KR20210016100A - Method And Apparatus for Providing Dynamic Train Control - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시예는 자율 협업 기반의 동적 열차제어 방법 및 장치에 관한 것이다. The present embodiment relates to a method and apparatus for dynamic train control based on autonomous collaboration.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The contents described below merely provide background information related to the present embodiment and do not constitute the prior art.
일반적으로 열차를 운행하기 위해서는 기 설정된 노선에 복수의 열차가 기 설정된 스케쥴대로 운행된다. 선행 열차에 지연이 발생하면, 후행 열차의 스케줄에 영향을 끼치기 때문에, 열차 간 경합이 발생하거나 혼선이 유발될 수 있다.In general, in order to operate a train, a plurality of trains are operated according to a preset schedule on a preset route. If there is a delay in the preceding train, it affects the schedule of the following train, so contention between trains may occur or confusion may occur.
선행 열차와 동일한 방향으로 운행 중인 열차는 선행 열차에 지연이 발생하면, 스케쥴에 따른 도착 시간대로 운행하기 위해 선행 열차를 추월하도록 열차를 운영해야 한다. 다수의 노선이 하나의 선로로 합쳐지는 경로에서 열차의 운행 순서 또는 스케줄을 재조정하도록 열차를 운영해야 한다.Trains running in the same direction as the preceding train must be operated to overtake the preceding train in order to run according to the scheduled arrival time when a delay occurs in the preceding train. Trains must be operated to readjust the order or schedule of trains on routes where multiple routes are merged into one track.
일반적으로 열차 스케줄은 최적화 알고리즘 또는 시뮬레이션을 기반으로 생성되기보다 철도 운영자의 경험에 의존하여 생성된다. 철도 운영자가 사전에 열차 운영을 위한 스케줄을 작성하면, 기관사 및 관제사는 열차 스케줄을 최대한 준수하여 열차를 운행하게 된다. In general, train schedules are generated based on the experience of railroad operators rather than based on optimization algorithms or simulations. If a railroad operator prepares a schedule for train operation in advance, the engineer and the controller will operate the train in accordance with the train schedule as much as possible.
스케줄에 따라 기관사 및 관제사가 열차를 운행하다 보면, 열차 고장, 선로 고장, 스케줄 미준수, 플랫폼 지연 사고 등 예기치 못한 상황이 발생하기 때문에 동일한 시간에서 동일한 궤도 점유, 양방향간 데드락(Deadlock) 발생, 안전 시격(Headway Constraints) 미준수 등의 열차 경합이 발생하게 된다. When an engineer and a controller operate a train according to a schedule, unexpected situations such as train breakdown, track breakdown, non-compliance with the schedule, and platform delays occur.Thus, occupying the same track at the same time, deadlock in both directions, and safety test (Headway Constraints) Train contention such as non-compliance occurs.
열차 경합이 발생하면, 중앙 제어 센터는 열차의 정시성(Punctuality) 및 안전성을 확보하기 위해 열차의 경로 및 스케줄을 재조정하여 열차간 경합을 해소시킨다. 일반적인 열차 스케줄 작성 방법은 중앙 제어 센터에서 모든 열차 관련 운행 정보를 취합하여 결정한다. 중앙 제어 센터는 결정된 열차 스케쥴을 각 열차로 전달한다. 열차를 운행하는 관제사와 기관사는 열차 스케쥴을 전달받아 통신하는 과정에서 인적 오류가 발생할 위험이 있다.When train contention occurs, the central control center clears the contention between trains by re-adjusting the route and schedule of the train to ensure the punctuality and safety of the train. The general train schedule creation method is determined by collecting all train-related operation information at the central control center. The central control center delivers the determined train schedule to each train. There is a risk of human error in the process of receiving train schedules and communicating with train controllers and engineers.
하지만, 중앙 제어 센터는 모든 열차의 열차 스케줄을 작성하기 위해 실시간으로 모든 열차의 운행 정보를 수집해야 하는데, 모든 열차로부터 운행 정보를 실시간으로 수집하는데 현실적인 어려움이 존재한다.However, the central control center needs to collect operation information of all trains in real time to create train schedules for all trains, and there is a real difficulty in collecting operation information from all trains in real time.
중앙 제어 센터는 열차 경합이 발생하면, 대규모의 복잡한 철도 네트워크를 분석해야 하기 때문에, 열차 경합을 해소하기까지 많은 시간이 소요된다. 다시 말해, 중앙 제어 센터 내부의 열차 스케쥴을 조정하는 관제사가 열차 경합을 해소하기 위한 적절한 대처를 결정하는데 한계가 있다. When a train contention occurs, the central control center needs to analyze a large-scale and complex railway network, so it takes a lot of time to resolve the train contention. In other words, there is a limit in determining an appropriate response for resolving train contention by a controller that adjusts the train schedule inside the central control center.
일반적인 열차 스케줄 작성 방법은 열차 경합 해소를 위해 관제사의 경험에 의존한다. 열차 경합을 해소하기 위해 관제사가 직접 열차 경로 및 스케줄을 재조정하기 때문에 인적 오류 위험이 발생한다. 열차 결합을 해소하는 과정에서, 현재 열차의 운행 상태를 고려하지 않고 획일적인 기준으로 열차 경합 해소를 수행하기 때문에, 전체적인 열차 운영 효율이 저하되는 문제가 있다.The general train schedule preparation method relies on the experience of the controller to resolve train contention. The risk of human error occurs because the controller directly readjusts train routes and schedules to eliminate train contention. In the process of dissolving the train combination, since train contention is resolved based on a uniform standard without considering the current operating state of the train, there is a problem that the overall train operation efficiency is deteriorated.
본 실시예는 열차 간 통신 및 지상 통신으로 판단된 이례상황을 기반으로 열차가 자율주행하도록 이례상황에 대한 심각도와 파급효과를 계산하여 최적의 대안을 선택하도록 하는 자율 협업 기반의 동적 열차제어 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present embodiment is a dynamic train control method based on autonomous collaboration that calculates the severity and ripple effect of the unusual situation so that the train runs autonomously based on the unusual situation determined by communication between trains and ground communication, and selects an optimal alternative. The purpose is to provide the device.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 선행열차에 대한 이례상황(Exceptional Circumstances) 발생 여부를 확인하는 열차 상황인지부; 상기 이례상황에 대한 심각도(Severity)를 산출하는 심각도 판단부; 상기 심각도를 기반으로 상기 선행열차와 동일한 경로상에 위치한 열차 중 상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과(Cascaded Delay Time)를 예측하는 파급효과 예측부; 기 저장된 복수의 대안 중 상기 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택하는 대안 선택부; 및 상기 최적 대안에 따른 진로로 상기 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어하는 열차 운영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, there is provided a train situation identification unit for checking whether exceptional circumstances have occurred with respect to a preceding train based on a train operating state and a good running state; A severity determination unit that calculates a severity of the unusual situation; A ripple effect prediction unit for predicting a cascaded delay time for trains sequentially affected by the unusual situation among trains located on the same path as the preceding train based on the severity; An alternative selection unit for selecting an optimal alternative that minimizes the ripple effect from among a plurality of previously stored alternatives; And a train operating unit for controlling a train located after the preceding train to operate in a course according to the optimal alternative.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 선행열차에 대한 이례상황 발생 여부를 확인하는 과정; 상기 이례상황에 대한 심각도를 산출하는 과정; 상기 심각도를 기반으로 상기 선행열차와 동일한 경로상에 위치한 열차 중 상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측하는 과정; 기 저장된 복수의 대안 중 상기 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택하는 과정; 및 상기 최적 대안에 따른 진로로 상기 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 열차 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, there is provided a process of checking whether an unusual situation occurs with respect to a preceding train based on a train operation state and a good operation state; Calculating the severity of the unusual situation; Predicting a ripple effect on trains sequentially affected by the unusual situation among trains located on the same route as the preceding train based on the severity; Selecting an optimal alternative that minimizes the ripple effect from among a plurality of previously stored alternatives; And controlling a train located after the preceding train to run along a course according to the optimal alternative.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 열차 간 통신 및 지상 통신으로 판단된 이례상황을 기반으로 열차가 자율주행하도록 이례상황에 대한 심각도와 파급효과를 계산하여 최적의 대안을 선택할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, there is an effect of selecting an optimal alternative by calculating the severity and ripple effect of the unusual situation so that the train can autonomously run based on the unusual situation determined by communication between trains and ground communication. have.
도 1은 본 실시예에 따른 열차 자율주행 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 실시예에 따른 열차상황 인지모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2b는 본 실시예에 따른 열차 동적 제어모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3a,3b,3c,3d는 본 실시예에 따른 열차간 통신 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 이례상황 분류를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 열차자율주행을 위해 필요한 계수를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 이례상황을 시나리오로 분류하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 열차제어 학습서버를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 열차 상황인지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 열차 제어 서버에서 이례상황 판단 임계치를 학습하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 동적 열차제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 실시예에 따른 대안 적용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 실시예에 따른 심각도 판별 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 실시예에 따른 파급 효과를 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 실시예에 따른 동적 경로 설정을 나타낸 예시도이다.1 is a diagram schematically showing a train autonomous driving system according to the present embodiment.
2A is a block diagram schematically showing a train situation recognition module according to the present embodiment.
2B is a block diagram schematically showing a train dynamic control module according to the present embodiment.
3A, 3B, 3C, and 3D are diagrams for explaining a communication interface between trains according to the present embodiment.
4 is a diagram for explaining an unusual situation classification according to the present embodiment.
5 is a diagram for explaining coefficients required for autonomous train travel according to the present embodiment.
6 is a diagram for explaining a method of classifying an unusual situation into a scenario according to the present embodiment.
7 is a block diagram schematically showing a train control learning server according to the present embodiment.
8 is a flowchart for explaining a method of recognizing a train situation according to the present embodiment.
9 is a flowchart illustrating a method of learning an unusual situation determination threshold in the train control server according to the present embodiment.
10 is a flowchart illustrating a dynamic train control method according to the present embodiment.
11 is a flowchart for explaining an alternative application method according to the present embodiment.
12 is a flowchart illustrating a method for determining a severity according to the present embodiment.
13 is an exemplary view showing the ripple effect according to the present embodiment.
14 is an exemplary diagram showing dynamic path setting according to the present embodiment.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예에 기재된, ATO(Automatic Train Operation)는 열차 자율주행을 위해 열차 내에 탑재된 자동 운전 모듈을 의미하며, ATP(Automatic Train Protection)는 열차 자율주행을 위해 열차 내에 탑재된 열차 자동 정지 모듈을 의미한다. RM(Resource Manager)은 열차 자율주행을 위해 열차 내에 탑재된 리소스 관리 모듈을 의미하며, OC(Operation Control)는 열차 자율 주행을 위해 열차 내에 탑재된 운영 제어 모듈을 의미한다.In this embodiment, ATO (Automatic Train Operation) refers to an automatic driving module mounted in a train for autonomous train driving, and ATP (Automatic Train Protection) refers to an automatic train stop module mounted in a train for autonomous train driving. it means. RM (Resource Manager) refers to a resource management module installed in a train for autonomous driving of a train, and OC (Operation Control) refers to an operation control module mounted in a train for autonomous driving of a train.
ATS(Automatic Train Supervisor)는 열차 상태를 주기적으로 관리하는 지상 시스템을 의미하며, TCMS(Train Control Management System)는 열차의 고장이나 혼잡도를 관리하는 열차 종합 제어 시스템을 의미한다.ATS (Automatic Train Supervisor) refers to a ground system that periodically manages train conditions, and TCMS (Train Control Management System) refers to a comprehensive train control system that manages train failure or congestion.
도 1은 본 실시예에 따른 열차 자율주행 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a train autonomous driving system according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 열차 자율주행 시스템은 열차 제어 장치(110), 중계장치(120), 열차제어 학습서버(130), ATS(140)를 포함한다. 열차 자율주행 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The autonomous train system according to the present embodiment includes a
열차 제어 장치(110)는 네트워크를 경유하여 이웃 열차 및 지상 인프라 설비(예컨대, ATS(140))와 데이터 통신을 수행한다. The
열차 제어 장치(110)는 네트워크를 경유하여 이웃 열차 및 지상 인프라 설비(예컨대, ATS(140))와 통신하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비한다. The
열차 제어 장치(110)는 (ⅰ) 각종 기기 또는 유무선 네트워크와 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, (ⅱ) 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, (ⅲ) 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치이다. 적어도 일 실시예에 따르면, 메모리는 램(Random Access Memory: RAM), 롬(Read Only Memory: ROM), 플래시 메모리, 광 디스크, 자기 디스크, 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk: SSD) 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기록/저장매체일 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 명세서상에 기재된 동작과 기능을 하나 이상 선택적으로 수행하도록 프로그램될 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 전체 또는 부분적으로 특정한 구성의 주문형반도체(Application Specific Integrated Circuit: ASIC) 등의 하드웨어로써 구현될 수 있다.The
메모리에 관련 데이터 및 프로그램이 저장되어 있고, 프로세서가 메모리로부터 관련 데이터를 읽어들여 처리한다. 프로세서는 하나의 프로세서가 위 각 기능들을 수행할 수 있지만, 복수 개의 프로세서가 분담하여 처리하도록 구현할 수도 있다. 프로세서는 범용 프로세서에서 구현될 수도 있지만, 그 기능을 수행하도록 별도로 제작된 칩으로 구현할 수도 있다. Related data and programs are stored in the memory, and the processor reads and processes the related data from the memory. A processor can be implemented so that one processor can perform each of the above functions, but a plurality of processors can be shared and processed. The processor may be implemented in a general-purpose processor, but may be implemented as a separately manufactured chip to perform its function.
열차 제어 장치(110)는 ATS(140) 및 열차제어 학습서버(130)와 별도의 장치로 구현된 장치로서, 자립형(Stand Alone)으로 동작하는 장치를 의미한다. 열차 제어 장치(110)는 임베디드(Embedded) 또는 인스톨(Install) 형태로 탑재된 열차 자율주행 프로그램을 탑재하여 동작할 수 있다. The
열차 제어 장치(110)는 ATO, ATS, RM, OC를 포함하며, 이웃 열차와 자율 협업을 기반으로 열차 상황을 인지한다.The
열차 제어 장치(110)는 열차 자율주행을 위해 열차에 탑재되어, 각 열차 제어를 위해 컴팩트한 사이즈로 구현된다. 열차 제어 장치(110)는 이웃 열차와의 통신을 기반으로 한 열차 간 협업으로 열차 자율주행을 수행한다. 열차 제어 장치(110)로 각 열차에 탑재되어 개별 동작하므로 열차와 ATS(140) 간의 직접 통신에 필요한 지상 인프라 설비를 최소화할 수 있다.The
열차 제어 장치(110)는 열차간 통신으로 이웃 열차 정보를 수신한다. 열차 제어 장치(110)가 대상 열차의 운행 정보와 이웃 열차 정보를 비교하여 운행 상태를 판단한다. 열차 제어 장치(110)가 운행 상태를 기반으로 이례상황(Exceptional Circumstances)인지를 구분한다. 열차 제어 장치(110)가 이례상황이 어떤 이벤트 인지를 분류한다.The
본 실시예에 따른 열차 제어 장치(110)는 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 선행열차에 대한 이례상황 발생 여부를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황에 대한 심각도(Severity)를 산출한다. 열차 제어 장치(110)는 심각도를 기반으로 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과(Cascaded Delay Time)를 예측한다. 열차 제어 장치(110)는 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택한다. 열차 제어 장치(110)는 최적 대안에 따른 진로(경로)로 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어한다.The
중계장치(120)는 이동통신망, 근거리통신망, 인터넷망, 인트라넷망, 위성 통신망 등 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 열차 제어 장치(110)와 열차제어 학습서버(130), ATS(140) 간의 데이터를 송수신한다. The
열차제어 학습서버(130)는 하드웨어적으로 통상적인 웹서버(Web Server) 또는 네트워크 서버와 동일한 하드웨어 모듈을 포함한다. 열차제어 학습서버(130)는 일반적으로 인터넷과 같은 개방형 컴퓨터 네트워크를 경유하여 다수의 열차 제어 장치(110)와 통신한다.The train
열차제어 학습서버(130)는 열차 제어 장치(110)의 작업수행 요청에 대응하는 작업 결과를 도출하여 제공하는 컴퓨터 시스템, 컴퓨터 소프트웨어(웹서버 프로그램)를 의미한다. 열차제어 학습서버(130)는 전술한 웹서버 프로그램 이외에, 웹서버상에서 동작하는 일련의 응용 프로그램(Application Program) 또는 장치 내부에 구축되어 있는 각종 데이터베이스를 포함한다. The train
열차제어 학습서버(130)는 열차가 차고지로 진입하면, 수집한 정보를 ATS(140)로 전송하고, ATS(140)로부터 수집한 정보를 기반으로 갱신한 이례상황 분류 정보와 이례상황 판단기준 임계치를 수신한다.When the train enters the garage, the train
열차제어 학습서버(130)는 열차 제어 장치(110)로부터 수집한 정보를 기반으로 이례상황 발생 임계치, 이례상황 분류 임계치를 갱신하여 열차 제어 장치(110)로 전송한다.The train
열차제어 학습서버(130)는 차고지 진입시 복수의 열차 내에 탑재된 열차 제어 장치로부터 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 수신한다. 열차제어 학습서버(130)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 스케쥴된 운행정보와 비교하여 이례상황 발생 임계치를 갱신한다. 열차제어 학습서버(130)는 이례상황 발생 임계치를 대상 열차로 전송한다. 열차제어 학습서버(130)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보에 대한 운행상태 정보를 기반으로 이례상황 분류 임계치를 학습하여 이례상황 분류 임계치를 갱신한다. 열차제어 학습서버(130)는 이례상황 분류 임계치를 대상 열차로 전송한다.The train
ATS(140)는 열차와 무관하게 별도의 서버 형태로 구현되며, 각 열차와 통신하여 수신된 빅데이터(BigData)를 처리하여 열차와 관련된 정보를 관리한다.The
도 2a는 본 실시예에 따른 열차상황 인지모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.2A is a block diagram schematically showing a train situation recognition module according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 열차 제어 장치(110)는 열차상황 인지모듈(210), 열차 동적 제어모듈(220)을 포함한다. 열차상황 인지모듈(210)은 통신부(212), 이례상황 판단부(214), 열차상황 인지부(216)를 포함한다. 열차상황 인지모듈(210)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
열차상황 인지모듈(210)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in the train
도 2a에 도시된 열차상황 인지모듈(210)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Each component of the train
통신부(212)는 열차간 통신(T2T: Train to Train)으로 이웃 열차(예컨대, 선행 열차)로부터 이웃 열차 정보(실시간 위치, 속도, 진로, 이벤트, 열차 고장발생정보, 객실 혼잡도(차상 혼잡도))를 수신하고, ATS(140)로부터 선로 상태 정보(선로 고장발생정보, 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도))를 수신한다.The
통신부(212)는 이웃 열차 정보로부터 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차 지연 허용 한도 설정값(X1), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2)을 추출한다.The
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보 및 선로 상태 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 기반으로 이례상황 발생 여부를 확인한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보로부터 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차 지연 허용 한도 설정값(X1), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2)을 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 스케쥴된 대상열차의 위치값()에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상()이면, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다. 또는 이례상황 판단부(214)는 선행열차의 위치값(xi-1(t))에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2) 이하(xi-1(t)-xi(t)≤X2)인 경우 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보에 포함된 열차 고장발생정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 고장발생정보 상에 포함된 고장 열차 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류 중 적어도 하나 이상을 기반으로 이례상황이 발생한 것으로 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보에 포함된 대상 열차가 정차역에서 출발할 때 감지된 열차 객실 내 승객 정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 객실 내 승객 정보를 기반으로 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)를 산정한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 선로 상태 정보에 포함된 선로 고장발생정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 선로 고장발생정보 내에 포함된 선로상 고장 발생 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 선로 상태 정보에 포함된 대상 열차가 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 기반으로 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 산정한다. 이례상황 판단부(214)는 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The unusual
열차상황 인지부(216)는 이례상황 판단부(214)의 확인 결과, 이례상황이 발생한 것으로 확인되면, 이례상황을 기 설정된 이례상황 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류하고, 특정 이례상황을 기반으로 열차 상황을 인지한다.The train
열차상황 인지부(216)는 이웃 열차 정보로부터 선행열차 이벤트(ei -1(t)), 대상열차 이벤트(ei(t)), 정거장(s)에 도착(Dpts), 도착이벤트(Arrs), 선행열차 진로(pi-1(t)), 대상열차 진로(pi(t)), 선행열차속도(vi-1(t)), 대상열차 속도(vi(t)), 스케쥴된 선행열차의 위치값(), 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 종착역 종착 이벤트(Ends)를 추출한다.The train
열차상황 인지부(216)는 이웃 열차 정보로부터 추출된 정보를 기반으로 이례상황을 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1), 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2), 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3) 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류한다.The train
열차상황 인지부(216)는 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 도착이벤트(Arrs)(ei(t) = Arrs)인지의 여부를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 동일(pi(t) = pi-1(t))한지의 여부를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 선행열차속도(vi-1(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = 0)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 선행열차의 위치값(xi-1(t))에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2) 이하인지의 여부(xi-1(t)-xi(t)≤X2)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 전술한 조건이 만족하는 경우, 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1)로 판단한다.The train
열차상황 인지부(216)는 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei(t) = Dpts)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 비동일한지의 여부(pi(t)≠pi-1(t))를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 선행열차 속도(vi-1(t))와 대상열차 속도(vi(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = vi(t) = 0)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 전술한 조건이 모두 만족하는 경우, 대상 열차의 운행 상태를 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2)로 판단한다.The train
열차상황 인지부(216)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 종착역 종착 이벤트(Ends)인지의 여부(ei(t)=Ends)를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 스케쥴된 대상열차의 위치값()에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부( )를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 전술한 조건이 모두 만족하는 경우, 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3)로 판단한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 이례상황에 대한 심각도를 산출하고, 심각도를 기반으로 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 최적 대안에 따른 진로(경로)로 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어한다.The train
도 2b는 본 실시예에 따른 열차 동적 제어모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.2B is a block diagram schematically showing a train dynamic control module according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 열차 동적 제어모듈(220)은 심각도 판단부(222), 파급효과 예측부(224), 대안 선택부(226), 열차 운영부(228)를 포함한다. 열차 동적 제어모듈(220)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The train
열차 동적 제어모듈(220)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in the train
도 2b에 도시된 열차 동적 제어모듈(220)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Each component of the train
심각도 판단부(222)는 열차상황 인지모듈(210)로부터 수신된 이례상황에 대한 심각도를 산출한다.The
심각도 판단부(222)는 선행열차에 대한 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1), 기 학습된 임계치(Ti - 1)를 수신한다. 심각도 판단부(222)는 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1)(max (ti-1,τi-1))이 기 학습된 임계치(Ti-1) 이상인 경우, 심각도가 심각한 것으로 판단한다. 심각도 판단부(222)는 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1)(max (ti-1,τi-1))이 기 학습된 임계치(Ti -1) 미만인 경우, 심각도가 경미한 것으로 판단한다.The
심각도 판단부(222)는 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1)이 미수신된 경우, 현재까지 이례상황 지속시간(ti - 1)의 정수배 시간을 알림 종료 예상시간으로 설정한다.If the external notification (input) end time (τ i -1 ) is not received, the
심각도 판단부(222)는 알림 종료 예상시간이 기 학습된 임계치(Ti -1) 이상이면 심각도가 심각한 것으로 판단한다. 심각도 판단부(222)는 알림 종료 예상시간이 기 학습된 임계치(Ti-1) 미만이면 심각도가 경미한 것으로 판단한다.The
심각도 판단부(222)는 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1), 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2), 회차선 조정 시나리오(시나리오3) 별로 상이하게 학습된 기 학습된 임계치(Ti)을 이용하여 심각도를 산출한다.
파급효과 예측부(224)는 심각도를 기반으로 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측한다.The ripple
파급효과 예측부(224)는 현재 시점을 기준으로 이례상황에 대한 심각도가 심각으로 판단되면, 파급효과를 예측한다. 파급효과 예측부(224)는 현재 시점을 기준으로 이례상황에 대한 심각도가 경미한 것으로 판단되면, 파급 효과를 예측하는 별도의 작업을 미수행한다.The ripple
파급효과 예측부(224)는 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 모든 열차 대한 지연 도착 시간을 산출하고, 지연 도착 시간에 대응하는 혼잡도를 산출한다. 파급효과 예측부(224)는 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 모든 열차 중 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우의 우회경로 도착 시간(파급효과)을 산출하고, 우회경로 도착 시간에 대응하는 혼잡도를 산출한다.The ripple
대안 선택부(226)는 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택한다. 대안 선택부(226)는 파급효과를 기반으로 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 유지안(대안1) 및 진로 변경안(대안2) 중 어느 하나의 대안을 선택한다.The
대안 선택부(226)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 계산한다. 대안 선택부(226)는 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 계산한다. 대안 선택부(226)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)와 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 비교한다. 대안 선택부(226)는 비교 결과에 따라 진로 유지안(대안1)과 진로 변경안(대안2) 중 어느 하나를 선택한다.The
대안 선택부(226)는 이례상황을 유지할 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)보다 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 진로 변경안(대안2)을 선택한다.If the
대안 선택부(226)는 이례상황을 유지할 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수와 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수가 동일하거나 임계치 미만으로 감소하는 경우, 진로 유지안(대안1)을 선택한다.If the
대안 선택부(226)는 이례상황을 유지할 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도보다 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 진로 변경안(대안2)을 선택한다.The
대안 선택부(226)는 이례상황을 유지할 경우 지연 도착 시간과 혼잡도와 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 경우 발생하는 우회경로 도착 시간과 혼잡도가 동일하거나 임계치 미만으로 감소하는 경우, 진로 유지안(대안1)을 선택한다.The
대안 선택부(226)는 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1), 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2), 회차선 조정 시나리오(시나리오3) 별로 상이하게 적용된 임계치를 이용하여 진로 유지안(대안1)과 진로 변경안(대안2) 중 어느 하나를 선택한다.The
열차 운영부(228)는 최적 대안에 따른 진로(경로)로 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어한다.The
도 3a,3b,3c,3d는 본 실시예에 따른 열차간 통신 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.3A, 3B, 3C, and 3D are diagrams for explaining a communication interface between trains according to the present embodiment.
ATO, ATP, RM, RM은 열차 자율주행을 위해 열차 내에 탑재된 모듈을 의미한다. ATS, TCMS는 열차 상태를 주기적으로 관리하기 위해 지상에 설치된 인프라를 의미한다.ATO, ATP, RM, and RM refer to modules mounted in trains for autonomous train driving. ATS and TCMS refer to infrastructure installed on the ground to periodically manage train conditions.
본 실시예에 따른 열차 제어 장치(110)는 도 3a의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 열차와 직접 통신하거나 지상 제어 시스템을 경유하여 열차와 통신한다.The
열차 제어 장치(110)는 도 3a의 (a)에 도시된 바와 같이, 다른 열차와 직접 통신 경로를 형성하여 통신하거나 도 3a의 (b)에 도시된 바와 같이, 다른 열차와 지상 제어 시스템을 경유한 간접 통신 경로를 형성하여 통신한다.The
열차 제어 장치(110)는 열차간 동적 경로 인터페이스를 이용하여 열차간 통신을 수행한다. The
ATS는 ATO로 이웃 열차 정보를 포함하는 스케쥴 정보를 전송한다. 스케쥴 정보는 차량(편성)의 반복 단위를 중심으로 각 열차의 스케쥴 정보를 포함한다. 스케쥴 정보에 포함된 Tag ID 집합(k)은 진로 정보의 환산 관계를 의미한다. ATS는 ATO로 자기 이벤트 정보 관리 및 상대 열차 이벤트에 대한 사항을 추가로 전송한다. ATS와 ATO 간에 열차 지연시 고장 코드 형식으로 지정하여 통신한다. ATS와 ATO 간에 혼잡 관련 통신 방법을 정의하여 통신한다. 이웃 열차간 통신하기 위해 복수의 ATO(ATO(i) ~ ATO(i+1)), 복수의 ATP(ATP(i) ~ ATP(i+1)) 간에 서로 통신한다. 리소스는 ID를 부여하거나, 고정된 시간과 상대적 시간의 선후 관계에 따른 범위로 정의할 수 있다.The ATS transmits schedule information including neighbor train information to the ATO. The schedule information includes schedule information of each train centered on a repetition unit of a vehicle (organization). The tag ID set (k) included in the schedule information means a conversion relationship of career information. The ATS additionally transmits information on the other train event and management of its own event information to the ATO. In case of train delay between ATS and ATO, it communicates by designating it in the form of a fault code. Congestion-related communication methods are defined and communicated between ATS and ATO. To communicate between neighboring trains, multiple ATOs (ATO (i) ~ ATO (i+1) ) and multiple ATPs (ATP (i) ~ ATP (i+1) ) communicate with each other. The resource can be assigned an ID, or can be defined as a range according to the relationship between a fixed time and a relative time.
도 3b에서는 일반적인 열차 통신 인터페이스에 대해 설명한다. ATS는 RM으로, 리소스 제어 요청, 리소스 취소 요청, 선로전환기 권한 요청을 전송한다. RM은 ATS로 리소스 제어 응답, 리소스 취소 응답, 선로전환기 권한 응답을 전송한다. RM은 ATP로, 버전 정보 요청, DB 요청, 리소스 상태 요청, 리소스 요청/해제 요청을 전송한다. ATP는 RM으로 버전 정보 응답, DB 요청 응답, 리소스 상태 응답, 리소스 요청/해제 응답을 전송한다. ATP는 OC로 선로전환기 방향 제어 요청, 쇄정(Lock of Switch) 요청을 전송한다. OC는 ATP로 선로전환기 방향 제어 응답, 쇄정 응답을 전송한다.In FIG. 3B, a general train communication interface will be described. The ATS transmits a resource control request, a resource cancellation request, and a line switcher permission request to the RM. The RM transmits a resource control response, a resource cancellation response, and a line switcher authority response to the ATS. RM transmits version information request, DB request, resource status request, and resource request/release request to ATP. ATP transmits version information response, DB request response, resource status response, and resource request/release response to RM. ATP transmits a line switcher direction control request and a lock of switch request to the OC. OC transmits the line switcher direction control response and lockout response to ATP.
ATS는 ATP로 열차 상태 정보 (정기) 보고(고장 코드 포함), 열차 제어 요청 응답을 전송한다. ATP는 ATS로 열차 (비상) 제어 요청을 전송한다. ATP는 ATO로 경로 확보 요청을 전송한다. ATO는 ATP로 ATP 상태 정보, 경로 확보 응답을 전송한다. ATS는 ATO로, 스케쥴 정보, 스케쥴 정보 수정 응답, 열차 (비상) 제어 요청을 전송한다. ATO는 ATS로 스케쥴 정보 요청, 스케쥴 정보 수정 요청, 열차 (비상) 제어 요청 응답을 전송한다.ATS sends train status information (regular) report (including fault code) and train control request response to ATP. ATP sends a train (emergency) control request to the ATS. ATP transmits a route acquisition request to the ATO. ATO transmits ATP status information and route acquisition response to ATP. The ATS is the ATO and transmits schedule information, schedule information modification response, and train (emergency) control request. The ATO transmits a schedule information request, schedule information modification request, and train (emergency) control request response to the ATS.
도 3c에서는 본 실시예에 따른 열차 통신 인터페이스에 대해 설명한다. ATS는 RM으로, 리소스 제어 요청, 리소스 취소 요청, 선로전환기 권한 요청을 전송한다. RM은 ATS로 리소스 제어 응답, 리소스 취소 응답, 선로전환기 권한 응답을 전송한다. RM은 ATP로, 버전 정보 요청, DB 요청, 리소스 상태 요청, 리소스 요청/해제 요청을 전송한다. ATP는 RM으로 버전 정보 응답, DB 요청 응답, 리소스 상태 응답, 리소스 요청/해제 응답을 전송한다. ATP는 OC로 선로전환기 방향 제어 요청, 쇄정 요청을 전송한다. OC는 ATP로 선로전환기 방향 제어 응답, 쇄정 응답을 전송한다.In Fig. 3C, a train communication interface according to the present embodiment will be described. The ATS transmits a resource control request, a resource cancellation request, and a line switcher permission request to the RM. The RM transmits a resource control response, a resource cancellation response, and a line switcher authority response to the ATS. RM transmits version information request, DB request, resource status request, and resource request/release request to ATP. ATP transmits version information response, DB request response, resource status response, and resource request/release response to RM. ATP transmits a request for direction control of the line switcher and a request for connection to the OC. OC transmits the line switcher direction control response and lockout response to ATP.
ATS는 ATP(i-1)로 열차 상태 정보 (정기) 보고(고장 코드 포함), 열차 제어 요청 응답을 전송한다. ATP(i-1)는 ATS로 열차 (비상) 제어 요청을 전송한다. ATS는 ATO(i-1)로 스케쥴 정보, 스케쥴 정보 수정 응답, 열차 (비상) 제어 요청을 전송한다. 스케쥴 정보 수정 응답 정보는 이웃 스케쥴, 전방역 중심 스케쥴을 포함한다. 열차 (비상) 제어 요청은 (전방역) 플랫폼 혼잡 정보, 열차 출고 절차 지시를 포함한다. ATO(i-1)는 ATS로 이웃 열차 대상의 스케쥴 정보 요청, 이웃 열차 대상의 스케쥴 정보 수정 요청, 열차 (비상) 제어 요청 응답, 열차 종료 및 회차 보고를 전송한다.ATS sends train status information (regular) report (including fault code) and train control request response to ATP (i-1) . ATP (i-1) sends a train (emergency) control request to the ATS. ATS transmits schedule information, schedule information modification response, and train (emergency) control request to ATO (i-1) . The schedule information modification response information includes a neighboring schedule and a front-end center schedule. The train (emergency) control request includes information on congestion of the platform (front station), and instructions for leaving the train. The ATO (i-1) transmits a request for schedule information for a neighboring train, a request for modification of schedule information for a neighboring train, a response to a train (emergency) control request, and a train termination and turn report to the ATS.
ATO(i)는 ATP(i)로 경로 확보 요청을 전송한다. ATP(i)는 ATO(i)로 현재 속도 정보를 포함하는 ATP 상태 정보, 경로 확보 응답, 고장 코드, 차내 혼잡 정보를 전송한다. ATO(i-1), ATI(i+1)는 ATO(i)로, 다음 이벤트, 실시간 지연시간을 전송한다. ATP(i+1)는 ATO(i)로 현재 속도 정보를 포함하는 ATP 상태 정보, 경로 확보 응답, 고장 코드를 전송한다.ATO (i) transmits a route acquisition request to ATP (i) . ATP (i) transmits ATP status information including current speed information, route acquisition response, fault code, and in-vehicle congestion information to ATO (i) . ATO (i-1) and ATI (i+1) transmit the next event, real-time delay time to ATO (i) . ATP (i+1) transmits ATP status information including current speed information, route acquisition response, and fault code to ATO (i) .
ATS와 ATO 간의 인터페이스는 도 3d에 도시된 바와 같다. ATS와 ATO 간에 통신하는 프로토콜과 메시지는 동일한 포맷을 이용한다. ATS와 ATO는 기 정의된 프로토콜을 이용하여 복수의 메시지 저장 및 분석한다. ATS, ATO는 메시지를 복수로 경로로 수신하여 저장한 후 분석한다.The interface between the ATS and the ATO is as shown in FIG. 3D. Protocols and messages communicated between ATS and ATO use the same format. ATS and ATO store and analyze multiple messages using a predefined protocol. ATS and ATO receive and store a message through multiple paths and analyze it.
도 4는 본 실시예에 따른 이례상황 분류를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining an unusual situation classification according to the present embodiment.
통신부(212)는 열차간 통신으로 이웃 열차로부터 이웃 열차 정보(실시간 위치, 속도, 진로, 이벤트, 열차 고장발생정보, 객실 혼잡도(차상 혼잡도))를 수신하고, ATS(140)로부터 선로 상태 정보(선로 고장발생정보, 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도))를 수신한다.The
이례상황 판단부(214)는 실시간으로 대상 열차에 대한 대상 열차 정보(실시간 위치, 속도, 진로, 이벤트, 열차 고장발생정보, 객실 혼잡도(차상 혼잡도))를 관측하여 이웃 열차로 전송한다. 이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보를 기반으로 이웃 열차에 대한 열차운행상태를 판단한다. 이례상황 판단부(214)는 선로 상태 정보를 기반으로 선로운행상태를 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보에 포함된 열차 고장발생정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 고장발생정보 상에 포함된 고장 열차 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 이웃 열차에 대한 열차운행상태를 열차고장으로 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이웃 열차 정보에 포함된 대상 열차가 정차역에서 출발할 때 감지된 열차 객실 내 승객 정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 객실 내 승객 정보를 기반으로 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)를 산정한다. 이례상황 판단부(214)는 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 열차운행상태를 열차혼잡으로 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 선로 상태 정보에 포함된 선로 고장발생정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 선로 고장발생정보 내에 포함된 선로상 고장 발생 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 선로운행상태를 선로고장으로 판단한다. 이례상황 판단부(214)는 선로 상태 정보에 포함된 대상 열차가 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 추출한다. 이례상황 판단부(214)는 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 기반으로 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 산정한다. 이례상황 판단부(214)는 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 선로운행상태를 플랫폼 혼잡으로 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)가 이웃 열차 정보를 기반으로 이웃 열차운행상태를 판단하는 과정은 다음과 같다. A process in which the unusual
① 각 열차에 탑재된 TCMS(Train Control Management System), ATCS(Automatic Train Control System))가 아닌 별도의 고장 감지부가 열차내 고장 여부를 감지한다. ① A separate failure detection unit other than TCMS (Train Control Management System) and ATCS (Automatic Train Control System)) installed on each train detects whether there is a failure in the train.
② 고장 감지부는 고장이 감지되면, 고장발생정보를 생성하여 실시간으로 ATCS의 동적 경로 설정을 담당하는 ATO로 전달한다.② When a fault is detected, the fault detection unit generates fault occurrence information and transmits it to the ATO in charge of setting the dynamic path of ATCS in real time.
③ ATO는 고장발생정보를 수신(고장을 실시간으로 인식한 상황)한 후 열차간 통신(T2T)으로 주변에 존재하는 이웃 열차로 실시간으로 대상 열차의 고장 상태를 포함하는 고장발생정보를 전파한다. ③ After the ATO receives the breakdown information (a situation in which the breakdown is recognized in real time), it propagates the breakdown information including the breakdown status of the target train to neighboring trains in real time through inter-train communication (T2T).
고장이 발생한 열차에서 자신의 고장발생정보를 열차간 통신(T2T)으로 이웃 열차에게 직접 고장발생정보를 전송하기 때문에, 고장 열차 주변에 존재하는 이웃 열차는 지상 관제 시스템을 경유하여 고장발생정보를 수신할 때보다, 빠르게 고장발생정보를 수신하여 대처할 수 있다.Since the faulty train transmits its fault occurrence information directly to neighboring trains through inter-train communication (T2T), neighboring trains around the faulty train receive fault occurrence information via the ground control system. You can respond by receiving fault occurrence information faster than when you do.
④ 대상 열차는 고장 열차로부터 고장발생정보가 실시간 수신하는 경우, 이웃 열차에 대한 고장 발생으로 인한 운행 상태를 판단한다. ④ When the target train receives real-time failure information from the broken train, it judges the operation status due to the failure of the neighboring train.
대상 열차 내의 이례상황 판단부(214)는 고장 열차 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 고장 열차의 운행 상태를 판단한다. The unusual
⑤ 결과적으로 열차 제어 장치(110)는 이웃 열차에서 발생한 고장 여부를 빠르게 인지하여 동적 경로 설정에 이용할 수 있다. 열차 제어 장치(110)는 동적으로 경로가 재설정된 경우, 후속 프로세스를 지체없이 진행(evoke)한다.⑤ As a result, the
이례상황 판단부(214)가 선로 상태 정보를 기반으로 선로운행상태를 판단하는 과정은 다음과 같다. A process in which the unusual
① ATS는 지상 선로 장치(선로 중간 지장물(Obstruction) 포함)에 대한 고장 발생 여부를 상시 감지한다.① ATS always detects the occurrence of a breakdown in the ground line equipment (including obstructions in the middle of the line).
② ATS는 지상 선로 장치에서 고장이 발생한 것으로 감지한 경우, 고장이 발생한 지상 선로 장치로 인해 영향을 받을 후속 열차를 선별한다.② When ATS detects that a fault has occurred in the ground track device, it selects the subsequent trains that will be affected by the faulty ground track device.
ATS는 고장 발생으로 영양을 받는 후속 열차 내의 ATO로 고장발생정보를 포함하는 선로 상태 정보를 전송한다.The ATS transmits the track status information including the failure occurrence information to the ATO in the subsequent train, which is nourished by the occurrence of the failure.
③ 열차 내의 열차 제어 장치(110)는 ATS으로부터 고장발생정보를 포함하는 선로 상태 정보를 실시간 수신한 후 선로운행상태를 판단한다. ③ The
열차 제어 장치(110)는 선로 상태 정보에 포함된 고장발생정보를 기반으로 선로상 고장 발생 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 선로운행상태를 판단한다.The
④ 결과적으로 열차 제어 장치(110)는 선로 상에서 발생한 고장 여부를 빠르게 인지하여 동적 경로 설정에 이용할 수 있다. 열차 제어 장치(110)는 동적으로 경로가 재설정된 경우, 후속 프로세스를 지체없이 진행(evoke)한다.④ As a result, the
이례상황 판단부(214)가 차내 혼잡 정보 흐름을 판단하는 과정은 다음과 같다.A process by which the unusual
① TCMS는 열차가 정차역에서 출발할 때 열차 객실 내 승객 정보(재차 정보)를 감지한다.① TCMS detects passenger information in the train cabin when the train departs from the station where it stops.
② ATO는 운행 상태를 파악하기 위하여 TCMS로 열차 객실 내 승객 정보(재차 정보)를 요구한다② ATO requests passenger information (re-enter information) in the train cabin through TCMS in order to check the operation status.
③ ATO는 TCMS로부터 수신한 열차 객실 내 승객 정보(재차 정보)를 이용하여 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)를 산정한다.③ The ATO calculates the congestion in the train cabin (car congestion) using the passenger information in the train cabin received from TCMS.
이례상황 판단부(214)는 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)를 기반으로 열차운행상태를 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)가 플랫폼 혼잡 정보 흐름을 판단하는 과정은 다음과 같다.The process by which the unusual
① ATS는 플랫폼 대기 승객 정보를 상시 파악한다.① ATS always keeps track of passenger information waiting on the platform.
② ATO는 운행상태를 파악하기 위하여 ATS으로 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 요구한다.② The ATO requests information on waiting passengers of the platform to stop next to the ATS in order to check the operation status.
③ ATO는 ATS로부터 전달받은 플랫폼 대기 승객 정보를 이용하여 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 산정한다. ATO는 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 이용하여 다음역에서의 정차 시각을 예측한다.③ The ATO calculates the platform congestion level (ground congestion level) using the platform waiting passenger information received from the ATS. ATO predicts the stop time at the next station using the platform congestion level (ground congestion level).
④ ATO는 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)와 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 함께 이용하여 정차 시각을 예측한다.④ The ATO predicts the stop time by using the congestion of the cabin (congestion on the vehicle) and the congestion of the platform (ground congestion) in the train.
이례상황 판단부(214)는 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 기반으로 선로운행상태를 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 이례상황 발생 여부를 확인한다. 이례상황 판단부(214)는 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 정상 또는 비정상 여부를 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 이례상황 발생 여부를 확인한다. 이례상황 판단부(214)는 열차운행상태가 열차고장 또는 열차 혼잡으로 판단되는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 판단한다. 이례상황 판단부(214)는 선로운행상태가 선로고장 또는 플랫폼 혼잡으로 판단되는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 판단한다.The unusual
이례상황 판단부(214)는 이례상황 발생 여부를 다음과 같이 확인한다.The unusual
① 이례상황 판단부(214)는 운행 중인 다른 열차로부터 고장발생정보가 수신하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.① The unusual
② 이례상황 판단부(214)는 ATS(140)로부터 지상 설비의 고장발생정보를 수신하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.② When the abnormal
열차상황 인지부(216)는 이례상황 판단부(214)의 확인 결과, 이례상황이 발생한 것으로 확인되면, 이례상황을 기 설정된 이례상황 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류하고, 특정 이례상황을 기반으로 열차 상황을 인지한다.The train
열차상황 인지부(216)는 이웃 열차 정보로부터 추출된 정보를 기반으로 이례상황을 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1), 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2), 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3) 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류한다.The train
다시 말해, 열차상황 인지부(216)는 이례상황을 다음과 같이 분류한다.In other words, the train
① 열차상황 인지부(216)는 현재 열차의 운행지연 상황 (스케쥴 대비 실시간 위치의 차이) 기 설정된 임계치보다 큰()지의 여부를 확인한다.① The train
② 열차상황 인지부(216)는 실시간 감지되는 차내 혼잡도가 기 설정된 임계치보다 큰(Ci(t)≥C1)지의 여부를 확인한다.② The train
③ 열차상황 인지부(216)는 실시간 감지되는 플랫폼 혼잡도가 기 설정된 임계치보다 큰(Csi(t)≥C2)지의 여부를 확인한다.③ The train
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 확인되면, 이례상황을 정의하기 위해 이례상황 대응 시나리오의 분류 기능이 작동하도록 조치(Evoke)한다.When the unusual situation is confirmed, the
도 5는 본 실시예에 따른 열차자율주행을 위해 필요한 계수를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining coefficients required for autonomous train travel according to the present embodiment.
도 5의 표상에 도시된, i는 열차순서를 의미한다. 위치(xi(t))는 기 설정된 간격(예컨대, 약 60m 간격)으로 설치된다. 열차에는 타코메터가 탑재되어, 타코메터를 이용하여 바퀴의 회전수를 측정하여 센서로부터 열차 전두부까지의 거리를 측정한다.Shown in the representation of Fig. 5, i means train sequence. The location (x i (t)) is installed at predetermined intervals (eg, about 60m intervals). The train is equipped with a tachometer, and the tachometer is used to measure the number of revolutions of the wheel and measure the distance from the sensor to the front of the train.
i ∈ I = {1,2,...,N}는 열차번호 집합 (정수), (i-1) → (i) → (i+1)의 순서로 운행하는 상황을 전제한다. N은 고려대상 열차의 최대 숫자를 의미한다.i ∈ I = {1,2,...,N} assumes a situation in which train numbers are operated in the order of a set (integer), (i-1) → (i) → (i+1). N means the maximum number of trains to be considered.
t는 (현재) 시간을 나타내는 부호를 의미한다.t means a sign representing the (current) time.
g ∈ G는 지상에 설치되어 열차의 위치를 검지하는 Tag 번호 집합(정수)을 의미한다.g ∈ G means a set of tag numbers (integer) installed on the ground and detecting the location of the train.
s ∈ S={1,2,...,M}는 정거장 번호 집합(정수)을 의미한다. s ∈ S={1,2,...,M} means a set of station numbers (integer).
M은 고려대상 정거장의 최대 숫자를 의미한다. 설명의 편의를 위해 임의의 한 방향에 대해 1번 정거장이 열차가 처음 출발(시발)하는 정거장으로, M번째 정거장이 열차가 최종 도착(종착)하는 정거장으로 전제하고 특별한 언급이 없는 한 시발역 및 종착역에서 열차는 회차하여 반복운행하는 것을 의미한다.M means the maximum number of stations to be considered. For convenience of explanation, it is assumed that the first stop of the train in any one direction is the first stop (start), and the M-th stop is the stop where the train finally arrives (final), and unless otherwise specified, the start and end stations In the train, it means that it runs repeatedly.
ξ∈πs은 정거장 [s] 내에서 연동의 규칙에 따라 설정이 가능한 진로의 집합을 의미한다.ξ∈π s means a set of paths that can be set according to the rules of interlocking within the station [s].
은 열차 [i]가 시발역에서 출발하여 종착역에 도착할 때까지 스케쥴링 단계에서 사전에 설정된 전체 진로를 의미한다. Denotes the entire course set in advance in the scheduling stage until the train [i] departs from the start station and arrives at the final station.
pi(t)는 (현재) 시각 [t] 시점에서 열차 [i]가 동적으로 선택한 진로를 의미한다. p i (t) means the course dynamically selected by the train [i] at the (current) time [t].
ei(t)는 (Srts, Arrs, Dpts, Ends) 열차 [i]가 (현재) 시각 [t] 다음 가장 먼저 실행하게 될 이벤트를 의미한다.e i (t) means (Srt s , Arr s , Dpt s , End s ) the event that the train [i] will execute first after the (current) time [t].
Srts는 정거장 [s]에서 시발(보통의 경우 s = 1)을 의미한다.Srt s means start at station [s] (usually s = 1).
Arrs, Dpts는 정거장 [s]에 도착을 의미한다.Arr s , Dpt s means arrival at station [s].
Ends는 정거장 [s]에 종착(보통의 경우 이때 s = M)을 의미한다.End s means the end of the station [s] (usually s = M).
xi(t)는 (현재) 시각 [t] 시점에서 열차 [i]의 (실시간) 위치를 의미한다. x i (t) means the (real time) position of the train [i] at the (current) time [t].
vi(t)는 (현재) 시각 [t] 시점에서 열차 [i]의 (실시간) 속도를 의미한다. v i (t) means the (real time) speed of the train [i] at the (current) time [t].
ci(t)는 (현재) 시각 [t] 시점에서 열차 [i]를 구성하는 복수의 객실 중에서 혼잡도가 가장 높은 객실의 혼잡도를 의미한다.c i (t) refers to the degree of congestion of the cabin with the highest congestion level among the plurality of cabins constituting the train [i] at the (current) time [t].
csi(t)는 (현재) 시각 [t] 시점에서 열차 [i]가 정차할 정거장[s] 플랫폼 혼잡도를 의미한다.c si (t) refers to the congestion level of the platform [s] of the station where the train [i] will stop at the (current) time [t].
도 5에 도시된 위치(xi(t)), 속도(vi(t)), 진로(pi(t)), 이벤트(ei(t))는 필수요소이다. 혼잡, 지연, 선후간격은 필수요소를 기반으로 계산 가능한 요소이다. 다음 액티비티(Activity)는 이벤트와 동일한 요소이다.Position (xi(t)), velocity (vi(t)), course (pi(t)), and event (ei(t)) shown in FIG. 5 are essential elements. Congestion, delay, and interval between precedence and after are factors that can be calculated based on essential factors. The next activity is the same element as the event.
도 6은 본 실시예에 따른 이례상황을 시나리오로 분류하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a method of classifying an unusual situation into a scenario according to the present embodiment.
열차 제어 장치(110)가 분류하는 이례상황 대응 시나리오는 도 6에 도시된 바와 같다.An unusual situation response scenario classified by the
① 시나리오 1은 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오를 의미한다. 예컨대, 시나리오 1은 본선에서 선행 열차 정차 중인 상태에서 출발 지연 발생 후속 열차 도착 진로 변경 여부의 의사결정 상황인 것을 의미한다.①
② 시나리오 2는 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오를 의미한다. 예컨대, 시나리오 2는 본선과 부본선에서 각각 열차 출발대기 후 본선 열차 먼저 부본선 열차 나중 출발 스케쥴. 본선 열차 출발 지연시 부본선 열차 선행 출발 여부 의사결정 상황인 것을 의미한다.② Scenario 2 refers to a scenario for adjusting the order of passage according to contention for simultaneous use of track resources. For example, scenario 2 is the schedule of departure of the main train first, the main train first, and the later departure of the main train after waiting for each train on the main line and the sub-main line. When the main train is delayed, it means that it is in a decision-making situation whether or not to start the submain train in advance.
③ 시나리오 3은 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오를 의미한다. 예컨대, 시나리오 3은 회차 지연시 도착 열차 회차 진로를 반대쪽 출발선으로 곧바로 도착하도록 회차 진로 변경하여 회차 시간을 단축 여부에 대한 의사결정 상황을 의미한다.③ Scenario 3 refers to a scenario for adjusting lane lines versus delays. For example, scenario 3 refers to a decision-making situation as to whether to shorten the rounding time by changing the rounding path so that the rounding path of the arriving train arrives directly to the opposite starting line when the rounding is delayed.
열차 제어 장치(110)는 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 도착이벤트(Arrs)(ei(t) = Arrs)인지의 여부를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 동일(pi(t) = pi-1(t))한지의 여부를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 선행열차속도(vi-1(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = 0)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 선행열차의 위치값(xi-1(t))에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2) 이하인지의 여부(xi-1(t)-xi(t)≤X2)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 전술한 시나리오1 조건(ei -1(t) = Dpts , ei(t) = Arrs , pi(t) = pi-1(t), vi-1(t) = 0, , xi-1(t)-xi(t)≤X2)을 모두 만족하는 경우, 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1)로 판단한다. The
열차 제어 장치(110)는 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 비동일한지의 여부(pi(t)≠pi-1(t))를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 선행열차 속도(vi-1(t))와 대상열차 속도(vi(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = vi(t) = 0)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 전술한 시나리오2 조건(ei -1(t) = Dpts , ei(t) = Dpts , pi(t)≠pi-1(t), vi-1(t) = vi(t) = 0, ) 조건이 모두 만족하는 경우, 대상 열차의 운행 상태를 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2)로 판단한다.The
열차 제어 장치(110)는 대상열차 이벤트(ei(t))가 종착역 종착 이벤트(Ends)인지의 여부(ei(t)=Ends)를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 스케쥴된 대상열차의 위치값()에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부( )를 확인한다. 열차 제어 장치(110)는 전술한 시나리오3 조건(ei(t)=Ends, )을 모두 만족하는 경우, 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3)로 판단한다.The
도 7은 본 실시예에 따른 열차제어 학습서버를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.7 is a block diagram schematically showing a train control learning server according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 열차제어 학습서버(130)는 정보 송수신부(710), 이례상황 발생 기준부(720), 이례상황 임계치 결정부(730)를 포함한다. 열차제어 학습서버(130)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The train
열차제어 학습서버(130)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in the train
도 7에 도시된 열차제어 학습서버(130)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Each component of the train
정보 송수신부(710)는 열차가 차고지 진입시 복수의 열차 내에 탑재된 열차 제어 장치로부터 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 수신한다.The information transmission/
이례상황 발생 기준부(720)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 스케쥴된 운행정보와 비교하여 이례상황 발생 임계치를 갱신한다. 이례상황 발생 기준부(720)는 이례상황 발생 임계치를 대상 열차로 전송한다.The unusual situation
이례상황 임계치 결정부(730)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보에 대한 운행상태 정보를 기반으로 이례상황 분류 임계치를 학습하여 이례상황 분류 임계치를 갱신한다. 이례상황 임계치 결정부(730)는 이례상황 분류 임계치를 대상 열차로 전송한다.The unusual situation
도 8은 본 실시예에 따른 열차 상황인지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining a method of recognizing a train situation according to the present embodiment.
열차 동적 제어모듈(220)은 열차간 통신으로 이웃 열차로부터 이웃 열차 정보(실시간 위치, 속도, 진로, 이벤트, 열차 고장발생정보, 객실 혼잡도(차상 혼잡도))를 수신하고, ATS(140)로부터 선로 상태 정보(선로 고장발생정보, 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도))를 수신한다(S810).Train
단계 S810에서, 열차 동적 제어모듈(220)은 이웃 열차 정보로부터 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차 지연 허용 한도 설정값(X1), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2)을 추출한다.In step S810, the train
열차 동적 제어모듈(220)은 이웃 열차 정보 및 선로 상태 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 기반으로 이례상황 발생 여부를 확인한다(S820).The train
단계 S820에서, 열차 동적 제어모듈(220)은 스케쥴된 대상열차의 위치값()에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상()이거나, 선행열차의 위치값(xi-1(t))에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2) 이하(xi-1(t)-xi(t)≤X2)인 경우 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.In step S820, the train
열차 동적 제어모듈(220)은 이웃 열차 정보에 포함된 열차 고장발생정보를 추출한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 열차 고장발생정보 상에 포함된 고장 열차 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류 중 적어도 하나 이상을 기반으로 이례상황이 발생한 것으로 판단한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 이웃 열차 정보에 포함된 대상 열차가 정차역에서 출발할 때 감지된 열차 객실 내 승객 정보를 추출한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 열차 객실 내 승객 정보를 기반으로 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)를 산정한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 열차 내 객실 혼잡도(차상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 선로 상태 정보에 포함된 선로 고장발생정보를 추출한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 선로 고장발생정보 내에 포함된 선로상 고장 발생 위치, 고장 발생 시각, 고장 종류를 기반으로 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 선로 상태 정보에 포함된 대상 열차가 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 추출한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 다음에 정차할 플랫폼의 대기 승객 정보를 기반으로 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)를 산정한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 플랫폼 혼잡도(지상 혼잡도)가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이례상황이 발생한 것으로 확인한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 확인 결과, 이례상황이 발생한 것으로 확인되면, 이례상황을 기 설정된 이례상황 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류하고, 특정 이례상황을 기반으로 열차 상황을 인지한다(830).The train
단계 S830에서, 열차 동적 제어모듈(220)은 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 대상열차 이벤트(ei(t))가 도착이벤트(Arrs)(ei(t) = Arrs)인지의 여부를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 동일(pi(t) = pi-1(t))한지의 여부를 확인한다. 열차상황 인지부(216)는 선행열차속도(vi-1(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = 0)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 선행열차의 위치값(xi-1(t))에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차간 간격 허용 한도 설정값(X2) 이하인지의 여부(xi-1(t)-xi(t)≤X2)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 전술한 조건이 만족하는 경우, 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1)로 판단한다.In step S830, the train
열차 동적 제어모듈(220)은 선행열차 이벤트(ei - 1(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei -1(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 대상열차 이벤트(ei(t))가 정거장(s)에 도착(Dpts)했는지의 여부(ei(t) = Dpts)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 대상열차 진로(pi(t))와 선행열차 진로(pi-1(t))가 비동일한지의 여부(pi(t)≠pi-1(t))를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 선행열차 속도(vi-1(t))와 대상열차 속도(vi(t))가 0인지의 여부(vi-1(t) = vi(t) = 0)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 스케쥴된 선행열차의 위치값()에서 선행열차의 위치값(xi-1(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부()를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 전술한 조건이 모두 만족하는 경우, 대상 열차의 운행 상태를 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2)로 판단한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 대상열차 이벤트(ei(t))가 종착역 종착 이벤트(Ends)인지의 여부(ei(t)=Ends)를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 스케쥴된 대상열차의 위치값()에서 대상열차의 위치값(xi(t))을 차감한 값이 열차 지연 허용 한도 설정값(X1) 이상인지의 여부( )를 확인한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 전술한 조건이 모두 만족하는 경우, 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3)로 판단한다.The train
열차 동적 제어모듈(220)은 열차 상황에 따라 열차를 동적으로 제어한다(S840).The train
단계 S840에서, 열차 동적 제어모듈(220)은 이례상황에 대한 심각도를 산출하고, 심각도를 기반으로 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택한다. 열차 동적 제어모듈(220)은 최적 대안에 따른 진로(경로)로 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어한다.In step S840, the train
도 8에서는 단계 S810 내지 단계 S840을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 8에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 8은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 8, steps S810 to S840 are described as sequentially executing, but are not limited thereto. In other words, since it is possible to change and execute the steps illustrated in FIG. 8 or execute one or more steps in parallel, FIG. 8 is not limited to a time-series order.
도 9는 본 실시예에 따른 열차 제어 서버에서 이례상황 판단 임계치를 학습하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of learning an unusual situation determination threshold in the train control server according to the present embodiment.
열차제어 학습서버(130)는 열차가 차고지 진입시 복수의 열차 내에 탑재된 열차 제어 장치(110)로부터 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 수신한다(S910).The train
열차제어 학습서버(130)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보를 스케쥴된 운행정보와 비교하여 이례상황 발생 임계치를 갱신한다. 열차제어 학습서버(130)는 이례상황 발생 임계치를 대상 열차로 전송한다(S920).The train
열차제어 학습서버(130)는 대상 열차 정보, 이웃 열차 정보에 대한 운행상태 정보를 기반으로 이례상황 분류 임계치를 학습하여 이례상황 분류 임계치를 갱신한다. 열차제어 학습서버(130)는 이례상황 분류 임계치를 대상 열차로 전송한다(S930).The train
도 9에서는 단계 S910 내지 단계 S930을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 9에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 9는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 9, it is described that steps S910 to S930 are sequentially executed, but are not limited thereto. In other words, since it is possible to change and execute the steps illustrated in FIG. 9 or execute one or more steps in parallel, FIG. 9 is not limited to a time-series order.
도 10은 본 실시예에 따른 동적 열차제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a dynamic train control method according to the present embodiment.
열차 제어 장치(110)는 열차운행상태 및 선로운행상태를 기반으로 선행열차에 대한 이례상황 발생 여부를 확인한다(S1010).The
열차 제어 장치(110)는 이웃 열차 정보로부터 선행열차 이벤트(ei -1(t)), 대상열차 이벤트(ei(t)), 정거장(s)에 도착(출발)(Dpts), 도착이벤트(Arrs), 선행열차 진로(pi-1(t)), 대상열차 진로(pi(t)), 선행열차속도(vi-1(t)), 대상열차 속도(vi(t)), 스케쥴된 선행열차의 위치값(), 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 종착역 종착 이벤트(Ends)를 추출한다.The
열차 제어 장치(110)는 이웃 열차 정보로부터 추출된 복수의 정보를 이용하여 이례상황을 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오(시나리오1), 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오(시나리오2), 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오(시나리오3) 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류한다(S1020).The
열차 제어 장치(110)는 이례상황을 분류한 시나리오 1,2,3에 대한 심각도를 각각 산출한다(S1030). The
열차 제어 장치(110)는 이례상황을 분류한 시나리오 1,2,3에 대한 심각도가 심각한지의 여부를 확인한다(S1040). 단계 S1040에서, 열차 제어 장치(110)는 선행열차에 대한 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1), 기 학습된 임계치(Ti - 1)를 수신한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi-1)(max (ti - 1,τi -1))이 기 학습된 임계치(Ti -1) 이상인 경우, 심각도가 심각한 것으로 판단한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림(입력) 종료시간(τi -1)(max (ti - 1,τi -1))이 기 학습된 임계치(Ti -1) 미만인 경우, 심각도가 경미한 것으로 판단한다.The
단계 S1040의 확인 결과, 이례상황을 분류한 시나리오 1,2,3에 대한 심각도가 심각하다고 판단한 경우, 열차 제어 장치(110)는 심각도를 기반으로 선행열차와 동일한 경로(진로)상에 위치한 열차 중 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측한다(S1050).As a result of the confirmation of step S1040, if it is determined that the severity of the
단계 S1050에서, 열차 제어 장치(110)는 파급효과를 기반으로 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 유지안(대안1) 및 진로 변경안(대안2)을 생성한다.In step S1050, the
열차 제어 장치(110)는 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 유지안(대안1) 및 진로 변경안(대안2) 중 파급효과를 최소화하는 최적 대안으로 진로 변경안(대안2)이 선택 가능한지의 여부를 확인한다(S1060).The
단계 S1060의 확인 결과, 파급효과를 최소화하는 최적 대안으로 진로 변경안(대안2)이 선택 가능한 경우, 열차 제어 장치(110)는 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 계산한다(S1070).As a result of checking in step S1060, if a course change plan (alternative 2) can be selected as the optimal alternative that minimizes the ripple effect, the
열차 제어 장치(110)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 계산한다.The
열차 제어 장치(110)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)와 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 비교한 결과에 진로 변경안(대안2)가 유리한지의 여부를 확인한다(S1080).The
단계 S1080에서, 열차 제어 장치(110)는 이례상황을 유지할 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)보다 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 진로 변경안(대안2)을 선택한다.In step S1080, when maintaining the unusual situation, the
열차 제어 장치(110)는 이례상황을 유지할 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도보다 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 진로 변경안(대안2)을 선택한다.The
단계 S1080의 확인 결과, 진로 변경안(대안2)이 유리하다고 확인한 결과, 열차 제어 장치(110)는 진로 변경안(대안2)를 적용한다(S1090).As a result of the confirmation of step S1080, as a result of confirming that the course change plan (alternative 2) is advantageous, the
도 10에서는 단계 S1010 내지 단계 S1090을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 10에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 10은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 10, it is described that steps S1010 to S1090 are sequentially executed, but are not limited thereto. In other words, since the steps described in FIG. 10 may be changed and executed or one or more steps may be executed in parallel, FIG. 10 is not limited to a time series order.
전술한 바와 같이 도 10에 기재된 본 실시예에 따른 동적 열차제어 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 동적 열차제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.As described above, the dynamic train control method according to the present embodiment illustrated in FIG. 10 may be implemented as a program and recorded on a computer-readable recording medium. A program for implementing the dynamic train control method according to the present embodiment is recorded and the computer-readable recording medium includes all types of recording devices storing data that can be read by a computer system.
도 11은 본 실시예에 따른 대안 적용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.11 is a flowchart for explaining an alternative application method according to the present embodiment.
열차 제어 장치(110)는 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하도록 하는 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 유지안(대안1)을 설정한다(S1110). 열차 제어 장치(110)는 기 저장된 복수의 대안 중 파급효과를 최소화하도록 하는 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 변경안(대안2)을 설정한다(S1112).The
열차 제어 장치(110)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 예측(계산)한다(S1120). 열차 제어 장치(110)는 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 예측(계산)한다(S1122).The
열차 제어 장치(110)는 진로 유지안(대안1)에 따라 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)와 진로 변경안(대안2)에 따라 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선(우회경로)으로 먼저 보낸 (동적으로 경로를 재조정한) 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수(지연 열차 수)를 비교하고, 비교 결과에 따라 진로 유지안(대안1) 보다 진로 변경안(대안2)이 유리한 지의 여부를 확인한다(S1130).The
단계 S1130의 확인 결과, 진로 변경안(대안2)이 유리한 경우, 열차 제어 장치(110)는 ATS(140)와 통신하여 진로 변경안(대안2)의 진로로 열차 스케쥴 변경이 가능한지의 여부를 확인한다(S1140).As a result of the confirmation of step S1130, if the course change plan (alternative 2) is advantageous, the
단계 S1140의 확인 결과, 진로 변경안(대안2)의 진로로 열차 스케쥴 변경이 가능한 경우, 열차 제어 장치(110)는 진로 변경안(대안2)을 실행한다(S1150). 단계 S1130의 확인 결과, 진로 변경안(대안2)이 유리하지 않은 경우, 열차 제어 장치(110)는 진로 유지안(대안1)을 실행한다(S1152).As a result of checking in step S1140, if it is possible to change the train schedule to the course of the course change plan (alternative 2), the
도 11에서는 단계 S1110 내지 단계 S1152를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 11에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 11은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 11, steps S1110 to S1152 are described as sequentially executing, but the present invention is not limited thereto. In other words, since it is possible to change and execute the steps illustrated in FIG. 11 or execute one or more steps in parallel, FIG. 11 is not limited to a time series order.
도 12는 본 실시예에 따른 심각도 판별 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a method for determining a severity according to the present embodiment.
열차 제어 장치(110)는 기 저장된 데이터베이스로부터 시나리오 [i]에 대해 심각한 정도를 판단할 수 있는 기 설정한 임계값(Ti)을 추출한다. 열차 제어 장치(110)는 ATS(140)로부터 과거 이벤트 [i]로 분류된 이례상황에 대한 이례상황 지속시간(ti), 외부 알림 종료시간(τi)을 수신한다(S1210).The
단계 S1210에서, 열차 제어 장치(110)는 해당 과거 시점에서 운행 환경/조건(시격, 역간거리, 혼잡 등의 수준)을 같이 파악하여 현재 상황의 운행 환경/조건과 비교 후 적합도가 높은 임계값(Ti)를 추출한다. 열차 제어 장치(110)는 Ti의 학습 및 디폴트(Default)를 설정하기 위해, 과거 이벤트 [i]로 분류된 이례상황에 대한 이례상황 지속시간(ti), 외부 알림 종료시간(τi) 및 에 대한 정보를 취득, 저장 및 관리한다.In step S1210, the
열차 제어 장치(110)는 최대 이례상황 지속시간(ti) 및 최대 외부 알림 종료시간(τi)(max(ti,τi))가 기 설정한 임계값(Ti) 이상인지의 여부를 확인((max(ti,τi)≥Ti)한다(S1220).The
단계 S1220의 확인 결과, 최대 이례상황 지속시간(ti) 및 최대 외부 알림 종료시간(τi)(max(ti,τi))가 기 설정한 임계값(Ti) 이상((max(ti,τi)≥Ti)인 경우, 열차 제어 장치(110)는 심각도가 심각한 것으로 판단한다(S1230).As a result of the confirmation of step S1220, the maximum anomalous event duration (t i ) and the maximum external notification end time (τ i ) (max(t i, τ i )) are equal to or greater than the preset threshold (T i ) ((max( If t i, τ i )≥T i ), the
단계 S1220의 확인 결과, 최대 이례상황 지속시간(ti) 및 최대 외부 알림 종료시간(τi)(max(ti,τi))가 기 설정한 임계값(Ti) 미만((max(ti,τi)<Ti)인 경우, 열차 제어 장치(110)는 심각도가 경미한 것으로 판단한다(S1230).As a result of the confirmation of step S1220, the maximum anomalous event duration (t i ) and the maximum external notification end time (τ i ) (max (t i, τ i )) are less than a preset threshold (T i ) ((max( When t i, τ i ) <T i ), the
도 12에서는 단계 S1210 내지 단계 S1230을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 12에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 12는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 12, steps S1210 to S1230 are described as sequentially executing, but are not limited thereto. In other words, since it is possible to change and execute the steps illustrated in FIG. 12 or execute one or more steps in parallel, FIG. 12 is not limited to a time-series order.
도 13은 본 실시예에 따른 파급 효과를 나타낸 예시도이다.13 is an exemplary view showing the ripple effect according to the present embodiment.
심각도는 해당 열차의 이벤트 지속/지연 시간을 의미한다. 파급효과는 해당 이벤트에 의해 순차적으로 영향을 받는 모든 열차들의 지연 시간 및 혼잡도를 의미한다.Severity refers to the duration/delay time of the event of the train. The ripple effect refers to the delay time and congestion of all trains sequentially affected by the event.
열차 제어 장치(110)는 파급
효과 예측 및 심각도를 판단하기 위해 과거 학습 자료를 이용한다.
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 1,2,3로 분류된 경우, 해당 이벤트가 심각하다고 판단할 수 있는 이벤트의 지속 시간에 대한 최소 임계값을 추출한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 1,2,3로 분류된 경우, 운행 환경/조건(시격, 역간거리, 혼잡 등의 수준)에 따라 차별화된 임계값 적용이 가능하다.When the unusual situation is classified into
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 i로 분류된 경우, 해당 이벤트가 심각하다고 판단할 수 있는 이벤트의 지속 시간에 대한 최소 임계값을 추출한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 i로 분류된 경우, 운행 환경/조건(시격, 역간거리, 혼잡 등의 수준) 에 따라 차별화된 임계값 적용이 가능하다. When the unusual situation is classified as scenario i, the
열차 제어 장치(110)는 파급
효과 예측 및 심각도를 판단하기 위해 현재 시점에서 열차간통신(T2T)으로 수신한 정보를 이용한다.
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 1,2로 분류된 경우, 이벤트의 분류, 현재까지 해당 이벤트 지속 시간(최초 시점 ~ 현재)을 열차간 통신으로 수신한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 3으로 분류된 경우, 이벤트의 분류, 현재까지 해당 이벤트 (운행지연) 시간(최초 시점 ~ 현재)을 열차간 통신으로 수신한다. When the unusual situation is classified into
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 i로 분류된 경우, 이벤트의 분류, 현재까지 해당 이벤트 지속 시간(최초 시점 ~ 현재)을 열차간 통신으로 수신한다. 열차 제어 장치(110)는 외부(지상 관제시스템)에서 해당 이벤트의 종료 예측시간을 통신으로 차상 장치로 전달한다.When the unusual situation is classified as scenario i, the
열차 제어 장치(110)는 심각도를 판단하기 위한 동작은 다음과 같다.The
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 1,2로 분류된 경우, 현재 시점에서 판단할 때 인식된 이례상황 이벤트가 심각한 정도라고 판단되면, 파급효과를 예측하는 추가적인 조정 작업을 시행한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황 이벤트가 경미한 정도라고 판단되면 별도의 작업을 시행하지 않는다.When the unusual situation is classified into
① 열차 제어 장치(110)는 현재까지의 이벤트 지속시간이 학습된 시간(Default 설정)보다 크면, 이례상황 이벤트에 대한 심각도가 심각하다고 판단한다.① If the duration of the event up to the present time is greater than the learned time (default setting), the
② 열차 제어 장치(110)는 외부에서 주어지는 종료시점까지 감안한 이벤트 지속시간이 학습된 시간보다 크면, 이례상황 이벤트에 대한 심각도가 심각하다고 판단한다.② If the duration of the event considering the end point given from the outside is greater than the learned time, the
③ 열차 제어 장치(110)는 현재 시점에서 종료 시점에 대한 정보가 주어지지 않은 경우 현재까지 지속 시간의 정수배의 시간 후에 종료된다고 전제하고 심각도의 여부를 판단한다. 여기서, 정수배의 사전 설정값은 학습에 의해 갱신된다.③ The
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 3으로 분류된 경우, 현재 시점에서 판단할 때 인식된 이례상황 이벤트가 심각한 정도라고 판단되면, 파급효과를 예측하는 추가적인 조정 작업을 시행한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황 이벤트가 경미한 정도라고 판단되면 별도의 작업을 시행하지 않는다.When the unusual situation is classified as scenario 3, the
① 열차 제어 장치(110)는 현재까지의 운행 지연시간이 학습된 시간(Default 설정)보다 크면, 이례상황 이벤트에 대한 심각도가 심각하다고 판단한다.① The
② 열차 제어 장치(110)는 별도의 추가 요인이 없는 경우, 현재 수준의 지연이 계속 유지된다는 전제하에서 심각도를 처리한다.② When there is no additional factor, the
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 i로 분류된 경우, 현재 시점에서 판단할 때 인식된 이례상황 이벤트가 심각한 정도라고 판단되면, 파급효과를 예측하는 추가적인 조정 작업을 시행한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황 이벤트가 경미한 정도라고 판단되면 별도의 작업을 시행하지 않는다.When the unusual situation is classified as scenario i, the
① 열차 제어 장치(110)는 현재까지의 이벤트 지속시간이 학습된 시간(Default 설정)보다 크면, 이례상황 이벤트에 대한 심각도가 심각하다고 판단한다.① If the duration of the event up to the present time is greater than the learned time (default setting), the
② 열차 제어 장치(110)는 외부에서 주어지는 종료시점까지 감안한 이벤트 지속시간이 학습된 시간보다 크면, 이례상황 이벤트에 대한 심각도가 심각하다고 판단한다.② If the duration of the event considering the end point given from the outside is greater than the learned time, the
③ 열차 제어 장치(110)는 현재 시점에서 종료 시점에 대한 정보가 주어지지 않은 경우 현재까지 지속 시간의 정수배의 시간 후에 종료된다고 전제하고 심각도의 여부를 판단한다. 여기서, 정수배의 사전 설정값은 학습에 의해 갱신된다. 열차 제어 장치(110)의 심각도 판단 동작은 도 12와 같다.③ The
열차 제어 장치(110)는 학습을 위해 Ti(시나리오 [i]에 대해 심각한 정도를 판단할 수 있는 임계값)을 이용한다. 열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 i로 분류된 경우, T2T 등의 통신을 통행 이웃 열차로 해당 이벤트의 지속시간(ti) 파악하고, 지상장치에서 차상장치로 전송하는 정보를 이용하여 종료 예측시간(τi)을 선택적으로 전달한다.The
열차 제어 장치(110)는 Ti의 학습 및 디폴트(Default)를 설정하기 위해, 과거 이벤트 [i]로 분류된 이례상황에 대한 이례상황 지속시간 (ti), 외부 알림 종료시간(τi) 및 당시 설정한 임계값 (Ti)에 대한 정보를 취득, 저장 및 관리한다.The
열차 제어 장치(110)는 해당 과거 시점에서 운행 환경/조건(시격, 역간거리, 혼잡 등의 수준)을 같이 파악하여 현재 상황의 운행 환경/조건과 비교 후 적합도가 높은 임계값(Ti)를 제공한다.The
열차 제어 장치(110)는 파급효과 예측하기 위한 동작은 다음과 같다.The
열차 제어 장치(110)는 이례상황이 시나리오 1,2,3로 분류된 경우, 예측 목표로 (주어진 이벤트 지속 시간에 대해) 현재 운행 환경에서 예상되는 파급효과(지연 열차 수, 지연 열차 시분, 승객 혼잡/통행시간 증가 예상치)를 설정한다. 열차 제어 장치(110)는 예측 방법으로 First Come First Serve (No Control) 개념에서 후속열차 열차 지연시간 산정 방법을 이용한다.When the unusual situation is classified into
도 14는 본 실시예에 따른 동적 경로 설정을 나타낸 예시도이다.14 is an exemplary diagram showing dynamic path setting according to the present embodiment.
열차 제어 장치(110)는 대안1에 대한 전제조건으로 열차 운행 순서 및 경로에 변화가 없음을 설정한다. The
열차 제어 장치(110)는 대안1에 대한 시간적 (검토) 범위로 외부 (지상 관제시스템) 종료시각 정보가 주어지는 경우, 이벤트 해당 열차의 현재 이벤트가 외부 종료시각 정보가 주어지는 시점까지를 감안하여 열차간 연쇄지연을 산정한다. 열차 제어 장치(110)는 대안1에 대한 시간적 (검토) 범위로 외부 종료시각 정보가 주어지지 않는 경우, 현재까지의 지속시간에 정수배를 곱한 시점을 디폴트로 감안하여 열차간 연쇄지연을 산정한다. When the external (ground control system) end time information is given in the temporal (review) range for
열차 제어 장치(110)는 대안2에 대한 전제조건으로 시나리오 별로 열차 운행 순서/경로를 동적으로 조정을 설정한다.The
열차 제어 장치(110)는 대안2에 대한 시간적 (검토) 범위로 현재 시점에서 대안2를 곧바로 반영하여 연쇄 지연을 산정한다. 열차 제어 장치(110)는 대안2에 대한 시간적 (검토) 범위로 연쇄 지연으로 산정된 마지막 열차까지를 시간적 범위로 설정한다.The
열차 제어 장치(110)는 연쇄 지연 산정을 위해 본선 열차 간격을 ATCS가 현재 시점의 열차 속도를 바탕으로 산정한 제동거리를 기준으로 설정할 수 있는 간격을 최소값으로 연쇄적으로 설정한다.In order to calculate the chain delay, the
열차 제어 장치(110)는 연쇄 지연 산정을 위해 열차 지연 → 도착 승객 증가 → 탑승 시간 증가 → 정차 시간 증가 → 열차 출발 시각 지연 → 악순환 반복의 순서에서 도착 승객 증가량을 예측하여 정차시간 증가량(정거장 정차 시간)을 산정한다. 열차 제어 장치(110)는 연쇄 지연에 관련된 열차 수, 열차별 지연 시분, 총 지연 시분을 산정한다.In order to calculate the chain delay, the
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those of ordinary skill in the technical field to which the present embodiment belongs will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present exemplary embodiments are not intended to limit the technical idea of the present exemplary embodiment, but are illustrative, and the scope of the technical idea of the present exemplary embodiment is not limited by these exemplary embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.
110: 열차 제어 장치
120: 중계장치
130: 열차제어 학습서버
140: ATS
210: 열차상황 인지모듈
212: 통신부
214: 운행 상태 판단부
216: 이례상황 판단부
218: 열차상황 인지부
220: 열차 동적 제어모듈
222: 심각도 판단부
224: 파급효과 예측부
226: 대안 선택부
228: 열차 운영부
710: 정보 송수신부
720: 이례상황 분류 기준부
730: 이례상황 임계치 결정부110: train control device 120: relay device
130: train control learning server 140: ATS
210: train situation recognition module
212: communication unit 214: operation status determination unit
216: unusual situation determination unit 218: train situation recognition unit
220: train dynamic control module
222: severity judgment unit 224: ripple effect prediction unit
226: Alternative Selection Department 228: Train Operations Department
710: information transmitting and receiving unit
720: Unusual situation classification standard
730: unusual situation threshold determination unit
Claims (14)
상기 이례상황에 대한 심각도(Severity)를 산출하는 심각도 판단부;
상기 심각도를 기반으로 상기 선행열차와 동일한 경로상에 위치한 열차 중 상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과(Cascaded Delay Time)를 예측하는 파급효과 예측부;
기 저장된 복수의 대안 중 상기 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택하는 대안 선택부; 및
상기 최적 대안에 따른 진로로 상기 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어하는 열차 운영부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.A train situation identification unit that checks whether exceptional circumstances have occurred for the preceding train based on the train operation status and the good running condition;
A severity determination unit that calculates a severity of the unusual situation;
A ripple effect prediction unit for predicting a cascaded delay time for trains sequentially affected by the unusual situation among trains located on the same path as the preceding train based on the severity;
An alternative selection unit for selecting an optimal alternative that minimizes the ripple effect from among a plurality of previously stored alternatives; And
A train operating unit that controls the train located after the preceding train to run along the course according to the optimal alternative
Train dynamic control device comprising a.
상기 심각도 판단부는,
상기 선행열차에 대한 이례상황 지속시간(ti -1), 외부 알림 종료시간(τi -1), 기 학습된 임계치(Ti - 1)를 수신하고,
상기 이례상황 지속시간(ti -1), 상기 외부 알림 종료시간(τi -1)(max (ti-1,τi-1))이 상기 기 학습된 임계치(Ti -1) 이상인 경우, 상기 심각도가 심각한 것으로 판단하고,
상기 이례상황 지속시간(ti -1), 상기 외부 알림 종료시간(τi -1)(max (ti-1,τi-1))이 기 학습된 임계치(Ti -1) 미만인 경우, 상기 심각도가 경미한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 1,
The severity determination unit,
Receiving an unusual situation duration (t i -1 ), an external notification end time (τ i -1 ), and a previously learned threshold (T i - 1 ) for the preceding train,
The unusual situation duration (t i -1 ) and the external notification end time (τ i -1 ) (max (t i-1 ,τ i-1 )) are equal to or greater than the previously learned threshold (T i -1 ). In case, it is determined that the severity is serious,
If the unusual situation duration (t i -1 ) and the external notification end time (τ i -1 ) (max (t i-1 ,τ i-1 )) are less than the previously learned threshold (T i -1 ) , The train dynamic control device, characterized in that it is determined that the severity is insignificant.
상기 심각도 판단부는
상기 외부 알림 종료시간(τi-1)가 미수신된 경우, 현재까지 이례상황 지속시간(ti-1)의 정수배 시간을 알림 종료 예상시간으로 설정하고,
상기 알림 종료 예상시간이 상기 기 학습된 임계치(Ti -1) 이상이면 상기 심각도가 심각한 것으로 판단하고, 상기 알림 종료 예상시간이 상기 기 학습된 임계치(Ti-1) 미만이면 상기 심각도가 경미한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 2,
The severity determination unit
When the external notification end time (τ i-1 ) is not received, an integer multiple of the unusual situation duration time (t i-1 ) to date is set as the estimated end time of notification,
The notification ends estimated time of the group learning the threshold value (T i -1) or more, and if it is determined that the severity of the acute and the end notification estimated time when the group is less than the learning threshold value (T i-1) is the slight severity Train dynamic control device, characterized in that to determine that.
상기 파급효과 예측부는,
현재 시점을 기준으로 상기 이례상황에 대한 심각도가 심각으로 판단되면, 상기 파급효과를 예측하며, 상기 이례상황에 대한 심각도가 경미한 것으로 판단되면, 상기 파급 효과를 예측하는 별도의 작업을 미수행하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 2,
The ripple effect prediction unit,
If the severity of the unusual situation is determined to be serious based on the current point in time, the ripple effect is predicted, and when the severity of the unusual situation is determined to be minor, a separate task of predicting the ripple effect is not performed. Train dynamic control device.
상기 파급효과 예측부는,
상기 선행열차와 동일한 경로상에 위치한 열차 중 상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 모든 열차 대한 지연 도착 시간을 산출하고, 상기 지연 도착 시간에 대응하는 혼잡도를 산출하고,
상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 모든 열차 중 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우의 우회경로 도착 시간을 산출하고, 상기 우회경로 도착 시간에 대응하는 혼잡도를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 4,
The ripple effect prediction unit,
Calculate a delayed arrival time for all trains sequentially affected by the unusual situation among trains located on the same route as the preceding train, and calculate a congestion level corresponding to the delayed arrival time,
The arrival time of the bypass route is calculated when the train located after the preceding train among all trains sequentially affected by the unusual situation is sent to the secondary line first, and the congestion level corresponding to the arrival time of the bypass route is calculated. Train dynamic control device.
상기 대안 선택부는,
상기 파급효과를 기반으로 상기 선행열차 이후에 위치한 열차에 대한 진로 유지안 및 진로 변경안 중 어느 하나의 대안을 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 5,
The alternative selection unit,
Based on the ripple effect, the train dynamic control device, characterized in that for selecting one of an alternative of a course maintenance plan and a course change plan for a train located after the preceding train.
상기 대안 선택부는,
상기 진로 유지안에 따라 상기 이례상황을 유지할 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수와 상기 진로 변경안에 따라 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우 발생하는 순차적으로 영향을 받는 열차수를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 진로 유지안과 상기 진로 변경안 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 6,
The alternative selection unit,
According to the course maintenance plan, the number of trains that are sequentially affected when the abnormal situation is maintained and the number of trains that are sequentially affected when the train located after the preceding train is first sent to the secondary line according to the course change plan. Comparing and selecting one of the course maintenance plan and the course change plan according to a comparison result.
상기 대안 선택부는,
상기 이례상황을 유지할 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수보다 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 상기 진로 변경안을 선택하고, 상기 이례상황을 유지할 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수와 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우 순차적으로 영향을 받는 열차수가 동일하거나 임계치 미만으로 감소하는 경우, 상기 진로 유지안을 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 7,
The alternative selection unit,
In the case of maintaining the unusual situation, if the number of trains located after the preceding train is sent to the sub-main line before the number of trains that are sequentially affected, and the number of trains that are sequentially affected decreases by more than a threshold value, select the course change plan, and the If the unusual situation is maintained, if the number of trains sequentially affected and the train located after the preceding train are sent to the secondary line first, and if the number of trains sequentially affected is the same or decreases below the threshold, selecting the course maintenance plan is recommended. Train dynamic control device characterized by.
상기 대안 선택부는,
상기 이례상황을 유지할 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도보다 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우 발생하는 지연 도착 시간과 혼잡도가 임계치 이상으로 감소하는 경우, 상기 진로 변경안을 선택하고,
상기 이례상황을 유지할 경우 지연 도착 시간과 혼잡도와 상기 선행열차 이후에 위치한 열차를 부본선으로 먼저 보낸 경우 발생하는 우회경로 도착 시간과 혼잡도가 동일하거나 임계치 미만으로 감소하는 경우, 상기 진로 유지안을 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 7,
The alternative selection unit,
If the delayed arrival time and congestion that occurs when the train located after the preceding train is sent to the sub-main line earlier than the delayed arrival time and congestion that occurs when the unusual situation is maintained, select the course change plan,
If the above-mentioned unusual situation is maintained, the delayed arrival time and the congestion degree, and the detour route arrival time and congestion that occurs when the train located after the preceding train is sent to the secondary line first, are the same or decrease below the threshold, selecting the course maintenance plan. Train dynamic control device, characterized in that.
상기 열차 상황인지부는
상기 이례상황이 발생한 것으로 확인되면, 상기 이례상황을 기 설정된 이례상황 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 1,
The train situation awareness section
If it is confirmed that the unusual situation has occurred, the train dynamic control device, characterized in that for classifying the unusual situation into any one of the preset unusual situation.
상기 열차 상황인지부는
상기 이웃 열차 정보로부터 추출된 선행열차 이벤트(ei -1(t)), 대상열차 이벤트(ei(t)), 정거장(s)에 도착(Dpts), 도착이벤트(Arrs), 선행열차 진로(pi-1(t)), 대상열차 진로(pi(t)), 선행열차속도(vi-1(t)), 대상열차 속도(vi(t)), 스케쥴된 선행열차의 위치값(), 스케쥴된 대상열차의 위치값(), 선행열차의 위치값(xi-1(t)), 대상열차의 위치값(xi(t)), 종착역 종착 이벤트(Ends)을 기반으로
상기 이례상황을 선행 열차의 전방 진로 지장시 후속 열차의 우회 경로 판단 시나리오, 선로 자원 동시 사용 경합에 따른 통과 순서 조정 시나리오, 회차 지연 대비 회차선 조정 시나리오 중 어느 하나의 특정 이례상황으로 분류하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 10,
The train situation awareness section
The preceding train event extracted from the neighboring train information (e i -1 (t)), the target train event (e i (t)), the arrival at the station (s) (Dpt s ), the arrival event (Arr s ), the preceding Train course (p i-1 (t)), target train path (p i (t)), preceding train speed (v i-1 (t)), target train speed (v i (t)), scheduled advance Train position value ( ), the position value of the scheduled target train ( ), based on the location value of the preceding train (x i-1 (t)), the location value of the target train (x i (t)), and the destination event (End s )
The unusual situation is classified into any one of a scenario for determining a bypass route of a subsequent train when the preceding train has a path forward, a scenario for adjusting the order of passage according to contention for simultaneous use of track resources, and a scenario for adjusting the turnaround line versus delay. Train dynamic control device.
상기 심각도 판단부는,
상기 우회 경로 판단 시나리오, 상기 통과 순서 조정 시나리오, 상기 회차선 조정 시나리오 별로 상이하게 학습된 기 학습된 임계치(Ti)를 이용하여 상기 심각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 11,
The severity determination unit,
The train dynamic control apparatus, characterized in that calculating the severity by using a pre-learned threshold (T i ) learned differently for each of the detour route determination scenario, the passage order adjustment scenario, and the turn line adjustment scenario.
상기 대안 선택부는,
상기 우회 경로 판단 시나리오, 상기 통과 순서 조정 시나리오, 상기 회차선 조정 시나리오 별로 상이하게 적용된 임계치를 이용하여 상기 진로 유지안과 상기 진로 변경안 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 동적 제어장치.The method of claim 7,
The alternative selection unit,
And selecting one of the course maintenance plan and the course change plan by using a threshold value applied differently for each of the detour path determination scenario, the passage order adjustment scenario, and the turn line adjustment scenario.
상기 이례상황에 대한 심각도를 산출하는 과정;
상기 심각도를 기반으로 상기 선행열차와 동일한 경로상에 위치한 열차 중 상기 이례상황에 의해 순차적으로 영향을 받는 열차에 대한 파급효과를 예측하는 과정;
기 저장된 복수의 대안 중 상기 파급효과를 최소화하는 최적 대안을 선택하는 과정; 및
상기 최적 대안에 따른 진로로 상기 선행열차 이후에 위치한 열차가 운행되도록 제어하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 열차 제어 방법.
The process of checking whether an unusual situation has occurred for the preceding train based on the train operation condition and the good operation condition;
Calculating the severity of the unusual situation;
Predicting a ripple effect on trains sequentially affected by the unusual situation among trains located on the same route as the preceding train based on the severity;
Selecting an optimal alternative that minimizes the ripple effect from among a plurality of previously stored alternatives; And
The process of controlling the train located after the preceding train to run along the course according to the optimal alternative
Dynamic train control method comprising a.
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Legal Events
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---|---|---|---|
A201 | Request for examination |