KR20230005347A

KR20230005347A - 열차를 모니터링하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230005347A
Application number: KR1020227042151A
Authority: KR
Inventors: 크리스찬 월너
Original assignee: 탈레스 매니지먼트 앤드 서비씨즈 도이칠란트 게엠베하
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2023-01-09
Also published as: EP3904178B1; ES2962846T3; CA3176003A1; WO2021219323A1; EP3904178A1

Abstract

본 발명은, 열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 신호 유닛(12) 및 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 신호 유닛(14)을 구비한 열차(10)를 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이며, 제1 신호 유닛(12)은 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 추적 시스템(18)으로부터 제1 신호 데이터를 수신하도록 설계되는 제1 수신 유닛(12.1)을 포함하고, 시스템은 제1 신호 데이터로부터 제1 수신 유닛(12.1)의 위치 데이터를 결정하도록 설계되는 평가 유닛(16)을 더 포함하고, 제2 신호 유닛(14)은 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 추적 시스템(18)으로부터 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계되는 제2 수신 유닛(14.1)을 포함한다. 제2 신호 유닛(14)은 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송하도록 설계되는 제1 주파수 변환기(14.2)를 갖는다. 제1 수신 유닛(12.1)은 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 평가 유닛(16)은 제2 신호 데이터로부터 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 결정하도록 설계된다. 본 발명은 또한, 열차(10)를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

열차를 모니터링하기 위한 시스템 및 방법

본 발명은 열차를 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 열차의 제1 단부(end)에 있는 제1 신호 유닛 및 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛을 포함한다. 제1 신호 유닛은 추적 시스템으로부터 제1 신호 데이터를 수신하도록 구성되는 제1 수신 유닛을 갖는다. 제2 신호 유닛은 추적 시스템으로부터 제2 신호 데이터를 수신하도록 구성되는 제2 수신 유닛을 갖는다. 본 발명은 또한 열차를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.

이러한 시스템은 예를 들어 CN107336723로부터 알려져 있다.

열차가 있는 레일 기반 교통 시스템에서는 안전의 이유로 레일 위를 달리는 열차가 모니터링된다. 모니터링은 특히, 열차의 개별 또는 여러 차량이 나머지 열차와 분리되는 것을 방지하고 예를 들어 철도 선로에 위험을 초래하는 것을 방지하기 위해 열차 무결성(train integrity)을 감지하는 것을 포함한다.

CN107336723은, 열차의 제1 단부의 위치가 열차의 제1 단부에 배치된 위성 항법 시스템을 통하여 결정되는, 열차 무결성을 감지하는 시스템에 대해 기재한다. 열차의 제2 단부의 위치는 열차의 제2 단부에 배치된 위성 항법 시스템을 통하여 결정된다. 열차의 양 단부는 수신된 위성 데이터를 평가하고 위치 데이터를 결정하며, 이는 이어서 무선 통신을 통해 열차의 다른 단부로 전송된다. 이 방법은 열차의 양 단부에서 많은 양의 하드웨어를 필요로 한다.

본 발명의 목적은 열차를 모니터링하기 위한 개선된 시스템 및 개선된 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 따른 시스템 및 청구항 9에 따른 방법에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명의 유리한 실시예를 명시한다.

열차를 모니터링하기 위한 시스템은, 열차의 제1 단부에 있는 제1 수신 유닛을 구비한 제1 신호 유닛 및 열차의 제2 단부에 있는 제2 수신 유닛을 구비한 제2 신호 유닛을 갖는다. 제1 수신 유닛은 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추적 시스템으로부터 제1 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 제1 수신 유닛은 바람직하게는, 제1 주파수의 제1 그룹 상에서 추적 시스템으로부터 제1 신호 데이터를 수신한다. 본 발명의 범위 내에서, "주파수의 그룹"은 하나 이상의 주파수로서 이해되어야 할 것이다. 제2 수신 유닛은 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추적 시스템으로부터 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 제2 수신 유닛은 바람직하게는, 제1 주파수의 제2 그룹 상에서 추적 시스템으로부터 제1 신호 데이터를 수신한다.

시스템은 또한, 제1 신호 데이터로부터 제1 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하도록 설계되는 평가 유닛을 포함한다.

본 발명에 따르면, 제2 신호 유닛은, 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송하도록 설계되는 제1 주파수 변환기를 갖는다. 제1 주파수 변환기는 바람직하게는, 제2 신호 데이터를 제1 주파수의 제2 그룹으로부터 제2 주파수의 그룹으로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 제2 주파수의 이 그룹 상에서 전송하도록 설계된다.

본 발명에 따르면, 제1 수신 유닛은 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 제1 수신 유닛은 바람직하게는, 제2 주파수의 그룹 상에서 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계된다.

본 발명에 따르면, 평가 유닛은 또한, 제2 신호 데이터로부터 제2 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하도록 설계된다. 평가 유닛은 제1 신호 유닛으로부터 필요한 데이터를 수신한다. 이 목적을 위해, 제1 신호 유닛은 바람직하게는, 제2 신호 데이터를 평가 유닛에 전송한다. 평가 유닛은 열차의 어느 곳에나 위치될 수 있지만, 바람직하게는 열차의 제1 단부에 위치될 수 있다. 열차의 제1 단부는 바람직하게는, 예를 들어 엔진이 위치되어 있는 열차의 헤드이다. 평가 유닛이 제1 신호 유닛의 일부인 것도 또한 가능하다.

열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛은 바람직하게는 평가 유닛을 포함하지 않는다. 따라서 바람직하게는 신호 데이터를 수신 및 변환하기만 하도록 구성된다.

추적 시스템의 예는 GPS, GLONASS, GALILEO 또는 BEIDOU와 같은 글로벌 위성 추적 시스템이다. 위성은 신호 데이터를 사용하여 그의 현재 위치 및 정확한 시간을 통신한다. 따라서 신호 데이터는 위성의 위치 및 위성이 해당 위치에 있었던 시간과 관련된 정보를 포함한다. 위치 데이터가 결정될 수 있도록, 수신 유닛은 예를 들어 적어도 3개의 위성으로부터 동시에 신호 데이터를 수신해야 한다. 평가 유닛에서, 적어도 3개 또는 바람직하게는 4개 이상의 위성의 제1 신호 데이터로부터 신호 전달(transit) 시간이 결정되고 그로부터 열차에서의 제1 수신 유닛의 현재 위치가 결정된다. 신호 전달 시간은 위성으로부터 제1 수신 유닛으로 제1 신호 데이터의 전달 시간이다. 제1 주파수의 제1 그룹은, 위성이 제1 신호 데이터를 전송하는 - 바람직하게는 위성마다 상이한 제1 주파수임 - 그리고 제1 수신 유닛에 의해 수신되는 제1 주파수이다.

제2 수신 유닛의 위치 데이터가 결정될 수 있도록, 제2 수신 유닛은 예를 들어, 적어도 3개의 위성으로부터 동시에 신호 데이터를 수신해야 한다. 평가 유닛에서, 적어도 3개 또는 바람직하게는 4개 이상의 위성의 제2 신호 데이터로부터 신호 전달 시간이 결정되고 그로부터 열차에서의 제2 수신 유닛의 현재 위치가 결정된다. 신호 전달 시간은 위성으로부터 제2 수신 유닛으로 제2 신호 데이터의 전달 시간이다. 제1 주파수의 제2 그룹은, 위성이 제2 신호 데이터를 전송하는 - 바람직하게는 위성마다 상이한 제1 주파수임 - 그리고 제2 수신 유닛에 의해 수신되는 제1 주파수이다. 제1 주파수의 제1 그룹과 제1 주파수의 제2 그룹은 중첩될 수 있으며, 즉 제1 주파수의 교차점을 가질 수 있다. 이는, 제1 주파수의 제1 그룹에 포함되고 동시에 제1 주파수의 제2 그룹에도 포함되는 제1 주파수가 있을 수 있음을 의미한다.

수신 유닛에는 자율 전원 공급장치가 장착될 수 있다. 예를 들어 무선 방향 찾기 시스템이 또한 추적 시스템으로도 가능하다.

적어도 하나의 제1 주파수 및 적어도 하나의 제2 주파수는 서로 상이하다. 제2 주파수의 그룹은 바람직하게는 제1 주파수의 제1 그룹과 분리되고 제1 주파수의 제2 그룹과 분리되며, 즉 제1 및 제2 주파수 둘 다에 속하는 주파수는 없다. 다르게 말하자면, 이는, 제1 주파수 변환기가 제2 수신 유닛이 제2 신호 데이터를 수신한 적어도 하나의 제1 주파수를 적어도 하나의 제2 주파수로 변환하는데, 여기서 적어도 하나의 제2 주파수는 제2 신호 데이터 또는 제1 신호 데이터가 수신되는 제1 주파수와는 상이하다는 것을 의미한다. 따라서 적어도 하나의 제2 주파수 또는 제2 주파수의 그룹은 추적 시스템에 의해 사용되는 주파수와는 상이하다. 이는 평가 유닛이 제1 신호 데이터를 제2 신호 데이터와 구별할 수 있게 한다. 이는 이어서 동일한 평가 유닛 내에서 신호 데이터의 세트 둘 다의 프로세싱을 허용하며, 그리하여 열차에 하나의 평가 유닛만 제공되면 된다. 이러한 방식으로 하드웨어 절감 및 더 높은 비용 효율성이 달성된다.

적어도 하나의 제2 주파수 상에서 제2 신호 데이터의 전송은 바람직하게는 유사하게 수행된다. 이는 아날로그-디지털 변환을 위한 추가 계산 시간 없이 빠른 전송의 이점을 제공한다. 이로 인해 에너지 효율적이고 비용 효율적이기도 한 구현이 가능하다.

하나의 실시예에서, 제1 신호 유닛은 제2 주파수 변환기를 갖는다. 제2 주파수 변환기는 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수로부터 적어도 하나의 제1 주파수로 변환하도록 설계된다. 주파수 변환기는 바람직하게는, 제2 신호 데이터를 제2 주파수의 그룹으로부터 제1 주파수의 그룹으로 변환하도록 설계된다. 이는, 그러면 제2 신호 데이터가 제1 신호 데이터와 정확히 동일한 방식으로 프로세싱될 수 있다는 이점을 갖는다.

하나의 실시예에서, 제2 신호 유닛은, 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제3 주파수로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 전송하도록 설계된다. 제2 신호 유닛은 바람직하게는 제2 신호 데이터를 제3 주파수의 그룹으로 변환하도록 설계된다. 제1 수신 유닛은 바람직하게는 제3 주파수의 그룹 상에서 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 따라서 열차의 제2 단부에서 수신된 제2 신호 데이터는 2개의 상이한 주파수 또는 2개의 상이한 주파수 그룹 상에서 열차의 제1 단부로 전송될 수 있다. 이는 시스템의 안전장치(fail-safe) 성능 및 신뢰성을 증가시킨다.

제1 주파수 변환기 또는 제3 주파수 변환기는 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제3 주파수로 변환하기 위해 제공될 수 있다. 제3 주파수 변환기는 바람직하게는 제2 신호 유닛에 배치된다.

하나의 실시예에서, 평가 유닛은, 제2 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하기 위해 적어도 하나의 제2 주파수를 통해 수신된 제2 신호 데이터 및/또는 적어도 하나의 제3 주파수를 통해 수신된 제2 신호 데이터를 사용하도록 설계된다. 이는 시스템의 안전장치 성능 및/또는 신뢰성을 개선할 수 있다.

하나의 실시예에서, 평가 유닛은, 열차의 길이 및/또는 열차 무결성을 결정하기 위해 열차의 제1 단부에 있는 제1 수신 유닛 및 열차의 제2 단부에 있는 제2 수신 유닛의 위치 데이터를 사용하도록 설계된다. 길이와 열차 무결성은 철도 교통 안전 목적을 위해 모니터링되어야 하는 열차의 중요한 특성이다. 예를 들어 선로 섹션이 이미 비워졌는지 아니면 열차의 후방 차량이 아직 점유하고 있는지 여부를 결정하기 위해, 예를 들어 열차의 길이를 결정하는 것은 중요하다.

하나의 실시예에서, 추가 수신 유닛 및 추가 주파수 변환기를 구비한 추가 신호 유닛이 열차에 배치된다. 추가 수신 유닛은 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추적 시스템으로부터 추가 신호 데이터를 수신하도록 구성된다. 추가 주파수 변환기는, 추가 신호 데이터를 추가 주파수로 변환하고 상기 추가 신호 데이터를 추가 주파수 상에서 전송하도록 구성된다. 상이한 수신 유닛은 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 또는 제1 주파수의 그룹 상에서 추가 신호 데이터를 수신한다. 상이한 주파수 변환기는 추가 신호 데이터를 적어도 하나의 제1 주파수로부터 상이한 추가 주파수로 변환한다. 상이한 주파수 변환기는 바람직하게는, 추가 신호 데이터를 제1 주파수의 그룹으로부터 상이한 추가 주파수의 그룹으로 변환한다. 다양한 신호 유닛들은 바람직하게는 열차의 상이한 차량에 배치된다. 이는 다른 차량으로부터의 위치 데이터가 결정될 수 있게 한다. 이러한 조치는 시스템의 신뢰성 및/또는 정밀도를 더 개선할 수 있다.

제1 수신 유닛은 바람직하게는 추가 주파수 상에서 추가 신호 데이터를 수신하도록 설계된다. 평가 유닛은 바람직하게는 추가 신호 데이터로부터 추가 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하도록 설계된다. 그 다음, 결정된 위치 데이터는 바람직하게는 열차의 길이 및/또는 열차 무결성을 결정하는 데 사용된다.

하나의 실시예에서, 제1 수신 유닛은, 추가 신호 데이터를 추가 주파수로부터 제1 주파수로 변환하도록 설계되는 추가 주파수 변환기를 갖는다. 추가 신호 데이터는 바람직하게는 추가 주파수의 그룹으로부터 제1 주파수의 그룹으로 변환된다. 제1, 제2, 제3 및 추가 주파수 변환기는 각각, 개별적으로, 쌍으로 또는 그룹으로 주파수 변환기 모듈에 결합될 수 있다.

열차를 모니터링하기 위한 방법은 다음 단계를 포함한다:

a. 열차의 제1 단부에 있는 제1 신호 유닛의 제1 수신 유닛에 의해 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추적 시스템으로부터 제1 신호 데이터를 수신하는 단계;

b. 열차의 평가 유닛에서, 제1 신호 데이터로부터 제1 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하는 단계;

c. 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛의 제2 수신 유닛에 의해 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추적 시스템으로부터 제2 신호 데이터를 수신하는 단계;

d. 제2 신호 데이터로부터 제2 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하는 단계.

본 발명에 따르면, 제2 신호 데이터는 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛의 제1 주파수 변환기에 의해 적어도 하나의 제2 주파수로 변환되고 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛에 의해 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송된다. 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 제2 신호 데이터의 전송은 바람직하게는 유사하게 수행된다. 제2 신호 데이터는 열차의 제1 단부에 있는 제1 신호 유닛에 의해 수신된다. 제2 수신 유닛의 위치 데이터는 단계 d에서 평가 유닛에 의해 결정된다.

주파수 시프트된 신호 데이터는 열차의 단부 사이에 전송되며, 이로부터 추가 단계에서 위치 데이터가 결정된다. 위치 데이터는 신호 유닛과 열차의 단부 사이에는 전송되지 않는다. 평가 유닛은 열차의 어느 곳에나 위치될 수 있다. 이는 제1 신호 유닛과의 데이터 접속을 갖는다. 평가 유닛은 바람직하게는 열차의 제1 단부에 위치되고, 더 바람직하게는, 평가 유닛은 제1 신호 유닛의 일부이다.

하나의 실시예에서, 제2 신호 데이터는 열차의 제1 단부에 있는 제1 신호 유닛에서의 제2 주파수 변환기에 의해 적어도 하나의 제2 주파수로부터 적어도 하나의 제1 주파수로 변환된다. 그 후에, 제1 신호 유닛은 제1 신호 데이터와 동일한 방식으로 제2 신호 데이터를 수신할 수 있다.

방법은 바람직하게는 열차를 모니터링하기 위한 앞서 기재된 시스템에 의해 수행된다.

하나의 실시예에서, 제2 신호 데이터는 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛에서 적어도 하나의 제3 주파수로 변환되고 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 전송된다. 이는, 제2 신호 데이터가 적어도 하나의 제2 주파수 및 적어도 하나의 제3 주파수를 통해 전송될 수 있으므로 중복성(redundancy)을 생성하는 것을 가능하게 한다. 제2 신호 데이터는 바람직하게는, 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 그리고 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 상호 독립적인 전송 유닛을 통해 전송된다. 이는 2개의 중복 전송 경로가 독립적임을 보장한다. 안전성을 더욱 증가시키기 위해, 바람직한 변형에서 제2 신호 데이터는 제1 신호 유닛에서의 상호 독립적인 수신 유닛을 통해 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 그리고 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 수신된다.

하나의 실시예에서, 적어도 하나의 제2 주파수를 통해 그리고/또는 적어도 하나의 제3 주파수를 통해 수신된 제2 신호 데이터는 제2 수신 유닛의 위치 데이터를 결정하는 데 사용된다. 예를 들어, 제2 수신 유닛의 위치 데이터는 제2 신호 데이터의 두 세트로부터 결정된 다음 서로 비교될 수 있다. 위치 데이터는 예를 들어 그것들이 일치하는 경우 기차를 모니터링하는 데에만 사용된다.

적어도 하나의 제3 주파수 및/또는 독립적인 송신기 및/또는 독립적인 수신기를 사용함으로써, 안전 수준이 증가될 수 있고, 예를 들어 SIL4가 달성될 수 있다.

하나의 실시예에서, 제2 신호 데이터는 적어도 하나의 타임 스탬프와 함께 전송된다. 이는 전송 지연의 경우에도 시간 할당을 허용하며, 따라서 열차의 보다 정밀한 모니터링을 가능하게 한다. 타임 스탬프는 예를 들어, 제2 신호 유닛에 의해 생성된 타임 스탬프일 수 있다. 예를 들어, 추적 시스템에 의해 수신된 타임스탬프일 수도 있다.

하나의 실시예에서, 열차의 추가 차량에 대한 추가 위치 데이터가 결정된다. 이 목적을 위해, 적어도 하나의 제1 주파수 상에서 추가 신호 데이터를 수신하는 추가 수신 유닛이 추가 차량에 배치된다. 추가 신호 데이터는 적어도 하나의 제1 주파수로부터 추가 주파수로 변환되고 추가 주파수 상에서 전송된다. 평가 유닛에서 추가 위치 데이터가 결정된다. 이 실시예에서, 열차는 추가 위치 데이터를 사용하여 훨씬 더 정밀하게 모니터링될 수 있다. 그에 의해, 열차의 여러 차량의 위치가 결정될 수 있으므로 훨씬 더 정밀하게 열차의 단부를 감지하는 것이 가능하고, 따라서 보다 정밀하게 열차의 후방 단부의 방해 지점을 결정하는 것이 가능할 수 있다.

열차는 특히 열차 무결성을 체크/감지함으로써 그리고/또는 열차의 길이를 결정함으로써 모니터링된다. 제1 위치 데이터 및 제2 위치 데이터는 열차 무결성을 체크/감지하는 데 그리고/또는 열차의 길이를 결정하는 데 사용된다. 선택적으로, 추가 위치 데이터도 이 목적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 추가 이점이 설명 및 도면으로부터 비롯된다. 마찬가지로, 본 발명에 따르면, 전술한 특징 및 이하에서 설명될 특징은 각각 그 자체 개별적으로 또는 임의의 종류의 복수의 조합으로 사용될 수 있다. 도시 및 기재된 실시예는 완전한 열거로 이해되어서는 안 되며 오히려 본 발명의 설명을 위한 예시적인 특성을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따라 모니터링을 위한 시스템을 구비한 열차의 개략도이다.
도 2는 열차를 모니터링하는 방법을 개략적으로 도시한다.

도 1은 열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 차량(22) 및 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 차량(24)을 구비한 열차(10)를 도시한다. 열차의 제1 단부(E1)는 예를 들어 엔진을 구비한 열차(10)의 헤드일 수 있다. 하나 이상의 추가 차량(25)이 제1 차량(22)과 제2 차량(24) 사이에 배치될 수 있다.

제1 차량(22)은 제1 수신 유닛(12.1)을 구비한 제1 신호 유닛(12)을 갖는다. 제2 차량(24)은 제2 수신 유닛(14.1)을 구비한 제2 신호 유닛(14)을 갖는다. 제1 및 제2 수신 유닛(12.1, 14.1)은 위성 추적 시스템(18)으로부터 제1 주파수(f1)의 그룹 상에서 신호 데이터를 수신하도록 구성된다.

위치 데이터가 결정될 수 있도록, 수신 유닛은 예를 들어 위성 추적 시스템(18)의 적어도 3개의 위성으로부터 동시에 신호 데이터를 수신해야 한다. 적어도 3개의 위성으로부터의 수신은 위성마다 별개의 주파수를 통해 일어난다. 3개의 위성으로부터 수신하는 경우, 제1 및 제2 신호 데이터는 3개의 제1 주파수(f1) 또는 3개의 제1 주파수(f1)의 하나 이상의 그룹을 통해 제1 및 제2 수신 유닛(12.1, 14.1)에 의해 수신될 것이다. 4개의 위성으로부터 수신하는 경우, 제1 및 제2 신호 데이터는 4개의 제1 주파수(f1) 또는 4개의 제1 주파수(f1)의 하나 이상의 그룹을 통해 제1 및 제2 수신 유닛(12.1, 14.1)에 의해 수신될 것이다.

제1 신호 데이터는 제1 주파수(f1)의 제1 그룹 상에서 바람직하게는 적어도 3개의 위성으로부터 제1 신호 유닛(14)의 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 수신된다. 제1 신호 데이터는, 예를 들어 데이터 라인(20)을 통해, 제1 신호 유닛(12)의 제1 수신 유닛으로부터 평가 유닛(16)으로 전송된다. 평가 유닛(16)에서, 적어도 3개 또는 바람직하게는 4개 이상의 위성의 제1 신호 데이터로부터 신호 전달 시간이 결정되고 그로부터 열차(10)에서의 제1 수신 유닛(12.1)의 현재 위치가 결정된다. 신호 전달 시간은 위성으로부터 제1 수신 유닛(12.1)으로 제1 신호 데이터의 전달 시간이다.

제2 신호 데이터는 제1 주파수(f1)의 제2 그룹 상에서 바람직하게는 적어도 3개의 위성으로부터 제2 신호 유닛(14)의 제2 수신 유닛(14.1)에 의해 수신된다. 그 다음, 제2 신호 데이터는 제1 주파수 변환기(14.2)에서 제1 주파수(f1)의 제2 그룹으로부터 제2 주파수(f2)의 그룹으로 주파수 시프트된다. 이는 제2 신호 유닛(14) 내에서 일어난다. 그 다음, 주파수 시프트된 제2 신호 데이터는 제2 주파수(f2)의 그룹 상에서 전송된다(점선 화살표). 제2 신호 데이터는 제2 주파수(f2)의 그룹 상에서 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 수신되고 제2 주파수 변환기(12.2)에 의해 제1 주파수(f1) 또는 제1 주파수의 그룹으로 다시 시프트된다.

제2 신호 데이터는, 예를 들어 데이터 라인(20)을 통해, 제1 신호 유닛(12)의 제1 수신 유닛(12.1)으로부터 평가 유닛(16)으로 전송된다. 평가 유닛(16)에서, 적어도 3개 또는 바람직하게는 4개 이상의 위성의 제2 신호 데이터로부터 신호 전달 시간이 결정되고 그로부터 열차(10)에서의 제2 수신 유닛(14.1)의 현재 위치가 결정된다. 신호 전달 시간은 위성으로부터 제2 수신 유닛(14.1)으로 제2 신호 데이터의 전달 시간이다.

선택적으로, 열차(10)는 적어도 하나의 추가 차량(25)을 가지며, 이는 바람직하게는 추가 수신 유닛(15.1) 및 바람직하게는 추가 주파수 변환기(15.2)를 구비한 바람직하게는 추가 신호 유닛(15)을 갖는다.

추가 신호 데이터는 바람직하게는 제1 주파수(f1)의 추가 그룹 상에서 적어도 3개의 위성으로부터 추가 신호 유닛(15)의 추가 수신 유닛(15.1)에 의해 수신된다. 그 다음, 추가 신호 데이터는 추가 주파수 변환기(15.2)에서 제1 주파수(f1)의 추가 그룹으로부터 추가 주파수 또는 추가 주파수의 그룹(도시되지 않음)으로 주파수 시프트되고 추가 주파수 또는 추가 주파수의 그룹 상에서 전송된다. 추가 신호 데이터는 추가 주파수 또는 추가 주파수의 그룹 상에서 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 수신되고 추가 주파수 변환기(12.3)에 의해 제1 주파수(f1) 또는 제1 주파수(f1)의 그룹으로 시프트된다. 그 다음, 추가 신호 데이터는 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 수신된다.

추가 신호 데이터는, 예를 들어 데이터 라인(20)을 통해, 제1 신호 유닛(12)의 제1 수신 유닛(12.1)으로부터 평가 유닛(16)으로 전송된다. 평가 유닛(16)에서, 적어도 3개 또는 바람직하게는 4개 이상의 위성의 추가 신호 데이터로부터 신호 전달 시간이 결정되고 그로부터 열차(10)에서의 추가 수신 유닛(15.1)의 현재 위치가 결정된다. 신호 전달 시간은 위성으로부터 추가 수신 유닛(15.1)으로 추가 신호 데이터의 전달 시간이다.

본 발명에 따른 시스템은 바람직하게는 도 2에 개략적으로 도시된 열차(10)를 모니터링하기 위한 방법을 수행하도록 구성된다. 도 2에 나타낸 방법은 방법 단계 a-e를 포함한다: 단계 a에서, 열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 신호 유닛(22)의 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 제1 주파수(f1)의 제1 그룹 상에서 위성 추적 시스템(18)으로부터 제1 신호 데이터가 수신된다. 단계 b에서, 열차(10)의 평가 유닛(16)에서 제1 신호 데이터로부터 제1 수신 유닛(12.1)의 위치 데이터가 결정된다. 단계 c에서, 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 신호 유닛(24)의 제2 수신 유닛(14.1)에 의해 제1 주파수(f1)의 제2 그룹 상에서 위성 추적 시스템으로부터 제2 신호 데이터가 수신된다. 제2 신호 데이터는, 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 신호 유닛의 제1 주파수 변환기(14.2)에 의해 제2 주파수의 그룹으로 변환되고, 열차의 제2 단부에 있는 제2 신호 유닛(24)에 의해 제2 주파수(f2)의 그룹 상에서 전송된다. 제2 신호 데이터는 열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 신호 유닛에 의해 수신된다. 단계 d에서, 평가 유닛(16)에 의해 제2 신호 데이터로부터 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터가 결정된다. 단계 e에서, 열차의 제1 및 제2 단부(E1, E2)에 위치되어 있는 제1 및 제2 신호 유닛(12, 14)의 위치 데이터로부터 열차의 완전성 및/또는 길이가 결정된다.

10 열차
12 제1 신호 유닛
12.1 제1 신호 유닛 내의 제1 수신 유닛
12.2 제1 신호 유닛 내의 제2 주파수 변환기
12.3 제1 신호 유닛 내의 추가 주파수 변환기
14 제2 신호 유닛
14.1 제2 신호 유닛 내의 제2 수신 유닛
14.2 제2 신호 유닛 내의 제1 주파수 변환기
15 추가 신호 유닛
15.1 추가 신호 유닛 내의 추가 수신 유닛
15.2 추가 신호 유닛 내의 추가 주파수 변환기
16 평가 유닛
18 추적 시스템
20 데이터 라인
22 제1 차량
24 제2 차량
25 추가 차량
E1 열차의 제1 단부
E2 열차의 제2 단부
f1 제1 주파수 (추적 시스템에 의해 신호 데이터가 전송되는 주파수 또는 주파수 그룹)
f2 제2 주파수 (제2 신호 유닛으로부터 제1 신호 유닛으로 신호 데이터가 전송되는 주파수 또는 주파수 그룹)

Claims

열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 신호 유닛(12) 및 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 신호 유닛(14)을 구비한 열차(10)를 모니터링하기 위한 시스템에 있어서,
상기 제1 신호 유닛(12)은, 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 추적 시스템(18)으로부터 제1 신호 데이터를 수신하도록 설계되는 제1 수신 유닛(12.1)을 포함하고,
상기 시스템은, 상기 제1 신호 데이터로부터 상기 제1 수신 유닛(12.1)의 위치 데이터를 결정하도록 설계되는 평가 유닛(16)을 더 포함하고,
상기 제2 신호 유닛(14)은, 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 추적 시스템(18)으로부터 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계되는 제2 수신 유닛(14.1)을 포함하고,
상기 제2 신호 유닛(14)은, 상기 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제2 주파수로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 상기 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송하도록 설계되는 제1 주파수 변환기(14.2)를 가지며,
상기 제1 수신 유닛(12.1)은 상기 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 상기 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계되고, 상기 평가 유닛(16)은 상기 제2 신호 데이터로부터 상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 결정하도록 설계되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 신호 유닛(12)은, 상기 제2 신호 데이터를 상기 적어도 하나의 제2 주파수로부터 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1)로 변환하도록 설계되는 제2 주파수 변환기(12.2)를 갖는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2 신호 유닛(14)은, 상기 제2 신호 데이터를 적어도 하나의 제3 주파수로 변환하고 상기 제2 신호 데이터를 상기 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 전송하도록 설계되고, 상기 제1 수신 유닛(12.1)은 상기 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 상기 제2 신호 데이터를 수신하도록 설계되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 평가 유닛(16)은, 상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 제2 주파수를 통해 수신된 제2 신호 데이터 및/또는 상기 적어도 하나의 제3 주파수를 통해 수신된 제2 신호 데이터를 사용하도록 설계되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 평가 유닛(16)은, 상기 열차(10)의 길이를 결정하기 위해 그리고/또는 열차 무결성(integrity)(10)을 결정하기 위해 상기 열차의 제1 단부(E1)에 있는 상기 제1 수신 유닛(12.1) 및 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 사용하도록 설계되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
추가 수신 유닛(15.1) 및 추가 주파수 변환기(15.2)를 구비한 추가 신호 유닛(15)이 상기 열차(10)에 배치되며, 상기 추가 수신 유닛(15.1)은 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 상기 추적 시스템(18)으로부터 추가 신호 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 추가 주파수 변환기(15.2)는, 상기 추가 신호 데이터를 추가 주파수로 변환하고 상기 추가 신호 데이터를 추가 주파수 상에서 전송하도록 구성되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 수신 유닛(12.1)은 추가 주파수 상에서 추가 신호 데이터를 수신하도록 설계되고, 상기 평가 유닛(16)은 상기 추가 신호 데이터로부터 상기 추가 수신 유닛(15.1)의 위치 데이터를 결정하도록 설계되는 것인, 열차 모니터링 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 수신 유닛(12.1)은, 상기 추가 신호 데이터를 추가 주파수로부터 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1)로 변환하도록 설계되는 추가적인 주파수 변환기(12.3)를 갖는 것인, 열차 모니터링 시스템.
열차(10)를 모니터링하기 위한 방법에 있어서,
a. 상기 열차의 제1 단부(E1)에 있는 제1 신호 유닛(12)의 제1 수신 유닛(12.1)에 의해 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 추적 시스템(18)으로부터 제1 신호 데이터를 수신하는 단계;
b. 상기 열차의 평가 유닛(16)에서, 상기 제1 신호 데이터로부터 상기 제1 수신 유닛(12.1)의 위치 데이터를 결정하는 단계;
c. 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 제2 신호 유닛(14)의 제2 수신 유닛(14.1)에 의해 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1) 상에서 상기 추적 시스템(18)으로부터 제2 신호 데이터를 수신하는 단계; 및
d. 상기 제2 신호 데이터로부터 상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 결정하는 단계
를 포함하고,
상기 제2 신호 데이터는 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 상기 제2 신호 유닛(14)의 제1 주파수 변환기(14.2)에 의해 적어도 하나의 제2 주파수로 변환되고,
상기 제2 신호 데이터는, 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 상기 제2 신호 유닛(14)에 의해 상기 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송되며 상기 열차의 제1 단부(E1)에 있는 상기 제1 신호 유닛(12)에 의해 수신되고,
상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터의 결정은 단계 d에서 상기 평가 유닛(16)에 의해 일어나는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 신호 데이터는 상기 열차의 제1 단부(E1)에 있는 상기 제1 신호 유닛(12)에서의 제2 주파수 변환기(12.2)에 의해 상기 적어도 하나의 제2 주파수로부터 상기 적어도 하나의 제1 주파수(f1)로 변환되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
상기 제2 신호 데이터는 상기 열차의 제2 단부(E2)에 있는 상기 제2 신호 유닛(14)에서 적어도 하나의 제3 주파수로 변환되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 신호 데이터는 상기 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 전송되고, 상기 적어도 하나의 제3 주파수 상의 제2 신호 데이터는 2개의 상호 독립적인 전송 유닛을 통해 전송되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 주파수 상의 제2 신호 데이터 및 상기 적어도 하나의 제3 주파수 상의 제2 신호 데이터는 상기 제1 신호 유닛의 상호 독립적인 수신 유닛에 의해 수신되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 주파수 상에서 수신된 제2 신호 데이터 및 상기 적어도 하나의 제3 주파수 상에서 수신된 제2 신호 데이터 둘 다, 상기 제2 수신 유닛(14.1)의 위치 데이터를 결정하는 데 사용되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 신호 데이터는 타임 스탬프와 함께 전송되는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열차의 추가 차량(25)에 대하여 추가 위치 데이터가 결정되며, 추가 주파수로 변환되어 전송되는 추가 신호 데이터를 수신하는 추가 수신 유닛(15.1)이 상기 추가 차량에 배치되고, 상기 평가 유닛(16)에서 추가 위치 데이터가 결정될 수 있는 것인, 열차 모니터링 방법.
청구항 9 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열차(10)의 모니터링 목적으로, 제1 및 제2 위치 데이터에 의해 열차 무결성(10)이 결정되고 그리고/또는 열차(10)의 길이가 결정되는 것인, 열차 모니터링 방법.