신호 제어 시스템

신호 제어 시스템{SIGNALLING SYSTEM}

본 발명은 열차를 충돌시키지 않고 안전하게 주행시킬 수 있는 신호 제어 장치에 관한 것이다.

열차의 충돌을 회피하고, 열차 주행의 안전성을 확보하기 위해서는, 열차의 재선 위치를 검지하여, 서로의 열차가 충돌하지 않도록 각 열차를 제어할 필요가 있다. 따라서, 열차의 위치 검지를 위한 장치나, 열차를 제어하기 위한 장치가 필요하게 된다. 운행하는 열차 대수가 적은 선로 구간(예를 들면, 역간에 재선하는 열차가 1개의 열차 정도의 열차 간격의 선로 구간)에서는 상기의 장치의 초기 비용, 유지 비용이 문제가 된다.

따라서, 열차의 대수가 적은 선로 구간에서는 열차의 위치 검지 정밀도를 그다지 정확하게 하지 않아도 운행에 지장이 없다는 점과, 단선 구간이 많기 때문에, 1개의 역 사이에 1개의 열차밖에 재선하지 않는 역간-폐색(block)이라고 하는 생각으로 안전성을 확보하고 있는 경우가 많다.

역간-폐색을 실현하는 방법으로서, 종래부터 사용되어 오고 있는 방법으로서, 스태프 폐색식(staff blocking system), 태블릿 폐색식(tablet block system)이라고 하는 방식이 있다. 이들 방식은 통표라고 불리는 역간을 주행하기 위한 허가증을 사용한 방식이다. 스태프 폐색식도 태블릿 폐색식도 각 역간에 통표는 1개밖에 동시에는 존재하지 않는 구성으로 되어 있어, 통표를 사용하고 있는 열차만이 역간을 주행할 수 있도록 함으로써, 역간-폐색을 실현하고 있다.

통표를 전자화한 시스템도 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 각 역간에 고유의 통표(token)를 전자 데이터로서 작성한다. 열차가 발차할 때에, 발차하는 측의 역에 설치된 지상 장치로부터 통표를 무선으로 열차에 송신하고, 송신 후에는 발차하는 측의 역과 열차가 향하는 역의 양방의 지상 장치를 로크하고, 해제될 때까지 통표는 송신하지 않는다. 열차가 발차하여, 다음 역에 도착했을 때에, 통표를 도착한 역의 지상 장치에 송신하고, 지상 장치에서 통표를 확인하여 맞으면, 열차가 발차한 역과 열차가 도착한 역의 양방의 지상 장치의 로크를 해제하고, 다시 통표를 열차에 송신할 수 있게 된다. 이와 같이, 통표의 송신의 로크와 해제를 행함으로써, 역간에서 통표를 갖고 주행하는 열차를 1개의 열차로 한정하여, 역간-폐색을 실현하여 안전성을 확보하고 있다.

스태프 폐색식과 태블릿 폐색식에서는, 통표는 물리적인 것이며, 역에서 역무원과 운전수가 취급할 필요가 있어, 시간과 수고가 들어 열차 대수가 증가하면 대응할 수 없다. 또, 역무원과 운전수의 휴먼 에러에 대해서는 방지할 수 없다.

통표를 전자화함으로써, 운전수, 역무원의 작업을 줄이고, 특히 통표를 열차에 전달하는 작업에 있어서의 역무원의 휴먼 에러는 방지할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 지상 장치가 전자화된 통표를 작성하는 기능을 갖는 구성이 있어도, 하기와 같은 운전수의 휴먼 에러는 방지할 수 없다. 먼저, 통표를 수신하지 않았음에도 열차를 발차시켜 버리는 운전수의 휴먼 에러를 방지할 수 없다. 또한, 통표에서 허가받은 주행 방향을 운전수가 착각하여, 통표에서 허가받지 않은 구간에 침입하여 버리는 운전수의 휴먼 에러를 방지할 수 없다. 운전수가 주행 방향을 착각하는 예로서는 되돌아 가야할 역에서 통표 수신 후, 되돌아가지 않고 주행해 버리는 경우와, 전진해야할 역에서 통표 수신 후, 되돌아서 주행해 버리는 경우가 있다. 이와 같이, 종래 기술에서는 운전수의 휴먼 에러를 방지할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

이를 위해서, 본 발명에서는 운전수의 휴먼 에러가 있어도 충분한 안전성을 확보할 수 있는 신호 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

열차에 구비된 차상 제어 장치와, 역에 구비된 지상 장치와, 차상 제어 장치 및 지상 제어 장치와의 사이에서 송수신 되며, 2개의 역간의 주행을 허가하는 전자적인 통표를 구비하며, 차상 제어 장치는 발차역의 지상 장치로부터 전자 통표를 수신한 경우에, 운전수로부터의 지령에 따라서 열차의 주행을 가능하게 하고, 발차역의 지상 장치로부터 전자 통표를 수신하지 못한 경우에, 열차의 주행을 방지한다.

또는, 지상 장치로부터 차상 제어 장치로 통표를 송신하는 경우에, 열차가 발차역을 발차할 때에, 지상 장치는, 통표와, 해당 통표가 유효하게 되는 방향 정보를 차상 제어 장치로 송신하고, 차상 제어 장치는, 통표가 유효하게 되는 방향 정보에 기초하여, 해당 방향 정보와 동일 방향으로의 주행을 허가하고, 해당 방향 정보와 역방향으로의 주행을 방지한다.

이와 같은 신호 제어 시스템을 제공함으로써, 운전수의 휴먼 에러가 있어도 열차 주행의 안전성을 확보하는 것이 가능하게 된다.

상기와 같이, 운전수의 휴먼 에러가 발생해도, 열차의 안전성을 확보하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 실시예에 있어서의 신호 제어 처리의 개요를 나타내는 개념도.
도 2는 실시예에 있어서의 열차의 발차로부터 다음 역 도착까지의 열차의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 3은 실시예에 있어서의 열차의 발차로부터 다음 역 도착까지의 지상 장치의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

1개의 역간을 1개의 폐색 구간으로 하고, 1개의 역간에 동시에 복수의 열차가 진입하는 것을 방지하는 선로 구역에 있어서, 역간-폐색을 실현하여, 휴먼 에러가 발생해도, 열차를 충돌시킴이 없이 안전하게 주행시킨다고 하는 목적을 간단한 시스템 구성으로 실현했다.

이하 발명의 실시예를 도면을 기초하여 설명한다.

(실시예)

도 1에 본 발명의 실시예에 있어서의 신호 제어 시스템의 개념을 나타낸다.

도시하지는 않았지만, 열차(102)는, 역의 지상 장치로부터 수신한 전자 통표(1)(101)를 기억하고, 기억한 전자 통표(1)(101) 및 해당 전자 통표와 함께 기억된 방향 정보에 기초하여 열차의 주행을 제어하는 차상 제어 장치를 구비하고 있다. 또, 각 역에는 전자 통표(1)(101)를 기억하는 지상 장치와, 열차와의 전송을 행하는 역 열차 전송 장치를 구비한다.

도 1에 있어서, A역과 B역간의 주행 허가를 의미하는 전자 통표(1)(101)는, 도 1에서는 전체의 시스템으로서의 처리의 흐름을 나타내기 위해서, 편의상 복수 기재되어 있으나, 실제로는 하나밖에 존재하지 않고, 열차(102) 또는 A역의 지상 장치(103a), B역의 지상 장치(103b) 중 어느 하나의 기억 장치 내에 존재하고, 동시에 복수 개소에 존재하는 일은 없다.

또, 전자 통표(1)(101)는 A역-B역간의 주행 허가를 의미하고, 전자 통표(2)(101)는 C역-A역간의 주행 허가를 의미한다고 하는 식으로, 각 역간에는 각각 고유의 전자 통표가 마련되어 있다.

우선, A역의 상기 지상 장치(103a)에 상기 전자 통표(1)(101)가 있고, 상기 열차(102)가 A역을 출발하여 B역으로 향하는 경우의 처리의 흐름을 설명한다. A역으로부터 B역으로 향하는 방향을 하행 방향으로 한다.

A역에 있는 상기 열차(102)는, B역을 향하여 발차하기 위한 발차 허가 요구를 B역으로 향하는 방향인 「하행」이라고 하는 방향 정보와 함께, 상기 지상 장치(103a)에 역 열차 전송 장치(105)를 통하여 송신한다. 상기 역 열차 전송 장치(105)는 상기 지상 장치(103)와 상기 열차(102) 사이의 정보의 송수신을 가능하게 하는 장치이며, 단거리의 한정된 범위만 통신가능하면 되어, 트랜스폰더(transponder), 발리스(balise), 범용의 무선기 등, 다양한 장치를 이용할 수 있어, 본 발명에 있어서 상기 역 열차 전송 장치(105)는 특정하지 않았다.

상기 열차(102)로부터 발차 허가 요구를 수신한 A역의 상기 지상 장치(103a)는 자신이 A역으로부터 하행 방향에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)(A역-B역)를 갖고 있는 경우는, 상기 전자 통표(1)(101)를 B역으로 향하는 방향인「하행」이라고 하는 방향 정보와 함께 상기 역 열차 전송 장치(105)를 통해서 상기 열차(102)에 송신하고, 상기 열차(102)가 수신한 것을 확인한 후에, 상기 지상 장치(103a)에 있었던 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다.

상기 지상 장치(103a)는 A역으로부터 하행 방향에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)를 갖고 있지 않은 경우는, 역간 전송선(104)을 통해서, B역의 상기 지상 장치(103b)에 상기 전자 통표(1)(101)를 요구한다. 요구를 받은 상기 지상 장치(103b)는 상기 전자 통표(1)(101)를 갖고 있으면, 상기 역간 전송선(104)을 통하여 상기 전자 통표(1)(101)를 상기 지상 장치(103a)로 송신하고, 상기 지상 장치(103a)가 수신한 것을 확인한 후에, 상기 지상 장치(103b)에 있었던 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다. 상기 역간 전송선(104)은 상기 전자 통표(1)(101)의 송수신에 사용될 뿐이므로, 적은 통신 용량으로도 동작 가능하다. 꼬임 쌍선, ISDN 전용선, 이더넷(등록 상표) 등 다양한 전송선이 사용 가능하므로, 본 발명에서는 상기 역간 전송선(104)은 특정하지 않았다.

상기 지상 장치(103b)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신한 상기 지상 장치(103a)는, 상기 전자 통표(1)(101)를「하행」이라고 하는 방향 정보와 함께 상기 역 열차 전송 장치(105)를 통해서 상기 열차(102)에 송신하고, 상기 열차(102)가 수신한 것을 확인한 후에, 상기 지상 장치(103a) 내에 있던 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다.

상기 지상 장치(103a)와 상기 지상 장치(103b)의 양방이 상기 전자 통표(1)(101)를 갖고 있지 않은 경우는, A역과 B역의 사이에 상기 전자 통표(1)(101)를 갖고 주행 중인 열차가 있는 것을 의미하고 있고, A역, B역 어느 쪽으로부터도 열차를 발차시킬 수 없어, 상기 지상 장치(103a)는 상기 열차(102)에 상기 전자 통표(1)(101)를 송신하지 못한다. 상기 지상 장치(103a)는 B역으로부터 A역에 도착한 다른 열차, 또는, 상기 지상 장치(103b)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신하면, 상기 열차(102)에 상기 전자 통표(1)(101)를 송신한다.

상기 열차(102)는, 상기 지상 장치(103a)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 방향 정보와 함께 수신한다. 상기 열차(102)의 차상 제어 장치는, 상기 전자 통표(1)(101)를 방향 정보와 함께 수신할 때까지는, 열차가 주행할 수 없도록 운전수의 입력에 관계없이 열차에 브레이크력을 출력시켜 주행을 방지한다. 상기 지상 장치(103a)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 방향 정보와 함께 수신했을 때에, 상기 열차(102)의 차상 제어 장치는, 방향 정보에서 지정된 방향으로 주행할 수 있도록 열차로부터 출력되는 브레이크력을 느슨하게 한다. 방향 정보에서 지정된 방향과는 역방향으로 상기 열차(102)가 주행하고 있는 것을 검지한 경우는, 상기 열차(102)의 차상 장치는, 운전수의 입력에 관계없이 열차에 브레이크력을 출력시켜, 지정된 방향 이외의 방향으로 주행하지 않도록 제어한다.

상기 열차(102)는, 상기 지상 장치(103a)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 방향 정보와 함께 수신하여 주행을 개시하고, B역에 도착했을 때에, 갖고 있는 상기 전자 통표(1)(101)를 상기 역 열차 전송 장치(105)를 통해서 상기 지상 장치(103b)에 송신한다. 상기 지상 장치(103b)가 상기 전자 통표(1)(101)를 수신한 것을 확인한 후에, 상기 열차(102)는 갖고 있던 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다.

상기 열차(102)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신한 상기 지상 장치(103b)는 상기 전자 통표(1)(101)를 보유한다. 이때에, 상기 전자 통표(1)(101)를 보유하고 있는 것은 상기 지상 장치(103b)만이며, 다른 지상 장치, 열차는 보유하고 있는 일은 없다.

역의 전철기의 제어에 대해서는, 발조 전철기를 이용하면 제어는 필요 없다. 혹은 연동 장치를 설치하고, 전철기의 전환, 쇄정을 실시하고, 진로를 확보한 후에 상기 전자 통표(1)(101)를 상기 열차(102)에 송신함으로써 안전하게 전철기를 제어하는 것이 가능하다.

이상과 같은 신호 제어 시스템을 구성하는 것에 의해서, 전자 통표(1)(101)는 1개밖에 존재하지 않는 것으로 되기 때문에, 상기 전자 통표(1)(101)를 갖는 상기 열차(102)만 A역-B역간을 주행할 수 있도록 하고, 역간에 재선하는 열차를 1개의 열차만으로 하는 것이 가능하게 되어, 다른 열차와의 충돌을 방지하여, 상기 열차(102)를 안전하게 주행시키는 것이 가능하게 된다. 또, 상기 지상 장치(103)로부터 열차(102)로 송신되는 상기 전자 통표(1)(101)를 해당 전자 통표가 유효하게 되는 방향 정보와 함께 송신됨으로써, 운전수의 휴먼 에러에 의해, 허가되지 않은 방향으로 열차(102)가 주행하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 상기 열차(102)의 발차로부터 다음 역의 도착까지의 상기 열차(102)의 처리의 흐름을 도 2에 나타낸다. 도 2의 스텝 201 내지 스텝 212에서 상기 열차(102)의 주행의 안전성을 확보한다.

스텝 201 : 열차(102)가 상기 전자 통표(1)(101)와 방향 정보를 지상 장치(103)로부터 수신할 때까지, 차상 제어 장치는 브레이크를 출력한다. 스텝 202로 진행한다.

스텝 202: 역으로부터 발차하기 위한 발차 허가 요구를 발차하고자 하는 방향 정보와 함께 상기 지상 장치(103)에 송신한다. 스텝 203으로 진행한다.

스텝 203 : 열차(102)가 상기 전자 통표(1)(101)와 방향 정보를 지상 장치(103)로부터 수신할 때까지 스텝 204를 반복한다. 수신하면, 스텝 205로 진행한다.

스텝 204: 상기 스텝 202와 마찬가지로, 역으로부터 발차하기 위한 발차 허가 요구를 발차하고자 하는 방향 정보와 함께 상기 지상 장치(103)에 송신한다.

스텝 205 : 열차(102)가 상기 전자 통표(1)(101)와 방향 정보를 수신한 상태로 되었기 때문에, 차상 제어 장치는 브레이크를 느슨하게 하고, 스텝 206으로 진행한다.

스텝 206: 상기 열차(102)의 주행 방향이 지상 장치(103)로부터 수신한 방향 정보와 일치하는 지를 체크하고, 일치하지 않은 경우에는 스텝 207로 진행한다. 일치하면 스텝 208로 진행한다.

스텝 207: 전자 통표에 의해 허가된 방향과는 다른 방향으로 주행하고 있는 것을 의미하고 있기 때문에, 차상 제어 장치는 브레이크를 출력하여 안전을 확보한다.

스텝 208: 다음 역에 도착하면 브레이크를 출력한다. 스텝 209로 진행한다.

스텝 209: 도착한 역의 상기 지상 장치(103)에 상기 전자 통표(1)(101)를 송신한다. 스텝 210으로 진행한다.

스텝 210: 상기 지상 장치(103)가 전자 통표를 수신한 것이 확인될 때까지 스텝 211을 반복한다. 수신이 확인되면 스텝 212로 진행한다.

스텝 211: 상기 스텝 209와 마찬가지로, 도착한 역의 상기 지상 장치(103)에 상기 전자 통표(1)(101)를 송신한다.

스텝 212: 상기 열차(102)가 갖고 있는 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다.

상기와 같은 흐름에서, 상기 열차(102)의 처리를 실장함으로써, 열차(102)가 상기 전자 통표(1)(101)를 갖는 경우에 허가된 방향으로만 열차(102)를 주행시키는 것이 가능하게 되어, 열차의 주행의 안전성이 확보된다.

본 실시예에서의 열차(102)의 A역 발차로부터 다음의 B역 도착까지의 상기 지상 장치(103)의 처리의 흐름을 도 3에 나타냈다. 도 3의 스텝 301 내지 312에서 상기 열차(102)의 주행의 안전성을 확보한다.

스텝 301: A역으로부터 발차하기 위한 발차 허가 요구를 발차하고자 하는 방향 정보(여기서는 B역으로 향하는 하행 방향으로 한다)와 함께 상기 열차(102)로부터 수신한다. 스텝 302로 진행한다.

스텝 302: 상기 열차(102)로부터 요구된 방향의 역간(A역-B역)에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)를 갖고 있는 지를 확인한다. 갖고 있으면 스텝 307로 진행하고, 갖고 있지 않으면 스텝 303으로 진행한다.

스텝 303: 상기 열차(102)로부터 요구된 방향의 역간(A역-B역)에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)를 수신할 때까지 스텝 304 내지 스텝 306을 반복한다. 수신하면 스텝 307로 진행한다.

스텝 304: 상기 열차(102)로부터 요구된 방향(하행 방향)에 인접하는 역(B역)에 상기 전자 통표(1)(101)를 요구한다. 스텝 305로 진행한다.

스텝 305: 상기 스텝 304에서 요구된 인접 역(B역)으로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신했는 지를 확인한다. 스텝 306으로 진행한다.

스텝 306: 상기 열차(102)가 발차하려고 하고 있는 해당 역(A역)에 도착한 다른 열차로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신했는 지를 확인한다.

스텝 307: 상기 열차(102)로부터 요구된 방향의 역간(A역-B역)에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)와, 상기 전자 통표(1)(101)에 대응하는 방향 정보를 상기 열차(102)에 송신한다. 스텝 308로 진행한다.

스텝 308: 상기 열차(102)가 전자 통표를 수신한 것이 확인될 때까지 스텝 309를 반복한다. 수신이 확인되면 스텝 310으로 진행한다.

스텝 309: 스텝 307과 마찬가지로, 상기 열차(102)로부터 요구된 방향의 역간(A역-B역)에 대응하는 상기 전자 통표(1)(101)와, 상기 전자 통표(1)(101)에 대응하는 방향 정보를 상기 열차(102)에 전송한다.

스텝 310: 상기 열차(102)가 상기 전자 통표(1)(101)를 수신한 것이 확인되면, 지상 장치(103)에 갖고 있는 상기 전자 통표(1)(101)를 삭제한다. 스텝 311로 진행한다.

스텝 311: 다음 역(B역)에 도착한 상기 열차(102)로부터 상기 전자 통표(1)(101)를 수신한다. 스텝 312로 진행한다.

스텝 312: 상기 열차(102)로부터 수신한 상기 전자 통표(1)(101)를 지상 장치(103)의 기억 장치 내에 보유한다.

상기와 같이, 상기 지상 장치의 처리를 실장함으로써, 상기 전자 통표(1)(101)를 갖는 열차가 하나의 역간에 하나로 되도록 상기 전자 통표(1)(101)를 관리할 수 있다. 또, 주행을 허가한 방향 정보도 송신함으로써, 운전수의 오동작에 의해 열차가 잘못된 방향으로 주행하는 것을 방지하여, 열차의 주행의 안전성이 확보된다.

101: 전자 통표
102: 열차
103: 지상 장치
104: 역간 전송선
105: 역 열차 전송 장치