핸드오버를 결정하는 열차 시스템, 열차의 핸드오버 산출 장치 및 방법

申请号 KR1020120158723 申请日 2012-12-31 公开(公告)号 KR1020140087916A 公开(公告)日 2014-07-09
申请人 주식회사 포스코아이씨티; 发明人 조찬호; 이재형;
摘要 The present invention includes a handover calculation device mounted on a train to determine a point of time of handover of the train. The handover calculation device includes a train movement distance computation unit that calculates a train movement distance of the train which is moving from a reference point; a marginal distance calculation unit that calculates a marginal distance that reflects an error of the train movement distance by a tacho generator error formed in the train during the movement of the train by the train movement distance; and a handover computation unit that determines a point of time when a handover determination distance, which is obtained by subtracting the train length that is the total length of the train and the marginal distance from the train movement distance, exceeds a previously set handover reference distance as a point of time of handover of the train.
权利要求
  • 열차에 탑재되어 상기 열차의 핸드오버(hand-over) 시점을 결정하는 핸드오버 산출 장치를 포함하고,
    상기 핸드오버 산출 장치는,
    기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리를 산출하는 열차 이동거리 연산부;
    상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리를 계산하는 여유 거리 산출부; 및
    상기 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 핸드오버 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 열차 이동거리 연산부는,
    레일의 일정 구간 마다 형성된 테그에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 상기 열차 이동 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 여유 거리 산출부는,
    상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 상기 여유 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 여유 거리 산출부는,
    상기 열차가 주행하는 중 발생되는 타코 제너레이터의 연산 오차값 및 상기 타코 제너레이터의 하드웨어 정밀도 기준에 의해 산출되는 위치 분해능값 중 적어도 어느 하나를 반영하여 상기 타코 제너레이터의 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 연산부는,
    상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나간 거리인 안테나 거리를 상기 핸드오버 결정 거리에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 제1항에 있어서,
    상기 열차에 설치된 적어도 하나의 상기 타코 제너레이터 중에서 가장 높은 펄스를 출력하는 타코 제너레이터의 펄스 값을 선택하는 타코 제너레이터 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 장치.
  • 선두차량 및 후미차량을 포함하는 열차;
    열차의 회전축에 부착되어 열차 이동에 따른 회전을 검출하는 타코 제너레이터; 및
    상기 선두차량 및 후미차량 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 산출된 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 핸드오버 산출 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 결정하는 열차 시스템.
  • 제7항에 있어서,
    상기 핸드오버 산출 장치는,
    상기 열차가 주행하는 중 발생되는 타코 제너레이터의 연산 오차값 및 상기 타코 제너레이터의 하드웨어 정밀도 기준에 의해 산출되는 위치 분해능값 중 적어도 어느 하나를 반영하여 상기 타코 제너레이터의 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 결정하는 열차 시스템.
  • 제7항에 있어서,
    상기 핸드오버 산출 장치는,
    상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나간 거리인 안테나 거리를 상기 핸드오버 결정 거리에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 핸드오버를 결정하는 열차 시스템.
  • 레일의 일정 구간 마다 형성된 테그에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리를 산출하는 단계;
    상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리를 계산하는 단계;
    상기 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 핸드오버 결정 거리 및 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 비교하여 상기 핸드오버 결정 거리가 상기 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 방법.
  • 제10항에 있어서,
    상기 여유 거리를 계산하는 단계는,
    상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 상기 여유 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 방법.
  • 제10항에 있어서,
    상기 핸드오버 결정 거리를 산출하는 단계는,
    상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나까지의 거리인 안테나 거리를 상기 핸드오버 결정 거리에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 열차의 핸드오버 산출 방법.
  • 说明书全文

    핸드오버를 결정하는 열차 시스템, 열차의 핸드오버 산출 장치 및 방법{System for making hand-over timing, Apparatus and Method for Calculating time of hand-over}

    본 발명은 열차의 핸드오버 산출에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열차의 이동에 따른 핸드오버 결정 시점을 산출하는 핸드오버를 결정하는 열차 시스템, 열차의 핸드오버 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.

    대표적인 대중교통 수단으로써 열차는 교통 지체나 정체의 불편 없이 신속하고 정확하게 목적지까지 이동할 수 있는 매우 유용한 교통수단이다.

    특히, 고속으로 운행되는 열차의 출현으로 인해 그 이용 빈도가 더욱 높아지고 있을 뿐만 아니라, 최근에는 다양한 형태의 새로운 열차가 연구 및 도입되고 있어 열차에 대한 관심이 날로 증대되고 있다.

    이러한 열차는 이동 중에도 지상의 지상신호장치 등과 무선 통신을 통해 끊임없이 데이터를 주고 받기 위해 핸드오버(hand-over)를 실행해야 한다.

    도 1은 종래 기술에 따른 열차의 핸드오버 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

    도 1에서 알 수 있듯이, 종래 기술에 따른 열차(10)는 해당 레일신호기(Wayside Radio Set)(20)의 통신 지역을 벗어나 인접 레일신호기(30)의 통신 지역으로 이동할 때 열차가 인접 레일신호기(30)의 채널에 동조되어 지속적인 무선 통신을 수행할 수 있도록 하는 핸드오버(hand-over)를 수행한다.

    이를 위해 지상의 지상신호장치는 열차의 위치 및 속도 정보를 수신하여 열차의 핸드오버 시정을 결정한다. 지상신호장치는 이를 위해 열차의 위치 및 속도 정보를 이용하고, 해당 레일신호기(Wayside Radio Set)(20) 및 인접 레일신호기(30)의 위치를 이용할 수 있다.

    그러나, 종래기술에 따른 열차의 핸드오버 방법에 따르면, 레일신호기와 열차의 상대적인 위치에 따라 지상에 설치된 지상신호장치에서 열차의 핸드오버 시점을 결정하고 이를 무선 통신을 통해 열차에 전달하므로, 신호처리 및 신호 전송에 따른 시간 차로 인한 오차가 발생할 수 있어 문제된다. 특히, 열차의 이동 속도가 점차 고속화되고 있는 최근의 열차에서는 이러한 문제가 더욱 심각해질 수 있다.

    또한, 종래기술에 따른 열차의 핸드오버 방법에 따르면, 지상에 설치된 지상신호장치가 주체가 되어 단순히 열차의 위치 및 속도를 고려하여 핸드오버 시점을 결정하므로 이동 중인 열차가 갖는 다양한 위치 오차를 적극적으로 고려할 수 없는 문제가 있다.

    본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열차의 속도 패턴에 이용될 열차 노선의 곡률 반경을 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

    또한, 본 발명은 열차의 길이를 고려하여 열차 노선의 곡률 반경을 산출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

    상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치는, 열차에 탑재되어 상기 열차의 핸드오버(hand-over) 시점을 결정하는 핸드오버 산출 장치를 포함하고, 상기 핸드오버 산출 장치는, 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리를 산출하는 열차 이동거리 연산부; 상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리를 계산하는 여유 거리 산출부; 및 상기 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 핸드오버 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 핸드오버를 결정하는 열차 시스템은, 선두차량 및 후미차량을 포함하는 열차; 열차의 회전축에 부착되어 열차 이동에 따른 회전을 검출하는 타코 제너레이터; 및 상기 선두차량 및 후미차량 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 산출된 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 핸드오버 산출 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 열차의 핸드오버 산출 방법은, 레일의 일정 구간 마다 형성된 테그에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리를 산출하는 단계; 상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리를 계산하는 단계; 상기 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리를 산출하는 단계; 및 상기 핸드오버 결정 거리 및 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 비교하여 상기 핸드오버 결정 거리가 상기 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

    본 발명에 따르면, 열차에 설치된 차상장치에서 핸드오버 시점을 결정하므로 보다 정확한 핸드오버 시점을 결정할 수 있는 효과가 있다.

    또한, 본 발명에 따르면, 열차의 타코 제너레이터의 오차를 반영한 핸드오버 시점을 결정하므로 보다 정확하고 안정적인 핸드오버 시점을 결정할 수 있는 효과가 있다.

    도 1은 종래 기술에 따른 열차의 핸드오버 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
    도 2는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치가 사용되는 열차의 운행을 모식적으로 나타내는 도면이다.
    도 3은 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
    도 4는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치의 핸드오버 결정 거리 산출의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
    도 5는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

    이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

    최근 연구 개발되는 CBTC(Communication Base Train Control) 방식의 열차는 보다 정밀한 열차 제어를 위해 외부에서 수신된 각종 신호들을 차상에 탑재된 제어 장치에서 분석하여 능동적으로 열차를 제어한다.

    일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치 및 산출 방법은 이러한 CBTC 방식의 열차에 적용될 수 있다.

    <열차의 핸드오버 산출 장치>

    도 2는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치가 사용되는 열차의 운행을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

    도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 핸드오버 산출 장치(100)는 타코 제너레이터 선택부(110), 열차 이동 거리 연산부(120), 여유 거리 산출부(130), 및 핸드오버 연산부(140)를 포함한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 열차에 탑재되어 상기 열차의 핸드오버(hand-over) 시점을 결정한다. 핸드오버는 열차가 해당 레일신호기(Wayside Radio Set) 의 통신 지역을 벗어나 인접 레일신호기의 통신 지역으로 이동할 때 열차가 인접 레일신호기의 채널에 동조되어 지속적인 무선 통신을 수행할 수 있도록 하는 것을 말한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 열차에 탑재되어 열차의 핸드오버 시점을 직접 결정하는데, 지상의 핸드오버 명령에 따라 핸드오버를 수행하던 종래의 기술에 비하여 열차에 탑재된 핸드오버 산출 장치(100)는 능동적으로 열차의 핸드오버 시점을 결정할 수 있다.

    타코 제너레이터 선택부(110)는 상기 열차에 설치된 적어도 하나의 상기 타코 제너레이터(200) 중에서 가장 높은 펄스를 출력하는 타코 제너레이터(200)의 펄스 값을 선택한다.

    타코 제너레이터(200)(Tachometer Generator; TG)는 열차의 회전축에 부착되어 열차 이동에 따른 회전을 검출하는 장치로, 열차에는 복수의 타코 제너레이터(200)가 설치될 수 있다. 복수의 타코 제너레이터(200)는 여러가지 미세한 오차의 영향으로 서로 다른 펄스를 출력할 수 있다.

    타코 제너레이터 선택부(110)는 복수의 타코 제너레이터(200)에서 입력된 펄스 중 가장 높은 펄스를 출력하는 타코 제너레이터(200)의 펄스 값을 채택함으로서, 열차의 위치 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리(Tdis)를 산출한다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 일 실시예에 있어서, 레일의 일정 구간 마다 형성된 테그(400)에서 검지된 열차의 위치 값을 상기 기준 지점으로 결정하고, 상기 테그(400)에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 산출한다.

    이때, 테그(400)(Tag)는 열차가 이동하는 레일 상에 사전에 설정된 간격으로 설치되어, 열차의 절대적 위치를 알려주는 역할을 하는 표시자이다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 일 실시예에 있어서, 상기 테그(400)의 위치로부터 누적된 타코 제너레이터(200)의 펄스 수에 펄스 당 열차의 이동 거리를 곱하여 현재 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 산출할 수 있다.

    여유 거리 산출부(130)는 상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터(200)의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리(Sdis)를 계산한다.

    여유 거리 산출부(130)는 일 실시예에 있어서, 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터(200)에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터(200)에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 상기 여유 거리(Sdis)를 계산한다.

    이때, 상기 타코 제너레이터(200)의 오차는 상기 열차가 주행하는 중 발생되는 타코 제너레이터(200)의 연산 오차값 및 상기 타코 제너레이터(200)의 하드웨어 정밀도 기준에 의해 산출되는 위치 분해능값 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

    핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리(Tdis) 및 여유 거리(Sdis)를 이용하여 핸드오버 결정 거리(Thand-over)를 산출하고, 핸드오버 결정 거리(Thand-over) 및 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 비교하여 열차의 핸드오버 시점을 결정할 수 있다.

    이를 보다 상세하게 설명하기 위해 도 4를 참조한다.

    도 4는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치의 핸드오버 결정 거리 산출의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

    도 4에서 알 수 있듯이, 핸드오버 연산부(140)는 상기 열차 이동 거리(Tdis)에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이(Tleng) 및 상기 여유 거리(Sdis)를 차감한 핸드오버 결정 거리(Thand-over)가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다.

    핸드오버 연산부(140)는 상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나간 거리인 안테나 거리(Tgab)를 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)를 산출한다.

    이를 구체적으로 살펴보면, 우선 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리 연산부(120)에서 열차 이동 거리(Tdis)를 입력받는다(①).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리(Tdis)에서 열차 길이(Tleng)를 차감한다(②). 열차 길이(Tleng)는 열차의 선두차량의 선단으로부터 후미차량의 후단까지의 길이이다.

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 여유 거리 산출부(130)에서 입력받은 여유 거리(Sdis)를 차감한다(③).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차의 선두차량의 전단으로부터 상기 열차에 형성된 차상 안테나까지의 거리인 안테나 거리(Tgab)를 차감한다(④).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 상기 ① 내지 ④ 과정을 거쳐 도출된 값을 핸드오버 결정 거리(Thand-over)로 한다(⑤).

    상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)는 열차가 이동할수록 증가하게 되는데, 핸드오버 연산부(140)를 핸드오버 결정 거리(Thand-over) 및 미리 설정된 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 비교하여, 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)가 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 초과하는 시점을 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다.

    <핸드오버를 결정하는 열차 시스템>

    다시 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 핸드오버를 결정하는 열차 시스템은 열차, 타코 제너레이터, 및 핸드오버 산출 장치(100)를 포함한다.

    열차는 선두차량 및 후미차량을 포함하여 형성되고, 열차는 선두차량의 선단으로부터 후미차량의 후단까지의 길이인 열차 길이로 형성된다.

    타코 제너레이터는 열차의 회전축에 부착되어 열차 이동에 따른 회전을 검출한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 상기 선두차량 및 후미차량 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 산출된 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 일 실시예에 있어서, 상기 열차가 주행하는 중 발생되는 타코 제너레이터의 연산 오차값 및 상기 타코 제너레이터의 하드웨어 정밀도 기준에 의해 산출되는 위치 분해능값 중 적어도 어느 하나를 반영하여 상기 타코 제너레이터의 오차를 산출할 수 있다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 일 실시예에 있어서, 상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나간 거리인 안테나 거리를 상기 핸드오버 결정 거리에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리를 산출할 수 있다.

    본 발명에 따른 핸드오버 산출 장치(100)는 타코 제너레이터 선택부(110), 열차 이동 거리 연산부(120), 여유 거리 산출부(130), 및 핸드오버 연산부(140)를 포함한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 열차에 탑재되어 상기 열차의 핸드오버(hand-over) 시점을 결정한다. 핸드오버는 열차가 해당 레일신호기(Wayside Radio Set) 의 통신 지역을 벗어나 인접 레일신호기의 통신 지역으로 이동할 때 열차가 인접 레일신호기의 채널에 동조되어 지속적인 무선 통신을 수행할 수 있도록 하는 것을 말한다.

    핸드오버 산출 장치(100)는 열차에 탑재되어 열차의 핸드오버 시점을 직접 결정하는데, 지상의 핸드오버 명령에 따라 핸드오버를 수행하던 종래의 기술에 비하여 열차에 탑재된 핸드오버 산출 장치(100)는 능동적으로 열차의 핸드오버 시점을 결정할 수 있다.

    타코 제너레이터 선택부(110)는 상기 열차에 설치된 적어도 하나의 상기 타코 제너레이터(200) 중에서 가장 높은 펄스를 출력하는 타코 제너레이터(200)의 펄스 값을 선택한다.

    타코 제너레이터(200)(Tachometer Generator; TG)는 열차의 회전축에 부착되어 열차 이동에 따른 회전을 검출하는 장치로, 열차에는 복수의 타코 제너레이터(200)가 설치될 수 있다. 복수의 타코 제너레이터(200)는 여러가지 미세한 오차의 영향으로 서로 다른 펄스를 출력할 수 있다.

    타코 제너레이터 선택부(110)는 복수의 타코 제너레이터(200)에서 입력된 펄스 중 가장 높은 펄스를 출력하는 타코 제너레이터(200)의 펄스 값을 채택함으로서, 열차의 위치 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 기준 지점으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리(Tdis)를 산출한다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 일 실시예에 있어서, 레일의 일정 구간 마다 형성된 테그(400)에서 검지된 열차의 위치 값을 상기 기준 지점으로 결정하고, 상기 테그(400)에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 산출한다.

    이때, 테그(400)(Tag)는 열차가 이동하는 레일 상에 사전에 설정된 간격으로 설치되어, 열차의 절대적 위치를 알려주는 역할을 하는 표시자이다.

    열차 이동 거리 연산부(120)는 일 실시예에 있어서, 상기 테그(400)의 위치로부터 누적된 타코 제너레이터(200)의 펄스 수에 펄스 당 열차의 이동 거리를 곱하여 현재 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 산출할 수 있다.

    여유 거리 산출부(130)는 상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터(200)의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리(Sdis)를 계산한다.

    여유 거리 산출부(130)는 일 실시예에 있어서, 상기 열차 이동 거리(Tdis)를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터(200)에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터(200)에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 상기 여유 거리(Sdis)를 계산한다.

    이때, 상기 타코 제너레이터(200)의 오차는 상기 열차가 주행하는 중 발생되는 타코 제너레이터(200)의 연산 오차값 및 상기 타코 제너레이터(200)의 하드웨어 정밀도 기준에 의해 산출되는 위치 분해능값 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

    핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리(Tdis) 및 여유 거리(Sdis)를 이용하여 핸드오버 결정 거리(Thand-over)를 산출하고, 핸드오버 결정 거리(Thand-over) 및 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 비교하여 열차의 핸드오버 시점을 결정할 수 있다.

    이를 보다 상세하게 설명하기 위해 도 4를 참조한다.

    도 4는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 장치의 핸드오버 결정 거리 산출의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

    도 4에서 알 수 있듯이, 핸드오버 연산부(140)는 상기 열차 이동 거리(Tdis)에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이(Tleng) 및 상기 여유 거리(Sdis)를 차감한 핸드오버 결정 거리(Thand-over)가 미리 설정된 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다.

    핸드오버 연산부(140)는 상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나간 거리인 안테나 거리(Tgab)를 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)를 산출한다.

    이를 구체적으로 살펴보면, 우선 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리 연산부(120)에서 열차 이동 거리(Tdis)를 입력받는다(①).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리(Tdis)에서 열차 길이(Tleng)를 차감한다(②). 열차 길이(Tleng)는 열차의 선두차량의 선단으로부터 후미차량의 후단까지의 길이이다.

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 여유 거리 산출부(130)에서 입력받은 여유 거리(Sdis)를 차감한다(③).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차의 선두차량의 전단으로부터 상기 열차에 형성된 차상 안테나까지의 거리인 안테나 거리(Tgab)를 차감한다(④).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 상기 ① 내지 ④ 과정을 거쳐 도출된 값을 핸드오버 결정 거리(Thand-over)로 한다(⑤).

    상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)는 열차가 이동할수록 증가하게 되는데, 핸드오버 연산부(140)를 핸드오버 결정 거리(Thand-over) 및 미리 설정된 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 비교하여, 상기 핸드오버 결정 거리(Thand-over)가 핸드오버 기준 거리(Shand-over)를 초과하는 시점을 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다.

    <열차의 핸드오버 산출 방법>

    도 5는 본 발명에 따른 열차의 핸드오버 산출 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

    도 5에서 알 수 있듯이, 우선 레일의 일정 구간 마다 형성된 테그에서 검지된 열차의 위치 값으로부터 이동 중인 열차의 열차 이동 거리를 산출한다(S1100).

    이때, 테그(Tag)는 열차가 이동하는 레일 상에 사전에 설정된 간격으로 설치되어, 열차의 절대적 위치를 알려주는 역할을 하는 표시자이다.

    다음, 상기 열차가 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중에 상기 열차에 형성된 타코 제너레이터의 오차에 의한 상기 열차 이동 거리의 오차를 반영한 여유 거리를 계산한다(S1200).

    여유 거리를 계산하는 단계는 일 실시예에 있어서, 상기 열차 이동 거리를 이동하는 중 상기 타코 제너레이터에서 발생된 펄스 수 및 상기 타코 제너레이터에서 발생된 하나의 펄스 당 발생할 수 있는 최대 거리 오차를 곱하여 상기 여유 거리를 계산할 수 있다.

    다음, 상기 열차 이동 거리에서 상기 열차의 총 길이인 열차 길이 및 상기 여유 거리를 차감한 핸드오버 결정 거리를 산출한다(S1300).

    핸드오버 결정 거리를 산출하는 단계는 일 실시예에 있어서, 상기 열차의 선두차량의 전단에서 상기 열차에 형성된 차상 안테나까지의 거리인 안테나 거리를 상기 핸드오버 결정 거리에서 더 차감하여 상기 핸드오버 결정 거리를 산출할 수 있다.

    이를 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 우선 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리 연산부(120)에서 열차 이동 거리(Tdis)를 입력받는다(①).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차 이동 거리(Tdis)에서 열차 길이(Tleng)를 차감한다(②). 열차 길이(Tleng)는 열차의 선두차량의 선단으로부터 후미차량의 후단까지의 길이이다.

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 여유 거리 산출부(130)에서 입력받은 여유 거리(Sdis)를 차감한다(③).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 열차의 선두차량의 전단으로부터 상기 열차에 형성된 차상 안테나까지의 거리인 안테나 거리(Tgab)를 차감한다(④).

    다음, 핸드오버 연산부(140)는 상기 ① 내지 ④ 과정을 거쳐 도출된 값을 핸드오버 결정 거리(Thand-over)로 한다(⑤).

    다음, 상기 핸드오버 결정 거리 및 미리 설정된 핸드오버 기준 거리를 비교하여 상기 핸드오버 결정 거리가 상기 핸드오버 기준 거리를 초과하는 시점을 상기 열차의 핸드오버 시점으로 결정한다(S1400).

    본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

    그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

    100: 핸드오버 산출 장치
    110: 타코 제너레이터 선택부
    120: 열차 이동 거리 연산부
    130: 여유 거리 산출부
    140: 핸드오버 연산부
    200: 타코 제너레이터
    300: 안테나
    400: 테그

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