프로파일을 포함한다. 한편, 프로세서(113)는 열차의 추진제동 시스템, 통신 시스템, 환경 시스템 등과 같은 다양한 시스템 제어를 수행하기 위한 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 프로세서(113)는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), CPU 등을 포함하여 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있다. The
특히, 프로세서(113)는 메모리(111)에 저장된 프로그램을 실행하며, 관제 시스템(13)으로부터 열차 결합 명령이 수신됨에 따라, 제1 통신망을 통해 선행 열차(12)로부터 실시간 주행 정보를 수신하여 선행 열차(12)의 위치 및 속도를 기반으로 선행 열차(12)와의 간격을 좁히며, 이에 따라 선행 열차(12)와 직접적으로 무선 통신하는 제2 통신망이 개시되면, 제2 통신망을 통해 수신된 선행 열차(12)로 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행한다. 이때, 제1 간격 제어는 선행 열차(12)와 후행 열차(11) 간의 거리와 선행 열차(12)의 속도에 기반한 새로운 이동 권한(이하, 결합 이동 권한)을 생성하여 후행 열차(11)가 선행 열차(12)와의 간격을 좁히는 주행 제어이며, 제2 간격 제어는 가상 결합된 상태를 유지하는 주행 제어를 의미한다. Particularly, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 후행 열차(11)의 열차 제어 장치(110)가 가상 열차 결합을 수행하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of performing a virtual train combination by the
도 4를 참조하면, 먼저 프로세서(113)는 선행 열차(12)와의 결합 준비 신호를 획득한다(S300). 이는 제1 통신망을 통해 관제 시스템(13)으로부터 수신되거나, 메모리(111)에 미리 저장된 운행 스케줄 정보로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 운행 스케줄 정보는 결합 시간 및 결합(또는 분리)이 수행되는 결합 구간 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(113)는 현재 시간 및 위치 정보가 해당 결합 시간 및 결합 구간 정보와 일치하면 결합(또는 분리) 준비 이벤트 신호를 발생시킬 수 있다. Referring to FIG. 4, the
이후, 프로세서(113)는 제1 통신망을 통해 선행 열차(12)로 결합 요청 신호를 전송한다(S310). 제1 통신망은 전술한 바와 같이 선로에 일정 간격으로 배치된 기지국(14)을 이용하는 통신망일 수 있다. Thereafter, the
이후, 프로세서(113)는 제1 통신망을 통해 선행 열차(12)로부터 실시간 주행 정보를 획득한다(S320). 실시간 주행 정보는 선행 열차(12)의 위치 정보, 속도 정보 및 속도 프로파일을 포함한다. 또한, 실시간 주행 정보는 선행 열차(12)에서 산출된 위치 추정오차 및 속도 추정오차를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 위치 오차 및 속도 오차는 선행 열차(12)에 구비된 다양한 센서(예컨대, 속도 센서, 가속도 센서 등)에서 측정된 센서값으로부터 산출될 수 있다. Thereafter, the
한편, 프로세서(113)는 실시간 주행 정보 이외에, 선행 열차(12)의 열차 종류, 최대 속도 정보, 최대 가감속도 정보, GEBR(Guaranteed Emergency Braking Rate) 정보, 추진제동 시스템 정보 등과 같은 열차 특성 정보를 더 제공받을 수 있다. In addition to the real-time travel information, the
이후, 프로세서(113)는 실시간 주행 정보를 기초로 선행 열차(12)의 위치 및 속도에 기반한 제1 간격 제어를 수행한다(S330). 제1 간격 제어는 후행 열차(11)가 결합 이동 권한(도 1의 16)을 생성하여, 이를 기초로 운행을 제어하는 것일 수 있다. 구체적으로, 도 5 및 도6을 참조하여 프로세서(113)가 결합 이동 권한을 생성하는 일례를 설명한다. Thereafter, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서(113)가 제1 간격 제어에 의해 결합 이동 권한을 생성하는 동작을 설명하기 위한 순서도이며, 도 6은 결합 이동 권한의 개념을 도시한 도면이다. 5 is a flowchart for explaining an operation in which the
도 5를 참조하면, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 속도에 기반하여 선행 열차(12)의 최단 제동 거리를 산출한다(S321). 여기서, 최단 제동 거리는 열차가 제동 명령에 응답하여 최적의 제동 효율로 동작한다는 가정 하에서 예측되는 제동 거리를 의미한다. 수학식 1은 선행 열차(12)의 최단 제동 거리()를 산출하는 일례이다. Referring to FIG. 5, the
위 식에서, 는 선행 열차(12)의 속도, 는 선행 열차(12)의 속도 오차, 는 선행 열차(12)와의 통신지연, 는 선행 열차(12)의 추진제동 시스템 반응 및 인가 시간, 는 선행 열차(12)의 추진제동 시스템의 최적 제동효율, 는 선행 열차(12)가 주행하는 선로의 구배저항, 는 선행열차의 GEBR을 의미한다. 이때, 상기한 값들은 선행 열차(12)로부터 제공받는 값일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 후행 열차(11)에 의해 추정 및/또는 산출된 값일 수도 있다. 또한, GEBR은 일정 범위를 나타낼 수 있다. 최단 제동 거리는 어떠한 상황에서도 해당 범위 내에서 비상 제동 감속도를 보장할 수 있다는 가정 하에서 산출되므로, 선행 열차(12)의 GEBR은 해당 범위 중에서 가장 높은 값을 택한다. In the above equation, The speed of the preceding
이어서, 프로세서(113)는 후행 열차(11)의 최장 제동 거리를 산출한다(S322). 여기서, 최장 제동 거리는 열차가 제동 명령에 응답하여 최악의 제동 효율로 동작한다는 가정하에 예측되는 제동 거리를 의미한다. 수학식 2는 후행 열차(11)의 최장 제동 거리()를 산출하는 일례이다. Subsequently, the
는 후행 열차(11)의 현재 속도, 는 후행 열차(11)의 속도 오차, 는 기 설정된 속도가 초과됨이 인지될 때까지의 인지시간, 는 후행열차의 추진제동 시스템 반응시간 및 인가시간, 은 저크한계로 인한 지연시간, 는 후행 열차(11)의 추진제동 시스템의 최악의 제동효율, 는 후행 열차(11)가 주행하는 선로의 구배저항, 는 후행 열차(11)의 최대 가속도, 후행 열차(11)의 GEBR을 의미한다. 이때, 전술한 바와 마찬가지로 후행 열차(11)의 GEBR은 일정 범위를 가지며, 후행 열차(11)의 GEBR은 해당 범위 중에서 가장 낮은 값이다. The current speed of the trailing
이후, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 최단 제동 거리()와 후행 열차(11)의 최장 제동 거리()의 합을 기초로 결합 이동 권한()을 산출한다. 한편, 구현 예에 따라, 결합 이동 권한이 선행 열차(12)의 점유 구간(즉, 선행 열차(12)가 이동하고 있는 구간) 외에서 표현될 수 있도록, 결합 이동 권한을 선행 열차(12)의 후미부로 이동시켜 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이동된 결합 이동 권한(도 6의 )은 속도()와 거리()의 조합으로 표현될 수 있다.After that, the
이후, 프로세서(113)는 결합 이동 권한을 기초로 주행 제어를 수행한다. 예컨대, 프로세서(113)는 결합 이동 권한()에서 후행 열차(11)의 제동 거리를 감산한 거리만큼 제동 없이 가속 주행할 수 있다. 이를 통해, 후행 열차(11)는 선행 열차(12)와의 간격을 좁힐 수 있다. Thereafter, the
다시 도 4를 참조하면, 프로세서(113)는 제1 간격 제어에 의해 선행 열차(12)와 직접 무선 통신하는 제 2 통신망이 개시되면, 제2 통신망을 통해 선행 열차(12)로 잠금요청 신호를 전송한다(S340). 여기서, 제2 통신망이 개시된다는 것은, 제2 통신회로(112-2)의 신호 강도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 통신부(112)는 프로세서(113)의 제어에 의해, 결합요청 신호가 획득된 이후부터 통신부(112)의 제2 통신회로(112-2)의 일부 구성요소(또는 전체 구성요소)를 구동시켜 제2 통신망의 신호 강도를 측정(또는 모니터링)할 수 있다. 이때, 선행 열차(12)는 후행 열차(11)로부터의 결합요청 신호가 획득됨에 따라 제2 통신망을 수행할 수 있는 통신망을 구동시킬 수 있다. 즉, 후행 열차(11)와 선행 열차(12)가 근접함에 따라, 제2 통신회로(112-2)에서 감지되는 신호 강도는 높아진다. 따라서, 프로세서(113)는 제2 통신회로(112-2)에서 측정되는 신호 강도가 미리 설정된 임계값을 초과하면 선행 열차(12)로 잠금요청 신호를 전송할 수 있다. 이때, 임계값은, 양 열차 간의 거리 간격이 후행 열차(11)의 최장 제동 거리에 해당하는 경우에 측정되는 신호 강도를 기준으로 설정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 임의의 거리(예컨대, 5 m 등)에 해당하는 경우에 측정되는 신호 강도를 기준으로 설정될 수도 있다. Referring again to FIG. 4, when the second communication network in which direct communication with the preceding
잠금요청 이후, 후행 열차(11)와 선행 열차(12)는 하나의 열차로서 기능하므로, 양 열차의 성능은 양 열차 중에서 낮은 성능을 갖는 열차의 성능으로 제한된다(S350). 즉, 후행 열차(11)과 선행 열차(12)의 성능은, 예를 들어, 열차의 최대속도, 최대 감속도, 최대 가속도, GEBR, 제동 지연시간 등과 같은 열차 제어 파라미터 값 등을 가장 제한적인 값으로 통일한다. 구체적으로, 최대 속도 정보는 후행 열차(11)와 선행 열차(12)의 최대 속도 정보 중에서 낮은 값으로 갱신되며, 최대 가속도 정보는 후행 열차(11)와 선행 열차(12)의 최대 가속도 정보 중에서 낮은 값으로 갱신된다. 또한, 최대 감속도 정보는 후행 열차(11)와 선행 열차(12)의 최대 감속도 정보 중에서 높은 값으로 갱신된다. 따라서, 제1 간격 제어 및 제2 간격 제어에서의 최장 제동 거리 및/또는 최단 제동 거리는 갱신된 최대 속도 및 가속도 정보를 기준으로 산출될 수 있다. Since the trailing
이후, 프로세서(113)는 제2 통신망을 통해, 선행 열차(12)로부터 선행 열차(12)의 가감속도 정보를 획득한다(S360). 즉, 선행 열차(12)의 가감속도 정보는 기지국(14)를 거치지 않고 제2 통신회로(112-2)를 통해 수신된다. 이에 따라 후행 열차(11)와 선행 열차(12)는 통신 지연을 최소화할 수 있다. 이때 프로세서(13)는 선행 열차(12)로부터 가감속 정보를 직접 수신하거나, 선행 열차(12)의 속도 정보를 수신함으로써 이전 속도와 현재 속도의 변화량을 계산하여 가감속 정보를 획득할 수 있다. Thereafter, the
이후, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행한다(S370). 프로세서(113)는 제1 간격 제어에 의해 좁혀진 선행 열차(12)와의 간격을 유지하기 위하여, 선행 열차(12)의 가감속도뿐 아니라, 선행 열차(12)와 후행 열차(11) 간의 통신 지연, 선행 열차(12)와 후행 열차(11)의 가감속도 명령에 따른 추진제동 시스템의 실제 출력 속도(즉, 실제 반응 속도) 등과 같은 불확실성에 대한 마진(margin)을 고려하여야 한다. 따라서, 제2 간격 제어는 상기한 불확실성에 대한 마진을 고려하여 후행 열차(11)의 가감속도를 제어한다. 즉, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 가감속도, 후행 열차(11)의 반응 속도에 따른 제1 추정오차 및 선행 열차(12)의 반응 속도에 따른 제2 추정오차를 기초로 후행 열차(11)가 가감속 주행될 수 있도록 추진제동 시스템을 제어한다. 보다 구체적으로, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 가속도()에서 후행 열차(11)의 가속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제1 가속도 추정오차()와 선행 열차(12)의 가속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제2 가속도 추정오차()를 감산한 결과를 기초로 후행 열차(11)가 가속 주행될 수 있도록 추진제동 시스템을 제어하거나, 선행 열차(12)의 감속도에서 후행 열차(11)의 감속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제1 감속도 추정오차()와 선행 열차(12)의 감속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제2 감속도 추정오차()를 합산한 결과를 기초로 후행 열차(11)가 감속 주행될 수 있도록 추진제동 시스템을 제어한다. 이때, 선행 열차(12)의 제2 추정오차(,)는 선행 열차(12)로부터 제공되거나, 열차 특성 정보를 기초로 프로세서(113)가 산출할 수 있다. Thereafter, the
한편, 제2 간격 제어는 안전성을 고려하여 보수적으로 가감속 주행을 수행하는 것이므로, 양 열차 간의 간격은 점차 멀어질 수 있다. 따라서, 프로세서(113)는 상기한 바에 따라 산출된 가감속을 보상한다. 예컨대, 후행 열차(11)는 선행 열차(12)와의 안전을 위해 최소한 떨어져야 할 거리를 알고 있으므로 해당 거리 외에 추가적인 거리는 보상을 통해 좁혀져야 한다. 프로세서(113)는 제2 통신망을 통해 선행 열차(12)로부터 위치 정보를 더 제공받을 수 있다. 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 위치 정보와 후행 열차(11)의 위치 정보의 차이값, 선행 열차(12)의 후미부 위치에 대한 불확실성값, 후행 열차(11)의 전두부 위치에 대한 불확실성값을 기초로 가감속 보상을 수행할 수 있다. 수학식 3은 프로세서(113)가 가감속 보상을 수행하는 일례이다. On the other hand, since the second interval control carries out the acceleration / deceleration running in a conservative manner in consideration of safety, the interval between the two trains can be gradually distanced. Therefore, the
위 식에서, 는 선행 열차(12)와 후행 열차(11) 간의 거리 간격, 는 후행 열차(11)의 전두부 위치에 대한 불확실성값, 선행 열차(12)의 후미부 위치에 대한 불확실성값, 보상할 가감속도 값, t는 가속도 보상이 유지되어야 하는 시간을 의미한다. In the above equation, The distance between the preceding
상기한 설명 외에도, 프로세서(113)는 별도의 속도 센서, 가속도 센서, 거리 측정 센서 등을 더 구비하여 가감속도를 보상할 수 있다. 이에 대해서는, 도 9를 참조하여 후술한다. In addition to the above description, the
한편, 가상 결합 상태의 열차 길이는, 후행 열차(11)와 선행 열차(12) 각각의 열차 길이, 후행 열차(11)의 위치 불확실성에 기반한 제1 마진값(즉, 후행 열차(11)의 후미부 위치에 대한 불확실성값 및 전두부 위치에 대한 불확실성값의 합), 후행 열차(11)의 위치 불확실성에 기반한 제2 마진값(즉, 선행 열차(12)의 후미부 위치에 대한 불확실성값 및 전두부 위치에 대한 불확실성값의 합) 및 후행 열차(11)와 선행 열차(12)가 가지는 속도 오차와 가속도 오차, 추진/제동 지연에 따른 마진값, 그리고 열차 간에 이루어지는 통신의 지연 값을 고려한 안전 거리값의 합으로 갱신될 수 있다.On the other hand, the length of the train in the virtually coupled state can be calculated by subtracting the first margin value based on the train length of each of the trailing
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 길이 정보를 도시한 다른 일례이다. 도 7을 참조하면, 열차 길이 정보는 후행 열차(11)와 선행 열차(12) 각각의 열차 길이(,), 후행 열차(11)의 위치 불확실성에 기반한 제1 마진값(즉, +), 후행 열차(11)의 위치 불확실성에 기반한 제2 마진값(즉, + ) 및 후행 열차(11)가 선행 열차(12)의 가속도에 기반한 간격 제어에 대한 안전 마진값()의 합으로 갱신될 수 있다. 7 is another example of train length information according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the train length information includes the train lengths of the trailing
한편, 갱신된 열차 특성 정보(즉, 최대 속도 정보, 최대 가감속도 정보, 열차 길이 정보 등)는 제2 통신망을 통해 선행 열차(12)로 전송될 수 있으며, 선행 열차(12)는 갱신된 열차 특성 정보를 관제 시스템(13)으로 제공하여 선행 열차(12)와 후행 열차(11)가 결합된 상태에 해당하는 열차운행 스케줄을 제공받을 수 있다. 이때, 후행 열차(11)는 결합된 상태에 해당하는 열차운행 스케줄을 선행 열차(12)로부터 제공받을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 후행 열차(11)는 열차운행 스케줄을 제공받지 않고, 선행 열차(12)를 따라 이동할 수도 있으며, 관제 시스템(13)으로부터 열차운행 스케줄을 제공받을 수도 있다. The updated train characteristic information (i.e., maximum speed information, maximum acceleration / deceleration information, train length information, etc.) can be transmitted to the preceding
도 8a 내지 8c는 본 발명의 일 실시예에 따라 열차들이 가상 결합된 상태에서 갱신된 열차 길이에 따른 주행 제어를 도시한 일례이다.8A to 8C illustrate an example of driving control according to the updated train length in a state where trains are virtually combined according to an embodiment of the present invention.
도 8a는 선로의 제한속도(740)가 주어질 때 가상 결합된 상태의 열차 길이(700)와 갱신된 열차 최대 속도를 도시한다. 그리고 도 8b는 제한 속도 선로 구간(710, 720)과 같이 낮은 속도가 요구되는 구간에서 높은 속도 구간으로 제한 속도가 변경되는 경우, 가상 결합된 상태의 열차 길이(700)만큼 낮은 속도구간을 더 주행한 후에 증속 주행을 수행하도록 제한 속도 선로 구간(710, 720)이 가상 결합된 상태의 열차 길이(700)만큼 연장되는 것으로 간주하는 것을 도시한다. 이를 통해, 선행 열차(12)는 후행 열차(11)의 후미부가 제한 속도 선로 구간(710, 720)을 빠져나올 때까지 증속 주행을 하지 않는다. 이는, 후행 열차(11)의 후미부가 해당 속도 제한 구간에서 제한 속도를 초과하게 되는 것을 방지한다. 한편, 최대 속도는, 전술한 바와 같이, 후행 열차(11)와 선행 열차(12) 각각의 최대 속도 중에서 낮은 값이다. FIG. 8A shows the train length 700 in a virtually combined state and the updated train maximum speed when the limit speed 740 of the line is given. 8B shows a case where the speed limit is changed to a high speed section in a section requiring a low speed such as the speed limit line sections 710 and 720, Speed line sections 710 and 720 are considered to extend by virtually combined train length 700 so as to carry out a speed-increasing travel after a predetermined time. Thus, the preceding
도 8c는 여러 선로 제한 속도 값 중에서 가장 제한적인 값으로 가상 결합된 상태의 열차 최대 속도(750)를 도시한다.FIG. 8C shows the maximum train speed 750 in a state virtually combined with the most restrictive value among the various line speed limit values.
한편, 선행 열차(12)는 자신의 메모리(111)로부터의 선로 DB와 자신의 선행 열차로부터의 수신된 정보와 갱신된 열차 특성 정보를 이용하여 이동 권한과 속도프로파일을 갱신할 수 있다. On the other hand, the preceding
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 장치(110a)의 구성을 도시한 다른 도면이다. 9 is another diagram showing the configuration of a
도 9를 참조하면, 열차 제어 장치(110a)는 도 3의 열차 제어 장치(110)의 구성 요소 이외에, 복수의 속도 센서를 포함하는 속도 센서부(114), 가속도 센서(115) 및 거리 측정 센서(116)를 더 구비할 수 있다. 9, the
속도 센서부(114)는 열차의 바퀴 또는 바퀴에 근접하여 구비되어 열차의 속도를 측정하는 두 개 이상의 속도 센서를 포함할 수 있다. 프로세서(113)는 각 속도 센서에서 측정된 센서값을 비교하여 열차가 가감속도 됨에 따라 발생될 수 있는 누적 오차를 보상할 수 있다. The
가속도 센서(115)는 가감속도 명령 이후의 실제 가감속값을 측정한다. 프로세서(113)는 가감속도 명령과 실제 측정된 값과의 차이를 기초로 가감속을 보상할 수 있다. The
거리 측정 센서(116)는 후행 열차(11)와 선행 열차(12) 간의 거리 간격을 측정할 수 있도록 후행 열차(11)의 전두부의 외벽에 구비될 수 있다. 예컨대, 거리 측정 센서(116)는 특정 주파수의 전파, 음파, 광 등을 조사한 후에, 다시 거리 측정 센서(116)로 인입되는 전파, 음파, 광 등을 측정한다. 거리 측정 센서(116)는 조사 후 인입된 시간을 기초로 후행 열차(11)와 선행 열차(12) 간의 거리 간격을 측정한다. 프로세서(113)는 거리 측정 센서(116)를 통해 측정된 거리 간격을 이용하여 보다 정밀하게 제2 간격 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 후행 열차(11)의 전두부 위치에 대한 불확실성값()과 선행 열차(12)의 후미부 위치에 대한 불확실성값()을 거리 측정 센서(116)의 불확실정값(즉, 측정 오류값)으로 대체할 수 있다. The
이에 따라 거리 간격을 기초로 가감속도를 보상하는 수학식 3은 다음의 수학식 4와 같이 수정될 수 있다. Accordingly, Equation (3) for compensating the acceleration / deceleration based on the distance interval can be modified as shown in Equation (4).
위 식에서, 는 측정된 거리 간격, 는 거리 측정 센서(116)의 측정 오류 값(), 보상할 가감속도 값, t는 가속도 보상이 유지되어야 하는 시간을 의미한다. In the above equation, Is the measured distance interval, The measurement error value of the distance measurement sensor 116 ), The acceleration / deceleration value to be compensated, and t denotes the time during which the acceleration compensation should be maintained.
프로세서(113)는 상기 수학식 4를 이용하여 가감속도를 보상할 수 있다. The
이후, 프로세서(113)는 관제 시스템(13)으로부터의 가상 결합 해제 신호를 획득하거나 운행 스케줄에 따른 이벤트 신호에 응답하여, 선행 열차(12)와의 가상 결합을 해제할 수 있다. The
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서(113)가 선행 열차(12)와의 가상 결합을 해제하는 방법을 도시한 순서도이다. 10 is a flowchart illustrating a method of releasing a virtual combination with a preceding
먼저, 프로세서(113)는 가상 결합 해제 신호 또는 운행 스케줄에 따른 이벤트 신호에 응답하여, 제2 통신망을 통해 선행 열차로 가상 결합 해제 요청을 제공한다(S910). 한편, 프로세서(113)는 가상 결합 해제 요청을 제공한 후, 제2 통신회로(112-2)를 오프시킬 수 있다.First, the
이후, 선행 열차(12)로부터 결합 해제를 수행하라는 응답 신호가 수신되면, 프로세서(113)는 선행 열차(12)의 위치에 기반한 제3 간격 제어를 수행한다(S920). 여기서, 제3 간격 제어는 일반적인 간격 제어 방법으로서, 프로세서(113)는 후행 열차(11)의 최장 제동 거리, 선행 열차(12)의 최장 제동 거리의 합을 기초로 이동 권한을 산출할 수 있다. 이때, 후행 열차(11)의 최장 제동 거리는 후행 열차(11)의 최고 속도를 기준으로 산출되며, 선행 열차(12)의 최장 제동 거리는 선행 열차(12)의 최고 속도를 기준으로 산출된다. 즉, 가상 결합으로 인해 갱신되었던 열차 특성 정보는 폐기되며, 각 열차는 각 열차의 특성 정보를 이용하여 이동 권한을 산출할 수 있다. Thereafter, when a response signal to perform the disengagement from the preceding
한편, 위 설명에서는 후행 열차(11)의 열차 제어 장치(110)를 중심으로 가상 결합 및 해제 동작을 수행하는 것으로 설명하였으나, 상기한 열차 제어 장치(110)는 선행 열차(12)에도 적용될 수 있으며, 선행 열차(12)가 선행 열차(12)에 선행하는 다른 열차와의 가상 결합을 수행하는 경우에도 적용될 수 있다. In the above description, it is explained that the virtual combining and releasing operations are performed centering on the
이와 같이, 개시된 실시예는 운행 중인 열차들의 간격을 제어하여 가상 결합 및 해제가 가능케 함으로써, 열차들을 결합 및 해제하기 위해 특정 장소로 이동시키고 노동력을 투입시키기 위한 비용을 절감시킬 수 있으며, 인적 오류로 인한 사고 및 고장 상황을 최소화할 수 있다. 또한, 주행 중인 열차들을 가상 결합 및 해제시킴으로써, 열차의 운행 가능 시간을 증가시키며, 유연한 운행 스케줄 관리가 가능하도록 할 수 있다. Thus, the disclosed embodiments allow for the virtual union and disengagement by controlling the spacing of trains in service, thereby reducing the cost of moving labor to a particular location for joining and disengaging the trains, Thereby minimizing the occurrence of accidents and failures. In addition, by virtually combining and releasing the traveling train, it is possible to increase the operating time of the train, and to enable flexible management schedule management.
이상에서 설명한 본 발명은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. The present invention can be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. The computer-readable medium may also include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
본 발명의 시스템 및 방법은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the systems and methods of the present invention have been described with reference to particular embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
11: 후행 열차
12: 선행 열차
110: 후행 열차의 열차 제어 장치
111: 메모리
112: 통신부
113: 프로세서
114: 속도 센서부
115: 가속도 센서
116: 거리 측정 센서11: Trailing trains
12: Preceding train
110: Train control of trains trains
111: Memory
112:
113: Processor
114: Speed sensor unit
115: Accelerometer
116: Distance measuring sensor
Claims (17)
제1 통신망을 통해 상기 제2 열차로 결합요청 신호를 전송하는 단계;
상기 결합요청 신호에 응답하여 상기 제2 열차로부터 수신된 실시간 주행 정보를 기초로, 상기 제2 열차의 위치 및 속도에 기반한 제1 간격 제어를 수행하는 단계;
상기 제1 간격 제어에 의해 상기 제2 열차와 직접 무선 통신하는 제2 통신망이 개시되면, 상기 제2 통신망을 통해 상기 제2 열차로 잠금요청 신호를 전송하는 단계; 및
상기 잠금요청 신호에 응답하여 상기 제2 열차로부터 수신된 가감속도 정보를 기초로, 상기 제2 열차의 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행하는 단계를 포함하는 가상 열차 결합 방법. A method of performing a virtual train coupling with a second train running ahead of a first train, the train control device of a first train comprising:
Transmitting a coupling request signal to the second train through a first communication network;
Performing a first interval control based on the position and speed of the second train based on real-time driving information received from the second train in response to the coupling request signal;
Transmitting a lock request signal to the second train through the second communication network when a second communication network that directly communicates with the second train by the first interval control is started; And
And performing a second interval control based on the acceleration / deceleration of the second train based on the acceleration / deceleration information received from the second train in response to the lock request signal.
상기 제1 간격 제어를 수행하는 단계는
상기 제2 열차의 위치 및 속도에 기반하여 최단 제동 거리를 산출하는 단계;
상기 제2 열차의 최단 제동 거리와 상기 제1 열차의 현재 속도에 기반한 최장 제동 거리의 합을 기초로 상기 제1 열차의 제1 이동 권한을 산출하는 단계; 및
상기 제1 이동 권한을 기초로 상기 제1 열차의 운행 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것인 가상 열차 결합 방법. The method according to claim 1,
The step of performing the first interval control
Calculating a shortest braking distance based on the position and speed of the second train;
Calculating a first movement right of the first train based on a shortest braking distance of the second train and a longest braking distance based on the current speed of the first train; And
And performing operation control of the first train based on the first movement authority.
상기 제1 열차의 운행 제어를 수행하는 단계는
상기 제1 이동 권한에서 상기 제1 열차의 제동 거리를 감산한 거리까지 제동 없이 가속 주행하는 것인 가상 열차 결합 방법. 3. The method of claim 2,
The step of performing the control of the first train
Wherein the accelerating operation is performed without braking to a distance obtained by subtracting the braking distance of the first train from the first movement authority.
상기 제2 간격 제어는
상기 제2 열차의 가감속도, 상기 제1 열차의 반응 속도에 따른 제1 추정오차 및 상기 제2 열차의 반응 속도에 따른 제2 추정오차를 기초로 가감속 주행하는 것인 가상 열차 결합 방법. The method according to claim 1,
The second interval control
Wherein the acceleration / deceleration travels based on the acceleration / deceleration of the second train, the first estimation error according to the reaction speed of the first train, and the second estimation error according to the reaction speed of the second train.
상기 제2 간격 제어를 수행하는 단계는
상기 제2 열차의 가속도에서, 상기 제1 열차의 가속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제1 가속도 추정오차 및 상기 제2 열차의 가속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제2 가속도 추정오차를 감산한 결과값을 기초로 가속 주행하거나,
상기 제2 열차의 감속도에서, 상기 제1 열차의 감속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제1 감속도 추정오차 및 상기 제2 열차의 감속도 명령 이후의 반응 속도에 따른 제2 감속도 추정오차를 가산한 결과값을 기초로 감속 주행하는 것인 가상 열차 결합 방법. 5. The method of claim 4,
The step of performing the second interval control
A first acceleration estimation error according to a reaction speed after the acceleration command of the first train and a second acceleration estimation error according to a reaction speed after the acceleration command of the second train, Or accelerated,
A first deceleration estimation error according to a reaction speed after the deceleration command of the first train and a second deceleration estimation error according to a reaction rate after the deceleration command of the second train; And decelerating the vehicle based on the result of the addition.
상기 제2 간격 제어를 수행하는 단계는
상기 제2 열차의 위치와 상기 제1 열차의 위치 차이값, 상기 제1 열차의 전두부 위치에 대한 불확실성값 및 상기 제2 열차의 후미부 위치에 대한 불확실성값을 기초로, 가감속도를 보상하여 주행하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 열차 결합 방법. 5. The method of claim 4,
The step of performing the second interval control
Based on the position difference value of the second train, the difference value of the position of the first train, the uncertainty value of the front train position of the first train, and the uncertainty value of the rear train position of the second train, The method further comprising the steps of:
상기 잠금요청 신호가 전송된 후, 상기 제1 및 제2 열차의 열차 특성 정보를 갱신하는 단계를 더 포함하되,
상기 열차 특성 정보를 갱신하는 단계는
상기 제1 및 제2 열차 각각의 최대 속도 정보, 최대 가속도 정보, 최대 감속도 정보 및 열차 길이 정보를 갱신하는 것인 가상 열차 결합 방법. The method according to claim 1,
Further comprising updating the train characteristics information of the first and second trains after the lock request signal is transmitted,
The step of updating the train characteristic information
Wherein the maximum speed information, the maximum acceleration information, the maximum deceleration information, and the train length information of each of the first and second trains are updated.
상기 열차 길이 정보는
상기 제1 및 제2 열차 각각의 열차 길이값, 상기 제1 및 제2 열차가 갖는 속도 오차와 가속도 오차, 추진/제동 지연에 따른 마진값, 통신 지연에 기초한 안전 거리값, 상기 제1 열차의 위치 불확실성에 기반한 제1 마진(margin)값 및 상기 제2 열차의 위치 불확실성에 기반한 제2 마진값의 합으로 갱신되는 것인 가상 열차 결합 방법. 8. The method of claim 7,
The train length information
Wherein the first and second trains have a train length value, a speed error and an acceleration error of the first and second trains, a margin value according to a propulsion / braking delay, a safety distance value based on a communication delay, The first margin value based on the location uncertainty and the second margin value based on the location uncertainty of the second train.
상기 열차 결합 방법은
열차 운행 스케줄에 따른 이벤트 신호 또는 가상 결합 해제 신호에 응답하여, 상기 제2 통신망을 통해 상기 제2 열차로 가상 결합 해제 신호를 전송하는 단계; 및
상기 제2 열차의 위치에 기반한 제3 간격 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것인 열차 결합 방법. The method according to claim 1,
The train-
Transmitting a virtual unblocking signal to the second train through the second communication network in response to an event signal or a virtual unblocking signal according to a train running schedule; And
Further comprising performing a third interval control based on the position of the second train.
상기 제3 간격 제어를 수행하는 단계는
상기 제1 열차의 최장 제동 거리 및 상기 제2 열차의 최장 제동 거리의 합을 기초로 제2 이동 권한을 산출하는 단계; 및
상기 제2 이동 권한을 기초로 상기 제1 열차의 운행 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것인 열차 결합 방법. 10. The method of claim 9,
The step of performing the third interval control
Calculating a second movement right based on a sum of the longest braking distance of the first train and the longest braking distance of the second train; And
And performing the operation control of the first train on the basis of the second movement authority.
기지국을 통해 무선 통신하는 제1 통신회로 및 제2 열차와 직접 무선 통신하는 제2 통신회로를 포함하는 통신부;
가상 열차 결합을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
상기 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
상기 제1 통신회로를 통해 상기 제2 열차로 결합요청 신호를 전송하고, 상기 결합요청 신호에 응답하여 상기 제2 열차로부터 수신된 실시간 주행 정보를 기초로 상기 제2 열차의 위치 및 속도에 기반한 제1 간격 제어를 수행하고,
상기 제2 통신회로의 신호 강도가 미리 설정된 임계값을 초과하면, 상기 제2 통신회로를 통해 상기 제2 열차로 잠금요청 신호를 전송하고, 상기 잠금요청 신호에 응답하여 상기 제2 열차로부터 수신된 가감속도 정보를 기초로 상기 제2 열차의 가감속도에 기반한 제2 간격 제어를 수행하는 열차 제어 장치. There is provided a train control apparatus for a first train that performs a virtual train coupling with a second train running ahead of the first train,
A communication section including a first communication circuit for wirelessly communicating via a base station and a second communication circuit for direct radio communication with a second train;
A memory for storing a program for performing virtual train coupling; And
And a processor for executing the program,
The processor comprising:
Based on the position and speed of the second train, based on the real-time travel information received from the second train in response to the coupling request signal, 1 interval control,
Wherein the second communication circuit transmits a lock request signal to the second train through the second communication circuit when the signal strength of the second communication circuit exceeds a predetermined threshold value, And performs a second interval control based on the acceleration / deceleration of the second train based on the acceleration / deceleration information.
상기 프로세서는
상기 제2 열차의 위치 및 속도에 기반하여 최단 제동 거리를 산출하고, 상기 제2 열차의 최단 제동 거리와 상기 제1 열차의 현재 속도에 기반한 최장 제동 거리의 합을 기초로 상기 제1 열차의 제1 이동 권한을 산출하며,
상기 제1 이동 권한을 기초로 상기 제1 열차의 운행 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것인 열차 제어 장치. 12. The method of claim 11,
The processor
And calculating a shortest braking distance based on the position and speed of the second train based on the shortest braking distance of the second train and the longest braking distance based on the current speed of the first train, 1 calculates the movement authority,
And performing operation control of the first train on the basis of the first movement authority.
상기 제2 간격 제어는
상기 제2 열차의 가감속도, 상기 제1 열차의 반응 속도에 따른 제1 추정오차 및 상기 제2 열차의 반응 속도에 따른 제2 추정오차를 기초로 가감속 주행하는 것인 열차 제어 장치. 12. The method of claim 11,
The second interval control
Wherein the acceleration / deceleration travels based on the acceleration / deceleration of the second train, the first estimation error according to the reaction speed of the first train, and the second estimation error according to the reaction speed of the second train.
상기 프로세서는
상기 제2 열차의 위치와 상기 제1 열차의 위치 차이값, 상기 제1 열차의 전두부 위치에 대한 불확실성값 및 상기 제2 열차의 후미부 위치에 대한 불확실성값을 기초로 가감속도를 보상하는 것인 열차 제어 장치. 14. The method of claim 13,
The processor
Compensating an acceleration / deceleration based on a position difference value of the second train, a difference value of the position of the first train, an uncertainty value of a position of the front train of the first train, and an uncertainty value of a rear train position of the second train Train control device.
상기 프로세서는
상기 잠금요청 신호가 전송된 후, 상기 제1 및 제2 열차 각각의 최대 속도 정보, 최대 가속도 정보, 최대 감속도 정보 및 열차 길이 정보를 갱신하는 것인 열차 제어 장치. 12. The method of claim 11,
The processor
Wherein the controller updates the maximum speed information, the maximum acceleration information, the maximum deceleration information, and the train length information of each of the first and second trains after the lock request signal is transmitted.
상기 프로세서는
열차 운행 스케줄에 따른 이벤트 신호 또는 가상 결합 해제 신호에 응답하여, 상기 제2 통신회로를 통해 상기 제2 열차로 가상 결합 해제 신호를 전송하고,
상기 제2 열차의 위치에 기반한 제3 간격 제어를 수행하는 것인 열차 제어 장치. 12. The method of claim 11,
The processor
Transmitting a virtual unblocking signal to the second train through the second communication circuit in response to an event signal or a virtual unblocking signal according to a train running schedule,
And performs a third interval control based on the position of the second train.
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