급행열차의 게이트 운용 시스템 및 운용 방법{A Gate Operating System of an Express Train and Operating Method}
본 발명은 급행열차의 게이트 운용 시스템 및 운용 방법에 관한 것으로, 특히 급행열차의 출입문 내부 좌우측에 RF카드를 판독하기 위한 카드단말기를 설치하고, 상기 카드단말기에서 정상적인 RF카드로 확인되면 게이트장치의 플랩이 열리면서 별도로 좌석표를 출력하여 좌석을 지정후 탑승시키도록하는 것을 특징으로 하는 급행열차의 게이트 운용 시스템 및 운용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지정 좌석제를 운영하는 철도는 예약과 예매후 출발역에서 티켓을 발권하고 개찰구에서 역무원에게 검표를 받은 후 열차에 탑승하게 되며, 도착역의 집찰구에서는 티켓을 검표 및 회수하는 절차를 거치게 된다. 또한, 근래에는 티켓의 발권은 물론 검표 및 회수작업 등을 자동으로 수행할 수 있는 각종 역무 자동화 설비 즉, 무인 발권기나 게이트 등이 출시되어, 역무원의 인력절감 및 이용객의 편의를 도모하고 있다. 이에 비해 자유석으로 운영하는 지하철은 별도 승차권 없이 교통카드 또는 1회권을 이용하여 역사내 설치된 게이트 장치를 이용하여 개표후 승강장에서 열차에 탑승하게 되며, 도착역에서 하차후 다시 게이트 장치를 이용하여 집표하게 되는데 이때 교통카드는 회수없이 계속 사용되며 1회권은 게이트 장치 또는 별도 회수기를 통하여 회수하는 절차를 거치게 된다. 최근, 일반 지하철이나 철도의 운영구간을 대상으로 급행열차가 등장하고 있으나, 현재 운영되고 있는 대부분의 역은 급행열차와 일반열차가 동일 승강장을 이용할 수 밖에 없으며, 이로 인하여 승객을 분리할 수 없어 차별적인 요금정책을 운영하지 못하는 실정이다. 아울러, 보다 쾌적한 급행열차의 이용을 위해서는 별도의 좌석예약절차 없이 좌석배분을 하는 것이 효율적인 운영방안지만 현재는 이러한 장치가 전무한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 급행열차에 별도의 게이트 장치를 설치하고, 상기 개집표기를 통해 일반열차와 급행열차의 승객을 분리함으로서 요금을 차등적용할 수 있으며, 아울러 좌석표를 배정하여 더 많은 비용을 지불하는 이용승객이 일반 지하철에 비해 더 많은 서비스를 제공받을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명은 객차 내부에 설치되는 카드단말기와; 객차의 출입구 양측에 설치되며, 상기 카드단말기와 승객 출입 제한용 플랩을 포함하는 게이트장치와; 게이트장치와 유선 통신에 의해 정보를 중계하는 객차관리장치와; 1편성내 좌석유무정보, 차량위치정보, 현재시각정보, 카드거래내역정보, BL/PL(사용정지카드 또는 학생카드)정보, 운행계획정보, 출발/도착시각등 운행결과정보, 요금테이블 등을 관리하는 차량관리장치 및; 차량관리장치로부터 카드거래내역정보와 운행결과정보 등을 수신하며, BL/PL정보와 운행계획정보, 요금테이블 등을 차량관리장치로 무선으로 송신하는 역관리장치로 이루어진 것이 특징이다. 또한, 객차 내부에 설치되는 카드단말기와; 카드단말기를 포함하는 게이트장치와; 게이트장치와 유선 통신에 의해 정보를 중계하는 객차관리장치와; 1편성내 좌석유무정보, 차량위치정보, 현재시각정보, 카드거래내역정보, BL/PL(사용정지카 드 또는 학생카드 정보)정보, 운행계획정보, 출발/도착시각등 운행결과정보, 요금테이블 등을 관리하는 차량관리장치와; 차량관리장치로부터 카드거래내역정보와 운행결과정보 등을 수신하며, BL/PL정보와 운행계획정보, 요금테이블 등을 차량관리장치로 무선으로 송신하는 역관리장치로 이루어지며; 상기 객차는 총 2개층으로 이루어지고, 탑승지로부터 하부계단을 통해 1층을 구비하되 1층 내측에 가로방향 또는 세로방향으로 좌석을 정렬하고; 게이트장치는 출입구의 양끝단 좌우측에 다수개 설치하여 이루어지고, RF카드를 인식하기 위한 카드단말기와, 승객의 출입을 제한하는 플랩을 설치하며; 탑승지로부터 상부계단으로 연결된 2층의 가로방향 또는 세로방향으로 좌석을 정렬하고, 2층 출입구에는 2층용 카드단말기를 설치하여 이루어진 것이 특징이다. 또한, 상기 카드단말기는, RF카드에 역사내 게이트 통과시간이 표시되지 않은 상태에서 승객이 통과중인 것으로 확인되면 승객의 통과를 제한하도록 플랩을 작동시키고, RF 카드에 역사내 게이트 탑승시간이 표시된 경우 플랩을 해제시켜 승객을 통과시키는 제어부를 포함하는 것이 특징이다. 또한, 상기 제어부는, RF카드를 판독하는 RF안테나, 제어에 필요한 프로그램이 저장되는 메모리와, RF안테나와의 데이터 송수신을 하기 위한 RF카드 인터페이스 수단과, RF카드로부터 지하철 요금 징수를 할 수 있도록 카드를 읽고 쓰기 위한 비밀코드를 발생시키는 코드발생부와, 거래정보를 중앙컴퓨터로 전송하기 위한 통신포트를 포함하는 것이 특징이다. 또한, 상기 통신포트는 RS-232, RS-422, RS-485, TCP/IP중 어느 하나인 것이 특징이다. 또한, 급행열차를 이용한 승차방법은, 급행열차가 정차역에 도착하게 되면 차량관리장치는 운행계획정보, 운행결과정보, 위치정보과 시각정보를 객차관리장치로 전송하며 객차관리장치는 다시 카드단말기로 전송하는 단계; 출입문이 열리면서 급행열차 출입문 내부 게이트에 설치된 카드단말기를 통해 통로에 진입한 승객이 소지하고 있는 RF카드의 식별정보를 인식하는 단계; 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 기본요금차감, 승차역, 승차시각, 카드단말기번호 등을 RF카드에 기록하는 단계; 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 객차관리장치를 경유하여 차량관리장치에 좌석정보를 요청하는 단계; 차량관리장치에서 좌석정보를 객차관리장치를 경유하여 카드단말기에 전송하고 좌석 인가정보를 RF카드 번호와 매칭시켜 메모리 하는 단계; 카드단말기가 RF카드에 위치정보와 시각정보를 기록하고, 좌석번호를 출력 하고, 플랩을 개방하여 탑승자를 탑승시키는 단계로 이루어짐이 특징이다. 또한, 급행열차를 이용한 하차방법은, 급행열차가 정차역에 도착하게 되면 차량관리장치는 운행계획정보, 운행결과정보, 위치정보과 시각정보를 객차관리장치로 전송하며 객차관리장치는 다시 카드단말기로 전송하는 단계; 급행열차 게이트의 통로에 설치된 카드단말기를 통해 하차를 위해 통로에 진입한 승객이 소지하고 있는 RF카드의 식별정보를 인식하는 단계; 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 RF카드내 기록된 승차역, 승차시각 정보와 카드단말기의 운행계획정보, 운행결과정보 등의 정보를 이용하여 책정된 구간요금 계산하고 요금을 RF카드로부터 차감하는 단계; 카드단말기가 하차한 RF카드 정보를 객차관리장치를 경유하여 차량관리장치 로 전송함으로서 RF카드에 지정된 좌석을 해제하여 빈좌석으로 메모리하는 단계; 카드단말기에서 하차역와 하차시각 정보를 RF카드에 기록하여 급행열차 이용시간과 위치에 따라 다른 운행장치들과 연동되도록 하고, 탑승객 하차를 위해 플랩을 개방시키는 단계; 차량관리장치가 수신한 카드거래내역정보, 운행결과정보 등은 역관리장치로 무선으로 전송하는 단계로 이루어짐이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 급행열차 내부에 별도의 게이트 장치를 설치함으로서 일반열차와 동일한 승강장을 사용하더라도 승객을 구분하여 요금을 책정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 좌석표를 별도로 배분하여 가까운 자리에 착석하여 여행할 수 있도록 함으로서 보다 양질의 서비스를 이용승객에 제공할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 비록 본 발명이 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어지지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련 된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 도 1은 본 발명에 적용되는 급행열차 외관도. 도 2는 본 발명에 적용되는 급행열차의 내부 평면도. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 2층 구조를 갖는 급행열차 개념을 나타낸 내부도면. 도 4는 본 발명의 2층 구조를 갖는 급행열차의 1층 구조도. 도 5는 본 발명의 2층 구조를 갖는 급행열차의 2층 구조도. 도 6은 본 발명의 급행열차의 게이트 장치 운용 시스템 구성도. 도 7은 본 발명의 게이트 장치의 제어부 구성도. 도 8은 본 발명의 게이트 장치 운용에 대한 승차방법 플로우챠트. 도 9는 본 발명의 케이트 장치 운용에 대한 하차방법 플로우챠트로서, 본 발명의 급행열차 관리시스템은, 객차 내부에 설치되는 카드단말기(210)와, 카드단말기(210)가 설치되는 게이트장치(200)와, 게이트장치(200)와 유선 통신에 의해 정보를 중계하는 객차관리장치(300)와, 1편성에 소속된 전 객차관리장치(300)와 유선 통신에 의해서 교신하며, 좌석정보와 현재 열차위치 정보 및 시간정보를 관리하여 카드단말기(210)를 통해 RF카드(100)에 현재 위치정보 및 시간정보를 기록하는 차량관리장치(400)와, 차량관리장치(400)로부터 카드거래내역 및 운행결과정보를 수신받아 정산센터로 전송하는 역관리장치(500)로 이루어진다. 상기 카드단말기(210)와 객차관리장치(300) 그리고 차량관리장치(400)는 유 선에 의해서 연결하고, 차량관리장치(400)와 역관리장치(500)는 무선으로 연결하는 것이 바람직하다. 아울러, 차량관리장치(400)는 현재 위치정보와 시간정보를 파악하고 또한 좌석유무정보를 파악하여 객차관리장치(300)를 통해 카드단말기(210)에 전송하여 RF카드(100)에 위치정보와 시간정보를 기록하거나 탐색하고, 또한 빈좌석의 좌석번호를 객차관리장치(300)를 통해 별도의 좌석표 출력장치에 재전송하여 제공하며, 역관리장치에 카드거래내역과 운행결과정보를 전송함으로서 요금이 정산되도록 한다. 또한, 하차시에 RF카드 정보와 매칭된 좌석번호를 빈좌석으로 설정하여 이후 새롭게 탑승하는 탑승자에게 좌석번호를 지정한다. 먼저, 본 발명에 적용되는 급행열차(10)의 구성을 살펴보면, 일반열차와 유사하게 다수개의 객차로 이루어지고, 상기 객차는 통로의 좌우면으로 2열씩 좌석(20)을 연속하여 정렬시키고, 좌석배치후 남은 전후 공간부의 좌우에 게이트 장치(200)를 각각 1개조씩 설치한다. 상기 게이트 장치는 일반 지하철 역사에 사용되는 것과 유사한 외형으로 이루어지며, 통로를 확보하기 위해 적어도 2개의 게이트 장치를 설치하여야 한다. 만약에 2개의 게이트 장치를 설치하면 1개의 통로가 확보되고, 3개의 게이트 장치를 설치하면 2개의 통로가 확보된다. 아울러, 이러한 게이트 장치를 급행열차의 전후 좌우에 각각 1개조씩 설치하는 것이 바람직하며, 이에 따라 본 발명의 실시예에서는 한량의 객차당 총 4개조의 게이트 장치를 설치토록 한다. 또한, 탑승객의 원할한 통로 이동권을 확보하기 위해서 그 간격은 550mm가 정당하며, 바람직한 게이트 장치(200)의 갯수는 총 3개이다. 아울러, 상기 게이트 장치(200)는 탑승할 승객이나 하차할 승객이 모두 이용할 수 있도록, 승객이 현재 게이트 장치를 통해 탑승하는 상태이면 하차가 불가능하도록 하고, 승객이 현재 게이트 장치를 통해 하차하는 상태이면 승차가 불가능하도록 작동된다. 이러한, 기본적인 게이트 장치의 작동은 이미 일반 지하철 시스템이 널리 이용되고 있기 때문에 더이상의 설명은 생략토록 한다. 본 발명의 게이트 장치(100)에는 통로에 플랩이 기본적으로 장착되며 RF카드를 확인하여 허용되지 않은 RF카드일 경우에는 플랩을 작동시켜 승차가 거부될 수 있도록 한다. 본 발명의 RF카드(100)는 대부분 일반카드 형상으로 이루어지며, 그 내부에 RF안테나(110)와, 정보를 기록하는 RF카드용 IC칩(120)를 포함한다. 아울러, 게이트장치(200)에는 카드단말기(210)와, RF안테나(220)와, 승객감지수단(230)과, 플랩 구동부(240)와, 표시부(250)와, 총괄 제어부(260)가 구비된다. 상기 카드단말기(210)는 게이트장치(200)의 입구측과 출구측에 각각 설치되어 있으며, 탑승자는 입구측 카드단말기를 접촉토록 하고, 하차자는 출구측 카드단말기를 접촉하도록 한다. 게이트장치(200)에 설치되는 RF안테나(220)는 RF카드(100)와 송수신하여 카드 내부에 메모리된 정보를 출력하며, 이에 따라 정상적으로 이용가능한 카드인지 와 요금책정에 필요한 카드정보를 입수한다. 아울러, 비정상적인 카드인지도 판독할 수 있다. 승객감지수단(230)은 포토센서로 이루어지며 게이트의 양측면 입구측 및 출구측에 설치된다. 플랩 구동부(240)는 게이트장치(200)의 통로에 설치되는 플랩(241)의 개폐를 제어하며, 승객이 정상적인 방법으로 통과할 경우에는 작동하지 않고, 비정상적인 방법으로 통과할 경우에는 플랩(241)을 작동시켜 승객의 탑승을 거부토록 한다. 상기 제어부(260)는, 제어에 필요한 프로그램이 저장되는 메모리(261)와, RF 안테나(220)와 데이터 송수신을 하기 위한 비접촉 RF카드 인터페이스 수단(262)과, 비접촉식 RF카드로부터 지하철 요금 징수를 할 수 있도록 카드를 읽고 쓰기 위한 비밀코드를 발생시키는 코드발생부(263)와, 거래정보를 중앙컴퓨터로 전송하기 위한 통신포트(264)로 이루어진다. 이에 따라 제어부(260)는 RF안테나(220)로부터 카드정보를 입력받고 정상적인 카드사용인으로 판단되면 승객이 통과하는데 방해가 되지 않토록 플랩(241)을 작동시키지 않는다. 그러나, 역사내 게이트를 통과하지 않은 생태에서 급행열차를 탑승할려고 하는 경우에는 비정상적인 탑승으로 규정하여 플랩(241)을 작동시켜 승차를 거부시키도록 한다. 이는 급행열차가 동일한 역사를 동시에 같이 쓰기 때문이며, 따라서 승객은 반드시 역사내 게이트를 통과한 상태여야만 한다. 아울러, 본 발명의 급행열차는 필요에 따라서 2층 구조로 설계할 수 있는바, 탑승지로부터 하부계단(30)을 통해 1층 바닥을 연결하고, 아울러 탑승지로부터 상부계단(40)을 통해 2층 바닥을 연결하고, 2층 입구에 2층용 카드단말기(210a)를 설치하여 1층에 존재하는 카드단말기(210)를 통과한 고객에 한하여 2층을 이용할 수 있도록 제어 프로그램을 2층용 카드단말기(210a)에 내장한다. 물론, 2층에도 좌석(20)이 정렬되어 있다. 이에 따라 1층 탑승자와 2층 탑승자의 요금을 차별화하여 서비스를 차별화하고 이에 따른 요금정책을 다양화할 수 있게 된다. 즉, 2층은 1층에 비해 경관이 더 좋기 때문에 요금을 더 내는 탑승객에게 개방토록 하며, 이에 따라 RF카드에 2층 이용정보를 기입하여 1층 이용요금에 2층 이용요금이 합산되도록 한다. 이하에서 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 게이트장치(200)에는 RF카드와 정보를 송수신하기 위한 RF안테나(220)가 마련되고, 또한 게이트장치(200)를 통과하는 승객을 감지하기 위한 승객감지수단(230)과, 승객의 통과를 제한하기 위한 플랩(241)을 구비되며, 접촉되는 RF카드(100)의 정상 혹은 비정상처리를 표시할 수 있는 표시부(250)와, 상기 구성요소와 전기적으로 연결되어 게이트장치를 총괄 제어하는 제어부(260)가 설치되어 있다. 승객이 일반 지하철을 통과후 본 발명의 급행열차에 탑승하여 RF카드를 카드단말기(200)에 접촉시키며, 이때 제어부(260)는 RF안테나(220)와의 데이터 송수신을 하기 위한 비접촉 RF카드 인터페이스 수단(262)이 전기적으로 접속되며, 상기 RF안테나(220)에서 수신된 정보의 처리결과를 정상처리, 비정상처리, 지불요금, 잔 액 등으로 사용자에게 표시하는 상기 표시부(260)가 전기적으로 접속된다. 제어부(260)에서 정상적인 카드로 판단되면 코드발생부(240)에서 급행열차 요금의 징수를 할 수 있도록 RF카드(100)에 비밀코드를 발생시키고, 통신포트(264)를 이용하여 객차관리장치(300)를 통해 차량관리장치(400)로 거래 정보를 전송한다. 이때, 제어부(260)에서 판단하여 역사내 게이트를 통과하지 않은 상태이거나 비정상적인 카드로 판단되면 게이트장치(100)에 마련된 플랩(241)을 작동시켜서 부정탑승을 막도록 한다. 즉, RF안테나(220)를 통하여 비접촉식 RF카드(100)가 감지되면 제어부(210)는 메모리(220)에 저장되어 있는 프로그램에 의해 비접촉식 RF카드(100)의 RF카드용 IC칩(120)에 입력된 금액정보를 RF카드용 RF안테나(110)를 통해 읽고 쓰기를 하고, 이때 제어부(260)는 코드발생부(263)에서 발생되는 비밀코드의 확인절차와 병행하여 진행되므로 일반 지하철을 통과한 상태인지를 확인할 수 있으며, 상기한 동작에 의해 RF 카드(100)에서 징수된 지하철 승차요금은 RS-232 포트와 RS-422, RS-485 포트, TCP/IP를 포함하는 통신포트(264)에 의해 철도운영기관 등의 수집장치로 전송된다. 그리고, 차량관리장치(400)는 객차관리장치(300)를 통해 RF카드(100)에 좌석정보를 출력하여 탑승자가 지정된 좌석에 앉아서 여행이 가능토록 하고, 하차시에는 RF카드(100)에 매칭된 좌석번호를 빈좌석으로 규정하여 새롭게 탑승하는 승객에게 좌석번호를 부여토록 한다. 또한, 차량관리장치(400)는 RF카드(100)의 탑승에 따른 카드거래내역과 운행결과정보를 역관리장치(500)로 무선장비를 통하여 전송한다. 이하에서 본 발명의 동작을 도 8에 나타낸 플로우 챠트를 통해 설명하면 다음과 같다. 급행열차를 이용한 승차방법은, 급행열차가 정차역에 도착하게 되면 차량관리장치는 운행계획정보, 운행결과정보, 위치정보과 시각정보를 객차관리장치로 전송하며 객차관리장치는 다시 카드단말기로 전송하는 단계(S10); 출입문이 열리면서 급행열차 출입문 내부 게이트에 설치된 카드단말기를 통해 통로에 진입한 승객이 소지하고 있는 RF카드의 식별정보를 인식하는 단계(S20); 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 기본요금차감, 승차역, 승차시각, 카드단말기번호 등을 RF카드에 기록하는 단계(S30); 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 객차관리장치를 경유하여 차량관리장치에 좌석정보를 요청하는 단계(S40); 차량관리장치에서 좌석정보를 객차관리장치를 경유하여 카드단말기에 전송하고 좌석인가정보를 RF카드 번호와 매칭시켜 메모리 하는 단계(S50); 카드단말기가 RF카드에 위치정보와 시각정보를 기록하고, 좌석번호를 출력 하고, 플랩을 개방하여 탑승자를 탑승시키는 단계(S60)로 이루어진다. 또한, 급행열차를 이용한 하차방법을 도 9에 나타낸 플로우챠트를 통해 설명하면, 급행열차가 정차역에 도착하게 되면 차량관리장치는 운행계획정보, 운행결과정보, 위치정보과 시각정보를 객차관리장치로 전송하며 객차관리장치는 다시 카드단말기로 전송하는 단계(S110); 급행열차 게이트의 통로에 설치된 카드단말기를 통해 하차를 위해 통로에 진입한 승객이 소지하고 있는 RF카드의 식별정보를 인식하는 단계(S120); 카드단말기에서 정상카드로 확인되면 RF카드내 기록된 승차역, 승차시각 정보와 카드단말기의 운행계획정보, 운행결과정보 등의 정보를 이용하여 책정된 구간요금 계산하고 요금을 RF카드로부터 차감하는 단계(S130); 카드단말기는 하차한 RF카드 정보를 객차관리장치를 경유하여 차량관리장치로 전송함으로서 RF카드에 지정된 좌석을 해제하여 빈좌석으로 메모리하는 단계(S140); 카드단말기에서 하차역와 하차시각 정보를 RF카드에 기록하여 급행열차 이용시간과 위치에 따라 다른 운행장치들과 연동되도록 하고, 탑승객 하차를 위해 플랩을 개방시키는 단계(S150); 차량관리장치가 수신한 카드거래내역정보, 운행결과정보 등은 역관리장치로 무선으로 전송하는 단계(S160)로 이루어진다.
도 1은 본 발명에 적용되는 급행열차 외관도. 도 2는 본 발명에 적용되는 급행열차의 내부 평면도. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 2층 구조를 갖는 급행열차 개념을 나타낸 내부도면. 도 4는 본 발명의 2층 구조를 갖는 급행열차의 1층 구조도. 도 5는 본 발명의 2층 구조를 갖는 급행열차의 2층 구조도. 도 6은 본 발명의 급행열차의 게이트 장치 운용 시스템 구성도. 도 7은 본 발명의 게이트 장치의 제어부 구성도. 도 8은 본 발명의 게이트 장치 운용에 대한 승차방법 플로우챠트. 도 9는 본 발명의 케이트 장치 운용에 대한 하차방법 플로우챠트. * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * 10: 급행열차 20: 좌석 30: 2층열차 하부계단 40: 2층열차 상부계단 100: RF 카드 110: RF 안테나 120: RF카드용 IC칩 200: 게이트 장치 210: 카드 단말기 210a: 2층용 카드 단말기 220: RF 안테나 230: 승객감지수단 240: 플랩 구동부 241: 플랩 250: 표시부 260: 제어부 |
