AUTOMATIC TRAIN STOP CONTROL SYSTEM AND METHODE FOR STOP POSITION OF TRAIN

열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법{AUTOMATIC TRAIN STOP CONTROL SYSTEM AND METHODE FOR STOP POSITION OF TRAIN}

도 1 은 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템"의 일 구성을 나타낸 시스템 블럭도,

도 2 는 종래 열차 제동 시스템의 구성을 나타낸 구성도,

도 3 은 종래 열차 제동 시스템의 제어방법 중 스텝제어방법을 나타낸 도면,

도 4 는 종래 열차 제동 시스템의 제어방법 중 PWM제어방법을 나타낸 도면,

도 5 는 본인의 선출원 발명인 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템"의 구성을 나타낸 구성도,

도 6 은 본인의 선출원 발명인 "열차 정위치 정차 유도 시스템"의 구성을 나타낸 구성도,

도 7 은 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템"의 다른 구성을 나타낸 시스템 구성도,

도 8 은 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템"의 또 다른 구성을 나타낸 시스템 구성도,

도 9 은 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템"의 또 다른 구성을 나 타낸 시스템 구성도,

도 10 은 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템" 중 위치표시부와 차상표시부의 일 구성예를 나타낸 도면,

도 11 은 종래 RFID의 구성을 나타낸 도면으로,

도 11a 는 RFID의 기본적은 구성을 나타낸 것이고,

도 11b 는 종래 RFID의 일 구성에를 나타낸 시스템 구성도,

도 12 는 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템의 제어방법" 중 열차신호제어단계의 제어흐름을 나타낸 제어흐름도,

도 13 는 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템의 제어방법" 중 승강장신호제어단계의 제어흐름을 나타낸 제어흐름도,

도 14 는 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템의 제어방법" 중 차상신호제어단계의 제어흐름을 나타낸 제어흐름도,

도 15 는 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템의 제어방법" 중 지상신호제어단계의 제어흐름을 나타낸 제어흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

7: 정위치 정차점 40: 열차제어시스템

100: 열차신호제어부 110: 차상열차운행정보검출부

120: 속도검출부 130: 제동신호출력부

140: 열차제어부 150: 차상통신제어부

151: RFID 리더 152: RFID 태그

160: 차상표시부 161: 시각표시부

162: 청각표시부 170: 감가속도검출부

200: 승강장신호제어부 210: 지상통신제어부

220: 지상열차운행정보검출부 230: 열차위치검출부

240: 승강장제어부 250: 위치표시부

S100: 열차신호제어단계 S110: 위치신호수신단계

S120: 거리표시단계 S130: 속도검출단계

S140: 감가속도검출단계 S150: 제동량산출단계

S160: 정위치정차제어단계 S200: 승강장신호제어단계

S210: 위치검출단계 S220: 위치전송단계

S230: 위치표시단계 S240: 신호출력단계

S300: 차상신호제어단계 S310: 신호수신단계

S320: 제동제어단계 S330: 열차제어시스템신호처리단계

S340: 열차위치표시단계 S350: 운행정보검출및전송단계

S400: 지상신호제어단계 S410: 열차위치전송단계

S420: 거리산출및표시단계 S430: 신호수신및출력단계

S440: 열차제어시스템신호검출및전송단계

본 발명은 역 구내로 진입하는 열차가 정위치에 정차하도록 하는 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히, 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 정위치 정차점과의 거리를 시각적으로 나타내고, 열차의 위치와 속도로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 열차의 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차가 정위치 정차점에 정차하도록 열차제동시스템의 동작을 지속적으로 자동 제어함으로써, 정차 위치 불량 및 비 안전 제동을 방지하고 이로 인한 사고 발생 및 불편함을 제거할 수 있도록 한 것이다.

또한, 통신수단을 통해 열차운행정보를 송수신 전송함으로써 적절한 열차운행제어장치가 설치되어 있지 않은 역이나, 또는 열차운행제어장치가 정상적으로 동작하지 않는 역에 열차운행정보를 전송하여 스크린도어시스템과 같은 역내 장치의 동작을 제어하기 위한 것으로, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허출원 제 10-2006-0024556 호 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템 및 그 제어방법"(이하, "선출원 발명1"이라 한다), 대한민국 특허출원 제 10-2006-0033411 호 "열차 정위치 정차 유도 시스템"(이하 선출원 발명2"라 한다)의 개량 발명에 관한 것이다.

상기 비 안전 제동이라 함은, 제동으로 인한 승객의 쏠림 현상이 발생하는 제동을 말한다. 예를 들어, 실제 정위치 정차점까지의 거리가 3m임에도 불구하고 열차 제동 시스템이 이를 5m로 인식하여 제동을 실시하게 되면 열차가 정위치 정차점을 벗어나 정차하게 되는데 이를 방지하기 위해서는 운전자가 제동력을 높여 상기 3m 위치에 있는 정차점에 열차가 정차하도록 제동을 시켜야 한다. 이때, 관성에 의해 편안함을 느끼는 범위를 넘어선 제동이 발생하게 되고, 이로 인해 승객이 진행방향으로 쏠리게 되는 데 이를 비 안전 제동이라 한다. 이하 같다.

본 명세서에 있어서 열차운행제어장치(TRAIN CONTROL SYSTEM : TCS)라 함은, ATS(AUTOMATIC TRAIN STOP SYSTEM: 열차자동정지장치), ATP(AUTOMATIC TRAIN PROTECTOR: 열차자동보호장치), ATC(AUTOMATIC TRAIN CONTROL SYSTEM: 열차자동제어장치), ATO(AUTOMATIC TRAIN OPERATING SYSTEM: 열차자동운전장치) 등과 같이 열차의 운행을 제어하는 종래의 장치를 통칭하며, 열차운행제어장치의 차상장치라 함은, 상기 열차운행제어장치 중 열차에 탑재되어 있는 장치를 말하고, 열차운행제어장치의 지상장치라 함은 상기 열차운행제어장치 중 지상에 설치되어 있는 장치를 말한다.

또한, 열차제어시스템이라 함은 지상에 설치되어 열차 운행을 제어하고 정보를 교환하는 종래의 각종 장치를 통칭한다. 예를 들어 열차운행제어장치의 지상장치, 스크린도어시스템, 지상신호설비 등을 말한다.

주지하다시피 열차는 고도의 안전성과 신뢰성 및 정확성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 열차의 안전성을 확보하고 신뢰성 및 정확도를 높여 운행 효율을 향상시키기 위해 ATS, ATP, ATC, ATO 등과 같은 많은 열차운행제어장치들이 개발되어 사용되고 있으며, 더욱 높은 안전성과 정확성 및 운행 효율을 향상시키고 편리한 운전환경을 제공하기 위하여 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.

이러한 열차의 안전성과 신뢰성 및 정확성은 열차의 출발에서부터 정차 시까 지의 전 과정에 걸쳐 요구되는 것으로 특히 승객이 승하차를 실시하는 승강장에 대한 정차 시의 안전성과 정확성은 승차감 향상과 승객 보호라는 측면에서 더욱 강조되는 사항이다.

실제로 운전 미숙, 또는 열차운행제어장치의 부정확한 제어로 인하여 발생하는 비 안전 제동은 승객의 부상을 야기하게 되며, 부정확한 정차는 승강장의 혼란을 야기하여 운행 효율을 저하시키고 사고를 유발하게 된다는 문제점이 있음은 물론, 역 구내에서의 열차운행정보 교환이 원활하지 않게 된다는 문제점 등이 있었다.

기술이 더욱 발전하고 열차를 이용한 승객 운송량이 많아짐에 따라 승강장 내 승객의 안전을 도모하기 위하여 스크린도어시스템(SCREEN DOOR SYSTEM)이 개발되었다.

이러한 스크린도어시스템은 승강장 선단에 고정도어와 가동도어를 설치하여 승강장과 선로부를 차단함으로써 역사내의 승객안전과 공조효율 및 공기의 질을 향상시키는 매우 유익한 설비이다.

그러나, 이러한 스크린도어시스템은 스크린도어를 사이에 두고 승강장과 선로부를 완전히 차단하게 되므로 승객의 원활한 승하차를 위해 정확한 정위치 정차가 한층 요구되게 되었다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피 국내 지하철의 경우 정 위치 정차 오차범위를 좌우 35cm로 한정하고 있으며, 이에 맞추어 스크린도어가 제작되어 설치되므로 운전자는 상기 35cm의 오차범위 안에 열차를 정확히 정차할 필요성이 대두되었다.

도2는 종래의 열차제동시스템(TRAIN BRAKE SYSTEM : TBS)의 일례를 나타낸 계통도로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 제동제어부(1)와 주간제어기(2)에 접속된 제동신호분배기(3), 이 제동신호분배기(3)에 제동라인(6)를 통해 접속된 제동전자제어유닛(MICROPROCESSOR CONTROLLED ELECTRONIC CONTROL UNIT: ECU)(4) 및, 이 제동전자제어유닛(4)에 접속된 제동장치(5)로 이루어져 있다.

이러한 종래의 열차제동시스템(TBS)은, ATC나 ATO와 같은 열차운행제어장치로(TCS)부터 제동명령을 입력받는 제동제어부(1)나, 또는 승무원에 의해 조작되는 주간제어기(2)에서 제동명령이 발생되면 이를 제동신호분배기(3)를 통해 인코딩(ENCODING)하여 제동라인(6)을 통해 각 차량에 설치된 제동전자제어유닛(4)에 전송하는 것으로, 상기 제동전자제어유닛(4)은 전송된 명령에 따라 제동장치(5)의 동작을 제어하여 열차의 제동을 실시한다.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

열차가 역 구내에 진입하게 되면, ATO 자동 운전의 경우 열차의 현재 위치와 정위치 정차점(7)과의 거리 및 편성 차량 수와 평균 하중 등을 계산하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키기 위해 필요한 제동력(제동감속도량)을 산출한 후 이를 제동제어부(1)를 통해 제동신호분배기(3)에 입력하게 된다.

상기 제동신호분배기(3)는 일반적으로 인코더(ENCODER)로 이루어지는 것으로, 상기 ATO에서 입력되는 제동신호를 인코딩하여 제동라인(6)에 출력하게 된다.

상기 제동라인(6)은, 도3에서 도시되는 바와 같이, 상용 제동을 위한 3개의 신호선(a, b, c)과 보안 제동을 위한 1개의 신호선(d)으로 이루어지는 것으로, 상기 상용 제동라인(a, b, c)를 이용하여 B1부터 B7에 이르는 7스텝의 제동명령을 각 차량에 장착된 제동전자제어유닛(4)에 전송하게 된다(이하 "스텝제어방식"이라 하고, 이 신호를 "스텝제어신호"라 한다).

그러면, 상기 제동전자제어유닛(4)은 제동라인(6)을 통해 전송되는 명령을 수신하여 제동장치(5)의 동작을 제어함으로써 지령된 제동 동작을 실시하게 된다.

수동운전의 경우에는 운전자가 상기 주간제어기(2)를 조작하여 발생한 신호를 제동제어부(1)와 제동신호분배기(3)를 통해 인코딩하여 제동라인(6)을 통해 제동전자제어유닛(4)으로 전송하는 것으로, 최초 제동신호 발생 주체가 운전자라는 것 외에는 상술한 동작과 동일하다.

참고로, 스텝제동방식을 채택하는 열차제동시스템의 경우 상기 제동신호분배기(3) 없이 제동제어부(1)에서 직접 제동라인(6)에 스텝제동신호를 인가하는 시스템도 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열차제동시스템은, 자동운전의 경우 산출된 제동력과 실제의 제동력이 일치하지 않아 정위치 정차가 용이하지 않다는 문제점이 있으며, 수동운전의 경우에는 운전자의 숙련도와 감각에 전적으로 의존하여야 하므로 인해 고도의 숙련자가 필요함은 물론, 편안하고 부드러운 정차가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 자동운전의 경우에는 열차의 현재 속도와 정위치 정차 점(7)까지의 거리, 도달 시간 및 편성차량 수와 평균 하중을 고려하여 제동력(제동감속도량)을 산출한다.

그러나, 열차의 하중은 열차 자체의 하중 외에 승객 수에 따라 달라지며, 더구나 승객의 승하차가 빈번하여 정확한 하중을 산출할 수 없기 때문에 제동력 계산에 구조적인 오류가 발생한다는 문제점이 있었다.

또한, 정위치 정차점(7)과의 거리 산출에 있어서도 차륜의 마모 등으로 인해 실제 거리와 열차가 인식하는 거리 사이에 오차가 발생하여 정확한 정위치 정차가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서 정확한 정위치 정차를 위해 종래 7스텝(B1~B7)이던 제동 제어단계를, 도4에서 도시되는 바와 같이 PWM(PULSE WIDTH MODULATION; 펄스 폭 변조) 제어를 통해 더욱 세분화함으로써 제동 시의 승차감을 향상시키고 정확한 정 위치 정차를 유도하는 시스템이 개발되어 상용되고 있으나(이하 "PWM제어방식"이라 하고 이 신호를 "PWM신호라 한다) 이 역시 상술한 바와 같은 종래의 문제점이 잔존한다는 문제점이 있었다.

즉, 종래 열차제동시스템(TBS)의 경우에는, 제동의 주체인 열차에서 여러 운행 조건을 산출하여 제동력을 발생시킴으로 인해 상기 여러 조건들이 갖는 구조적인 오류가 그대로 제동력(제동감속도량) 산출에 포함되어 정확한 정위치 정차가 어렵다는 문제점이 있었다.

더구나 수시로 변화하는 열차의 하중이나 마모로 인한 차륜경의 변화 등과 같은 오류 발생 요건은 이를 해소하기가 난해한 것으로 이로 인해 필연적으로 정확 한 정위치 정차가 어렵게 된다는 문제점이 있으며, 이러한 부정확한 제어로 인하여 비 안전 제동이 발생하게 되고 이러한 비 안전 제동 및 부정확한 정차는 열차의 승차 품질을 저하시키고 승강장의 혼란을 야기하며 경우에 따라서는 치명적인 사고를 유발하게 된다는 문제점 등이 있었다.

도5는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본인의 선출원 발명1 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템 및 그 제어방법"의 구성을 나타낸 시스템도로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 승강장으로 진입하는 열차의 속도와 감속도 및, 정위치 정차를 위해 필요한 제동감속도량을 산출하여 열차로 전송하는 지상신호제어부(10); 열차에 설치되며, 상기 지상신호제어부(10)에서 전송된 신호를 수신하여 열차제동시스템(TBS)에 인가함으로써 열차의 제동 동작을 제어하는 차상신호제어부(20); 및, 상기 지상신호제어부(10)를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치와 속도로부터 감속도를 검출하여 정위치 정차를 위해 필요한 제동감속도량을 산출한 후 이를 상기 차상신호제어부(20)로 전송하면, 상기 차상신호제어부(20)에서 열차제동시스템(TBS)의 제동 동작을 제어하여 열차가 정위치에 정차 하도록 하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템이다.

이러한 본인의 선출원 발명1은, 상기 지상신호제어부(10)의 열차검출부(11)의 열차검출수단(11a~11e)를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하고, 속도검출부(12)를 통해 열차의 속도를 검출하여 지상제어부(14)에서 정위치 정차를 위한 열차의 제동감속도량을 산출한 후 상기 신호전송부(13)를 통해 차상신호제어부(20)로 전송하면, 상기 차상신호제어부(20)의 신호수신부(21)에서 이를 수신하여 지상신호제어부(22) 및 제동신호출력부(23)를 통해 상기 정위치 정차를 위한 제동감속도량을 제동제어부(1)에 인가하여, 상기 제동신호분배기(3)와 제동라인(6) 및 제동전자제어유닛(4)을 통해 제동장치(5)의 동작을 제어하는 동작을 반복적으로 실시함으로써 열차를 정위치에 정차시키도록 한 것이다.

도면중 미설명 부호 (7)은 정위치 정차점을, (8)은 관리실을, (9)는 통신망을 각각 나타낸 것이다.

도6은 본인의 선출원 발명2 "열차 정위치 정차 유도 시스템 및 그 제어방법"의 구성을 나타낸 시스템도로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 선로를 따라 설치되며 하나 이상의 열차검출수단(S1~Sn)으로 이루어져 승강장으로 진입하는 열차를 검출하는 열차검출부(31); 상기 열차검출부(31)에 접속되어 상기 열차검출부(31)에서 입력되는 신호와 정위치 정차점(7)과의 거리로부터 열차의 위치를 산출하여 이를 나타내는 신호를 출력하는 제어부(34); 상기 제어부(34)에 접속되며 시각표시수단으로 이루어져 상기 제어부(34)에서 인가되는 신호에 따라 열차의 위치를 표시하는 표시부(36); 상기 각 부에 전원을 공급하는 전원공급부(32); 및, 승강장에 진입하는 열차의 위치를 검출하여 정위치 정차점(7)에 대한 열차의 위치를 표시하여줌으로써 열차의 정위치 정차를 유도하는 것;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열차 정위치 정차 유도 시스템이다.

이러한 본인의 선출원 발명2는, 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 열차검출부(31)를 통해 지속적으로 검출하여 열차가 정위치 정차점(7)과 얼마만큼의 거리에 있는지의 여부, 정위치 정차점(7)에 정차하였는지의 여부 및 그 거리를 상기 표 시부(36)를 통해 시각적으로 표시하여 정위치 정차를 유도하여 줌으로써 정차 위치 불량 및 비 안전 제동을 방지하여 이로 인한 사고 발생 및 불편함을 방지할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같은 본인의 선출원 발명1은 지상신호제어부(10)에서 열차의 위치를 검출하여 정위치 정차점(7)에 정차시키기 위한 제동감속도량을 차상신호제어부(20)로 전송하여 열차제동시스템(TBS)의 동작을 제어함으로써 열차를 정위치 정차시켰으나 신호 흐름이 지상에 설치된 지상신호제어부(10)에서 차상에 설치된 차상신호제어부(20)로 이루어지는 단방향 통신으로 구성되고, 그 신호 전송 내용도 열차의 제동감속도량 및 열차의 위치와 속도에 대한 내용이므로 열차 문열림 신호와 같이 차상에서 발생하는 열차운행정보를 지상에 설치된 지상장치로 전송할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

또한, 본인의 선출원 발명2는, 표시부(36)를 통해 정위치 정차점(7)으로부터의 열차 위치를 시각적으로 표시하여 열차의 정위치 정차를 유도하였으나, 운전자가 상기 표시부(36)에 표시되는 신호를 인지하였음에도 불구하고 열차 제동 제어를 적절하게 하지 못하였을 경우에는 정확한 정위치 정차를 할 수 없다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 승강장에 진입하는 열차의 위치를 정확히 검출하여 정위치 정차점까지의 거리를 나타내고, 열차의 위치와 속도로부터 정위치 정차점에 정차하기 위한 제동감속 도량 또는 제동가속도량을 검출하여 열차제동시스템의 제동 동작을 제어하여 열차가 정위치에 정차하도록 함으로써 정차 위치 불량 및 비 안전 제동을 방지 할 수 있는 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법"을 제공하기 위한 것이다.

또한, 열차의 위치를 전송하는 통신수단을 통해 열차운행정보를 승강장에 설치된 지상신호설비나, 열차운행제어장치의 지상장치, 또는 스크린도어시스템이나 관리실로 전송함으로써 신호 이중계를 구성함은 물론 적절한 열차운행제어장치가 설치되어 있지 않은 역이나 또는 정상 동작하지 않는 역에 열차운행정보를 전송하여 스크린도어시스템과 같은 역내 장치의 동작을 제어할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"의 구성1은,

지상에 설치되며 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 전송하고, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내는 승강강신호제어부;

열차에 설치되며 상기 승강장신호제어부에서 전송된 열차 위치에 대한 신호를 수신하고, 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하는 열차신호제어부; 및,

승강장으로 진입하는 열차의 위치와 속도를 검출하여 나타내고, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출한 후 이 산출된 값으로 열차제동시스템의 동작을 제어하는 과정을 반복적으로 수행하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키는 것;

을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 열차신호제어부는,

상기 승강강신호제어부와의 비접촉 통신을 통해 열차 위치를 나타내는 신호를 수신하는 차상통신제어부;

열차의 속도를 검출하는 속도검출부;

상기 차상통신제어부를 통해 수신한 열차의 위치에 대한 신호와, 속도검출부를 통해 검출한 열차 속도로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하고, 경우에 따라 열차 위치를 나타내는 신호를 더 출력하는 열차제어부; 및,

상기 열차제어부에 접속되어 상기 열차제어부에서 출력되는 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 열차제동시스템에 인가하는 제동신호출력부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차신호제어부는, 가속도센서로 이루어져 열차의 가속도, 또는 감속도를 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 감가속도검출부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열차신호제어부는 가속도센서를 이용하여 열차의 가속도, 또는 감속도를 검출함으로써 처리속도를 향상시킴은 물론, 신호 이중계를 구성함으로써 제어의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피 열차를 정위치 정차점에 정확히 정차시키기 위해서는 2회 이상 검출한 열차의 위치에 대한 데이터와 열차의 속도로부터 현재 열차의 가속도, 또는 감속도를 산출한 후, 열차와 정위치 정차점과의 거리로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 이를 통해 열차제동시스템의 동작을 제어함으로써 열차를 정위치 정차점에 정차시키게 되는데, 이러한 반복적인 제어 과정은 빠른 시간내에 수행되어야 한다.

따라서 상기와 같이 감가속도검출부의 가속도센서를 통해 열차의 가속도, 또는 감속도를 직접 검출하게 되면 연산 처리에 소요되는 시간을 저감시킬 수 있어 제어 속도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기 열차신호제어부는, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내는 차상표시부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 차상표시부는 열차와 정위치 정차점과의 거리를 시각적으로 나타내는 시각표시부나, 또는 청각적으로 나타내는 청각표시부 중 필요에 따라 선택된 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 차상표시부는 열차와 정위치 정차점과의 거리를 시각적으로 나타내거나 또는 청각적으로 나타내어 운전자에게 알려줌으로써 정위치 정차를 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

예를 들어, 시각표시소자(LED, LCD, FND, LED 매트릭스, 전광판 등)를 이용하여 정위치 정차점까지의 거리를 숫자나 그래픽으로 나타내거나, 또는 청각표시부 를 이용하여 정위치 정차점까지의 거리를 음성이나 기타의 음향을 이용하여 나타낸다.

상기 차상통신제어부는, RFID(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) 리더로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 차상통신제어부는 근거리 비접촉 방식의 신뢰성이 확보된 RFID를 통해 신호를 수신하므로 인해 한정된 공간에서의 안정적인 통신을 수행하기 위한 것이다. 상기 RFID 리더는 RFID 태그의 정보를 독출하기 위하여 RFID 태그와 송수신하여 수집된 정보를 미들웨어로 전송하는 기기로 RFID 안테나를 포함하고 있다.

상기 속도검출부는, 속도검출기에서 발생하는 신호를 검출하여 상기 열차제어부에 인가함을 특징으로 한다.

이러한 열차속도검출부는 열차에 설치된 속도검출기에서 발생하는 열차 속도에 대한 신호를 검출하여 상기 열차제어부에 인가하기 위한 것으로, 속도검출기에서 발생하는 속도에 대한 신호를 열차제어부의 입력 포맷으로 변환하는 인터페이스 회로로 구성됨이 바람직하다.

어떤 신호를 특정의 신호 포맷으로 변환하는 인터페이스 회로 및 인터페이싱 기술에 대해서는 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 속도검출부는, 열차의 속도를 검출하는 속도검출센서로 구성됨을 특징으로 한다.

예를 들어, 도플러센서(초음파 도플러센서, 광 도플러 센서, 마이크로웨이브 도플러센서 등)를 열차에 장착하여 열차의 속도를 검출하여 이를 상기 열차제어부 에 인가하도록 구성할 수 있다.

상기 열차제어부는, 입출력단자와, 연산모듈, 메모리 및 경우에 따라 통신모듈이나 A/D 컨버터 기능, 또는 워치독(WATCH-DOG)기능을 갖춘 마이컴으로 구성됨이 바람직하다. 이때, 상기 메모리는 마이컴의 내부 메모리 또는 상기 마이컴의 제어를 받는 외부 메모리나 메모리 카드 등으로 구성 할 수 있다.

상기 제동신호출력부에서 열차제동시스템으로 인가되는 신호는, 현재의 제동력을 일정 단계 조정하라는 신호이거나, 또는 제동감속도량을 표시하는 스텝신호이거나, 또는 제동감속도량을 표시하는 PWM 신호 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 승강장신호제어부는,

승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하는 열차위치검출부;

상기 열차위치검출부에 접속되어 상기 열차위치검출부에서 입력되는 신호와 정위치 정차점과의 거리로부터 열차의 위치를 산출하여 이를 나타내는 신호를 출력하는 승강장제어부;

상기 승강장제어부에 접속되어 상기 승강장제어부에서 인가되는 신호에 따라 열차의 위치를 시각적으로 표시하는 위치표시부;

상기 승강장제어부에 접속되어 상기 승강장제어부에서 인가되는 열차 위치를 나타내는 신호를 상기 열차신호제어부로 비접촉 전송하는 지상통신제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 승강장신호제어부는, 승강장으로 진입하는 열차 위치에 대한 데이터나, 또는 정위치 정차 여부에 대한 데이터나, 또는 동작 상황에 대한 데이터를 외부로 출력하는 신호출력부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 신호출력부는, 첫째, 열차 위치에 대한 데이터나 정위치 정차 여부에 대한 데이터를 열차제어시스템으로 전송하여 해당 장치의 동작을 제어하거나 신호 이중계로서의 역할을 수행하고, 둘째 상기 열차 위치에 대한 데이터, 또는 정위치 정차 여부에 대한 데이터를 통신망(전용망, 또는 인터넷망)을 통해 관리실로 전송함으로써 이력관리 및 유지 보수가 용이하도록 한 것이다. 이때 이를 기반으로 하여 데이터베이스를 구축, 운영할 수 있음은 물론이다.

상기 열차위치검출부는, 휠센서, 또는 초음파센서, 또는 광센서, 또는 자기센서, 또는 도플러센서, 또는 근접센서 중 필요에 따라 선택된 어느 하나 이상의 열차검출수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

즉, 열차의 바퀴를 검출하는 공지의 휠센서나, 자기센서, 또는 공지의 초음파 도플러센서나 광 도플러센서, 또는 광센서, 초음파센서 등 접촉 또는 비접촉으로 열차를 검출하는 센서로 이루어지는 것으로, 발광부와 수광부가 일체로 된 광센서를 사용함이 바람직하다.

상기 승강장제어부는, 입출력단자와, 연산모듈, 메모리 및 경우에 따라 통신모듈이나 A/D 컨버터 기능, 또는 워치독(WATCH-DOG)기능을 갖춘 마이컴으로 구성되거나 컴퓨터로 구성됨이 바람직하다. 이때, 상기 메모리는 마이컴의 내부 메모리 또는 상기 마이컴의 제어를 받는 외부 메모리나 메모리 카드 등으로 구성 할 수 있다.

상기 승강장제어부는, 상기 열차검출부에서 입력되는 신호와 정위치 정차점과의 거리로부터 열차가 승강장에 정차하는 지의 여부, 또는 승강장에 정차하던 열차가 출발하는지의 여부를 검출하여 이를 나타내는 신호를 출력함을 특징으로 한다.

이는, 열차의 정차, 또는 출발을 나타내줌으로써 운전 편리성과 안전성을 향상시키기 위한 것이다.

예를 들어, 상기 정위치 정차점을 기점으로 정차 허용 오차 범위(예: 좌우 35cm) 내에 열차가 정차하였는지의 여부를 검출하고, 상기 열차위치검출부를 통해 열차의 진행방향을 산출하여, 상기 정위치 정차점을 기점으로 하여 정차 허용 오차 거리 이내에 정차하는 과정을 열차의 "정차과정"으로 판단하고, 상기 정차 허용 오차 거리 이내에 소정의 시간 이상 정차하였다가 움직이면 이를 열차의 "출발과정"으로 판단하여 이를 나타내는 신호를 출력한다.

상기 지상통신제어부, 또는 열차위치검출부 중 어느 하나 이상은 RFID 태그로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 지상통신제어부, 또는 열차위치검출부는 RFID 태그를 통해 열차 위치에 대한 정보를 열차신호제어부로 전송하기 위한 것이다.

상기 열차위치검출부를 다수개의 RFID 태그로 구성하여 선로를 따라 설치하였을 경우에는 상기 RFID 태그를 통해 열차 위치에 대한 정보를 전송하도록 하여 열차가 해당 위치를 지날 때 그 정보를 독출함으로써 열차 위치 검출 기능과 신호 전송 기능을 동시에 수행하도록 할 수 있다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피 RFID는 사물에 전파를 매개로 하는 초소형 칩과 안테나를 태그 형태로 부착하여 RFID 리더를 통하여 사물 및 주변 환경 정보를 무선주파수로 네트워크에 전송하여 처리하는 일종의 비접촉형 자동식별 기술로 크게 RFID 태그와 RFID 리더 및 미들웨어로 구성된다.

이러한 RFID는 사용 용도에 따라 국제표준(INTERNATIONAL STANDARD: IS)화 되어 무선통신규격, 프로토콜, 데이터 콘텐츠 및 데이터포맷이 정의되어 있다.

사용 용도에 따른 분류로는 비접촉형 IC 카드, 동물관리용 RFID, 공구관리용 RFID, 컨테이너 식별용 RFID 및 차량/화물의 자동인식용 RFID가 표준화되어 있으며, 지속적으로 그 영역을 넓혀 가고 있는 상태이다.

이러한 RFID는 그 사용 용도에 따라 사용 주파수 및 인식 거리가 구별되는 것으로 인식 거리의 경우 수 mm에서 13m에 이르기까지 다양하다.

또한, RFID 태그에 대한 정보 기록 및 독출 방법에 있어서도 비접촉형 IC 카드와 같이 전적으로 비접촉에 의하는 것이 있는 반면 통신제어부를 통해 외부 통신포트를 접속하여 사용할 수 있는 것도 있다.

도11a는 RFID의 기본적인 구성요소를 나타낸 것이고, 도11b는 RFID의 일 구성예를 나타낸 도면이다.

도11b에 나타낸 RFID 태그는 외부 통신포트를 접속할 수 있는 구조를 가지고 있는 것으로, 이러한 RFID 태그의 경우에는 외부에서 유선 접촉을 통해 RFID 태그에 저장되는 정보를 임의로 기록하거나 변경할 수 있다.

따라서, 선로를 따라 승강장 측면에 다수개의 RFID 태그를 설치한 후, 그 각각의 RFID 태그에 열차 위치를 나타내는 데이터를 저장하여 열차가 그 설치위치를 통과할 때 RFID 리더를 통해 상기 정보를 독출하도록 하면 상기 지상통신제어부의 기능과 열차위치검출부의 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

마찬가지로 외부 통신포트를 통해 RFID 태그를 승강장제어부에 접속시킨 후 전송할 데이터를 입력하면 이를 통해 무선 통신 회로를 구성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템의 제어방법"의 구성1은,

열차위치검출부와, 위치표시부와, 지상통신제어부와, 승강장제어부와, 경우에 따라 신호출력부를 더 포함하는 승강장신호제어부; 및,

차상통신제어부와, 속도검출부와, 제동신호출력부와, 열차제어부와, 경우에 따라 차상표시부, 또는 감가속도검출부를 하나 이상 더 포함하는 열차신호제어부;로 이루어져 열차의 제동을 제어하는 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 제어방법은,

상기 승강장신호제어부의 동작을 제어하여 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 상기 열차신호제어부로 전송하고, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내는 승강강신호제어단계; 및,

상기 열차신호제어부의 동작을 제어하여 상기 승강장신호제어부에서 전송되는 열차 위치를 나타내는 신호를 수신하고 속도검출부를 통해 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가 속도량을 산출한 후 열차제동시스템의 동작을 제어하여 열차를 정위치 정차시키는 열차신호제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 승강장신호제어단계는,

상기 열차위치검출부를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하는 위치검출단계;

상기 위치검출단계를 수행하여 검출한 열차의 위치를 지상통신제어부를 통해 열차신호제어부로 전송하는 위치전송단계; 및,

상기 위치검출단계를 수행하여 검출한 열차의 위치로부터 정위치 정차점과의 거리를 산출하여 위치표시부를 통해 나타내는 위치표시단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 승강장신호제어단계는, 상기 위치표시단계를 수행한 후, 승강장으로 진입하는 열차 위치에 대한 데이터나, 또는 정위치 정차 여부에 대한 데이터나, 또는 동작 상황에 대한 데이터 중 필요에 따라 선택된 어느 하나 이상을 외부로 출력하는 신호출력단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차신호제어단계는,

상기 승강장신호제어단계를 수행하여 전송한 열차 위치에 대한 신호를 차상통신제어부를 통해 수신하는 위치신호수신단계;

상기 신호수신단계를 수행한 후 상기 속도검출부를 통해 열차의 속도를 검출하는 속도검출단계;

상기 속도검출단계를 수행하여 검출한 열차의 속도와 상기 위치수신단계를 수행하여 수신한 열차 위치로부터 열차의 가속도, 또는 감속도를 검출하는 감가속도검출단계;

상기 감가속도검출단계를 수행한 후 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하는 제동량산출단계; 및,

상기 제동감속도량, 또는 제동가속도량으로 열차제동시스템의 동작을 제어하여 열차를 정위치에 정차시키는 정위치정차제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차신호제어단계는, 상기 위치수신단계를 수행하여 수신한 열차의 위치로부터 정위치 정차점과의 거리를 산출하여 차상표시부를 통해 나타내는 거리표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 거리표시단계를 더 포함하는 열차신호제어단계는, 상기 차상표시부를 통해 열차와 정위치 정차점과의 거리를 시각적, 또는 청각적으로 나타내줌으로 인해 운전자의 시인성을 높여 정위치 정차의 운전 효율성을 향상시키기 위한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법"의 기술적 사상에 따른 구성1은, 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 선로 전방 및 경우에 따라 열차 운전실에 표시하여 줌으로써 정위치 정차를 용이하게 유도함은 물론, 열차 위치에 대한 신호를 열차로 전송하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 지속적으로 자동 제어함으로써 열차를 정위치에 정차시키게 되는 효과가 있는 것이다.

한편, 본 발명 “열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"의 구성2는,

승강장으로 진입하는 열차의 위치와 지상에 설치된 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 전송하고, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내며, 열차에서 전송된 열차운행정보를 수신하여 출력하는 승강장신호제어부;

상기 승강장신호제어부에서 전송되는 열차 위치에 대한 신호와 열차제어시스템에서 발생된 신호를 수신하고, 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하며, 열차운행정보를 상기 승강장신호제어부로 전송하는 열차신호제어부; 및,

승강장으로 진입하는 열차의 위치와 속도를 검출하여 나타내고, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출한 후 이 산출된 값으로 열차제동시스템의 동작을 제어하는 과정을 반복적으로 수행하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키고, 상기 승강장신호제어부와 열차신호제어부와의 통신을 통해 열차에서 발생하는 열차운행정보, 또는 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 송수신하는 것;

을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 열차신호제어부는,

상기 승강강신호제어부와의 비접촉 통신을 통해 열차 위치에 대한 신호와, 열차에서 발생하는 열차운행정보에 대한 신호와, 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 송수신하는 차상통신제어부;

열차의 속도를 검출하는 열차속도검출부;

상기 차상통신부를 통해 수신한 열차의 위치에 대한 신호와, 열차속도검출부를 통해 검출한 열차 속도로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하고, 경우에 따라 열차 위치를 나타내는 신호를 더 출력하는 열차제어부;

상기 열차제어부에 접속되어 상기 열차제어부에서 산출한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 열차제동시스템에 인가하는 제동신호출력부; 및,

열차에서 발생하는 열차운행정보를 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 차상열차운행정보검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차신호제어부는, 가속도센서로 이루어져 열차의 가속도, 또는 감속도를 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 감가속도검출부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차신호제어부는, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내는 차상표시부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 차상통신제어부는, 상기 승강장신호제어부에서 전송되는 신호를 수신하는 RFID 리더와 차상열차운행정보검출부를 통해 검출한 열차운행정보를 상기 승강장신호제어부로 전송하는 RFID 태그로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 차상통신제어부는 승강장신호제어부로 전송하는 데이터는 외부 통신포트 접속단자가 있는 RFID 태그를 이용하여 전송하고, 상기 승강장신호제어부에서 전송되는 데이터는 RFID 리더를 통해 수신하게 된다.

상기 속도검출부는 열차의 속도발전기에서 출력되는 신호를 검출하거나, 또는 속도검출센서로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 열차제어부는 마이컴, 또는 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하다.

상기 승강장신호제어부는,

승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하는 열차위치검출부;

상기 열차위치검출부에 접속되어 상기 열차위치검출부에서 입력되는 열차 위치를 나타내는 신호와 정위치 정차점과의 거리로부터 열차의 위치를 산출하여 이를 나타내는 신호를 출력하고, 상기 열차신호제어부에서 전송되는 열차운행정보를 출력하는 승강장제어부;

상기 승강장제어부에 접속되어 상기 승강장제어부에서 인가되는 신호에 따라 열차의 위치를 시각적으로 표시하는 위치표시부;

상기 승강장제어부에 접속되어 상기 승강장제어부에서 인가되는 열차 위치에 대한 신호와 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 상기 열차신호제어부에 전송하고, 상기 열차신호제어부에서 전송되는 열차운행정보에 대한 신호를 수신하여 상기 승강장제어부에 인가하는 지상통신제어부; 및,

열차제어시스템에서 발생하는 신호를 검출하여 상기 승강장제어부에 인가하는 차상열차운행정보검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 승강장신호제어부는 승강장으로 진입하는 열차 위치에 대한 데이터나, 또는 정위치 정차 여부에 대한 데이터나, 또는 동작 상황에 대한 데이터 및 상기 열차신호제어부에서 전송된 신호를 출력하는 신호출력부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 지상통신제어부에서 상기 열차신호제어부로 전송하는 신호는 RFID 태그를 이용하여 전송함을 특징으로 한다.

이러한 지상통신제어부는 외부 통신포트 접속단자가 있는 RFID 태그를 이용하여 열차신호제어부로 전송할 데이터를 입력하여 전송하는 것이다.

상기 지상통신제어부에서 상기 열차신호제어부에서 전송되는 신호는 RFID 리더를 이용하여 수신함을 특징으로 한다.

상기 열차위치검출부는 다수개의 RFID 태그로 구성됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템의 제어방법"의 구성2는,

열차위치검출부와, 위치표시부와, 지상통신제어부와, 승강장제어부와, 차상열차운행정보검출부와, 경우에 따라 신호출력부를 더 포함하는 승강장신호제어부; 및,

차상통신제어부와, 속도검출부와, 제동신호출력부와, 열차제어부와, 차상열차운행정보검출부 및, 경우에 따라 차상표시부, 또는 감가속도검출부를 하나 이상 더 포함하는 열차신호제어부;로 이루어져 열차의 제동을 제어하고 승강장신호제어부와 열차신호제어부 사이의 통신을 수행하는 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 제어방법은,

상기 승강장신호제어부의 동작을 제어하여 승강장으로 진입하는 열차의 위치와 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 검출하여 상기 열차신호제어부로 전송하 고, 열차와 정위치 정차점과의 거리를 나타내며, 열차에서 전송되는 열차운행정보를 수신하여 출력하는 지상신호제어단계; 및,

상기 열차신호제어부의 동작을 제어하여 상기 승강장신호제어부에서 전송되는 열차 위치에 대한 신호와 열차제어시스템의 신호를 수신하고, 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하며, 열차운행정보를 상기 승강장신호제어부로 전송하는 차상신호제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 지상신호제어단계는,

상기 열차위치검출부를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 열차신호제어부로 전송하는 열차위치전송단계;

상기 열차위치전송단계를 수행하여 검출한 열차의 위치로부터 정위치 정차점과의 거리를 산출하여 위치표시부를 통해 열차의 위치를 나타내는 거리산출및표시단계;

상기 거리산출및표시단계를 수행한 후, 열차신호제어부에서 전송되는 열차운행정보를 상기 지상통신제어부를 통해 수신하여 열차제어시스템에 인가하는 신호수신및출력단계; 및,

상기 지상열차운행정보검출부를 통해 검출한 열차제어시스템의 신호를 상기 열차신호제어부로 전송하는 열차제어시스템신호검출및전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 차상신호제어단계는,

상기 지상신호제어단계를 수행하여 전송한 열차 위치에 대한 신호, 또는 열차제어시스템의 신호를 상기 차상통신제어부를 통해 수신하는 신호수신단계;

상기 신호수신단계를 수행한 후, 상기 속도검출부를 통해 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하는 제동제어단계;

상기 제동제어단계를 수행한 후, 상기 신호수신단계를 수행하여 수신한 열차제어시스템의 신호에 따른 신호를 처리하는 열차제어시스템신호처리단계; 및,

상기 열차제어시스템신호처리단계를 수행한 후, 차상열차운행정보검출부를 통해 열차에서 발생하는 열차운행정보를 검출하여 상기 승강장신호제어부로 전송하는 운행정보검출및전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 차상신호제어단계는, 상기 신호수신단계를 수행하여 수신한 열차 위치에 대한 신호로부터 정위치 정차점과의 거리를 산출하여 차상표시부를 통해 나타내는 열차위치표시단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법"의 구성2는, 구성1이 갖는 효과외에 열차신호제어부와 승강장신호제어부와의 통신을 통해 열차운행정보를 송수신함으로써 적절한 열차제어시스템이 설치되어 있지 않거나 정상동작하지 않은 역에 해당 신호를 전송하여 제어할 있게 되는 효과 및 신호이중계를 구성함으로써 더욱 안전한 열차 운행 제어를 할 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "열차 정위치 정차 자동 제어시스템 및 그 제어방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예들을 설명함에 있어서 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소나 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 부호를 사용한다.

<실시예1>

본 실시예1은 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성1에 대한 실시예이다.

본 실시예1에 있어서 열차위치검출부는 열차를 검출하는 열차검출수단을 사용하여 구성하며, 상기 열차검출수단은 수광부와 발광부가 일체로 된 광센서를 사용한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예1에 있어서는 정위치 정차점을 기준으로 하여 좌우 200cm의 위치에 존재하는 열차의 위치를 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예1에 있어서는 열차에 장착된 속도검출기에서 발생하는 신호를 검출하여 열차의 속도를 검출하는 것을 예로 하여 설명하며, 운전실에 차상표시부를 장착하여 열차 위치에 대한 표시를 선로측과 운전실 양쪽에서 행하도록 한다.

또한, 본 실시예1에 있어서 차상통신제어부와 지상통신제어부는 공지의 무선통신 장치로 구성하여 승강장신호제어부에서 발생하는 신호를 열차신호제어부로 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예1에서는 신호출력부를 구성하여 승강장으로 진입하는 열차 위치에 대한 데이터나 정위치 정차 여부에 대한 데이터, 또는 동작 상황에 대한 데 이터를 통신망을 통해 관리실로 전송하거나, 또는 열차제어시스템에 인가하도록 구성한다.

본 실시예1에 있어서 열차제어부와 승강장제어부는 마이컴으로 구성한다.

이하, 본 실시예1의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 승강장제어부를 이루는 마이컴의 내부메모리, 또는 상기 마이컴의 제어를 받는 외부메모리에 정위치 정차점과 각 광센서와의 거리를 저장한다.

이후, 도7에서 도시되는 바와 같이, 차상통신제어부(150)와 차상표시부(160)와, 제동신호출력부(130) 및, 속도검출부(120)를 열차제어부(140)에 접속하고, 상기 제동신호출력부(130)의 신호출력단을 열차제어시스템(TBS)에 접속하며, 속도검출부(120)의 신호입력단을 열차의 속도검출기(15)에 접속하여 열차신호제어부(100)를 구성한다.

또한, 열차위치검출부(230)와 지상통신제어부(210)와 신호출력부(260) 및 위치표시부(250)를 승강장제어부(240)에 접속하여 승강장신호제어부(200)를 구성한다.

상기 차상표시부(160)는 열차와 정위치 정차점과의 거리를 시각적으로 나타내는 시각표시부(161)와 청각적으로 나타내는 청각표시부(162)로 구성한다.

이때, 상기 시각표시부(161)는 도10c에서 되시되는 바와 같이, 열차와 정위치 정차점(7)과의 거리를 숫자 및 그래픽으로 나타내는 LCD로 구성하며, 청각표시부(162)는 열차와 정위치 정차점과의 거리를 음성으로 나타내는 공지의 음성합성장 치로 구성한다.

상기 음성합성장치는, "정차거리 100cm 남았습니다"와 같은 음성을 출력하여 운전자에게 인지시켜주기 위한 것이다.

상기 열차위치검출부(230)는, 17개의 광센서(D1~D17)를 사용하여 정위치 정차점을 기준으로 하여 좌측으로 10cm + 10cm + 15cm + 25cm + 35cm + 35cm + 35cm + 35cm의 간격으로 8개의 광센서를 설치하고, 우측으로 상기의 설치 위치와 대칭되도록 8개의 광센서를 설치하여 구성한다.

상기 위치표시부(250)는 열차와 정위치 정차점과의 거리를 시각적으로 나타내도록 구성하는 것으로, 예를 들어, 도10a, 도10b, 도10c와 같이 구성할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열차가 승강장에 진입하면 상기 승강장제어부(240)는 도13에서 도시되는 바와 같이, 열차위치검출부(230)를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하는 위치검출단계(S210)를 수행하게 된다.

즉, 상기 열차위치검출부(230)를 이루는 각각의 광센서(D1~D17)에서 열차의 존재유무를 검출하여 이를 상기 승강장제어부(240)로 입력시키게 된다.

그러면 상기 승강장제어부(240)는 열차가 검출된 각 광센서(D1~D17)의 위치를 독출하여 지상통신제어부(210)를 통해 열차신호제어부(100)로 전송하는 위치전송단계(S220)를 수행하게 된다.

상기 위치전송단계(S220)를 수행한 후 상기 승강장제어부(240)는 위치표시단 계(S230)를 단계를 수행하여 상기 위치검출단계(S210)에서 검출한 열차의 위치로부터 정위치 정차점(7)과의 거리를 산출하여 위치표시부(250)를 통해 나타내게 된다.

즉, 각각의 광센서(D1~D17)의 설치위치를 메모리로부터 독출하여 정위치 정차점(7)과의 거리를 산출한 후 이를 상기 위치표시부(250)를 통해 나타내게 된다.

상기 위치표시부(250)는 도10a, 도10b, 도10c와 같이 구성될 수 있는 것으로, 열차와 정위치 정차점(7)과의 거리를 숫자로 나타내거나, 단위 셀의 표시소자를 점진적으로 점등되도록 함은 물론, 정차과정인지의 여부나 출발과정인지의 여부 및 정위치 정차점에 대한 정차 여부를 O, X를 통해 나타내도록 구성할 수 있다. 도10c는 LED 매트릭스로 구성된 전광판, 또는 대형 LCD를 이용하여 그래픽으로 나타내도록 한 것이다.

상기 위치표시단계(S230)를 수행한 후에는 승강장으로 진입하는 열차 위치에 대한 데이터나 정위치 정차 여부에 대한 데이터, 또는 동작 상황에 대한 데이터를 통신망을 통해 관리실로 전송하는 신호출력단계(S240)를 수행하게 된다.

상기 신호출력단계(S240)는 역내에 설치된 관리실에서 열차의 정위치 정차 여부를 확인할 수 있도록 함은 물론 열차 정위치 정차에 대한 데이터베이스 구축 및 이력관리를 하기 위한 것이다.

한편, 상기 승강장신호제어단계(S200)를 수행하여 열차 위치를 전송하게 되면, 열차신호제어단계(S100)를 수행하여 열차제동시스템의 동작을 제어하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차를 시키게 된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 열차제어부(140)는, 도12에서 도시되는 바와 같이, 위치신호수신단계(S110)를 수행하여 상기 승강장신호제어부(200)에서 전송된 열차 위치에 대한 신호를 차상통신제어부(150)를 통해 수신하게 된다.

상기 위치신호수신단계(S110)를 수행한 후에는 상기 위치신호수신단계(S110)를 수행하여 수신한 열차의 위치로부터 정위치 정차점(7)과의 거리를 산출하여 차상표시부(160)를 통해 나타내는 거리표시단계(S120)를 수행하게 된다.

즉, 시각표시부(161)를 통해 열차의 위치를 시각적으로 나타내거나, 또는 청각표시부(162)를 통해 음성안내를 하여주게 된다.

상기 거리표시단계(S120)를 수행한 후 상기 열차제어부(140)는 속도검출단계(S130)를 수행하여 상기 속도검출부(120)를 통해 열차의 속도를 검출하게 된다.

즉, 속도검출기(15)에서 출력되는 신호를 검출하여 열차의 속도를 검출하게 된다.

상기 속도검출단계(S130)를 수행하여 열차의 속도를 검출한 후에는 현재 열차의 감속도(또는 가속도)를 검출하는 감가속검출단계(S140)와, 열차를 정위치에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량(또는 제동가속도량)을 검출하는 제동량산출단계(S150) 및 상기 산출된 제동량(제동감속도량, 또는 제동가속도량)으로 열차제동시스템(TBS)의 동작을 제어하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키는 정위치정차제어단계(S160)를 순차적으로 수행하게 된다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피 승강장으로 진입하는 열차는 열차운행제어장치의 제어에 의해 정위치 정차점(7)에 정차하기 위한 제동을 실시하게 된다.

따라서, 현재 열차의 제동감속도량(또는 가속도량)을 검출하여 이 제동량으로 열차를 제어하였을 경우 열차가 정위치에 정차 할 수 있는지의 여부를 판단하여 열차제동시스템(TBS)의 동작을 제어함으로써 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키게 된다.

즉, 상기 승강장신호제어부(200)에서 전송된 열차의 위치와 속도검출부(120)를 통해 검출한 열차의 속도로부터 정위치 정차점(7)까지의 잔여거리 및 필요한 제동량(제동감속도량, 또는 제동가속도량)를 산출하고, 현재의 제동량을 산출하여 제동량을 증가시키거나 감소시키도록 하는 신호를 열차제동시스템(TBS)에 인가하여 열차의 제동을 제어하는 것으로, 상기 승강장신호제어단계(S200)와 열차신호제어단계(S100)를 열차가 정차할 때까지 지속적으로 수행하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키게 되는 것이다.

다시 말해, 상기 광센서(D1~D17)에서 열차를 검출할때마다 상기의 과정을 반복적으로 수행하여 열차의 제동을 지속적으로 제어함으로써 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예1은 특히, 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 선로 전방 및 운전실에 그 위치를 표시하여 줌으로써 정위치 정차를 용이하게 유도함은 물론, 열차 위치에 대한 신호를 열차로 전송하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하고, 이 산출된 값으로 열차제동시스템(TBS)의 동작을 지속적으로 자동 제어 함으로써 열차를 정위치에 정차시키게 되는 효과가 있다.

그러나 상기의 실시예1에 있어서는 열차의 속도를 속도검출기(15)를 통해 검출하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도8에서 도시되는 바와 같이, 별도의 속도검출센서(121)를 사용하여 열차의 속도를 검출할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예1에 있어서 열차제동시스템에 인가하는 신호는 현제의 제동력을 증가하거나 감소하라는 신호를 입력하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 나타내는 스텝신호나 PWM신호를 인가하거나, 또는 상기 신호를 제동라인(6)에 직접 인가하여 열차제동시스템의 제동 동작을 제어할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기의 실시예1에 있어서는 열차의 감속도, 또는 가속도를 열차제어부에서 산출하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도8에서 도시되는 바와 같이, 가속도센서를 이용하는 별도의 감가속도검출부(170)를 장착하여 검출할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예1에 있어서는 열차위치검출부를 이루는 열차검출수단(광세서)을 17개 사용하고 그 검출거리를 200cm로 한정하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 필요에 따라 더 많거나 적은 수의 열차검출수단이나 더 길거나 짧은 거리의 검출거리를 갖도록 할 수 있다.

또한, 상기의 실시예1에 있어서는 열차위치검출부를 광센서를 사용하여 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 차상통신제어부를 RFID 리더로 구성하고, 상기 열차위치검출부를 다수의 RFID 태그로 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 지상통신제어부 역시 RFID 태그로 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또는, 도8에서 도시되는 바와 같이 다수의 RFID 태그(T1~Tn)를 사용하여 열차위치검출부를 구성한 후, 상기 RFID 태그(T1~Tn)를 이용하여 지상통신제어부의 신호 송신 기능을 겸하도록 할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 RFID를 이용하는 구성에 대해서는 실시예2에서 상세히 설명한다.

<실시예2>

본 실시예2는 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성2에 대한 실시예이다.

본 실시예2에 있어서 열차위치검출부는 다수의 RFID 태그를 사용하여 구성하며, 상기 RFID 태그를 이용하여 열차위치검출은 물론 승강장신호제어부에서 발생하는 신호를 열차신호제어부로 전송하도록 한다.

따라서 본 실시예2에서 사용하는 RFID 태그는 외부 통신포트 접속 기능이 있는 RFID 태그이다.

또한, 본 실시예2에서는 실시예1과 마찬가지로 17개의 RFID 태그를 이용하여 정위치 정차점을 기준으로 좌우 200cm의 위치에 존재하는 열차의 위치를 검출하여 열차의 제동을 제어하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예2에 있어서 차상통신제어부는 RFID 리더와 RFID 태그로 구성 하며, 상기 RFID 리더는 승강장신호제어부에서 전송되는 신호를 수신하도록 하고, RFID 태그는 열차신호제어부에서 발생하는 신호를 상기 승강장신호제어부로 전송하도록 한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예2에 있어서 지상통신제어부는 RFID 리더로 구성되어 상기 차상통신제어부에서 전송되는 신호를 수신하도록 한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예2에 있어서 속도검출부는 실시예1과 마찬가지로 속도검출기에서 발생하는 신호를 검출하도록 한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예2에 있어서는 실시예1과 마찬가지로 시각표시부와 청각표시부로 이루어진 차상표시부를 장착하여 운전실에 열차와 정위치 정차점과의 거리를 표시하도록 한다.

또한, 본 실시예2에 있어서 열차제어부와 승강장제어부는 컴퓨터 시스템으로 구성한 것을 예로하여 설명한다.

본 실시예2에 있어서 관리실(8)은 컴퓨터 시스템으로 이루어진 승강장제어부에 직접 통신망(9)을 접속하여 신호를 전송하는 하는 예로 하여 설명한다.

이와 같이 본 실시예2를 구성한 이유는 다른 구성형태를 가지는 다른 실시예의 구성 및 작용효과는 본 실시예2와 실시예1로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.

상기 통신망(9)은 전용망이나 인터넷 망 어느 것으로 이루어지던지 상관없다.

이하, 본 실시예2의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1과 도9에서 도시되는 바와 같이, 차상통신제어부(150)와 차상표시부(160)와, 제동신호출력부(130)와, 속도검출부(120) 및, 차상열차운행정보검출부(110)를 열차제어부(140)에 접속하고, 상기 제동신호출력부(130)의 신호출력단을 열차제어시스템(TBS)에 접속하고, 속도검출부(120)의 신호입력단을 열차의 속도검출기(15)에 접속하며, 상기 차상열차운행정보검출부(110)의 신호입력단을 열차운행제어장치의 차상장치(TCS/T)에 접속하여 본 실시예2에 의한 열차신호제어부(100)를 구성한다.

또한, 열차위치검출부(230)와 지상통신제어부(210)와 신호출력부(260)와, 위치표시부(250) 및, 지상열차운행정보검출부(220)를 승강장제어부(240)에 접속하여 본 실시예2에 의한 승강장신호제어부(200)를 구성한다.

상기 차상표시부(160)는 시각표시부(161)와 청각표시부(162)로 구성하고, 차상통신제어부는 RFID 리더(151)와 RFID 태그(152)로 구성하며, 지상신호제어부(210)는 RFID 리더로 구성한다.

또한 17개의 RFID 태그(T11~T27)를 정위치 정차점을 기준으로 하여 좌측으로 10cm + 10cm + 15cm + 25cm + 35cm + 35cm + 35cm + 35cm의 간격으로 8개의 RFID 태그(T11~T18)를 설치하고, 우측으로 상기의 설치 위치와 대칭되도록 8개의 RFID 태그(T19~T27)를 설치하여 열차위치검출부(230)를 구성한다.

본 구성에 있어서 사용된 RFID 리더(151, 210)와 태그(152, T11~T27) 모두는 외부 통신포트 접속이 가능한 RFID 리더와 RFID 태그이다.

또한, 본 구성에 사용된 RFID 리더 (151)과 이에 대응되는 RFID 태그 (T11~T27)는 수 cm의 비접촉 통신거리를 가지며, RFID 리더 (210)과 이에 대응되는 RFID 태그 (152)는 수 m에 이르는 비접촉 통신거리를 가진다.

따라서, 상기 수 cm의 통신거리를 가지는 RFID 태그(T11~T27)는 선로를 따라 승강장 측면에 장착됨이 바람직하며, 상기 RFID 태그(T11~T27)에 대응되는 RFID 리더(151)는 열차 측면에 설치되어, 열차가 해당 위치에 위치하였을 때 상기 수 cm의 통신거리를 확보하도록 한다.

상기 수 m의 통신거리를 갖는 RFID 태그(152)와 RFID 리더(210)의 설치위치는 상기 통신거리가 확보되는 위치 내에서 자유로이 선택된다.

RFID 미들웨어는 컴퓨터 시스템으로 구성된 승강장제어부(240)와 열차제어부(140)에 탑재된다.

상기 승강장제어부(240)의 내부메모리, 또는 상기 승강장제어부(240)의 외부메모리에 정위치 정차점과 각 RFID 태그(T11~T27)의 장착 위치를 저장하고, 상기 RFID 태그(T11~T27) 각각에는 그 설치 위치에 대한 데이터를 저장한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예2의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

설명에 있어서 실시예1과 중복되는 사항에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 열차가 승강장에 진입하면 상기 승강장제어부(240)는, 도15에서 도시되는 바와 같이, 지상신호제어단계(S400)를 수행하여 열차위치검출부(230)를 통해 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 열차신호제어부(100)로 전송하는 열차위치전송 단계(S410)를 수행하게 된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한바와 같이 열차위치검출부(230)를 이루는 각 RFID 태그(T11~T27)에는 자신의 설치 위치 데이터가 저장되어 있다.

따라서, 열차가 승강장에 진입하여 상기 RFID 태그(T11~T27) 중 어느 하나의 RFID 태그와의 통신거리 범위 내에 도달하게 되면, 상기 열차신호제어부(100)의 차상통신제어부(150)의 RFID 리더(151)가 해당 RFID 태그와의 통신회로를 구성하여 통신회로를 구성한 RFID 태그에 저장된 위치 데이터를 검출하게 된다.

그러면 상기 열차제어부(140)는 통신회로를 구성한 RFID 태그에 저장된 위치를 당해 열차가 존재해 있는 위치로 인식하게 된다.

즉, RFID 태그(T11~T27)와 RFID 리더(151)와의 비접촉 통신회로를 구성하여 열차의 위치를 전송하게 되는 것으로, 상기 각각의 RFID 태그(T11~T27)는 열차 위치를 비접촉 통신에 의해 열차신호제어부(100)로 전송하는 기능을 더 수행하게 된다.

또한, 상기 RFID 리더(151)와의 통신을 통해 위치 데이터를 전송한 RFID 태그(T11~T27)는 이를 나타내는 신호를 승강장제어부(240)로 전송하여 열차의 위치를 승강장제어부(240)에 인가하게 된다.

상기 열차위치전송단계(S410)를 수행하여 열차의 위치를 전송한 후에는 검출한 열차의 위치로부터 정위치 정차점(7)과의 거리를 산출하여 위치표시부(250)를 통해 열차의 위치를 나타내는 거리산출및표시단계(S420)를 수행하게 된다.

즉, RFID 태그(T11~T27)가 설치된 위치로부터 정위치 정차점(7)까지의 거리를 산출한 후 도10a, 도10b, 도10c와 같이 구성된 위치표시부(250)를 통해 열차와 정위치 정차점(7)과의 거리를 나타내어 정위치 정차를 용이하게 하여준다.

상기 거리산출및표시단계(S420)를 수행한 후 상기 승강장제어부(240)는 신호수신및출력단계(S430)를 수행하여 상기 열차신호제어부(100)에서 전송되는 열차운행정보를 상기 지상통신제어부(210)를 통해 수신하여 열차제어시스템(40)에 인가하게 된다.

즉, 차상통신제어부(150)를 이루는 RFID 태그(152)를 통해 승강장신호제어부(200)로 전송할 데이터를 출력하면 상기 RFID 태그(152)와 비접촉 통신회로를 구성하는 RFID 리더로 이루어진 지상통신제어부(210)에서 이를 수신하여 수신된 신호를 열차신호시스템(40)으로 전송하게 된다.

예를 들어, 상기 열차신호제어부(100)에서 스크린도어시스템의 스크린 도어를 제어하는 문 제어신호(열림, 닫힘, 재개폐 신호)를 상기 RFID 태그(152)를 통해 전송하면, 이를 장거리 비접촉 통신회로를 구성하는 지상통신제어부(210)의 RFID 리더에서 검출하여 이를 신호출력부(260)를 통해 열차제어시스템(40)의 스크린도어시스템(PSD)에 인가하여 스크린도어의 문 개폐를 제어하게 된다.

이는 다른 열차 신호(열차 운행 정보)에 대해서도 마찬가지이다.

상기 신호수신및출력단계(S430)를 수행한 후에는 열차제어시스템신호검출및전송단계(S440)를 수행하여 열차제어시스템(40)에서 발생하는 신호를 상기 열차신호제어부(100)로 전송하게 된다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이 상기 열차제어시스템(40)은 열차운행제어장치의 지상장치(TCS/P), 스크린도어시스템(PSD), 지상신호설비(PCS) 등으로 구성되는 것으로 상기 장치들에서 발생하는 신호를 상기 열차위치검출부(230)를 이루는 RFID 태그(T11~T27)를 통해서 전송하게 된다.

즉, 상기 RFID 태그(T11~T27) 전체나, 또는 열차신호제어부(100)로 위치정보를 전송한 RFID 태그(즉, 열차가 검출된 RFID 태그)에 열차신호제어부(100)로 전송할 데이터를 입력하면, 이를 차상통신제어부(150)를 이루는 RFID 리더(151)에서 검출하여 상기 열차제어시스템(40)에서 발생한 신호를 열차신호제어부(100)로 전송하게 된다.

예를 들어, 상기 스크린도어시스템(PSD)에서 문 개폐 동작(열림, 닫힘, 재개폐 등)에 대한 정보를 검출하여 이를 열차신호제어부(100)에 전송하게 된다.

한편, 상기 지상신호제어단계(S400)를 수행하여 열차의 위치에 대한 데이터와 열차제어시스템(40)에서 발생하는 신호를 전송하게 되면 이를 열차신호제어부(100)에서 차상신호제어단계(S300)를 수행하여 검출한 후, 열차의 제동을 제어하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키고 전송된 열차제어시스템(40)의 신호를 처리하게 된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 열차제어부(140)는, 도14에서 도시되는 바와 같이, 신호수신단계(S310)를 수행하여 상기 지상신호제어단계(S400)를 수행하여 전송한 열차 위치에 대한 신호와 열차제어시스템에서 발생하는 신호를 상술한 바와 같이 차상통신제어부(150)의 RFID 리더(151)를 통해 수신하게 된다.

상기 신호수신단계(S310)를 수행한 후에는 상기 속도검출부(120)를 통해 열차의 속도를 검출하여 열차를 정위치 정차점(7)에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템(TBS)의 동작을 제어하는 제동제어단계(S320)를 수행하게 된다.

상기 제동제어단계(S320)를 수행한 후에는 상기 신호수신단계(S310)를 수행하여 수신한 열차제어시스템(40)의 신호에 따른 신호를 처리하는 열차제어시스템신호처리단계(S330) 및, 상기 신호수신단계(S310)를 수행하여 수신한 열차 위치에 대한 신호로부터 정위치 정차점(7)과의 거리를 산출하여 차상표시부(160)를 통해 나타내는 열차위치표시단계(S340)를 순차적으로 수행하게 된다.

또한, 상기 열차위치표시단계(S340)를 수행한 후에는 차상열차운행정보검출부(110)를 통해 열차에서 발생하는 열차운행정보를 검출하여 상기 승강장신호제어부(200)로 전송하는 운행정보검출및전송단계(S350)을 수행하게 된다.

즉, 열차운행제어장치의 차상장치(TCS/T)에서 발생하는 열차운행정보를 검출하여 이를 차상통신제어부(150)의 RFID 태그(152)를 통해 지상통신제어부(210)를 이루는 RFID 태그로 전송하면 상기 승강장제어부(240)가 이를 인가받아 신호출력부(260)를 통해 열차제어시스템(40)에 인가하게 된다.

예를 들어, 열차운행제어장치(TCS)를 이루는 ATO 차상장치에서 문 제어 신호(문 열림, 닫힘, 재개폐 신호)를 발생하면 이를 상기 차상열차운행정보검출 부(110)를 통해 검출하여 RFID 태그(152) 및 RFID 리더(210)를 통해 승강장제어부(240)로 전송하고, 상기 승강장제어부(240)는 이를 신호출력부(260)를 통해 열차제어시스템(40)의 스크린도어시스템(PSD)로 전송하여 해당 동작을 수행하도록 할 수 있다.

그러면, 상기 스크린도어시스템(240)은 해당 동작을 수행하고, 그 동작 상태를 상기 RFID 태그(T11~T27)와 RFID 리더(151)을 통해 열차제어부(140)로 전송하여 전송된 신호에 따른 처리를 수행하도록 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예2는, 실시예1이 갖는 장점 외에 승강장신호제어부와 열차제어부와의 통신을 통해 차상에서 발생한 신호를 지상으로 전송하고, 지상에서 발생한 신호를 차상으로 전송하여 해당 신호처리를 행할 수 있음은 물론 신호 이중계를 구성하여 안전성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

그러나, 상기의 실시예2에 있어서는 열차위치검출부를 RFID 태그를 사용하여 구성한 것을 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 실시예1에서와 같이 열차검출수단을 사용하여 열차의 위치를 검출하여 제어할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기의 실시예2에 있어서 RFID 태그는 외부 통신포트 접속 기능이 있는 RFID를 사용하는 것을 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예2에 있어서는 지상통신제어부와 차상통신제어부를 RFID 태그 및 리더를 사용하여 구성한 것을 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 실시예1에서와 같이 공지의 무선 통신 장치를 사용하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예2에 있어서는 속도검출기를 이용하여 열차의 속도를 검출하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 도8에서 도시되는 바와 같이 별도의 속도검출센서(121)를 사용하여 열차의 속도를 검출할 수 있음을 밝혀둔다.

상기와 같이 별도의 속도검출기(121)를 사용하여 열차의 속도를 검출할 경우에는 속도검출기가 갖는 오차를 제거 할 수 있어 더욱 정확한 제어를 행할 수 있다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 열차의 가속도, 또는 감속도를 열차제어부의 제어 논리에 의해 산출하였으나 도8에서 도시되는 바와 같이 별도의 가속도센서로 이루어진 감가속도검출부(170)를 사용하여 열차의 가속도, 또는 감속도를 검출 할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는 상기 열차제어시스템(40)에서 발생하는 신호를 열차신호제어부(100)로 전송하는 것을 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 상기 열차제어시스템(40)에서 발생하는 신호를 승강장신호제어부(200)에서 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

예를 들어, 지상신호설비에서 발생하는 통과 열차에 대한 데이터를 검출하여 그 역을 통과하는 열차로 판단될 경우에는 상기의 정위치 정차 과정이나 표시과정을 생략하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는 열차위치검출부의 설치 위치에 대한 데이어터와 정위치 정차점에 대한 데이터를 승강장신호제어부에 저장한 것을 예로하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

즉, 열차가 통과하는 모든 역에 대한 상기 정보를 열차신호제어부에 저장하여 본 발명의 기술적 사사에 의한 동작을 수행할 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "열차 정위치 정차 자동제어시스템 및 그 제어방법"은, 특히, 승강장으로 진입하는 열차의 위치를 검출하여 선로와 운전실에 정위치 정차점까지의 거리를 시각적으로, 청각적으로 나타내주어 정위치 정차를 용이하게 유도하게 되는 효과가 있고, 열차 위치에 대한 신호를 열차로 전송하여 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동감속도량, 또는 제동가속도량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 지속적으로 자동 제어함으로써 열차를 정위치에 정차시키게 되는 효과가 있으며, 열차신호제어부와 승강장신호제어부와의 통신을 통해 신호를 송수신함으로써 적절한 열차운행제어장치가 설치되어 있지 않은 역이나 정상동작하지 않는 역에 해당 신호를 전송할 수 있음은 물론 신호 이중계를 구성함으로써 열차의 안전성을 향상시키게 되는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.