KR20210057281A

KR20210057281A - 무 지상자 방식의 자동열차정지시스템

Info

Publication number: KR20210057281A
Application number: KR1020190143729A
Authority: KR
Inventors: 신경호; 이강미; 이재호; 김성진; 박정준
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-21
Also published as: KR102316767B1

Abstract

본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상인 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은, 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.

Description

무 지상자 방식의 자동열차정지시스템 {Automatic Train Stop System}

본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법에 관한 것이다.

선로 상 열차의 운행안전성을 확보하기 위해서는 열차의 진행방향 전방의 선로상태를 감안하여 열차의 운행속도와 이동거리를 통제할 수 있어야 한다.

따라서 지상 선로상태를 감안한 열차제어정보(제한속도 또는 이동가능거리정보 등)가 열차로 전송되어야 하며, 일반적인 철도신호시스템에서는 지상에 설치된 궤도회로 또는 지상자 등의 지상신호설비를 통해 열차제어정보를 열차로 전송한다.

또한, 열차에서는 지상신호설비를 통해 수신한 열차제어정보를 판독하여 열차의 속도와 이동거리를 제어하는 차상신호설비가 탑재되며, 지상신호설비와 차상신호설비를 모두 활용하여 열차의 운행안전성을 확보한다.

반면, 지상신호설비가 설치되지 못한 철도선로에서 열차가 운행되는 경우, 철도신호시스템은 온전한 동작을 할 수 없게 되며, 열차기관사는 육안에 의한 수동운전을 하게 되어 열차의 운행안전성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.

즉, 자동열차정지장치(ATS)가 동작되기 위해서는 지상의 선로상의 신호기 상태정보를 제공하는 ATS 지상자가 설치되어야만 가능하고, ATS 지상자가 설치되더라도, ATS 지상자는 선로상 신호기를 통해 신호기 상태정보가 입력되어야 하므로, 철도 신호기, 궤도회로, 폐색장치 등 다양한 지상 철도신호설비가 수반되어야만 자동열차정지장치(ATS)의 온전한 동작을 보장할 수 있다.

따라서, 자동열차정지장치(ATS)의 완전하게 운영하기 위해서는 지상 철도신호설비가 모두 설치되어야 하므로, 열차운행이 빈번하지 않은 철도노선에 지상 철도신호설비를 모두 설치하는 경우, 구축비용 및 유지보수 문제가 발생한다.

따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 해결방안이 요구되고 있는 실정이다.

(1) 대한민국 특허청 출원번호 제10-2016-0054121호 (2) 대한민국 특허청 등록번호 제10-1610544호

본 발명은 전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공하고자 한다.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제안하고자 한다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상인 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은, 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 열차위치검지장치; 및 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 무선통신모뎀;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하고, 상기 제 2 운전제어정보는, 상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치;를 더 포함하고, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하고, 상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 상기 자동열차정지 기능의 정상 동작 가능 여부를 확인할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 철도 차량의 주행 선로상에 위치한 적어도 하나의 장애물을 감시하는 전방선로감시장치;를 더 포함하고, 상기 전방선로감시장치로부터 감지 신호를 수신하는 경우, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부의 ATS차상안테나의 동작주파수를 변경시키기 위한 ATS인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 철도 차량은 복수이고, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 복수의 철도 차량 간의 미리 설정된 간격 제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고, 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 전달하는 무선통신인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 철도 차량의 선로 구간 내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간 정보, 제한속도 선로구간 정보 및 역사내 진로구성 정보를 포함하는 역사별 상태정보를 취합하는 역정보인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 양상인 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되는 제 1 단계; 상기 무지상자 ATS차상장치가 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키도록 제어하는 제 3 단계;를 포함하고, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하고, 상기 제 3 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 제 4 단계; 상기 무지상자 ATS차상장치의 열차위치검지장치가 GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 제 5 단계; 및 상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신모뎀이 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 제 6 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 6 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS지상장치가 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하는 제 7 단계;를 더 포함하고, 상기 제 2 운전제어정보는, 상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 7 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 제 8 단계; 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하는 제 9 단계; 및 상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 제 10 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명과 관련된 ATS장치 개념도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 전체 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS지상장치 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명과 관련된 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 상세 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 하부장치간 동작 시퀀스의 일례를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

종래기술: 자동열차정지장치(ATS: Automatic Train Stop device)

자동열차정지장치(ATS: Automatic Train Stop device)는 열차가 신호기의 지시 속도를 초과하거나, 정지신호를 넘어 진행하려고 할 경우에 기관사에게 경고를 하거나, 열차의 제동장치를 자동적으로 동작시키는 장치로서, 열차에 탑재되는 차상신호부와 지상에 탑재되는 지상신호부로 구분된다.

도 1은 본 발명과 관련된 ATS장치 개념도를 설명하기 위한 도면이다.

도 1의 (a)는 동작 계통을 설명하기 위한 것으로, 차상장치(1), 지상장치(10)가 도시된다.

구체적으로 지상자 제어함(11), ATS지상자(12), ATS차상자(2), 속도검출기(7), ATS 수신기(3), 표시장치(4), 속도기록계(5), 제동장치(6) 등이 도시된다.

또한, 도 1의 (b)는 지상자(10)와 차상자(1)의 구체적인 일례를 도시한 것이다.

도 1의 (a)를 참조하면, 자동열차정지장치의 지상신호부는 신호기, 지상자제어기(11), 지상자(12) 등으로 구성되며, 신호기는 열차의 전방진행상태신호를 표시하므로 지상자제어기(11)는 신호기의 상태신호정보를 판독하여 지상자(12)가 해당 신호상태정보를 자동열차정지장치의 차상신호부로 전송할 수 있도록 지상자(12)의 공진 주파수를 변경시킨다.

자동열차정지장치의 차상신호부(1)는 ATS차상안테나, ATS수신기(3), ATS표시장치(4)로 구성되며, 열차가 ATS 지상자(12)를 통과할 때, ATS 차상안테나(2)는 ATS 지상자와 전자기 결합에 의해 지상자의 공진 주파수값으로 변경되며, 이때 ATS수신기(3)는 변경된 주파수값(신호기상태정보)을 수신하고 판독한다.

국내 일반철도 구간의 5현시 신호체계에서 ATS 주파수값은 진행(G)신호의 경우 98kHz(제한속도 없음), 감속(YG)신호의 경우 106kHz(제한속도 105km/h), 주의(Y)신호의 경우 114kHz(제한속도 65km/h), 경계(YY)신호의 경우 122kHz(제한속도 25km/h), 정지(R)신호의 경우 130kHz((제한속도 0km/h))의 값을 사용하고 있다.

ATS표시장치(4)는 ATS수신기(3)로부터 신호기상태정보를 입력 받고, 현재 열차의 주행속도와 신호기상태신호에 따른 제한속도값을 비교하여 현재주행속도 값이 제한 속도값을 초과하면 소정시간 동안 기관사에게 경고신호를 발생시키고, 소정시간이 초과하면 열차의 제동장치를 자동으로 동작시켜 열차를 정지시킨다.

종래기술의 문제점

자동열차정지장치(ATS)가 동작되기 위해서는 지상의 선로상의 신호기 상태정보를 제공하는 ATS 지상자가 설치되어야만 가능하다.

또한, ATS 지상자가 설치되더라도, ATS 지상자는 선로상 신호기를 통해 신호기 상태정보가 입력되어야 하므로, 철도 신호기, 궤도회로, 폐색장치, 연동장치 등 다양한 지상 철도신호설비가 수반되어야만 자동열차정지장치(ATS)의 온전한 동작을 보장할 수 있다.

무 지상자 방식의 자동열차정지시스템

전술한 종래의 문제점을 해소하고자 본 발명은, 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공하고자 한다.

이하에서는 본 발명이 제안하는 장치 및 방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 전체 구성도의 일례를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은 무지상자 ATS차상장치(400), 무선통신국(300), 무지상자 ATS지상장치(200) 및 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)로 구분되어 구성된다.

무지상자 ATS차상장치(400) 는 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서의 열차위치를 확인하고, 무지상자 ATS지상장치(200)로부터 열차의 운전제어정보(허용속도, 허용속도 위치 및 허용이동위치 등)를 수신하여 운전제어정보를 운전정보 표시장치에 표시한다.

또한, 무지상자 ATS차상장치는, 현재의 열차속도가 운전제어정보에서 제시한 제한속도값을 초과하는 경우 ATS 인터페이스 신호를 발생시켜서 열차에 탑재된 기존의 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)를 작동시켜 기관사에게 경고신호를 발생시키고, 열차의 제동장치를 자동으로 동작시켜 열차를 정지시킨다.

한편, 무지상자 ATS지상장치(200)는 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서 무지상자 ATS차상장치(400) 탑재 열차의 운행상태정보(현재 선로상 위치, 속도, 정보보고 시간 등)를 먼저 확인하고, 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서 운행되는 무지상자 ATS차상장치(400)를 탑재한 열차를 위한 운전제어정보(허용속도, 허용속도 위치 및 허용이동위치 등)를 생성하며, 무선통신을 통해 해당 열차에 운전제어정보를 전송한다.

또한, 무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200) 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신기지국을 포함하는 무선통신망을 구성한다.

무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 운전상태정보와 운전제어정보의 무선 연계를 담당한다.

다음으로, 도 3은 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 열차에 설치되는 무지상자 ATS차상장치(400)와 기존 ATS 차상신호부(500) 간의 관계와 내부 구성도를 나타낸다.

무지상자 ATS차상장치(400) 는 위성항법안테나(450), 열차위치검지장치(460), 운전정보표시장치(470), 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440), ATS인터페이스장치(490), 무선통신안테나(410), 무선통신모뎀(420), IP기반 기관사전화장치(430) 및 전방선로감시장치(480) 구분되어 구성된다.

열차위치검지장치(460)는 위성항법 및 관성센서를 융합하여 지상시설물의 지원없이 열차의 위치와 속도를 자체적으로 확인하는 장치이다.

무선통신모뎀(420)은 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS지상장치(200)로 현재 열차의 ID, 위치, 속도 등의 운전상태정보를 전송한다.

무지상자 ATS지상장치(200)는 무지상자 ATS차상장치(400)로부터 전달된 열차 운전상태정보를 확인하고, 해당 열차의 운전제어정보를 생성하여 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS차상장치(400) 로 현재위치로부터의 이동가능한 위치(거리), 제한속도값, 진입선로의 구배/곡선정보 등 운전제어정보를 생성하여 열차에 이동거리를 제공한다.

또한, 무지상자 ATS지상장치(200)로부터 전송된 운전제어정보는 무선통신모뎀(420)을 통해 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로 전송되며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)는 운전제어정보와 운전상태정보를 상호 비교하여 현재의 열차 위치와 속도가 운전제어정보에 의한 제한위치(거리)값과 제한속도값을 초과하는 경우 ATS인터페이스장치(490)를 통해 특정 ATS 주파수를 발생시킨다.

이러한 특정 ATS 주파수는 기존 ATS 차상신호부(500)의 ATS 차상안테나(530)를 응동시키고, 기존 ATS 차상신호부(500)를 통해 열차 제동장치(600)를 동작시켜 열차 속도를 감속하여 열차의 운행안전성을 확보한다.

또한, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 는 기존 ATS 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 ATS인터페이스장치(490) 출력신호와 비교하여 ATS인터페이스장치(490) 의 정상 동작여부를 확인한다.

이후, ATS인터페이스장치(490) 고장발생시 운전표시장치로 고장발생정보를 송신하여, 기관사가 고장발생여부를 확인할 수 있는 구조를 가진다.

전방선로감시장치(480) 는 열차 주행방향 전방 선로상에 임의로 위치한 장애물을 감시하는 장치로서 선로상 장애물을 검지시 장애물 검지정보를 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로 전송하며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 는 ATS인터페이스장치(490)를 통해 정지명령에 해당하는 ATS 주파수를 발생시켜, 열차를 정지시킨다.

운전정보표시장치(470) 는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 와 연결되어 있으며, 현재 열차의 운전상태정보 및 운전제어정보를 기관사에게 표시하고, 열차가 제한위치(거리) 또는 제한속도를 초과하는 경우 기관사에게 경고 표시를 실행한다.

무선통신모뎀(420) 은 무지상자 ATS지상장치(200) 와 무지상자 ATS차상장치(400)간의 상태 및 제어데이터와 음성데이터 통신기능을 담당하며, 무지상자 ATS지상장치(200) 와 무지상자 ATS차상장치(400) 간의 열차운전상태정보와 열차운전제어정보의 교환 및 관제사와 기관사간의 음성통신을 지원한다.

ATS인터페이스장치(490)는 기존ATS차상신호부(500)의 ATS차상안테나(530)의 동작주파수를 변경시키기 위해 ATS안테나와 ATS주파수제어모듈을 포함하며, ATS주파수제어모듈은 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로부터 수신한 제한속도값에 상응하는 특정 ATS주파수를 생성하는 전기전자회로로 구성되며, ATS주파수제어모듈에서 생성된 특정 ATS주파수는 ATS안테나를 통해 ATS차상안테나로 방사된다.

한편, 도 4는 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS지상장치 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 무지상자 ATS지상장치(200)의 내부 구성도와 무지상자 선로구간내 역사 통합 철도신호제어 관제설비(270) 간의 인터페이스 관계를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 무지상자 ATS지상장치(200)는 무선통신국(300)을 통해 선로 상에 주행 중인 여러 열차에 탑재된 무지상자 ATS차상장치(400)로부터 각 열차별 운전상태정보를 확인하여, 열차간 간격제어를 위해 각 열차별 열차운전제어정보를 생성하고 무선통신국(300)을 통해 각 열차의 무지상자 ATS차상장치(400)로 열차운전제어정보를 전송한다.

또한, 무지상자 ATS지상장치(200)는 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230), 운영관제표시제어장치(210), 무선통신국인터페이스장치(220), IP기반관제전화장치(240), 역정보인터페이스장치(250)로 구성된다.

무선통신국인터페이스장치(220)는 열차운전제어정보 전송, 열차운전상태정보 수신 및 기관사-무지상자 ATS지상장치(200) 관제사간 음성통신을 위한 통신인터페이스 장치이다.

또한, 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230)는 선로 상에 주행 중인 여러 열차에 탑재된 무지상자 ATS차상장치로부터 수신된 각 열차별 운전상태정보(현재 위치, 속도정보 등)를 취합하고, 무지상자 선로구간내 위치한 역사로부터 각 역사내 상태정보를 수집하여 열차간 최적의 간격제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고 무선통신인터페이스장치 및 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS차상장치(400)로 전송한다.

또한, 역정보인터페이스장치(250)는 무지상자 선로구간내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간, 제한속도 선로구간, 역사내 진로구성 정보 등 각 역사별 상태정보를 취합하는 장치로서, 각 역별 역상태입력정보장치(260a, 260b, … , 260n)로부터 역상태정보를 수신, 취합한다.

운영관제표시제어장치(210)는 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230)와 연결되어 있으며, 무지상자 선로구간을 운행 중인 모든 열차의 운전상태 및 제어상태를 모니터링하며, 관제사가 수동으로 무지상자 선로구간에 위치한 특정 열차의 운영제어를 수동으로 조작할 수 있는 기능을 지원한다.

기존의 지상철도신호시스템이 구축된 일반 철도노선과 무지상자 선로구간상의 연계운행 및 운행상태의 통합 감시를 위해 무지상자 ATS지상장치(200)는 역정보인터페이스장치(250)를 통해 통합 철도신호제어관제설비(270)와 인터페이스 된다.

한편, 도 5는 본 발명과 관련된 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 상세 구성도의 일례를 도시한 것이다.

도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 무지상자 ATS차상장치(400) 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계와 무지상자 ATS지상장치(200) 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 통합하여 표현한 것으로, 명세서의 간명화를 위해 중복 설명은 생략한다.

한편, 도 6은 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 하부장치간 동작 시퀀스의 일례를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 무지상자 선로 내 역사(100a 내지 100n), 무지상자 ATS 지상장치(200), 무선통신국(300), 무지상자 ATS 차상장치(400), 기존 ATS 차상신호부(500) 및 제동장치(600)가 도시된다.

가장 먼저, 무지상자 ATS 차상장치(400)가 기본 열차 정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하는 단계(S1)가 진행된다.

이후, 무지상자 ATS 지상장치(200)는 무지상자 선로 내 역사(100a 내지 100n)로부터 역사 내 선로 상태 정보를 수신할 수 있다(S2, S3, S12, S13).

또한, 무지상자 ATS 차상장치(400)가 열차운전상태정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하고(S4), 무지상자 ATS 지상장치(200)가 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)로 전달할 수 있다(S5).

또한, 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)는 기존 ATS 차상신호부(500) 측으로 제한 속도별 주파수 제어방식인 운전 제어정보에 따른 ATS 주파수 응동 방법을 수행한다(S6)

이 이후에도 무지상자 ATS 차상장치(400)가 열차운전상태정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하고(S7), 무지상자 ATS 지상장치(200)가 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)로 전달할 수 있다(S8).

또한, 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)는 기존 ATS 차상신호부(500) 측으로 제한 속도별 주파수 제어방식인 운전 제어정보에 따른 ATS 주파수 응동 방법을 수행한다(S9).

나아가 기존 ATS 차상신호부(500)는 제동장치(600) 측으로 열차 운전 속도가 제한 속도 초과시 제동을 시작하라는 명령을 전달할 수 있고(S10), 열차 운전 속도가 제한 속도를 만족하면 다시 제동을 중단하라는 명령을 전달할 수 있다(S11).

한편, 전술한 본 발명의 구성과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치(400)의 내부 구성요소 중 열차위치검지장치(460)(LU)는 위성항법수신기와 관성센서(자이로스코프, 가속도계), 마그네틱콤파스 등 다양한 측위센서를 융복합하여 구현할 수 있다.

또한, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치(400)간의 인터페이스는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)의 차상ATS안테나를 통한 간접적인 연결(주파수 응동방식)방식으로 구현될 수도 있으며, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)와 직접적인 연결(릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신)방식으로도 구현될 수 있다.

무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신기지국을 포함하는 무선통신망을 구성하며, WIFI, 3G/4G/5G 이동통신(GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등), 위성통신 등 다양한 무선통신방식을 적용하여 실현될 수 있다.

운전정보표시장치(470)는 현재 열차의 운전상태정보 및 운전제어정보를 기관사에게 표시하는 것 이외에도 운행 중 열차가 위치한 GIS(3차원 선로지리정보)정보 및 GIS 기반 운전상태 및 운전제어정보를 표시할 수 있으며, 열차종류, 열차번호, 기관사정보 등 추가적인 열차정보의 입력수단으로도 동작될 수 있다.

무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간 열차운전상태정보 및 열차운전제어정보의 송수신을 통한 열차운행시의 안전성을 확보하기 위해 하부 장치간 시각동기화가 필요하며, 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 시각동기화를 위해 무지상자 ATS차상장치(400) 구성에 GPS시계 등의 시각장치가 추가되어 구현될 수 있다.

또한, 역정보인터페이스장치(250)는 각 역별 상태정보입력장치의 인터페이스 방식에 따라 직렬통신, 이더넷통신, 무선통신 등 다양한 통신방식으로 구현될 수 있다.

또한, 지상철도신호시스템이 구축된 일반 철도노선과 무지상자 선로구간상의 연계운행 및 운행상태의 통합 감시를 위해 무지상자 ATS지상장치(200)는 역정보인터페이스장치(250)를 거치지 않고 통합 철도신호제어관제설비(270)와 직접 연결되는 구성으로 구현가능하다.

또한, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)와 ATS수신기(520)간의 인터페이스 방식은 릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신방식으로 구현될 수 있다.

또한, 전방선로감시장치(480)는 영상카메라, 적외선카메라, 레이저센서, 초음파센서, 라이다센서 등의 다양한 물체감시센서를 선택적으로 통합하여 구현될 수 있으며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)와의 인터페이스 방식은 릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신방식으로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 효과

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최대한 광의의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최대한 광의의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부;
상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치;
상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및
상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고,
상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며,
상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 무지상자 ATS차상장치는,
GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 열차위치검지장치; 및
상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 무선통신모뎀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하고,
상기 제 2 운전제어정보는,
상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 무지상자 ATS차상장치는,
상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치;를 더 포함하고,
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는,
상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하고,
상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는,
상기 자동열차정지장치 차상신호부로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 상기 자동열차정지 기능의 정상 동작 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 철도 차량의 주행 선로상에 위치한 적어도 하나의 장애물을 감시하는 전방선로감시장치;를 더 포함하고,
상기 전방선로감시장치로부터 감지 신호를 수신하는 경우,
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부의 ATS차상안테나의 동작주파수를 변경시키기 위한 ATS인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 철도 차량은 복수이고,
상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 복수의 철도 차량 간의 미리 설정된 간격 제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고, 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 전달하는 무선통신인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 철도 차량의 선로 구간 내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간 정보, 제한속도 선로구간 정보 및 역사내 진로구성 정보를 포함하는 역사별 상태정보를 취합하는 역정보인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법에 있어서,
상기 무지상자 ATS 지상장치가 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되는 제 1 단계;
상기 무지상자 ATS차상장치가 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제 2 단계; 및
상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키도록 제어하는 제 3 단계;를 포함하고,
상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법
제 11항에 있어서,
상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하고,
상기 제 3 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 제 4 단계;
상기 무지상자 ATS차상장치의 열차위치검지장치가 GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 제 5 단계; 및
상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신모뎀이 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 제 6 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법.
제 12항에 있어서,
상기 제 6 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS지상장치가 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하는 제 7 단계;를 더 포함하고,
상기 제 2 운전제어정보는,
상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법.
제 13항에 있어서,
상기 제 7 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 제 8 단계;
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하는 제 9 단계; 및
상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 제 10 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법.