KR20220017624A - 저주파 장거리 궤도회로 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저주파 장거리 궤도회로 장치에 관한 것으로, 레일을 따라 기존의 AF 궤도회로 신호보다 더 장거리로 전송되고, 코드화된 임펄스 신호를 이용하여 수신시에 신호감쇄율과 왜곡율이 낮은 저주파 수신기를 통해 열차 점유에 대한 정보를 효율적으로 송수신하고, 변조 및 복조과정을 통해 임펄스 신호를 코드화하여 수신장치를 특정함으로써 정확한 신호 전달이 이루어질 수 있도록 한 저주파 장거리 궤도회로 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

Description

저주파 장거리 궤도회로 장치{ULTRA WIDE BAND TRACK CIRCUIT OF LOW FREQUENCY}

본 발명은 저주파 장거리 궤도회로 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 레일을 따라 기존의 AF 궤도회로 신호보다 더 장거리로 전송되고, 코드화된 낮은 저주파 임펄스 신호를 이용하여 수신시에 신호감쇄율과 왜곡율이 낮은 저주파 수신기를 통해 열차 점유에 대한 정보를 효율적으로 송수신하고, 변조 및 복조과정을 통해 임펄스 신호를 코드화하여 수신장치를 특정함으로써 정확한 신호 전달이 이루어질 수 있도록 한 저주파 장거리 궤도회로 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 열차의 신호 보안설비에는, 크게 철로가 있는 현장에 위치하여 직접 열차의 안전운행을 지원하는 현장신호 보안장치와, 열차를 안전하게 운행하기 위한 열차 자동정지장치(Automatic Train Stop; ATS) 및 열차 자동제어장치(Automatic Train Control; ATC), 그리고 각 현장에 일어나는 모든 열차의 움직임을 통제하고 관리하는 열차운행 종합제어장치 등이 있다.

현장신호 보안장치는 연동장치, 궤도회로장치, 자동폐색장치, 전원장치, 신호기장치, 전철기장치 등으로 이루어진다.

AF궤도회로장치(Audio Frequency Traffic Circuit)는 상기 궤도회로장치의 일종으로서 철로상의 열차를 검지하는 기능을 수행한다.

또한, 열차자동제어장치(ATC)는 차상장치와 지상장치로 구분할 수 있으며, AF궤도회로장치는 상기 지상장치에 속하는 장치이다.

열차자동제어장치(ATC)는 열차운행에 지장을 주는 궤도의 지장물, 전방에 운행되는 차량 등으로부터 열차를 보호하며, 기관사의 부주의나 착오에도 불구하고 열차를 안전하게 감속 또는 정지하게 함으로서 열차의 중대한 사고를 미연에 방지하는 장치로서, 철로로부터 송신된 운전정보를 수신ㅇ해독하여 직접 열차의 운행속도를 제어하는 장치이다.

따라서, AF궤도회로장치에서는 지상의 열차운행조건을 검토하여 열차의 운행에 지장이 없을 때 지상(장치)에서 차상(장치)으로 열차의 운행에 필요한 운전지령신호를 전송하는 기능을 수행하게 된다.

상기 AF궤도회로장치는 AF(Audio Frequency) 신호인 가청주파수(16Hz~20K㎐)를 사용하는 것으로, 단순한 열차 검지 기능뿐만 아니라 전방 열차와의 운행간격, 해당 열차의 지시 속도, 차량 운행 정보를 차상장치에 전달하여 차상장치가 열차의 제동장치를 제어함으로써 신호를 무시하고 진입하는 열차의 속도를 감속하여 열차안전운행을 확보한다.

이와 같은 AF궤도회로장치는 양쪽철로를 도체로 이용하여 전기적 회로를 구성시킴으로서 열차의 유무를 접지하는 회로로서 신호전류에 1KHz부근의 가청주파수를 변조기로 변조하여 송신하고, 수신쪽에서 변조된 주파수중 선택 증폭기로 해당주파수를 증폭 정류하여 궤도계전기를 동작시키는 장치이다.

AF 궤도 회로장치는 AF신호를 사용하여 열차를 검지하는 장치로, 크게 전기적으로 철로를 분리시키는 송신기와 송신측 및 수신측 튜닝유닛, 수신기 그리고 궤도계전기 등을 포함하여 구성되어 진다.

궤도는 튜닝유닛 간에 하나의 궤도가 되면 해당 궤도구간에 열차가 진입하면 송신기에서 출력되는 AF신호가 열차의 차륜에 의해서 수신기까지 전송되지 않음으로 궤도계전기가 낙하된다.

열차가 해당 구간을 벗어나면 송신기에서 전송되는 AF신호가 수신기에 전송 되고 수신기는 해당 주파수를 검지하면 궤도계전기를 여자시키게 된다.

이를 통해 AF궤도회로는 열차의 구간별 점유상태를 검지하는 바, 기존의 AF(audio frequency)궤도 회로의 신호는 궤도를 따라서 전장 800미터밖에 전송되지 못하므로 역구내는 물론, 역과 역사이의 전궤도에 800미터 간격으로 궤도 상태를 감지하는 AF회로장치가 구성되어져 있다. 따라서, AF 궤도회로장치의 시설 구축 및 유지보수 비용이 어마어마하다는 문제가 있었다.

따라서, 그 대안으로 최근에는 센서를 통해 차륜의 통과상태를 검지하는 액슬카운터 장치를 많이 사용하고 있다.

하지만, 이러한 액슬카운터는 한 레일을 이용하여 차륜을 검지하는 장치이므로, 레일이 부러지거나 중간에 절단사고가 나면 차량 점유정보에 대해 알 수가 없고, 그로인해 대형 차량사고가 발생될 수 있다는 위험성이 있다.

특히, 레일이 오래되어 자연 절단되는 사고가 있다는 점을 감안한다면, 액슬카운터 역시, 이중화 정도 또는 더블 체크의 일환 정도로만 사용할 수 있다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 레일을 따라 기존의 AF 궤도회로 신호보다 더 장거리로 전송되고, 코드화된 임펄스 신호를 이용하여 수신시에 신호감쇄율과 왜곡율이 낮은 저주파 수신기를 통해 열차 점유에 대한 정보를 효율적으로 송수신하고, 변조 및 복조과정을 통해 임펄스 신호를 코드화하여 수신장치를 특정함으로써 정확한 신호 전달이 이루어질 수 있도록 한 저주파 장거리 궤도회로 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 특정 궤도회로에 필요한 열차검지 신호를 코드화된 임펄스 신호로 발생시키는 송신기와; 상기 송신기가 발생하는 코드화된 임펄스 신호로 이루어진 열차 검지신호를 수신하여 궤도계전기로 출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신기로 이루어진 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 송신기는 특정 수신기에 대한 식별 코드정보를 저장하는 식별코드 저장부와; 상기 식별코드 저장부에 저장된 식별코드를 기준으로, 해당하는 식별코드와 열차 검지신호를 변조하는 변조부와; 상기 변조부에서 변조된 신호를 임펄스 신호로 발생시키는 임펄스 발생부와; 상기 임펄스 발생부로부터 인가된 신호를 궤도로 송신하는 송신부와; 상기 각 구성을 제어하여 식별코드와 열차 검지신호를 수신기측으로 전송하도록 제어하는 송신제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 수신기는 궤도와 접속되어 상기 송신기가 전송한 식별코드와 열차 검지신호를 수신하는 수신부와; 상기 수신부가 수신한 신호를 검지하는 신호 검지부와; 상기 신호 검지부가 인가받은 신호를 복조하는 복조부와; 상기 복조부가 복조한 신호가 상기 수신기에 해당하는 신호인지를 판단하고, 수신기에 해당하는 신호인 경우 궤도계전기로 신호출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 송신기와 수신기는 1조로 구성되고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호를 수신기가 인가받으면 해당 구간에는 열차가 비점유 상태인 것으로 판단하고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호가 수신되지 않으면 해당 구간에 열차가 점유상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 수신제어부는 상기 궤도로부터 수신부가 수신한 신호가 본 수신기에 해당하는 신호가 아닌 경우라면, 해당 신호는 무시하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 저주파 임펄스 신호는 궤도상에서 코드식별 가능한 전송길이가 4킬로미터 내지 7킬로미터인 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치는 한 구간이 4킬로미터 내지 7킬로미터의 장거리 궤도회로장치이므로, 기존의 800미터에 불과한 단거리용 AF 궤도회로장치를 설치하고 유지 보수하는 비용에 비해 월등히 경제적이라는 장점이 있으며, 궤도 절단에 매우 취약한 액슬카운터에 비해서도 월등히 안전하고 경제적이라는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 개략적인 구성을 나타내는 모식도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 상세 구성을 도시한 블록구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 신호 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 개략적인 구성을 나타내는 모식도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 상세 구성을 도시한 블록구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치의 신호 상태를 나타내는 도면이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치(10)는 레일을 따라 기존의 AF 궤도회로 신호보다 더 장거리로 전송되고, 코드화된 임펄스 신호를 이용하여 수신시에 신호감쇄율과 왜곡율이 낮은 저주파 수신기를 통해 열차 점유에 대한 정보를 효율적으로 송수신하고, 변조 및 복조과정을 통해 임펄스 신호를 코드화하여 수신장치를 특정함으로써 정확한 신호 전달이 이루어질 수 있도록 한 장치이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치(10)는 특정 궤도회로에 필요한 열차검지 신호를 코드화된 임펄스 신호로 발생시키는 송신기(12)와; 상기 송신기(12)가 발생하는 코드화된 임펄스 신호로 이루어진 열차 검지신호를 수신하여 궤도계전기(40)로 출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신기(24)로 이루어진다.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치(10)를 구성하는 상기 송신기(12)와 수신기(24)는 1조로 구성되고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호를 수신기(24)가 인가받으면 해당 구간에는 열차가 비점유 상태인 것으로 판단하고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호가 수신되지 않으면 해당 구간에 열차가 점유상태인 것으로 판단한다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치(10)는 기존의 AF 궤도회로와 마찬가지로, 철로가 있는 현장에 위치하여 직접 열차의 안전운행을 지원하는 현장신호 보안장치에 속하는 장치로서, 열차의 위치에 대한 정보를 연동되는 다수의 장치에 전송하여 각 장치들의 고유 기능에 맞게 작동되도록 처리하는 장치이다.

보다 상세하게, 상기 송신기(12)는 특정 수신기에 대한 식별 코드정보를 저장하는 식별코드 저장부(14)와; 상기 식별코드 저장부(14)에 저장된 식별코드를 기준으로, 해당하는 식별코드와 열차 검지신호를 변조하는 변조부(16)와; 상기 변조부(16)에서 변조된 신호를 임펄스 신호로 발생시키는 임펄스 발생부(18)와; 상기 임펄스 발생부(18)로부터 인가된 신호를 궤도(4)로 송신하는 송신부(20)와; 상기 각 구성을 제어하여 식별코드와 열차 검지신호를 수신기(24)측으로 전송하도록 제어하는 송신제어부(22)로 구성된다.

이때, 상기 송신기(12)가 전송하는 열차 검지신호는 수신처인 특정 수신기(24)의 식별코드를 포함하는 바, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 송신기(12)는 “0101001”과 같은 열차 검지신호를 코드화된 임펄스 신호로 발생시킬 수 있다.

그러면, 해당 궤도(4)에 접속된 다수의 수신기(24)는 동일하게 상기 송신기(12)가 전송하는 열차 검지신호를 수신할 수 있는 바, “0101001”과 같은 열차 검지신호를 수신기(24)가 수신하고 자신이 저장하고 있는 식별코드와 수신된 식별코드(예컨대, “0101”)를 비교하여 동일한 식별코드인지를 판단한다.

만약, 식별코드가 일치되고, 정보신호가 수신된 경우라면, 상기 송신기(12)와 수신기(24) 간의 해당 구간에는 열차가 점유하지 않는 것으로 판단할 수 있게 된다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치(10)는 매우 장거리의 궤도회로 장치임에도 불구하고, 자신의 구간내에 속하는 송신기(12)가 전송한 열차 검지신호를 동일 구간에 속한 해당 수신기(24)가 정확하게 수신할 수 있게 된다.

더욱 바람직하게, 상기 수신기(24)는 궤도(4)와 접속되어 상기 송신기(12)가 전송한 식별코드와 열차 검지신호를 수신하는 수신부(30)와; 상기 수신부(30)가 수신한 신호를 검지하는 신호 검지부(28)와; 상기 신호 검지부(28)가 인가받은 신호를 복조하는 복조부(26)와; 상기 복조부(26)가 복조한 신호가 상기 수신기(24)에 해당하는 신호인지를 판단하고, 수신기(24)에 해당하는 신호인 경우 궤도계전기(40)로 신호출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신제어부(32)로 이루어진다.

이때, 상기 수신제어부(32)는 상기 궤도(4)로부터 수신부(30)가 수신한 신호가 본 수신기(24)에 해당하는 신호가 아닌 경우라면, 해당 신호는 무시하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.

바람직하게, 상기 코드화된 임펄스 신호는 궤도(4)상에서 코드식별 가능한 전송길이가 4킬로미터 내지 7킬로미터이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 저주파 장거리 궤도회로 장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

10:저주파 장거리 궤도회로 장치, 12:송신기,
14:식별코드 저장부, 16:변조부,
18:임펄스발생부, 20:송신부,
22:송신제어부, 24:수신기,
26:복조부, 28:신호검지부,
30:수신부, 40:궤도계전기.

Claims (6)

1. 특정 궤도회로에 필요한 열차검지 신호를 코드화된 임펄스 신호로 발생시키는 송신기와;
   상기 송신기가 발생하는 코드화된 임펄스 신호로 이루어진 열차 검지신호를 수신하여 궤도계전기로 출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신기로 이루어진 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 송신기는 특정 수신기에 대한 식별 코드정보를 저장하는 식별코드 저장부와;
   상기 식별코드 저장부에 저장된 식별코드를 기준으로, 해당하는 식별코드와 열차 검지신호를 변조하는 변조부와;
   상기 변조부에서 변조된 신호를 임펄스 신호로 발생시키는 임펄스 발생부와;
   상기 임펄스 발생부로부터 인가된 신호를 궤도로 송신하는 송신부와;
   상기 각 구성을 제어하여 식별코드와 열차 검지신호를 수신기측으로 전송하도록 제어하는 송신제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수신기는 궤도와 접속되어 상기 송신기가 전송한 식별코드와 열차 검지신호를 수신하는 수신부와;
   상기 수신부가 수신한 신호를 검지하는 신호 검지부와;
   상기 신호 검지부가 인가받은 신호를 복조하는 복조부와;
   상기 복조부가 복조한 신호가 상기 수신기에 해당하는 신호인지를 판단하고, 수신기에 해당하는 신호인 경우 궤도계전기로 신호출력하여 열차 점유에 대한 처리를 수행하는 수신제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 송신기와 수신기는 1조로 구성되고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호를 수신기가 인가받으면 해당 구간에는 열차가 비점유 상태인 것으로 판단하고, 각 식별코드에 해당하는 열차 검지신호가 수신되지 않으면 해당 구간에 열차가 점유상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 수신제어부는 상기 궤도로부터 수신부가 수신한 신호가 본 수신기에 해당하는 신호가 아닌 경우라면, 해당 신호는 무시하도록 처리하는 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 저주파 임펄스 신호는 궤도상에서 코드식별 가능한 전송길이가 4킬로미터 내지 7킬로미터인 것을 특징으로 하는 저주파 장거리 궤도회로 장치.

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