열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템 및 열차의 방호 방법 { train control system and train protection method }
본 발명은 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템 및 열차의 방호 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열차위치검지를 위해 무선통신기술을 적용한 시스템에서 열차추적에 장애가 발생하는 경우 열차위치를 검지하는 보조 검지 장치를 사용하여 열차의 위치를 감시하여 열차충돌 또는 추돌 사고가 발생하지 않도록 열차를 방호하는 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템 및 열차의 방호 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선통신기술을 사용하지 않는 기존의 열차제어시스템(또는 신호시스템)은 궤도회로를 사용하여 열차위치를 검지하고, 이를 바탕으로 선행열차와 후속열차 간의 열차간격제어를 수행하고, 분기구간에서의 열차진로제어를 수행하고 있다. 이때, 선행열차와 후속열차 사이의 열차간격제어는 지상에 설치된 지상제어장치(또는 zone controller)가 담당하고, 분기구간에서의 열차진로제어는 연동장치가 담당한다. 특히, 궤도회로에서의 열차검지정보는 지상제어장치와 연동장치의 입력으로 사용된다. 한편, 통신기술의 발달과 함께 열차제어시스템도 무선통신기술을 적용하였고 이를 통하여 시스템의 안전성과 수송능력을 높이고 있다. 이때, 무선통신기술을 적용하는 경우 궤도회로를 사용하지 않기 때문에 지상제어장치 및 연동장치는 열차에서 전송하는 열차위치정보를 사용하여야 한다. 즉, 열차는 지상에 설치되는 지상제어장치로 열차위치정보를 전송하고, 지상제어장치는 열차위치정보를 연동장치로 전송한다. 그런데, 열차에 장애가 발생하여 열차위치정보를 지상제어장치로 전송하지 못하는 경우 연동장치는 분기구간에서의 열차진로제어를 처리할 수 없다. 따라서, 열차 또는 지상제어장치에 장애가 발생하여 정상적인 열차운행이 불가능한 경우, 분기구간에서 열차의 탈선 및 열차충돌사고가 발생할 우려가 있고, 이로 인한 열차탈선 및 충돌 등을 방지하여 수동으로 열차운전취급이 가능하도록 하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 지상에 열차위치 보조 검지 장치를 구비하여 연동장치의 열차진로제어가 항상 유지되도록 하여 열차의 탈선 및 열차충돌사고 등을 방지할 수 있는 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템 및 열차의 방호 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; 열차에 설치되어 열차위치정보를 무선으로 송출하는 차상제어장치와, 지상의 선로변에 설치되어 열차를 검지하는 열차위치 보조 검지 장치와, 상기 차상제어장치로부터 열차위치정보를 무선 수신하여 열차간격을 제어하는 지상제어장치와, 상기 지상제어장치로부터 입력되는 열차위치정보와 상기 열차위치 보조 검지 장치로부터 입력되는 열차검지정보를 분석하여 열차진로를 제어하는 연동장치와, 분기구간에 설치되어 상기 연동장치의 열차진로제어에 선로를 전환하는 선로전환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템을 제공한다. 이때, 상기 열차위치 보조 검지 장치로부터 입력되는 열차검지정보를 수집하여 상기 연동장치로 전송하는 열차검지정보수집장치가 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 열차위치 보조 검지 장치는 궤도회로인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 연동장치는 열차검지정보수집장치에서 전송한 열차검지정보를 처리하여 열차가 위치하고 있는 열차구간점유정보와 열차주행방향정보를 생성하여 상기 지상제어장치로 전송하고, 상기 지상제어장치는 열차의 차상제어장치에서 전송하는 실시간 열차위치정보를 통해 열차의 주행방향에 대한 열차주행방향정보를 생성하여 상기 연동장치로 전송하는 것을 특징으로 한다. 이때, 열차에 장애가 발생하면 상기 지상제어장치는 상기 연동장치에서 전송된 열차구간점유정보를 활용하여 장애가 발생된 열차가 있는 구간으로 다른 열차가 진입하지 않도록 열차간격제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 지상제어장치에 장애가 발생하면 상기 연동장치는 열차위치 보조 검지 장치가 전송한 열차검지정보를 이용하여 상기 선로전환기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은; 지상(地上) 선로변에 일정 구간별로 설치되는 열차위치 보조 검지 장치로부터 열차 검지로 인한 열차검지정보를 연동장치에서 수신하고, 선로를 따라 이동하는 열차의 차상제어장치로부터 열차위치정보를 실시간으로 지상제어장치에서 수신하는 제1단계; 상기 연동장치는 열차검지정보수집장치로부터 수신된 열차검지정보를 처리하여 열차가 위치하고 있는 열차구간점유정보와 열차주행방향정보를 생성하여 상기 지상제어장치로 전송하고, 상기 지상제어장치는 열차의 차상제어장치에서 전송하는 실시간 열차위치정보를 통해 열차의 주행방향에 대한 열차주행방향정보를 생성하여 상기 연동장치로 전송하는 제2단계; 상기 열차와 지상제어장치간 통신 장애가 발생하면 상기 연동장치는 상기 열차검지정보수집장치로부터 수신된 열차검지정보를 처리하여 생성된 열차구간점유정보와 열차주행방향정보로 선로전환기를 제어하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차의 방호 방법도 제공한다. 이때, 상기 제3단계는, 열차에 장애가 발생하면 상기 지상제어장치는 상기 연동장치에서 전송된 열차구간점유정보를 활용하여 장애가 발생된 열차가 있는 구간으로 다른 열차가 진입하지 않도록 다른 열차로 제어신호를 전송하여 열차간격제어를 더 수행하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 열차에서 전송한 실시간 열차위치정보와 지상에 설치되어 열차를 검지하는 열차위치 보조 검지 장치의 열차검지정보를 지상제어장치와 연동장치가 서로 공유하여 열차제어시스템의 안전성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 열차와 지상제어장치간에 통신 장애 발생으로 인한 열차위치정보가 무선 수신되지 않더라도 연동장치는 열차위치 보조 검지 장치가 전송한 열차검지정보를 이용하여 제어영역에서 운행중인 모든 열차의 구간점유정보를 확인할 수 있고 이 정보를 활용하여 제한적이지만 열차운행을 지속할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 방호를 위한 열차 제어 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 제어 시스템 및 열차의 방호 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 이때, 도 1은 본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 방호를 위한 열차 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 의하면 본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 방호를 위한 열차 제어 시스템은 지상(地上)에 설치되는 액슬카운터, 궤도회로 또는 유전원 지상자 등의 열차위치를 검지하는 열차위치 보조 검지 장치(100)를 사용하여 열차(1)의 위치를 검지하여 연동장치(200)의 열차진로제어가 항상 유지되도록 한다. 특히, 상기 열차위치 보조 검지 장치(100)에서 검지되는 열차검지정보를 전자 연동장치(200)에 전송해 줌으로서, 무선통신으로 열차위치를 지상제어장치(또는 지상ATP)(300)로 전송하는 열차(1)의 차상제어장치(또는 차상ATP)(400)에 장애가 발생하면, 연동장치(200)는 검지한 열차검지정보를 분석하여 열차구간검지정보를 생성하고 이를 지상제어장치(300)로 전송하여 지상제어장치(300)가 장애가 발생한 열차(1)를 정지시키고, 장애가 발생한 열차(1)로 접근하는 다른 열차를 정차시켜서 열차를 방호한다. 따라서, 열차(1)의 차상제어장치(400)에 장애가 발생되어도, 열차위치 보조 검지 장치(100)의 열차검지정보를 활용하여 열차방호구역을 설정하여 열차간 추돌사고 또는 충돌사고를 방지하고자 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차 방호를 위한 열차 제어 시스템은 열차(1)에 설치되어 열차위치정보를 무선으로 송출하는 차상제어장치(400)와, 지상에 설치되어 열차를 검지하는 열차위치 보조 검지 장치(100)와, 상기 차상제어장치(400)로부터 열차위치정보를 무선 수신하여 열차간격을 제어하는 지상제어장치(300)와, 상기 지상제어장치(300)로부터 입력되는 열차위치정보와 열차위치 보조 검지 장치(100)로부터 입력되는 열차검지정보를 분석하여 열차진로를 제어하는 연동장치(200)로 구성된다. 이때, 상기 연동장치(200)의 열차진로제어에 따라 분기구간에 설치되는 선로전환기(500)를 제어함으로써 열차의 진로가 제어된다. 또한, 상기 연동장치(200)는 지상제어장치(300)로 열차구간점유정보를 전송하여 지상제어장치(300)는 상기 차상제어장치(400)로부터 무선 수신되는 열차위치정보와 연동장치(200)에서 수신되는 열차구간점유정보를 분석하여 신뢰성을 갖고 열차간격을 제어한다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다. 먼저 지상(地上)에는 연동장치(200)가 설치되고 부속장치로서 선로변에 설치되어 열차를 검지하면 열차검지정보를 발생하는 열차위치 보조 검지 장치(100)와, 연동장치(200)에 의해 제어되는 선로전환기(500)와, 다수의 열차위치 보조 검지 장치(100)로부터 입력되는 열차검지정보들을 수집하여 상기 연동장치(200)로 전송하는 열차검지정보수집장치(600)가 설치된다. 한편, 정상적으로 열차(1)가 운행시에 열차(1)에 설치되는 차상제어장치(400)는 열차(1)에서 연산한 현재의 열차위치정보를 지상에 설치되는 지상제어장치(300)로 전송한다. 그리고, 상기 지상제어장치(300)를 차상제어장치(400)에서 무선 수신된 열차위치정보를 연동장치(200)로 전송한다. 또한, 선로변에 설치된 열차위치 보조 검지 장치(100)는 열차검지정보를 열차검지정보수집장치(600)를 거쳐서 연동장치(200)로 전송하는데, 상기 연동장치(200)는 지상제어장치(300)에서 전송되는 열차위치정보와 열차위치 보조 검지 장치(100)에서 검지된 열차검지정보를 토대로 열차진로를 설정하고 분기구간에 설치된 선로전환기(500)를 전환하는 열차진로제어를 수행한다. 한편, 상기 지상제어장치(300)는 차상제어장치(400)로부터 무선 수신되는 열차위치정보를 연동장치(200)로 전송하고, 상기 연동장치(200)는 열차검지정보수집장치(600)에서 수신된 열차검지정보를 분석하여 생성한 열차구간점유정보를 지상제어장치(300)로 전송하는 구조를 통해, 지상제어장치(300)와 연동장치(200)간에 열차위치정보와 열차구간점유정보를 서로 공유하도록 한다. 이때, 상기 연동장치(200)는 열차검지정보수집장치(600)에서 전송한 열차검지정보를 처리하여 열차가 위치하고 있는 열차구간점유정보와 열차주행방향정보를 생성하고, 상기 지상제어장치(300)는 열차(1)의 차상제어장치(400)에서 전송하는 실시간 열차위치정보를 통해 열차의 주행방향에 대한 열차주행방향정보를 생성한다. 이와 같은 지상제어장치(300)는 지상제어장치(300)가 생성한 열차위치정보 및 열차주행방향정보와 연동장치(200)로부터 수신된 열차구간점유정보 및 열차주행방향정보를 비교하여 선행열차와 후속열차 간 열차간격제어를 수행함으로써, 열차간격제어기술의 안전성을 높인다. 그리고, 상기 연동장치(200)는 연동장치(200)에서 생성한 열차구간점유정보 및 열차주행방향정보와 상기 지상제어장치(300)로부터 수신된 열차위치정보 및 열차주행방향정보를 비교하여 분기구간에서의 열차진로제어를 수행함으로써, 열차진로제어기술의 안전성을 높인다.
한편, 본 발명은 열차위치 보조 검지 장치(100)에서 검출 생성되는 열차검지정보는 지상제어장치(300)로 바로 전송되지 않고, 연동장치(200)를 거쳐 지상제어장치(300)로 전송된다. 만약 열차(1)에 장애가 발생하여 열차(1)의 차상제어장치(400)에서 지상제어장치(300)로 실시간 열차위치정보를 전송할 수 없는 경우에는 지상제어장치(300)는 열차의 현재 위치를 추적할 수 없다. 따라서, 상기 지상제어장치(300)는 연동장치(200)에서 전송된 열차구간점유정보를 활용하여 장애가 발생된 열차가 있는 구간으로 다른 열차가 진입하지 않도록 조치하여 열차간격제어를 수행함으로써 열차 충돌사고를 방지한다. 한편, 상기 지상제어장치(300)에 장애가 발생하여 제어영역에서 주행중인 모든 열차의 열차위치정보를 처리할 수 없는 경우, 연동장치(200)는 열차위치 보조 검지 장치(100)가 전송한 열차검지정보를 이용하여 제어영역에서 운행중인 모든 열차의 구간점유정보를 확인할 수 있고, 이 정보를 활용하여 제한적이지만 열차운행을 지속할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 열차위치 보조 검지 장치를 활용한 열차의 방호 과정을 설명한다. 지상(地上) 선로변에 일정 구간별로 설치되는 열차위치 보조 검지 장치(100)는 열차가 검지되면 열차검지정보를 발생하며, 이는 열차검지정보수집장치(600)로 수집된다. 이때, 상기 열차검지정보수집장치(600)는 다수의 열차위치 보조 검지 장치(100)로부터 열차검지정보를 수신하여 연동장치(200)로 전송한다. 한편, 선로를 따라 이동하는 열차(1)의 차상제어장치(400)는 열차위치정보를 실시간으로 지상제어장치(300)로 전송한다. 그리고, 상기 연동장치(200)는 열차검지정보수집장치(600)로부터 수신된 열차검지정보를 처리하여 열차가 위치하고 있는 열차구간점유정보와 열차주행방향정보를 생성하고, 상기 지상제어장치(300)는 열차(1)의 차상제어장치(400)에서 전송하는 실시간 열차위치정보를 통해 열차의 주행방향에 대한 열차주행방향정보를 생성하고, 지상제어장치(300)와 연동장치(200) 간에 각각의 정보를 전송하여 공유한다. 이때, 지상제어장치(300)와 연동장치(200)는 각각 수신된 다른 장치의 정보를 활용하여 선행열차와 후속열차 간 열차간격제어를 수행하거나 분기구간에서의 열차진로제어를 수행하여 제어의 안전성을 높일 수 있다. 이와 같은 안전 운행 중에 열차와 지상제어장치(300)간 통신 장애가 발생하면 지상제어장치(300)는 연동장치(200)에서 전송된 열차구간점유정보를 활용하여 장애가 발생된 열차가 있는 구간으로 다른 열차가 진입하지 않도록 다른 열차로 제어신호를 전송하여 열차간격제어를 수행하고, 지상제어장치(300)에 장애가 발생하면 연동장치(200)가 선로전환기(500)를 제어하는 방식으로 제한적이지만 열차운행을 지속할 수 있다. 이 경우 상기 지상제어장치(300)가 정상상태로 복귀할 때까지 모든 열차(1)는 수동으로 전환되고 열차운전자가 열차운전을 책임지도록 한다. 이를 위해 지상의 관제실에 있는 관제요원은 연동장치(200)에서 생성된 열차구간점유정보를 활용하여 분기구간에서의 열차진로취급을 하고, 무선장치를 이용한 음성지령으로 열차운행을 명령한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
1: 열차 100: 열차위치 보조 검지 장치
200: 연동장치 300: 지상제어장치
400: 차상제어장치 500: 선로전환기
600: 열차검지정보수집장치 |
