WO2019177266A1 - 철도 지상 신호 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

철도 지상 신호 제어 시스템이 개시된다. 본 발명은, 철도 선로 측에 설치되는 선로 장치로부터 수신된 아날로그 형식의 선로 정보를 디지털 데이터로 변환처리하는 정보 처리장치, 및 정보 처리장치로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 선로 정보에 기초하여 철로 선로 운영을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 본 발명에 따르면, 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치의 입출력 정보를 광-네트워크 또는 철도용 무선통신 네트워크를 이용하여 통합 송수신할 수 있게 된다.

Description

철도 지상 신호 제어 시스템

본 발명은 철도 지상 신호 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치의 입출력 정보를 광-네트워크 또는 철도용 무선통신 네트워크를 이용하여 통합 송수신하는 철도 지상 신호 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선로 측에 설치되는 선로 장치를 구성하는 궤도 회로장치, 선로변 제어신호 전송장치, ATS/신호기 장치, 차축 계수장치, 선로 전환기 장치 등 철도의 신호와 진로를 제어하는 장치는 선로 측에 설치되는 기구함과 아날로그 통신 케이블을 이용하여 주로 인접 역에 위치하는 기계실 측과 정보를 송수신한다.

또한, 기계실 측에서는 이와 같은 아날로그 통신 케이블을 분배하기 위한 분전반, 계전기 장치, PLC장치 등의 입출력 변환 장치를 이용하는 연동장치 또는 전자연동장치가 기계실 측 장치부와 연결되어 안전 측으로 동작하는 연동 논리에 따라 철도 신호 정보를 제어한다.

또한, 선로 장치를 구성하는 건널목 장치, 터널 경보장치, 지장물 검지 장치, 차축 온도 검지장치, 지진 감시장치, 레일 절손 검지장치, 끌림 검지 장치, 대지 전위 감시장치, 기상 감시장치 등의 선로 측 추가 안전장치, 및 추가의 선로 측 안전장치의 경우에는 각 장치가 철도 선로 측에 별도로 구성되고 설치되는 기구함과 철도 선로 측 또는 기계실 측에 설치되는 분배함 또는 제어함을 이용하여 안전기능을 수행하도록 제어한다.

한편, 종래의 기술에 의하면, 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호 또는 안전장치는 아날로그 입출력 정보에 각각 대응하는 케이블의 회선을 이용하여 정보를 송수신하기 때문에 다량의 케이블 설치에 따른 시공시 건설비가 증가하고 송수신 정보량, 통신 거리, 통신 속도, 전선로 공간 등에 한계가 있다는 문제가 있다.

또한, 종래의 기술에 의하면, 기계실 측에 설치되는 연동장치 또는 전자연동장치는 철도 선로 측의 정보를 송수신하기 위한 케이블 분전반과 해당 정보를 처리하기 위한 입출력 변환 장치를 포함하기 때문에 장치의 물리적 구성이 복잡해진다는 문제가 있다.

또한, 종래의 기술에 의하면, 연동장치 또는 전자연동장치는 기존에 설정된 입출력 정보에 따라 사전에 고정적으로 입력 설정된 철도 신호 연동 논리 연산 기능만을 수행하는 전기 회로 또는 전자 보드로 구성되기 때문에 기존 하드웨어 구조의 변경 없이 새로운 디지털 논리 연산 기능을 소프트웨어 모듈 단위로 확장하거나 철도 운영자 장치부 정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 디지털 논리 연산을 수행하는 기능의 확장에 한계가 있다는 문제가 있다.

또한, 종래의 기술에 의하면, 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호 또는 안전장치 중에서 안전장치의 경우에는 각 장치가 별도의 전선로, 기구함, 구성 장치를 이용하고 독립적으로 동작하기 때문에 구성이 복잡하고, 안전장치의 정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 철도 신호와 진로를 제어하는 장치와 통합하여 동작하는 기능의 확장에 한계가 있다는 문제가 있다.

또한, 종래의 기술에 의하면, 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치의 유지보수를 위한 장치의 상태정보 또는 자가 진단 정보를 처리하는데 있어서, 송수신 정보량, 전선로 공간, 기계실 측 분전반 용량 등의 물리적인 환경과 상기 유지보수 정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 디지털 논리 연산을 수행하는 기능의 확장에 한계가 있다는 문제가 있다.

본 발명은 철도 지상 신호 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선로 장치를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치의 입출력 정보를 광-네트워크 또는 철도용 무선통신 네트워크를 이용하여 통합 송수신하는 철도 지상 신호 제어 시스템에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 지상 신호 제어 시스템은, 철도 선로 측(2)에 설치되는 선로 장치(100); 상기 선로 장치(100)로부터 수신된 아날로그 형식의 상기 선로 정보를 디지털 데이터로 변환처리하는 정보 처리장치(200); 및 상기 정보 처리장치(200)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 상기 선로 정보에 기초하여 상기 철도 선로 운영을 제어하는 제어 장치(300)를 포함하며, 상기 정보 처리장치(200)는 상기 제어 장치(300)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 제어 신호 정보를 상기 선로 장치(100)를 제어할 수 있는 아날로그 형식의 신호로 변환처리한다.

바람직하게는, 상기 정보 처리장치(200)는, 상기 선로 장치(100)에 포함되어 있으며, 각각의 선로 정보를 수집하여 아날로그 신호 정보를 생성하는 복수의 신호장치가 생성한 복수의 아날로그 신호 정보에 대해 변환 처리된 복수의 디지털 신호 정보가 취합된 통합 디지털 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정보 처리장치(200)는 상기 통합 디지털 데이터를 상기 제어 장치(300)로 송신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 선로 장치(100)를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치(111)의 입출력 정보를 광-네트워크(10) 또는 철도용 무선통신 네트워크(20)를 이용하여 통합 송수신함으로써, 선로 장치(100)의 입출력 정보를 전송하는 케이블 설치의 감소에 따라 시공비가 감소하고, 송수신 정보량, 통신 거리, 통신 속도, 전선로 공간 등 종래 기술의 기술적 한계를 극복할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 철도 선로 측(2)에 설치되어 선로 장치(100)를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치(111)의 아날로그 입출력 정보를 구성 장치 단위로 각각 대응하여 디지털 데이터 형식으로 통합 입출력 처리할 수 있게 되며, 기계실 측(3)의 구성이 단순해지고 기존 하드웨어 구조의 변경 없이 새로운 디지털 논리 연산 기능을 소프트웨어 모듈 단위로 확장하거나, 철도운영자 장치부(40)의 정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 디지털 논리 연산을 수행하는 기능의 확장을 용이하게 할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 철도 안전장치의 정보와 유지보수를 위한 장치의 상태정보 또는 자가진단정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 철도 신호와 진로를 제어하는 장치와 통합하여 동작하는 기능의 확장을 용이하게 할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 선로 장치(100), 지상신호정보처리장치(200), 지상신호정보제어장치(300), 기계실 측 장치부(30), 철도운영자 장치부(40)의 연결 구성에서 송수신할 수 있는 디지털 정보를 이용하여 수행하는 안전위험 판단(1000), 열차운행권한제어 판단(2000), 통합폐색운영 판단(3000), 자동진로변경 판단(4000), 열차운영계획 불일치 판단(5000), 선로 측 신호장치 성능저하 판단(6000)과 같은 디지털 논리 연산을 할 수 있고, 상기 디지털 정보의 구성이 변경되는 경우에 따라 새로운 논리 연산 기능을 추가하는 경우에는, 하드웨어 구조의 변경 없이 소프트웨어 모듈 단위로 확장할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 더욱 안전하고 효율적인 열차 제어, 철도 운영, 철도 유지보수를 가능하게 하는 철도 지상 신호 정보 제어 시스템을 운용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 지상 신호 정보 제어 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 처리장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치의 구성도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전위험 판단 기능의 동작 흐름도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차운행 권한제어 판단 기능의 동작 흐름도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 폐색 운영 판단 기능의 동작 흐름도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동진로 변경 판단 기능의 동작 흐름도,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차운영 계획 불일치 판단 기능의 동작 흐름도, 및

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 측 신호장치 성능저하 판단 기능의 동작 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 지상 신호 정보 제어 시스템의 구성도이다. 도 1에서와 같이, 본 발명은 철도 선로 측(2), 기계실 측(3), 철도 운영자 측(4)으로 이루어진 공간에서 실시되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 지상 신호 정보 제어 시스템은 철도 선로 측(2)에 설치되는 선로 장치(100), 정보 처리장치(200), 제어장치(300), 광-네트워크(10), 철도용 무선통신 네트워크(20), 기계실 측 장치부(30), 및 철도 운영자 장치부(40)를 포함한다.

이때, 철도 선로 측(2)에서, 정보 처리장치(200)는 선로 장치(100)와 연결되고, 별도의 광-네트워크(10) 또는 철도 선로 측(2)에 설치된 철도용 선로 측 무선통신장치(21)를 통해 연결되는 철도용 무선통신 네트워크(20)를 이용하여 제어장치(300)와 연결된다.

한편, 기계실 측(3)에서, 제어장치(300)는 기계실 측 장치부(30)와 기계실 내부에서 연결되고, 동시에 철도의 관제 또는 운영을 위한 서버장치 또는 통신장치를 포함하는 철도 운영자 장치부(40)와 연결된다.

한편, 본 발명에서는 정보 처리장치(200)가 광-네트워크(10)와 철도용 무선통신 네트워크(20)를 선택적으로 또는 동시에 이용하여 통합 디지털 데이터를 전송할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 성격이 다른 두 종류(유선-광/무선)의 통신망을 이용함으로써, 둘 중 하나의 통신망이 불능이 되거나 특정 종류의 통신망의 정보망 품질이 떨어지는 경우에는 여유가 있는 다른 통신망으로 송수신이 가능하게 되어, 정보 전송의 가용성을 높이고 정보 전송 품질을 유지할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 처리장치(200)의 구성도이다. 한편, 선로 장치(100)는 철도 선로 측(2)에 설치되어, 철도 신호와 진로를 제어하기 위한 목적 또는 철도 안전을 확보하기 위한 목적의 장치 그룹이다.

더욱 상세하게는 선로 장치(100)는 궤도 회로장치(101), 선로변 제어신호 전송장치(102), ATS/신호기 장치(103), 차축 계수장치(104), 건널목 장치(105), 터널 경보장치(106), 선로 전환기 장치(107), 지장물 검지 장치(108), 차축 온도 검지장치(109), 지진 감시장치(110), 레일 절손 검지장치(111), 끌림 검지 장치(112), 대지전위 감시장치(113), 기상 감시장치(114), 및 추가의 다양한 선로 측 안전장치(115)를 포함하며, 선로 장치(100)를 구성하는 각 장치들은 선로 및 선로 주변에서의 열차 운행에 필요한 다양한 선로 정보(이른 바, 철도 지상 신호)를 수집한다.

선로 장치(100)을 구성하는 다양한 선로 장치는 해당 장치의 기능을 실현하기 위한 센서부 또는 제어부에서 입출력하는 아날로그 정보를 송수신하기 위한 통신 케이블을 구비한다.

이와 같은 통신 케이블은 철도 선로 측(2)의 정보 처리장치(200)와 연결되고, 각각의 장치 동작 상태에 따라 전압, 전류, 주파수 등의 형태로 표현되는 아날로그 정보를 송수신한다.

한편, 도 2에서의 정보 처리장치(200)는 정보 처리부(210), 정보 송수신부(230), 및 네트워크부(240)를 포함한다.

정보 처리부(210)는 다양한 선로 측 신호장치용 정보처리모듈(211,..,225)로 구성되며, 신호장치용 정보처리모듈(211,..,225)은 특정한 철도 선로 구간(1)에 설치된 선로 장치(100)를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치(101,..,115)의 아날로그 입출력 정보를 구성 장치 단위로 각각 대응하여 디지털 데이터 형식으로 입출력 처리하되, 모듈 형식의 장치로서 정보를 처리한다.

정보 송수신부(230)는 다수의 송수신 모듈(231)을 포함하며, 다수의 송수신 모듈(231)은 정보 처리부(210)를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치용 정보처리모듈(211,..,225)의 종류와 상관없이 상호 호환이 가능하도록 동일한 통신 프로토콜을 사용하고, 동시에 상기 정보 처리부(210)의 모듈 단위로 각각 입출력하는 디지털 데이터 형식의 정보를 통합하여 송수신하기 위한 특정한 통합 데이터 형식의 정보로 처리하고, 정보 처리장치 네트워크부(240)과 연결되어 상기 정보를 송수신한다.

네트워크부(240)는 통합네트워크 모듈(241)를 포함하며, 통합네트워크 모듈(241)은 정보 처리부(210)에서 사용 중인 다양한 선로 측 신호장치용 정보처리모듈(211,..,225)에 각각 연결된 다수의 송수신 모듈(231)과 연결되는 통신 장치를 포함한다.

또한, 네트워크부(240)는 무선통신 모듈(242)과 유선-광통신 모듈(243)을 포함한다. 무선통신 모듈(242)은 철도용 무선통신 네트워크(20)와 연결되는 철도용 선로 측 무선통신장치(21)와 연결되어 통신할 수 있는 무선통신장치이고, 유선-광통신 모듈(243)은 광-네트워크(10)와 연결되어 유선-광 통신할 수 있는 유선통신장치이다.

그에 따라 네트워크부(240)는 무선통신망 또는 유선통신망을 선택적으로 또는 동시에 이용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서 정보 처리장치(200)는, 선로 장치(100)를 구성하는 복수의 신호장치(101,..,115)가 생성한 복수의 아날로그 신호 정보에 대해 각각 디지털 변환 처리하고, 디지털 변환 처리된 복수의 디지털 신호 정보가 취합된 통합 디지털 데이터를 생성함이 바람직할 것이다.

또한, 각각의 정보 처리장치(200)는 인접한 구간에 설치된 또 다른 다수의 정보 처리장치(200)와 광-네트워크(10) 또는 철도용 무선통신 네트워크(20)을 이용하여 데이터 송수신이 가능하다. 그 결과, 제어 장치(300)가 정상 동작하지 않는 상황이 발생하는 경우에도, 정보 처리장치(200)를 통해 해당 구간을 통과하는 열차의 이동권한을 생성하는 열차 제어는 지속적으로 유지가능하게 된다.

구체적으로, 열차의 이동권한정보 생성은 열차의 운행의 최소 조건이 되는 것이므로, 본 발명에서는 제어장치(300)의 동작 유무와 별도로 정보 처리장치(200)간의 정보 송수신 기능 및 정보 처리장치(200)가 보유한 열차이동권한 생성 기능을 이용하여 열차를 제어할 수 있도록 구현하였다.

보다 구체적으로, 제어장치(300)가 동작 중인 경우에는 정보 처리장치(200)간 데이터 송수신을 통해 생성한 열차이동권한정보와, 제어장치(300)가 생성한 열차이동권한정보의 최종 출력을 AND 모드로 실행하여 열차이동권한정보 처리의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

한편, 제어장치(300)의 동작이 불능인 경우에는 제어장치(300)의 자기진단회로의 결과값 또는 철도운영자의 설정에 따라 정보 처리장치(200)간 데이터 송수신을 통해 생성한 열차이동권한 정보의 최종 출력을 OR모드로 실행하여 열차의 운영의 가용성을 높일 수 있게 된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는 상기와 같이 생성된 통합 디지털 데이터를 네트워크부(240)를 통해 제어 장치(300)로 송신함이 바람직할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(300)의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 철도 선로 구간(1)을 관할하는 정보 처리장치(200)는 제어장치(300)가 제어하는 특정 철도 선로 제어 구간에 따라 철도 선로 측(2)에 다수 설치되고, 광-네트워크(10) 또는 철도용 무선통신 네트워크(20)와 연결되는 철도용 선로 측 무선통신장치(21)와 연결된다.

이때, 각각의 선로 구간을 관할하는 다수의 정보 처리장치(200)는 상호 연결되어 정보를 송수신할 뿐만 아니라, 다수의 정보 처리장치(200)는 모두 제어장치(300)에 연결된다.

아울러, 정보 처리장치(200)는 제어 장치(300)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 제어 신호 정보를 상기 선로 장치(100)를 제어할 수 있는 아날로그 형식의 신호로 변환처리한다.

한편, 제어 장치(300)는 정보 처리장치(200)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 선로 정보와 기계실 측 장치부(30), 철도운영자 장치부(40)에서 수신된 정보에 기초하여 철도 선로 운영을 제어한다.

또한, 제어 장치(300)는 기계실 측(3)에 설치되며, 네트워크부(310), 다수의 디지털 연산장치(321)를 구비하는 연산 제어부(320), 및 정보 관리부(330)를 포함한다.

구체적으로, 네트워크부(310)는 특정 철도 선로 제어 구간에 해당하는 다수의 정보 처리장치(200)와 연결되어 선로 장치(100)를 구성하는 다양한 선로 측 신호장치(101,..,115)의 입출력 정보를 광-네트워크(10) 또는 철도용 무선통신 네트워크(20)와 연결되어 통합 디지털 데이터 형식으로 송수신하고, 동시에 기계실 측 장치부(30), 철도 운영자 장치부(40)와 연결되어 디지털 형식의 입출력 정보를 송수신한다.

기계실 측 장치부(30)는 기계실 측(3)에 설치되어, 철도 차량과 열차운행권한을 제어하기 위한 목적의 철도 신호 시스템 장치 그룹으로서, 더욱 상세하게는 RBC 장치(31), ATC 장치(32), ATO 장치(33), CBTC 장치(34)를 포함하는 다양한 기계실 측 신호장치(35)를 포함하며, 철도 선로 측(2)의 신호와 진로를 제어하는 기능을 요구하는 철도 신호 시스템 장치를 더 포함한다.

또한, 연산 제어부(320)는 정보 처리장치 네트워크부(310)와 송수신하는 디지털 정보를 이용하여 안전 측으로 동작하는 철도 신호 연동 논리에 따라 선로 장치(100), 기계실 측 장치부(30), 철도 운영자 장치부(40)를 제어하는 기능별 소프트웨어 모듈 단위로 디지털 논리 연산을 함으로써 철도의 신호와 진로를 제어한다.

이때, 연산 제어부(320)을 구성하는 다수의 디지털 연산장치(321)는, 각각 단일 장치로서 메인보드장치, CPU 장치, 메모리 장치, 데이터 저장장치, 네트워크장치를 포함하여 독립된 동작이 가능한 모듈형 서버 장치로서, 소프트웨어 모듈의 운영 시스템을 포함하고, 정보 처리장치(200), 기계실 측 장치부(30), 철도 운영자 장치부(40)과 연결을 통해 송수신할 수 있는 디지털 형식의 입출력 정보를 이용하는 디지털 논리 연산 기능을 기존 하드웨어 구조의 변경 없이 소프트웨어 모듈 단위로 확장하거나, 철도 운영자 장치부(40)의 정보를 실시간으로 입출력정보로 이용하고 디지털 논리 연산을 수행하는 기능을 확장할 수 있다.

또한, 정보 관리부(330)는 제어장치(300)가 정보 처리장치(200), 기계실 측 장치부(30), 철도 운영자 장치부(40)와 연결되어 송수신, 수집, 처리, 생성한 모든 정보를 통합된 데이터베이스 형식으로 저장하고, 상기 데이터베이스를 실시간으로 복사 및 열람 등의 운용을 할 수 있는 형태로 관리한다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 정보 제어장치(300)는 선로 측 신호정보(100), 운영자 측 정보, 기계실 측 정보를 모두 수신하여, 이들을 입력 정보로 이용함으로써, 안전위험판단, 열차운행권한제어판단, 통합폐색운영판단, 자동진로변경판단, 열차운영계획불일치판단, 선로측신호장치성능저하판단을 디지털 논리 연산으로 수행할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전위험 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템에서 수집 가능한 정보인 열차방향정보(1001), 궤도점유정보(1002), 열차진로정보(1003), 건널목정보(1004), 터널경보정보(1005), 지장물검지정보(1006), 차축온도검지정보(1007), 지진감시정보(1008), 레일절손검지정보(1009), 끌림검지정보(1010), 대지전위감시정보(1011), 기상감시정보(1012)를 포함하는 선로 측 안정장치정보 및 추가의 선로 측 안전장치정보(1013)의 설정 정보를 입력으로 하여 연산제어부(320)는 안전위험판단을 수행한다(S410).

그 결과, 철도 안전이 위험한 것으로 판단된 경우에 연산제어부(320)는 안전위험구간 설정(S420)과 안전위험구간 신호장치 설정(S430)을 수행하고, 이에 따라 열차이동권한을 설정하는 열차 제어를 수행한다(S440).

구체적으로 예를 들면, 열차의 진행 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 구분되는 열차방향정보(1001)와, 점유 또는 비점유로 구분되는 궤도점유정보(1002)와, 분기기의 상태 정보에 따른 열차진로정보(1003)는 철도 안전 측으로 동작하기 위한 논리가 상호 연동되어 있기 때문에 안전하고 정상적으로 동작하는 경우에 해당하는 시간적 흐름에 따른 정보의 동작 순서가 있으며, 상기 동작 순서에 따른 동작이 이루어지지 않거나, 정상적으로 동작하는 경우에도 해당 정보 간 불일치가 발생하는 경우에는, 연산제어부(320)는 열차의 안전 운행을 위한 송수신 신호 정보에 대한 불확실성이 발생한 것으로 판단하고 전술한 S410 단계에서의 안전위험판단 결과 열차의 안전이 위험한 것으로 판단할 수 있을 것이다.

또 다른 예로서, 철도 건널목의 안전을 위한 건널목정보(1004), 터널에서 작업 안전을 위한 터널경보정보(1005), 지장물의 추락 및 선로 안전을 위한 지장물검지정보(1006), 안전한 차축의 온도를 감지하는 차축온도검지정보(1007), 지진발생 시 안전을 위한 지진감시정보(1008), 레일의 손상을 검지하는 레일절손검지정보(1009), 차량의 무결성을 검지하는 끌림검지정보(1010), 철도 선로 측의 전위 변동을 감지하는 대지전위감시정보(1011), 안전한 열차 운행을 위한 기상 상태를 감시하는 기상감시정보(1012) 등 철도 운행 안전을 위한 정보에 따라 특정 선로 구간에 대한 열차의 접근 시 열차 운행을 차단하거나 경고해야 하는 경우에는, 연산제어부(320)는 열차의 안전이 위험한 것으로 판단할 수 있을 것이다.

또한, 전술한 S410 단계에서의 안전위험판단을 하고, 철도 안전이 위험한 경우에는 전술한 S420 단계에서의 안전위험구간 설정과, 전술한 S430 단계에서의 안전위험구간 신호장치 설정을 하고, 이에 따라 열차이동권한을 설정하는 전술한 S440 단계에서의 열차 제어를 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되어 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차운행권한제어 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 연산제어부(320)는 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템에서 수집 가능한 정보인 유지보수계획(2001), 열차운영계획(2002), 철도 운영자(2003)의 설정 정보를 입력으로 하여 열차 운행 권한 제어 판단을 수행하고(S510), 열차운행권한제어가 필요한 것으로 판단된 경우에는 운행제어구간 설정(S520)과, 운행제어구간 신호장치 설정(S530)을 수행하고, 이에 따라 열차 이동 권한을 설정하는 열차 제어를 수행한다(S540).

구체적으로 예를 들면, 특정 철도 선로 구간(1)에 대한 철도 궤도, 전차선 등의 유지보수 작업으로 인하여 해당 구간에 대한 열차 운행시 안전에 위험이 되는 경우를 포함하는 특수한 상황이 발생하는 경우에, 연산제어부(320)는 철도 운영자가 특정 선로 구간에서의 열차의 운행 속도를 일시적으로 제한하거나 열차의 운행을 차단할 수 있도록 열차 운행 권한 제어 판단(S510)을 수행하고, 특정 철도 선로 구간에 대한 열차 운행 권한을 제어할 수 있다.

또한, 열차 운행 권한 제어 판단(S510)을 한 결과 열차 운행 권한 제어가 필요한 것으로 판단된 경우에는 연산 제어부(320)는 운행 제어 구간 설정(S520)과 운행제어구간 신호장치 설정(S530)을 하고, 이에 따라 열차 이동 권한을 설정하는 열차 제어(S540)를 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되어, 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 폐색 운영 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 연산제어부(320)는 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템에서 수집 가능한 정보인 열차 검지 기능 상태(3001), 열차 운영 계획(2002), 철도 운영자(2003)의 설정 정보를 입력으로 하여 통합 폐색 운영 판단(S610)을 하고, 통합 폐색 운영이 필요한 것으로 판단된 경우에는 통합 폐색 구간 설정(S620)과 통합폐색구간 신호장치 설정(S630)을 수행하고, 이에 따라 설정한 폐색 구간을 인접 폐색과 연동하여 하나의 폐색 구간으로 운영하는 통합 폐색 운영을 수행할 수 있다(S640).

구체적으로 예를 들면, 연산제어부(320)는 특정 선로 구간이 비정상으로 점유되고, 철도 운영자가 판단한 결과로서 특정한 구간에 설치된 궤도 회로장치(101)가 고장 상태이고, 열차운영계획(2002)에 따라 상기 고장의 수리 전까지 지속적인 열차의 운영이 필요한 경우에는, 고장 궤도 회로장치가 기능하는 폐색이 인접한 폐색과 통합된 폐색으로서 동작하도록 인접한 궤도회로의 점유 정보를 이용하는 통합 폐색 운영을 실행할 수 있다.

또 다른 예로서, 철도 운영자의 필요에 따라 여러 구간의 폐색을 하나의 폐색으로 운영하고자 하는 특수한 경우에도 연산제어부(320)는 통합 폐색 운영을 할 수 있다.

또한, 통합 폐색 운영 판단(S610)을 하고, 통합 폐색 운영이 필요한 경우에는 통합폐색구간 설정(S620)과 통합폐색구간 신호장치 설정(S630)을 하고, 이에 따라 설정한 폐색 구간을 인접 폐색과 연동하여 하나의 폐색 구간으로 운영하는 통합 폐색 운영(S640)을 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되며, 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동진로변경 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 연산제어부(320)는 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템서 수집 가능한 정보인 열차방향정보(1001), 궤도점유정보(1002), 열차진로정보(1003), 열차운영계획(2002), 철도 운영자(2003), 열차번호정보(4001)의 설정 정보를 입력으로 하여 자동진로변경 판단을 실행하고(S710), 자동진로변경이 필요한 경우에는 자동진로변경구간 설정(S720)과 자동진로변경구간 신호장치 설정(S730)을 수행하고, 이에 따라 철도 선로 측(2)에서 진로를 설정하는 철도 신호 장치를 자동으로 제어하는 자동진로변경을 수행할 수 있다(S740).

구체적으로 예를 들면, 연산제어부(320)는 특정 열차번호정보(4001)를 부여받은 열차가 열차운영계획(2002)에 따라 운행 중이고, 열차의 진로 설정을 위한 목적으로 분기기가 설치되는 특정 철도 선로 구간에 접근할 때 사전에 열차운영계획(2002)에서 계획된 목적지로 향하도록 하는 열차진로정보(1003)를 이용하여 판단한 결과, 상기 진로가 열차운영계획과 일치하지 않는 경우에는 철도 선로의 진로를 자동으로 설정하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서 연산제어부(320)는 열차운영계획의 시간 정보뿐만 아니라, 열차의 점유 위치를 판단하는 궤도점유정보(1002)와 열차운영계획(2002)에서 사전에 설정한 열차번호정보(4001)를 이용하여 열차의 운행에 따른 선로 측 정보들의 동작 시퀀스를 이용하는 방법으로 자동진로변경을 실행할 수 있을 것이다.

또한, 자동진로변경 판단(S710)을 하고, 자동진로변경이 필요한 경우에는 자동진로변경구간 설정(S720)과 자동진로변경구간 신호장치 설정(S730)을 하고, 이에 따라 철도 선로 측(2)에서 진로를 설정하는 철도 신호 장치를 자동으로 제어하는 자동진로변경(S740)을 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되며, 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차운영계획 불일치 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 연산제어부(320)는 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템의 구성에서 수집 가능한 정보인 열차방향정보(1001), 궤도점유정보(1002), 열차진로정보(1003), 열차운영계획(2002), 열차번호정보(4001), 열차속도정보(5001), 열차길이정보(5002), 열차속성정보(5003)의 설정 정보를 입력으로 하여 열차운영계획 불일치 판단(S810)을 실행하고, 열차운영상황이 열차운영계획과 불일치하는 경우에는 불일치구간 설정(S820)과 불일치구간 신호장치 설정(S830)을 하고, 이에 따라 열차이동권한을 설정하는 열차 제어를 실행한다(S840).

구체적으로 예를 들면, 연산제어부(320)는 사전에 설정된 열차운영계획(2002)에 따라 특정 열차번호정보(4001)를 가진 열차가 특정한 열차방향정보(1001), 궤도점유정보(1002), 열차진로정보(1003)를 따라서 운행 중이나, 상기 열차가 해당 시점에 설정된 열차진로정보(1003)에 따라 진행하면 열차운영계획(2002)에서 기존에 설정한 철도역사 내 정거장이 아닌 다른 정거장으로 잘못 진입하게 되는 경우에는, 열차운영계획과 열차의 운영이 불일치하는 것으로 판단할 수 있을 것이다.

또한, 열차운영계획 불일치 판단(S810)을 하고, 열차운영상황이 열차운영계획과 불일치하는 경우에는 불일치구간 설정(S820)과 불일치구간 신호장치 설정(S830)을 하고, 이에 따라 열차이동권한을 설정하는 열차 제어(S840)를 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되며, 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 측 신호장치 성능저하 판단 기능의 동작 흐름도이다. 도 9을 참조하면, 연산제어부(320)는 도 1, 도 2, 도 3에서의 철도 지상 신호 정보 시스템에서 수집 가능한 정보인 선로 측 신호장치 상태정보(6001), 신호장치 RAM 정보(6002), 상태평가 기준 정보(6003), 상태이력정보(6004)의 설정 정보를 입력으로 하여 선로 측 신호장치 성능저하 판단을 실행하고(S910), 선로 측 신호장치의 성능이 저하된 것으로 판단된 경우에는 성능저하 신호장치 판별(S920)과 성능저하 신호장치 상태 보고(S930)를 실행하고, 이에 따라 성능저하 장치에 대한 철도 운영자의 신속하고 정확한 유지보수 업무를 지원하는 철도 운영자 유지보수 자동 알림을 실행한다(S940).

구체적으로 예를 들면, 연산제어부(320)는 철도 선로 측(2)에 설치된 특정 선로 측 신호장치(111)의 동작 전압, 전류, 주파수 등으로 판단할 수 있는 선로 측 신호장치(111)의 상태 정보(6001) 또는 진단 결과 정보를 감시하고, 동시에 신호장치 RAM 정보(6002), 상태평가 기준 정보(6003), 상태이력정보(6004)와 비교 분석하여 선로 측 신호장치의 성능이 저하된 것으로 판단된 경우에는, 성능저하 신호장치 상태 보고(S930)를 생성함으로써, 철도 운영자가 유지보수 필요성을 인지하고 조기에 대응할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 선로 측 신호장치 성능저하 판단(S910)을 하고, 선로 측 신호장치의 성능이 저하된 경우에는 성능저하 신호장치 판별(S920)과 성능저하 신호장치 상태 보고(S930)를 하고, 이에 따라 성능저하 장치에 대한 철도 운영자의 신속하고 정확한 유지보수 업무를 지원하는 철도 운영자 유지보수 자동 알림(S940)을 수행하는 디지털 논리 연산은, 소프트웨어 모듈로서 구성되며, 제어장치(300)에 설치됨이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 연산제어부(320)는 상술한 판단을 수행함에 있어서, 일반적인 철도 신호 장치 중 연동 장치에서 통상적으로 사용하는 철도 신호 연동 논리를 이용하되, 본 발명에서는 정보 처리장치(200)로부터 디지털 형태의 선로 정보가 송신되므로, 해당 논리의 연산을 소프트웨어 모듈 단위의 디지털 논리 연산으로 수행할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서의 디지털 철도 신호 연동 논리는 소프트웨어 모듈로서 단순한 조작만으로 디지털연산장치(321)에서 디지털 철도 신호 연동 논리 수행 기능의 이전, 확장, 복구가 용이하게 된다.

아울러, 본 발명에서는 도 3에서와 같이 디지털연산장치(321)를 다중 구성함에 따라 시스템의 가용성, 신뢰성, 안전성, 유지보수성을 높일 수 있게 된다..

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

본 발명은 철도 산업 분야에서의 산업상 이용 가능성이 인정된다.

Claims (3)

1. 철도 선로 측(2)에 설치되는 선로 장치(100)로부터 수신된 아날로그 형식의 선로 정보를 디지털 데이터로 변환처리하는 정보 처리장치(200); 및

   상기 정보 처리장치(200)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 상기 선로 정보에 기초하여 상기 철도 선로 운영을 제어하는 제어 장치(300)

   를 포함하며,

   상기 정보 처리장치(200)는 상기 제어 장치(300)로부터 수신된 디지털 데이터 형식의 제어 신호 정보를 상기 선로 장치(100)를 제어할 수 있는 아날로그 형식의 신호로 변환처리하는 것인 철도 지상 신호 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정보 처리장치(200)는,

   상기 선로 장치(100)에 포함되어 있으며, 각각의 선로 정보를 수집하여 아날로그 신호 정보를 생성하는 복수의 신호장치가 생성한 복수의 아날로그 신호 정보에 대해 변환 처리된 복수의 디지털 신호 정보가 취합된 통합 디지털 데이터를 생성하는 것인 철도 지상 신호 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 정보 처리장치(200)는 상기 통합 디지털 데이터를 상기 제어 장치(300)로 송신하는 것인 철도 지상 신호 제어 시스템.

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