승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템 {Station control system for personal rapid transit}
본 발명은 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 복잡한 네트워크 노선에서 많은 차량이 운행하는 PRT 시스템의 고유 특성에 따라 거점역과 일반역으로 구별되는 역 제어장치의 운영을 통해 승객이 역에 도착하여 차량 호출에서부터 출발하기까지의 차량의 운행을 효과적으로 제어할 수 있는 소형 궤도차량의 역 제어시스템에 관한 것이다.
최근 도심의 교통 혼잡과 정체를 일으키는 주요 요인들 중의 하나는 급격한 자동차 증가에 있다. 도심 교통에서 자동차의 원활한 흐름을 위한 도로의 확보 없이 자동차의 급격한 증가를 방치한다면 교통 정체로 인한 시간적, 경제적 낭비 및 환경적 피해는 하루가 다르게 증가할 것이다. 또한 현대 정보화시대는 경제, 사회 및 산업 전반에서 물적, 인적 수송의 고속화가 요구되며, 더불어 교통시스템에도 더 안전한 서비스와 이용자의 접근 편리성을 요구하고 있지만 도시화의 발전 속도가 가속화됨에 따라 교통 체증의 전일화 현상은 국가 경제 활동에 치명적인 영향을 미치고 있다. 이와 같이 도심의 교통체증 및 정체 현상에 기인한 사회적, 경제적, 환경적 문제를 해결하기 위한 방안으로 도심을 관통하는 자동차용 도로를 새로 건설하는 것은 많은 시간과 비용이 소비되기 때문에 상대적으로 건설비용이 저렴하고 수송율 측면에서 기존의 도심 교통시스템에 대한 경쟁력을 갖추고 있는 새로운 대중교통수단의 확보는 반드시 필요하다고 말할 수 있다. 이에 대한 일례로 도심지에서 자가용 이용을 대체할 수 있는 PRT(Personal Rapit Transit, 소형 궤도차량) 시스템이 주목을 받고 있다. PRT 시스템은 출발지에서 목적지까지 무정차 운행과 승객의 요구에 의해서 차량을 배차하는 온 디멘드(on demand) 방식을 기본 개념으로 하고 있으며 전 세계적으로 실용화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 한편, 기존의 일반 철도시스템의 역 제어장치는 승차권 발매시스템(ATM)과 승객행선안내장치(TIDS : Train Information and Display System), 그리고 중앙제어장치와 통신을 위한 통신장치로 구성되어 차량이 정해진 노선에서 정해진 스케줄에 따라 역에 정차하면 승객이 차량에 탑승하는 형태로 운영되고 있어, 중앙제어장치에서 PRT 시스템과 같이 복잡한 네트워크 노선에서 운행되는 모든 차량의 제어가 불가능하다. 따라서, 일반적인 철도시스템을 승객이 원하는 목적지까지 On-demand로 운행하는 PRT 시스템의 특성에 맞게 적용하는데에는 적합하지 않다. 또한, PRT 시스템은 승객이 원하는 목적지까지 On-demand로 운행하는 시스템이므로, 역에 도착하여 승객이 공차배치를 호출하고 이 호출에 따라 공차가 호출 역으로 운행되고 또한 목적지 경로를 찾아가는 메커니즘들이 필요하지만, 아직 이러한 메커니즘에 대한 기술이 존재하지 않는다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 복잡한 네트워크 노선에서 많은 차량이 운행하는 PRT 시스템의 고유 특성에 적합한 거점역과 일반역으로 구별되는 역 제어장치의 운영을 통해 승객이 역에 도착하여 차량 호출을 하는 경우 이후 호출 차량이 출발하기까지 효과적으로 차량을 제어할 수 있는 승객의 차량 호출기능을 갖는 PRT의 역 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; 네트워크 노선에서 차량이 운행하는 PRT 시스템의 일반역에 구비되어 승객이 차량을 호출하는 PIDS가 구비되는 일반역 제어장치와; 거점역에 구비되어 승객이 차량을 호출하는 PIDS와, 설정된 영역 내에 운행중인 차량 및 일반역 제어장치와의 데이터 통신을 수행하는 지역제어기가 구비되는 거점역 제어장치와; 상기 거점역 제어장치와 데이터 통신을 통해 상기 PIDS를 통한 차량 호출 정보가 수신되면 승객이 호출한 역에서 근접해 있는 공차를 검색하여 호출 역으로 이동하도록 제어하는 중앙제어장치;로 구성되는 것을 특징으로 하는 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템을 제공한다. 이때, 상기 거점역 제어장치는 설정된 영역 내에서 운행중인 차량 및 일반역 제어장치와 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 일반역 제어장치는, 승객이 이동하고자 하는 목적지에 관한 승차권을 발매하는 ATM과, 승차권을 구매한 승객이 차량을 호출하면 호출된 차량의 도착 정보를 표시하는 PIDS와, 차량과의 데이터 통신을 수행하는 지상정보전송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 거점역 제어장치는, 설정된 영역 내에 위치하는 상기 일반역 제어장치 및 차량과 데이터 통신을 수행하는 지역제어기와, 승차권을 발매하는 ATM과, 승차권을 구매한 승객이 차량을 호출하면 호출된 차량의 도착 정보를 표시하는 PIDS와, 차량과의 데이터 통신을 수행하는 지상정보전송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 지역제어기는 운행중인 차량이 설정된 영역을 벗어나면 중앙제어장치로 정보를 전송하여 인접한 거점역에 구비되는 거점역 제어장치로 핸드오버(Handover)하여 제어 권한을 넘겨주는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 거점역 제어장치 및 일반역 제어장치는 상기 차량과 무선으로 데이터 통신을 수행하고, 상기 중앙제어장치와 거점역 제어장치 및 일반역 제어장치 간에는 유선으로 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 차량은 상기 거점역 제어장치 및 일반역 제어장치와 무선으로 데이터 통신을 수행하는 차상정보전송장치와, 상기 차상정보전송장치를 통해 송수신되는 정보에 따라 차량의 운행을 제어하는 차상제어기와, 상기 차량의 목적지를 입력하기 위한 입력장치가 구비되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 차량에 탑승한 승객이 입력한 목적지 입력 정보가 중앙제어장치로 입력되면 상기 중앙제어장치는 목적지까지 차량이 주행할 최적 경로를 탐색하여 목적지의 최적 경로를 설정하여 상기 차량으로 주행할 경로를 할당하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 중앙제어장치에서 상기 차량으로 목적지의 최적 경로가 전송되면 호출된 역의 상기 거점역 제어장치 또는 일반역 제어장치의 PIDS로 상기 목적지의 최적 경로에 따른 차량의 주행 상태를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 역 제어장치를 통해 승객이 차량을 호출시 역 제어장치를 거점역과 일반역으로 구성을 달리하여 복잡한 네트워크 노선에서 다수의 PRT 차량을 제어할 수 있는 구조로 인해, PRT 시스템에 있어서 효과적인 차량의 제어가 가능하다. 특히, 본 발명은 역 제어장치를 통해 승객이 차량을 호출할 경우 공차운행, 목적지 경로 설정 등을 PRT 시스템의 특성에 맞게 운용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템을 이용해 승객이 역에서 차량 호출시의 제어 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템을 통한 역에서의 차량 호출에 따른 정보 흐름도이다.
본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 PRT의 역 제어시스템을 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 PRT의 역 제어시스템은 복잡한 네트워크 노선에서 많은 차량(100)이 자동으로 운행하는 시스템으로, PRT 시스템은 승객들이 역사에 도착하여 본인들이 승차할 차량(100)을 호출할 경우 호출하는 역에서 가장 가까운 역사나 기지에 있는 공차를 호출 역으로 이동시켜, 승객들이 차량(100)에 탑승하도록 하는 온-디멘드(On-demand) 시스템이다. 따라서, 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템은 복잡한 네트워크 노선에서 많은 차량(100)이 운행하기 때문에 모든 차량(100)을 중앙제어장치(110)에서 일대일로 직접 제어가 불가능하므로, 일반 철도시스템과는 다른 형태의 역 제어시스템(Station Control System)을 적용한다. 이와 같은 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템은 네트워크 노선에서 차량(100)이 운행하는 PRT 시스템의 일반역에 구비되어 차량(100)의 운행을 제어하는 일반역 제어장치(120)와, 거점역에 구비되어 설정된 영역 내에 운행중인 차량(100) 및 일반역 제어장치(120)와의 데이터 통신을 수행하는 거점역 제어장치(130)와, 상기 거점역 제어장치(130)와 데이터 통신을 통해 차량(100)의 운행을 감시 및 제어하는 중앙제어장치(Central Control System)(110)로 구성된다. 즉, PRT 시스템은 복잡한 네트워크 노선에서 많은 차량(100)이 운행하는 특성을 가지므로 일반역과 거점역으로 나누어 일반역 제어장치(120)와 거점역 제어장치(130)로 분리 운영하여 차량(100)들을 제어한다. 이때, 상기 거점역 제어장치(130)는 설정된 영역 내에서 운행중인 차량(100)은 물론 하나 이상의 일반역 제어장치(120)와의 데이터 통신을 수행하며, 일반역 제어장치(120)는 거점역 제어장치(130)와의 데이터 통신을 수행한다. 이와 같은 일반역 제어장치(120)는 승객이 이동하고자 하는 목적지에 관한 승차권을 발매하는 ATM(Automatic Ticketing Machine; 승차권 발매장치)(122)과, 승차권을 구매한 승객이 차량을 호출하면 호출된 차량(100)의 도착 정보를 표시하는 PIDS(Passenger Information and Display system; 승객정보표시장치)(124)와, 차량(100)과의 데이터 통신을 수행하는 지상정보전송장치(Wayside Communication System)(126)를 포함한다. 그리고, 상기 거점역 제어장치(130)는 설정된 영역 내에 위치하는 일반역 제어장치(120) 및 차량(100)과 데이터 통신을 수행하는 지역제어기(Zone controller)(132)와, 승차권을 발매하는 ATM(134)과, 승차권을 구매한 승객이 차량을 호출하면 호출된 차량(100)의 도착 정보를 표시하는 PIDS(136)와, 차량(100)과의 데이터 통신을 수행하는 지상정보전송장치(Wayside Communication System)(138)를 포함한다. 즉, 상기 지역제어기(132)는 거점역 제어장치(130)에만 구비되며, 하나의 지역제어기(132)는 설정된 제어범위 내의 다른 일반역들에 구비되는 일반역 제어장치(120)들과 인터페이스 되며, 지역제어기(132)가 없는 일반역 제어장치(120)와 인터페이스를 통해 정보 전달을 수행한다. 이때, 상기 지역제어기(132)는 네트워크와 같이 복잡한 구조의 PRT 전체 노선에서 운행하는 모든 차량(100)을 중앙제어장치(110)에서 감시 제어할 수 없으므로, 지역제어기(132)에서 일정한 범위를 할당하여 그 설정된 영역 내에서 운행하는 차량(100)을 제어하게 된다. 이와 같은 지역제어기(132)는 운행중인 차량(100)이 설정된 영역을 벗어나면 중앙제어장치(110)로 정보를 전송하여 인접한 거점역에 구비되는 거점역 제어장치(130)로 핸드오버(Handover)하여 제어 권한을 넘겨주게 된다. 한편, 상기 거점역 제어장치(130) 및 일반역 제어장치(120)는 차량(100)과는 무선으로 데이터 통신을 수행하며, 거점역 제어장치(130)는 중앙제어장치(110) 및 인접한 일반역 제어장치(120)와 무선으로 데이터 통신을 수행할 수 있지만 유선으로 연결된다. 물론, 상기 차량(100)에는 상기 거점역 제어장치(130) 및 일반역 제어장치(120)에 구비되는 지상정보전송장치(126,138)와 무선으로 데이터 통신을 수행하는 차상정보전송장치(102)와, 상기 차상정보전송장치(102)를 통해 송수신되는 정보에 따라 차량의 운행을 제어하는 차상제어기(104)와, 상기 차량(100)의 목적지를 입력하기 위한 입력장치(106)가 구비된다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 본 발명에 따른 승객의 차량 호출기능을 갖는 소형 궤도차량의 역 제어시스템의 차량 호출 및 그에 따른 운영 예를 설명한다. PRT를 이용하기 위해 승객이 역에 도착하여 ATM(122,134)을 통해 승객이 이동하고자 하는 목적지에 관한 승차권을 구입한다.(S100) 이때, 승객은 일반역이나 거점역에 상관없이 해당 역의 ATM(122,134)을 통해 승차권을 구매하며, 이와 같은 승차권구매 정보는 중앙제어장치(110)로 전송된다. 이 경우 일반역의 ATM(122)을 통해 승차권을 구매하는 경우에는 인접한 거점역 제어장치(130)를 거쳐 승차권구매 정보를 중앙제어장치(110)로 전송하며, 거점역의 ATM(134)을 통해 승차권을 구매하는 경우에는 해당 거점역 제어장치(130)에서 승차권구매 정보를 중앙제어장치(110)로 직접 전송한다. 한편, 승객은 승차권을 구입한 후, PIDS(124,136)를 통해 차량(100)을 호출한다.(S102) 이때, 승객은 일반역이나 거점역에 상관없이 해당 역의 PIDS(124,136)를 통해 차량을 호출하며, 이와 같은 차량호출 정보는 중앙제어장치(110)로 전송된다. 물론, 일반역의 PIDS(124)를 통해 차량을 호출하는 경우에는 인접한 거점역 제어장치(130)를 거쳐 차량호출 정보를 중앙제어장치(100)로 전송하며, 거점역의 PIDS(136)를 통해 차량을 호출하는 경우에는 해당 거점역 제어장치(130)에서 차량호출 정보를 중앙제어장치(110)로 직접 전송한다. 이에 따라 상기 중앙제어장치(110)는 승객이 호출한 역(1)에서 가장 근접해 있는 공차를 검색하여 호출 역으로 이동하도록 명령을 내린다. 즉, 상기 중앙제어장치(110)는 공차를 검색하여 해당 공차가 머무르는 거점역 제어장치(130) 또는 일반역 제어장치(120)로 공차 이동 명령 정보를 전송하여 호출 역으로 차량(100)을 이동시킨다.(S104) 이와 같이 차량(100)이 호출 역에 도착한 후 승객이 차량(100)에 탑승하여 차량(100)내에 구비되어 차상제어기(104)와 연동되는 입력장치(106)를 통해 목적지를 입력한다.(S106) 이와 같은 목적지 입력 정보는 중앙제어장치(110)로 입력되고, 중앙제어장치(110)는 목적지까지 차량이 주행할 최적 경로를 탐색하고(S108), 이후 차량(100)은 차상정보전송장치(102)를 통해 수신되는 경로 정보에 따라 차량의 주행 경로를 설정하고(S110), 차량(100)을 제어하여 출발(S112)하여 목적지로 주행한다.(S114) 즉, 차량(100)의 입력장치(106)를 통해 승객이 입력한 목적지 입력 정보는 차량(100)의 차상정보전송장치(102)를 통해 해당 역 제어장치(120 또는 130)로 전송되고, 거점역의 지역제어기(132)를 경유해 중앙제어장치(110)로 전송하고, 중앙제어장치(110)는 목적지로의 최적경로를 설정하여 해당 차량(100)으로 주행할 경로를 할당하게 된다. 이 경우 도 3에 도시된 바와 같이 붉은 색이 차량(100)을 호출 시 공차가 호출 역까지 이동하는 흐름을 나타낸 것이고, 푸른 색이 차량(100)에서 승객이 목적지 입력 시 지역제어기(132)를 경유해 중앙제어장치(110)를 통해 목적지 경로를 수신받는 흐름도를 나타낸 것이다. 물론, 상기 중앙제어장치(110)에서 차량(100)으로 목적지 경로가 전송되면서 동시에 호출 역 제어장치(120 또는 130)의 PIDS(124 또는 136)로 동일한 정보가 전송되어 호출 역의 PIDS(124 또는 136)로 차량(100)이 주행하는 상태가 표시된다. 한편, 이상의 경우에는 승객이 차량(100)에 탑승하여 목적지를 입력하여 목적지로 차량을 운행하는 방식을 이용하지만, 승객이 ATM(122 또는 134)을 통해 승차권 구매 시 목적지를 입력하게 되면 바로 호출 역을 관할하는 거점역의 지역제어기(1)를 통해 중앙제어장치(110)로 목적지 정보가 전송되어 바로 중앙제어장치(110)를 통해 호출된 차량(100)으로 전송되는 방식으로 운영함도 가능하다.
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.
100: 차량 102: 차상정보전송장치
104: 차상제어기 106: 입력장치
110: 중앙제어장치 120: 일반역 제어장치
122: ATM 124: PIDS
126: 지상정보전송장치 130: 거점역 제어장치
132: 지역제어기 134: ATM
136: PIDS 138: 지상정보전송장치 |
