KR20200133733A - 경로 네트워크를 통한 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법 - Google Patents

경로 네트워크를 통한 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경로 요소에 의해 형성되는 노드 및 에지를 갖는 네트워크 경로를 통해 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법과 관련된다. 중앙 기관에 의한 경로 요소들의 제어 및 관리는 복잡하고 외란에 민감하다. 따라서 본 발명의 목적은 네트워크 내에서 유지되어야 하는 기술 인프라의 단순화를 가능케 하고 그것의 가용성을 향상시키며 그에 따라 기술적 장애에 대한 네트워크의 저항력도 향상되는 해당 유형의 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 분산 원장 시스템 내에서 표현된 개체로서의 각각의 차량이 마찬가지로 상기 분산 원장 시스템 내 개체로 표현된 경로 요소와 트랜잭션 계약에 개입되고, 차량의 경로 요소와의 각각의 트랜잭션 계약은 상기 경로 요소가 상기 차량에 의해 점유되는 시구간을 정의하는 적어도 하나의 시간 사양을 포함한다.

Description

경로 네트워크를 통한 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법
본 발명은 경로 요소에 의해 형성되는 노드 및 에지를 갖는 경로 네트워크를 통한 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법에 관한 것이다.
현재의 최신 기술에 따르면, 철도-연결 운송 시스템의 안전은 지점, 선로 코스 및 신호와 같은 선로의 모든 요소가 신호소(signal box)의 형태로 중앙 기관에 의해 제어되고 개별 열차 운행에 할당되는 엄격하게 규제된 중앙 시스템을 기반으로 한다. 예를 들어, 열차 운행을 수행하기 위한 해제(release) 또는 허가(permission)는, 제1 단계에서, 열차 운행에 필요한 모든 필드 요소의 가용성이 신호소에 의해 결정된 경우에만 상기 신호소에서 개별 차량으로 전송되고, 제2 단계에서 이러한 필드 요소는 열차 운행을 위한 바인딩 방식으로 할당되고 보안된다. 자동화에 대한 이전의 접근 방식은, 한편으로는 신호소의 개수를 감소시키고 그것들이 제어하는 각각의 영역을 확대하여 그것들을 작동하는데 필요한 직원 수를 줄이는 방향으로 진행되었다. 다른 한편으로, 고정 신호를 통한 시그널링(signalling)은 점차 차량의 운전실에서의 시그널링으로 대체되고 있으므로, (신호 및 신호의 케이블 연결의 형태인) 고정 인프라를 제거하여 추가 절감이 가능하다. 그러나 이러한 시스템은 외부에서 시스템으로 유입되거나 시스템 자체의 내부 결함으로 인해 발생할 수 있는 외란(disturbances)에 매우 민감하다. 예를 들어, 기차에서 떨어진 얼음 덩어리에 의해 막힌 선단 분리기와 같은 비교적 사소한 원인이라도, 이 지점 세트에서 먼저 처리되어야 하는 모든 기차 운행이 방해 조건이 지속되는 동안 차단되고 중앙 당국에 있는 직원의 수동 개입에 의한 지역 담당 신호소의 리스케줄링이 이루어지는 결과로 귀결될 수 있다. 자동화된 충돌 감지 및 경로 충돌 방지를 위해 소프트웨어-지원 알고리즘을 사용하여 리스케줄링 프로세스를 자동화하고 속도를 높이는 다양한 방법이 있지만, 이로 인해 발생하는 운영 프로세스의 지연을 완전히 제거하는 것은 불가능하다. 신호소와 필드 요소 사이의 통신 링크 중단 또는 심지어 신호소 자체의 완전한 고장은 훨씬 더 큰 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 목적은 경로 요소에 의해 형성되는 노드 및 에지를 갖는 경로 네트워크를 통한 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법을 제공하는 것이며, 이를 통해 네트워크 내에서 유지되어야 하는 기술 인프라의 단순화와 그것의 가용성을 가능케 하고 그에 따라 기술적 장애에 대한 네트워크의 저항력도 향상되도록 하는 것이다.
본 발명의 따라 이 목적이 달성되며, 이는 청구항 1의 전제부와 함께, 분산 원장 시스템(distributed ledger system) 내 개체로 표현된 각각의 차량이, 마찬가지로 상기 분산 원장 시스템 내 개체로 표현된 상기 경로 요소와 트랜잭션 계약에 개입되고, 차량의 경로 요소와의 각각의 트랜잭션 계약은 상기 경로 요소가 상기 차량에 의해 점유되는 시구간을 정의하는 적어도 하나의 시간 사양(time specification)을 포함한다. 이러한 방식으로, 모든 경로 요소의 현재 상태는 투명하고 분산 원장 시스템 내 모든 참여자에게 알려져 있으며, 참여자에 의한 이 상태의 후속 조작 또는 변경이 불가능하다. 분산 원장 시스템은 그 자체로 최신 기술로 알려져 있다. 본 발명의 핵심 아이디어는, 본 발명의 방법에 따라, 각 차량이 경로 네트워크 내에서 개별 차량에 예측되고 사전-계획된 이동 경로를 따라서 개별 경로 요소와 직접 접촉하여 예상 시점에 대한 이동 권한을 협상한다는 것이다. 그러한 트랜잭션 계약을 체결하기 위한 필수 기준은 다른 차량에 의한 경쟁 계약이나 방해에 의한 차단이 없는 개별 경로 요소의 가용성이다. 이러한 방식으로 가능하게 된 차량과 경로 요소 사이의 중개자로서의 중앙 기관의 제거는 스케줄링 또는 제어 방법의 가용성을 현저하게 증가시킨다. 그 결과 계획된 경로를 구현하는데 사용되어야 하는 차량에 대한 경로 요소의 동적 스케줄링 및 할당이 상당히 단순화된다.
본 발명에 따른 이러한 스케줄링 또는 제어 방법의 대상이 될 수 있는 것은 레일-바운드(rail-bound) 교통 시스템뿐만 아니라 사용-규제 도로(usage-regulated road)와 같은 다른 교통 시스템도 있다. 게다가, 주차장과 같은 차량의 사용-규제 주차 공간뿐만 아니라 게이트에서의 차량 정차 지점, 대중 교통 정류장 및 상품 통행의 하역 지점도 본 발명에 따른 그러한 스케줄링 및 제어 방법의 대상이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 스케줄링 및 제어 방법에 의해, 활주로와 체크인 게이트 사이의 에이프런(apron) 상의 항공기의 이동뿐만 아니라, 고층입체창고(high bay warehouse)의 다른 스테이션 사이에서의 지게차의 이동도 스케줄링되고 제어될 수 있다. 더욱이, 비행길이 공간 요소로 분할될 수 있다면, 미리 결정된 비행길 상의 항공기의 이동도 본 발명에 따른 그러한 스케줄링 및 제어 방법의 대상이 될 수 있다. 이를 위해, 항공기는 비행길 상에서의 그것의 계획된 비행 이동을 미리(즉, 사용 시작 전에) 예약하고, 비행길은 정의된 시점에서 분산 원장 시스템에서 개체로 표현되는 복수의 공간 요소로 구성된다. 이러한 방식으로, 무인 항공기(예를 들어, 드론)에 대한 비행길의 바인딩 및 무충돌 점유 또는 예약이 가능하다. 본 발명에 따른 스케줄링 및 제어 방법은 초국가적 공역에서의 교통 제어의 표준화에 기여할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, "차량"은 육지, 물 또는 공중에서 이동하는지에 관계 없이 모든 유형의 교통 또는 운송 수단으로 간주된다.
본 발명의 기본 개념의 특히 유용한 추가 개발에 따르면, 차량의 경로 요소와의 각각의 트랜잭션 계약은 상기 차량에 의한 상기 경로 요소의 상기 점유에 대한 지불 요금(fee to be paid)을 지정하는 추가 트랜잭션 기준을 포함하는 것이 제공된다. 이러한 방식으로, 경로 요소에 대한 운전 또는 사용 권한이 다른 트랜잭션 조건에 따라 가격 책정될 수 있다. 예를 들어, 이에 대한 생각할 수 있는 적용 예는, 예를 들어, 경로의 성능 제공에 대한 질적 기준에 따라, 동일한 경로 요소의 사용에 대해 다른 요금이 규정된 경우일 수 있다. 예를 들어, 경로 요소가 정규 속도(nominal speed)보다 느린 속도에서만 사용될 수 있는 경우 또는 정의된 시점에서 경로 요소의 점유에 대한 수요가 매우 약한 경우 더 낮은 요금이 규정될 수 있다. 본 발명의 중요한 측면은 다른 차량의 경쟁 요청이 금전적 트랜잭션 기준(monetary transaction criterion)에 기초하여 결정될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 사용-규제 도로 시스템에서, 대형 수송 교통량(heavy goods traffic) 및 느린 도로 사용자가 없는 가속 차선을 사용하는 것이 더 느린 차선을 사용하는 것보다 더 가격이 높을 수 있다. 동일한 경로 요소에 대해 서로 다른 차량에 의한 경쟁 사용 요청은 개체로 나타난 2개 이상의 차량 간의 사용 시간 순서에 대한 트랜잭션 계약을 체결함으로써 규제될 수 있다.
본 발명의 일 변형은 분산 원장 시스템이 블록 체인으로 구성된다는 것을 제공한다.
본 발명은 추가적으로 상기 방법이 정의된 시구간 동안 상기 제1 차량에 의해 점유되는 경로 요소의 교환 또는 해제와 관련된 제1 차량의 제2 차량과의 적어도 하나의 트랜잭션 계약을 포함한다는 것을 제공한다. 이는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 차량이 동일한 분산 원장 시스템에 나타난 개체로서 경로 요소를 점유한 경우, 그들이 그들 사이에서, 즉 분산 원장 시스템에서 개체로 표시되는 다른 차량과 함께 트랜잭션 계약을 체결한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 스케줄링 및 제어 방법에 기초하여, 사용을 위해 해제된 경로 요소의 후속 교환 또는 거래도 중개자의 개입 없이 차량 간에 직접 가능하다.
따라서, 정의된 시구간 동안 상기 제1 차량에 의해 점유되는 경로 요소의 교환 또는 해제와 관련된 제1 차량의 제2 차량과의 상기 트랜잭션 계약이 상기 경로 요소의 교환 또는 해제를 위한 상기 제2 차량에 의한 지불 요금(fee to be paid)을 지정하는 추가 트랜잭션 기준을 보유하는 것이 매우 중요하다.
이하에서, 본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
철도 경로의 경로 요소(즉, 트랙, 지점 및 신호와 같은 차량 이동에 필요한 인프라 요소)와 그것들의 현재 상태가 블록 체인에 표시된다. 상태와 관련하여, 주로 트랜잭션 계약에 따라 경로 요소가 현재 또는 미래의 특정 기간 동안 다른 차량에 의해 점유되는지 여부가 기록된다. 본 발명에 따른 방법에서 독립적인 개체에 의한 영구적인 점유에 의해 방해 조건이 이용 가능해질 수 있다. 따라서 블록 체인에는 현재 상태뿐만 아니라 이전 트랜잭션으로 인한 과거 점유 상태와 향후 점유 상태에 영향을 미치는 트랜잭션도 포함된다.
철도 차량은 개인 키와 공개 키를 포함하는 키 쌍에 의한 블록 체인으로 표시된다. 철도 차량의 트랜잭션 요청은 이 키로 서명된다. 개인 키는 각 트랜잭션 요청에 대한 철도 차량으로의 고유 할당을 가능케 한다.
본 발명에 따른 방법의 동작에 수반되는 계산 노력을 줄이기 위해, 블록 체인에 대한 접근(access)은 그 자체로 알려진 "권한 증명(proof of authority)" 방법에 따라 제한된다.
적어도 하나의 경로 요소의 점유를 포함하는 열차 운행에 필요한 길을 예약하기 위해, 철도 차량은 (출발지, 가능한 가장 빠른 출발 시간, 목적지 및 가능한 가장 느린 도착 시간과 같은) 여러 트랜잭션 매개 변수를 포함하는 트랜잭션 요청을 분산 원장 시스템(distributed ledger system)으로 보내고, 이것은 가능한 이동 경로에 대해 저장된 트랜잭션을 검색하고 철도 차량으로 가능한 모든 변형을 되돌려 보낸다. 철도 차량으로 다시 전송되는 트랜잭션 매개 변수는 추가 거래 기준으로서 다양한 경로 요소를 사용하는 대가(price)를 포함할 수 있다.
철도 차량의 제어 컴퓨터에서 구현된 알고리즘에 의해, 복수의 경로 대안으로부터 선택이 이루어지고 이동이 시작된다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 물론 차량 이동을 시작하기 위한 전제 조건으로서 인간 조작자에 의한 추가적인 수동 확인도 제공할 수 있다. 비록 분산 원장 시스템에서 트랜잭션 계약의 일관성에 의해 경로 요소 할당에서의 충돌 없음이 보장되지만, 철도 경로의 경로 요소를 통해 발생하는 각 이동의 추가 안전(예를 들어, 너무 가깝거나 교차하는 기차 주행에 대한 추가 안전)은 철도 경로의 기존 안전 시스템(예를 들어, 고정 신호)을 따를 수 있다.

Claims (5)

  1. 경로 요소에 의해 형성되는 노드 및 에지를 갖는 네트워크 경로를 통해 복수의 차량의 이동을 스케줄링하거나 제어하는 방법으로서,
    분산 원장 시스템(distributed ledger system) 내 개체로 표현된 각각의 차량이, 마찬가지로 상기 분산 원장 시스템 내 개체로 표현된 상기 경로 요소와 트랜잭션 계약에 개입되고,
    차량의 경로 요소와의 각각의 트랜잭션 계약은 상기 경로 요소가 상기 차량에 의해 점유되는 시구간을 정의하는 적어도 하나의 시간 사양(time specification)을 포함하고, 상기 경로 요소는 상기 차량의 운행에 필요한 길에 속하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 경로 요소와의 각각의 트랜잭션 계약은 상기 차량에 의한 상기 경로 요소의 상기 점유에 대한 지불 요금(fee to be paid)을 지정하는 추가 트랜잭션 기준을 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 분산 원장 시스템 블록체인으로 구성되는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 정의된 시구간 동안 상기 제1 차량에 의해 점유되는 경로 요소의 교환 또는 해제와 관련된 제1 차량의 제2 차량과의 적어도 하나의 트랜잭션 계약을 포함하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    정의된 시구간 동안 상기 제1 차량에 의해 점유되는 경로 요소의 교환 또는 해제와 관련된 제1 차량의 제2 차량과의 상기 트랜잭션 계약은 상기 경로 요소의 교환 또는 해제를 위한 상기 제2 차량에 의한 지불 요금(fee to be paid)을 지정하는 추가 트랜잭션 기준을 보유하는, 방법.
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