열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법

申请号 KR1020130157979 申请日 2013-12-18 公开(公告)号 KR1020150071220A 公开(公告)日 2015-06-26
申请人 주식회사 포스코아이씨티; 发明人 김자영; 조동래;
摘要 지상장치의부하를감소시킬수 있는본 발명의일 측면에따른열차제어시스템은선로를따라운행되는열차에탑재되는차상장치; 통신반경내로진입하는열차를감지하고, 상기감지된열차의차상장치에제1 선로변정보를송신하는지상무선장치; 및상기차상장치로부터상기열차의위치정보를수신하고, 상기수신된위치정보를이용하여이동권한정보를생성하여상기차상장치에송신하는지상장치를포함한다. 상기차상장치는상기제1 선로변정보및 이동권한정보에따라상기열차를제어하고, 상기제1 선로변정보는상기지상무선장치의식별정보, 제1 방향에대한선로변정보, 및제2 방향에대한선로변정보를포함한다.
权利要求
  • 선로를 따라 운행되는 열차에 탑재되는 차상장치;
    통신 반경 내로 진입하는 열차를 감지하고, 상기 감지된 열차의 차상장치에 제1 선로변 정보를 송신하는 지상무선장치; 및
    상기 차상장치로부터 상기 열차의 위치 정보를 수신하고, 상기 수신된 위치 정보를 이용하여 이동권한 정보를 생성하여 상기 차상장치에 송신하는 지상장치를 포함하고,
    상기 차상장치는 상기 제1 선로변 정보 및 이동권한 정보에 따라 상기 열차를 제어하고, 상기 제1 선로변 정보는 상기 지상무선장치의 식별정보, 제1 방향에 대한 선로변 정보, 및 제2 방향에 대한 선로변 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향에 대한 선로변 정보 및 제2 방향에 대한 선로변 정보는, 구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 및 구간별 전방곡률 값까지 도달거리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제1항에 있어서,
    상기 지상무선장치는, 상기 차상장치로부터의 ACK 메시지 수신여부에 따라 전송상태 정보를 생성하는 ACK 메시지 수신부를 더 포함하고,
    상기 지상장치는, 상기 생성된 전송상태 정보를 수신하고, 상기 전송상태 정보에 따라 상기 제1 선로변 정보를 상기 열차의 차상장치에 재전송하는 제1 선로변 정보 재전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제3항에 있어서,
    상기 전송상태 정보는 정상 상태 및 비정상 상태를 포함하고,
    상기 지상무선장치는,
    상기 제1 선로변 정보를 송신한 후 소정의 시간 이내에 상기 차상장치로부터 ACK 메시지가 수신되면, 상기 전송상태 정보를 정상 상태로 생성하고, 상기 소정의 시간 이내에 상기 ACK 메시지가 수신되지 않으면, 상기 전송상태 정보를 비정상 상태로 생성하는 상태정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제3항에 있어서, 상기 제1 선로변 정보 재전송부는,
    상기 전송상태 정보를 확인하고, 상기 전송상태 정보가 비정상 상태이면, 상기 제1 선로변 정보를 상기 열차의 차상장치로 재전송하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제1항에 있어서, 상기 지상무선장치는,
    CRC(Cyclical Redundancy Check) 코드를 생성하고, 상기 생성된 CRC 코드를 상기 제1 선로변 정보에 붙여서 상기 열차의 차상장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제1항에 있어서, 상기 지상장치는,
    상기 선로에서 비상 상황이 발생하면, 상기 발생한 비상 상황을 반영한 제2 선로변 정보를 생성하는 제2 선로변 정보 생성부; 및
    상기 생성된 제2 선로변 정보를 상기 열차의 차상장치로 송신하는 제2 선로변 정보 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 제7항에 있어서, 상기 차상장치는,
    상기 제1 선로변 정보 보다 상기 제2 선로변 정보에 높은 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 시스템.
  • 지상무선장치가 통신 반경 내로 진입하는 열차를 감지하고, 상기 감지된 열차의 차상장치에 제1 선로변 정보를 송신하는 단계;
    상기 지상무선장치가 소정의 시간 이내에 상기 열차의 차상장치로부터 ACK 메시지를 수신하면, 상기 제1 선로변 정보에 대한 전송상태 정보를 정상 상태로 생성하고, 상기 ACK 메시지가 수신되지 않으면, 상기 전송상태 정보를 비정상 상태로 생성하여 지상장치로 송신하는 단계; 및
    상기 지상장치가 상기 전송상태 정보를 확인하고, 상기 전송상태 정보가 비정상 상태이면, 상기 제1 선로변 정보를 상기 열차의 차상장치에 재송신하는 단계를 포함하는 열차 제어 방법.
  • 제9항에 있어서,
    상기 지상장치가 비상 상황이 발생하면, 상기 발생한 비상 상황을 반영한 제2 선로변 정보를 생성하고, 상기 생성된 제2 선로변 정보는 상기 열차의 차상장치로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 방법.
  • 제10항에 있어서,
    상기 제1 선로변 정보 및 제2 선로변 정보는, 상기 지상무선장치의 식별정보, 제1 방향에 대한 선로변 정보, 및 제2 방향에 대한 선로변 정보를 포함하고, 상기 제1 방향에 대한 선로변 정보 및 제2 방향에 대한 선로변 정보는, 구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 및 구간별 전방곡률 값까지 도달거리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 방법.
  • 说明书全文

    열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING TRAIN}

    본 발명은 열차 제어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 열차를 안전하게 제어하기 위한 열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법에 관한 것이다.

    열차는 고도의 안전성, 신뢰성, 및 정확성이 확보되어야 하는 대표적인 대량 운송 교통 수단 중 하나이다. 따라서, 열차의 안전성을 확보하고, 신뢰성 및 정확성을 높여 운행 효율을 향상시키기 위해 다양한 열차 제어 시스템들이 개발되고 있다.

    CBTC(Communication Based Train Control) 시스템은 통신 기반의 열차 제어 시스템으로서, 기존 궤도회로를 이용하지 않고 전선로 구간에서 지상과 차상 간의 연속된 양방향 통신을 통하여 운행 중인 열차의 위치 및 선후행 열차의 위치를 추적하여 안정적인 열차 운행이 가능하도록 설계된 시스템이다.

    도 1은 종래의 CBTC 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

    도 1을 참조하면, 종래의 CBTC 시스템(100)은 지상장치(110), 지상무선장치(120), 차상장치(130), 관제장치(140), EI(Electronic Interlocking, 150) 및 PSD(Platform Screen Door, 160)로 구성된다.

    지상장치(110)는 열차(135)를 제어하기 위한 열차 제어 정보를 생성하고, 선로를 따라 이동하는 열차(135)의 차상장치(130)에 상기 생성된 열차 제어 정보를 송신한다.

    이때, 지상장치(110)에 의하여 생성된 열차 제어 정보에는 선로변 정보와 같은 고정 데이터, 및 이동권한 정보와 같은 가변 데이터를 포함한다.

    지상장치(110)는 자신의 제어 존 내에서 운행하는 열차(135)의 차상장치(130)와 지상무선장치(120)를 통해 연결되어 선로변 정보 및 이동권한 정보를 제공한다.

    이때, 열차(135)의 차상장치(130)로 전송되는 선로변 정보는 열차 제어 정보로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 제한속도 구간 개수, 구간별 전방 제한속도 값, 구간별 전방 제한속도 도달 거리, 전방 구배 구간 개수, 전방 구배 값, 구간별 전방 구배 도달거리, 전방 곡률 구간 개수, 구간별 전방 곡률값, 및 구간별 전방 곡률값 도달거리를 포함한다. 이러한 선로변 정보는 선로변 인프라와 관련된 정보로서 값이 변하지 않는 고정 데이터이다.

    지상장치(110)는 상기 선로변 정보를 주기적으로 제어존 내에 위치하는 모든 열차로 브로드캐스트(broadcast) 전송한다. 이에 따라, 지상장치(110)는 주기 별로 열차 편성 수만큼의 선로변 정보를 생성하고, 생성된 선로변 정보를 지상무선장치(120)를 통해 각 열차에 송신하므로 통신 부하가 발생하게 된다.

    도 3은 지상장치의 통신 버퍼를 보여주는 도면이다.

    지상장치(110)는 제어존 내에 위치하는 N개의 열차들 각각에 대한 선로변 정보를 포함하는 열차 제어 정보를 N개 생성하고, 이를 통신 버퍼(310)에 삽입한다.

    또한, 지상장치(110)는 열차의 차상장치(130) 이외에도 관제장치(140), EI(150) 및 PSD(160)와 연결되어 메시지를 주고 받는다.

    이에 따라, 종래의 지상장치(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 많은 양의 정보를 통신하여야 하기 때문에 통신 버퍼(310)에 부하가 발생할 수 있다. 이로 인하여, 열차 제어 정보와 같이 열차 안전에 중요한 정보가 지연될 수 있고, 열차 사고를 유발할 수 있다는 문제가 있다.

    본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지상장치의 통신 부하를 감소시킬 수 있는 열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

    또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통신 지연없이 모든 열차에 선로변 정보를 제공할 수 있는 열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

    또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선로변 정보의 신뢰성을 확보할 수 있는 열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

    또한, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선로변 정보 의 전송상태를 확인할 수 있는 열차 제어 시스템 및 열차 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

    상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열차 제어 시스템은 선로를 따라 운행되는 열차에 탑재되는 차상장치; 통신 반경 내로 진입하는 열차를 감지하고, 상기 감지된 열차의 차상장치에 제1 선로변 정보를 송신하는 지상무선장치; 및 상기 차상장치로부터 상기 열차의 위치 정보를 수신하고, 상기 수신된 위치 정보를 이용하여 이동권한 정보를 생성하여 상기 차상장치에 송신하는 지상장치를 포함한다. 상기 차상장치는 상기 제1 선로변 정보 및 이동권한 정보에 따라 상기 열차를 제어하고, 상기 제1 선로변 정보는 상기 지상무선장치의 식별정보, 제1 방향에 대한 선로변 정보, 및 제2 방향에 대한 선로변 정보를 포함한다.

    상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 열차 제어 방법은 지상무선장치가 통신 반경 내로 진입하는 열차를 감지하고, 상기 감지된 열차의 차상장치에 제1 선로변 정보를 송신하는 단계; 상기 지상무선장치가 소정의 시간 이내에 상기 열차의 차상장치로부터 ACK 메시지를 수신하면, 상기 제1 선로변 정보에 대한 전송상태 정보를 정상 상태로 생성하고, 상기 ACK 메시지가 수신되지 않으면, 상기 전송상태 정보를 비정상 상태로 생성하여 지상장치로 송신하는 단계; 및 상기 지상장치가 상기 전송상태 정보를 확인하고, 상기 전송상태 정보가 비정상 상태이면, 상기 제1 선로변 정보를 상기 열차의 차상장치에 재송신하는 단계를 포함한다.

    본 발명에 따르면, 고정 데이터인 선로변 정보는 지상무선장치에서 관리하고, 열차의 위치에 따라 가변되는 이동권한 정보는 지상장치에서 관리하도록 함으로써, 지상장치의 통신 부하를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

    또한, 본 발명에 따르면, 지상무선장치는 자신의 통신 반경 내로 진입하는 열차에 대해서만 선로변 정보를 송신하기 때문에 시스템 내에서의 데이터 통신량을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 통신 지연없이 안정적으로 열차에 선로변 정보를 전송할 수 있다는 다른 효과가 있다.

    또한, 본 발명에 따르면, CRC(Cyclical Redundancy Check)를 이용하여 데이터 오류를 검출하기 때문에 선로변 정보에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.

    또한, 본 발명에 따르면, 지상무선장치에서 열차로부터 선로변 정보 수신에 대한 ACK 메시지를 확인하고, ACK 메시지가 수신되지 않으면, 지상장치에서 선로변 정보를 재송신함으로써, 선로변 정보 유실을 방지할 수 있다.

    또한, 본 발명에 따르면, 비상 상황이 발생하면 지상장치에서 비상 상황을 반영한 선로변 정보를 생성하여 열차에 제공함으로써, 비상 상황에서도 열차 제어가 가능하다는 또 다른 효과가 있다.

    도 1은 종래 CBTC 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
    도 2는 지상장치에서 생성하는 선로변 정보의 예를 보여주는 도면이다.
    도 3은 지상장치의 통신 버퍼를 보여주는 도면이다.
    도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
    도 5는 도 4의 지상무선장치를 설명하기 위한 블록도이다.
    도 6은 도 4의 지상장치를 설명하기 위한 블록도이다.
    도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상무선장치에 의한 열차 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
    도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상장치에 의한 열차 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

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

    도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

    도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 시스템(400)은 복수의 지상무선장치들(410a~410n), 지상장치(420) 및 열차(435)에 설치된 차상장치(430)를 포함한다.

    먼저, 복수의 지상무선장치들(410a~410n)은 선로 변에 배치되어 선로를 따라 운행되는 열차(435)와 무선으로 연결된다. 이러한 복수의 지상무선장치들(410a~410n)은 통신 주기에 따라 자신의 통신 반경 내로 진입하는 열차(435)에 제1 선로변 정보를 송신한다. 여기서, 제1 선로변 정보는 평상시의 선로변 정보로서, 후술되는 제2 선로변 정보와 구별된다.

    이하에서는 도 5를 참조하여 지상무선장치(410)에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

    도 5는 도 4의 지상무선장치를 설명하기 위한 도면이다.

    도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상무선장치(410)는 열차 감지부(510), 제1 선로변 데이터베이스(520), 제1 선로변 정보 송신부(530), 타이머(540), ACK 메시지 수신부(550) 및 상태정보 생성부(560)를 포함한다.

    열차 감지부(510)는 지상무선장치(410)의 통신 반경 내로 진입하는 열차(435)를 감지한다.

    제1 선로변 데이터베이스(520)는 지상무선장치(410) 주변의 제1 선로변 정보를 저장한다. 이때, 제1 선로변 정보는 양방향을 고려하여 전방 최대 구간의 선로변 정보를 포함한다.

    상기 제1 선로변 정보는 지상무선장치의 식별정보, 제1 방향에 대한 선로변 정보, 및 제2 방향에 대한 선로변 정보를 포함하고, 각 선로변 정보는 제한속도, 구배, 곡률에 대한 정보들을 포함한다.

    이를 정리하면, 제1 선로변 정보는 아래와 같은 정보를 포함한다.

    {지상무선장치 ID, 제1 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}, 제2 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}}

    일 실시예에 있어서, 제1 선로변 정보는 지상무선장치(410) 설치시 관리자에 의하여 선로변 데이터베이스(520)에 저장될 수 있다.

    다른 일 실시예에 있어서, 제1 선로변 정보는 지상무선장치(410) 초기 동작시 지상장치(420)로부터 수신하여 선로변 데이터베이스(520)에 저장될 수 있다.

    제1 선로변 정보 송신부(530)는 열차 감지부(510)에 의하여 열차(435)가 감지되면, 통신 주기에 따라 제1 선로변 정보를 열차(435)의 차상장치(430)에 송신한다.

    이때, 제1 선로변 정보 송신부(530)는 제1 선로변 정보의 신뢰성을 확보하기 위하여 제1 선로변 정보에 CRC(Cyclical Redundancy Check) 코드를 붙여서 차상장치(430)로 송신할 수 있다. 상기 CRC 코드는 2진 다항식의 특수 계산에 의하여 얻어질 수 있다.

    이러한 경우, 차상장치(430)는 제1 선로변 정보 송신부(530)로부터 수신한 제1 선로변 정보에 대하여 2진 다항식의 특수 계산을 수행하고, 수행 결과에 따라 제1 선로변 정보에 대한 오류여부를 판단할 수 있다. 차상장치(430)는 계산 수행 결과 상기 CRC 코드와 동일한 값을 얻으면 오류가 없다고 판단하고, 값이 동일하지 않으면 오류가 발생하였다고 판단할 수 있다.

    타이머(540)는 시간을 카운팅하는 장치로서, 제1 선로변 정보 송신부(530)로부터 제1 선로변 정보가 송신될 때 카운팅을 시작하고, 열차(435)의 차상장치(430)로부터 ACK 메시지가 수신될 때 카운팅을 멈춘다.

    한편, 타이머(540)는 카운팅된 시간이 미리 설정된 소정의 시간을 초과하면, 시간초과를 상태정보 생성부(560)에 알린다.

    ACK 메시지 수신부(550)는 열차(435)의 차상장치(430)로부터 제1 선로변 정보 전송에 대한 ACK 메시지를 수신한다.

    상태정보 생성부(560)는 제1 선로변 정보에 대한 전송상태 정보를 생성한다. 여기서, 전송상태 정보는 지상무선장치 ID 및 상태정보를 포함하고, 상태 정보는 정상 상태 및 비정상 상태를 포함한다.

    보다 구체적으로, 상태정보 생성부(560)는 ACK 메시지 수신부(550)에 ACK 메시지가 수신되면, 상태 정보를 정상 상태로 생성하여 지상장치(420)에 송신한다.

    반면, 상태정보 생성부(560)는 제1 선로변 정보 전송 후 소정의 시간이 초과되면, 상태 정보를 비정상 상태로 생성하여 지상장치(420)에 송신한다.

    다시 도 4를 참조하면, 지상장치(420)는 열차(435)의 위치에 따라 변경되는 이동권한 정보를 복수개의 지상무선장치들(410a~410n)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)에 송신한다.

    또한, 지상장치(420)는 선로 변에 배치되어 있는 복수개의 지상무선장치들(410a~410n)과 유선 또는 무선으로 연결되어, 제1 선로변 정보에 대한 전송상태 정보를 수신한다. 그리고, 지상장치(420)는 전송상태 정보를 확인하고, 전송상태에 따라 제1 선로변 정보의 재송신여부를 판단한다.

    한편, 지상장치(420)는 장애물 검지되거나 고장난 열차가 정차하고 있는 경우와 같은 비상 상황이 발생하면, 비상 상황을 반영한 제2 선로변 정보를 생성하여 열차(435)의 차상장치(430)에 송신할 수 있다.

    이하에서는 도 6을 참조하여 지상장치(420)에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

    도 6은 도 4의 지상장치를 설명하기 위한 도면이다.

    도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상장치(420)는 위치정보 수신부(610), 이동권한 정보 생성부(620), 이동권한 정보 송신부(630), 상태정보 수신부(640), 제2 선로변 데이터베이스(650), 및 선로변 정보 재송신부(660)를 포함한다.

    일 실시예에 있어서, 지상장치(420)는 비상 감지부(670), 제2 선로변 정보 생성부(680) 및 제2 선로변 정보 송신부(690)를 더 포함할 수 있다.

    위치정보 수신부(610)는 복수개의 지상무선장치들(410a~410n)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)로부터 열차의 위치 정보를 수신한다. 이때, 열차의 위치 정보는 지상자의 식별정보를 포함할 수 있다.

    여기서, 지상자는 선로에 설치되어 차상장치(430)에 의해 검지됨으로써 열차(435)의 위치를 판단하는데 이용되는 것으로서, 각각의 지상자들을 구분하기 위하여 사전에 각 지상자마다 부여되어 있는 ID일 수 있다. 지상장치(420)는 별도의 데이터베이스에 지상자의 식별정보를 각 지상자가 설치되어 있는 위치 정보와 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다.

    이동권한 정보 생성부(620)는 열차의 위치 정보를 이용하여 열차(435)에 대한 이동권한 정보를 생성한다.

    이때, 이동권한 정보는 열차(435)의 위치에 따라 변경되는 가변 데이터로서, 차상장치(430)에 의하여 마지막으로 검지된 지상자(미도시)로부터 열차(435)가 진행할 수 있는 최대 지점으로 정의되는 이동권한 경계점까지의 거리인 이동권한 거리를 포함한다.

    이동권한 정보 송신부(630)는 복수개의 지상무선장치들(410a~410n)를 통해 이동권한 정보를 열차(435)의 차상장치(430)에 송신한다.

    상태정보 수신부(640)는 지상무선장치(410)로부터 전송상태 정보를 수신한다.

    제2 선로변 데이터베이스(650)는 복수의 지상무선장치들(410a~410n) 각각에 대한 제1 선로변 정보를 저장한다. 이러한 제2 선로변 데이터베이스(650)는 아래와 같은 제1 선로변 정보를 복수개를 저장할 수 있다.

    {지상무선장치 ID, 제1 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}, 제2 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}}

    선로변 정보 재송신부(660)는 상태정보 수신부(640)에 수신된 전송상태 정보를 확인하고, 전송상태에 따라 제1 선로변 정보의 재전송여부를 판단한다.

    선로변 정보 재송신부(660)는 전송상태가 비정상 상태이면, 열차(435)의 차상장치(430)에 제1 선로변 정보의 재전송을 판단한다. 이때, 선로변 정보 재송신부(660)는 지상무선장치 ID에 상응하는 지상무선장치(410)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)와 연결되어 해당 지상무선장치(410)의 제1 선로변 정보를 재전송한다.

    비상 감지부(670)는 선로 변에 발생한 비상 상황을 감지한다. 여기서, 비상 상황은 선로 내 장애물 감지, 고장 열차 발생, 선로 이상 등을 포함한다.

    제2 선로변 정보 생성부(680)는 비상 감지부(670)에 의하여 비상 상황이 감지되면, 발생된 비상 상황을 반영하여 제2 선로변 정보를 생성한다.

    상기 제2 선로변 정보는 지상무선장치의 식별정보, 제1 방향에 대한 선로변 정보, 및 제2 방향에 대한 선로변 정보를 포함하고, 각 선로변 정보는 제한속도, 구배, 곡률에 대한 정보들을 포함한다.

    상기 제2 선로변 정보는 아래와 같이 제1 선로변 정보와 동일한 정보를 포함한다.

    {지상무선장치 ID, 제1 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}, 제2 방향{구간별 전방제한속도 값, 구간별 전방제한속도 값까지 도달거리, 구간별 전방구배 값, 구간별 전방구배 값까지 도달거리, 구간별 전방곡률 값, 구간별 전방곡률 값까지 도달거리}}

    다만, 제2 선로변 정보는 비상시 열차 제어를 위하여 비상 상황이 발생한 일부 구간에 대한 전방제한속도 값, 전방제한속도 값까지 도달거리가 제1 선로변 정보와 상이할 수 있다.

    일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 선로변 정보는 선로변 정보를 구분하기 위한 플래그(flag)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 선로변 정보는 1bit의 플래그를 더 포함할 수 있다. 제1 선로변 정보는 플래그를 0으로 설정하고, 제2 선로변 정보는 플래그를 1로 설정할 수 있다.

    이러한 제2 선로변 정보는 비상시에만 일시적으로 생성되는 것으로서, 지상장치(420)에서 열차(435)의 차상장치(430)로 직접 전송되더라도 지상장치(420)의 통신 버퍼에 부담을 주지는 않는다.

    제2 선로변 정보 송신부(690)는 제2 선로변 정보 생성부(680)에 의하여 생성된 제2 선로변 정보를 지상무선장치(410)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)에 전송한다. 이때, 제2 선로변 정보 송신부(690)는 제2 선로변 정보를 주기적으로 송신할 수 있다.

    다시 도 4를 참조하면, 차상장치(430)는 열차(435)에 탑재되어 차상 신호기(미도시)를 통해 이동권한 정보, 제1 선로변 정보 및 제2 선로변 정보 중 적어도 하나를 수신한다.

    제1 또는 제2 선로변 정보가 수신되면, 차상장치(430)는 열차(435)의 진행방향에 따라 제1 또는 제2 방향에 대한 선로변 정보를 획득하고, 획득한 정보를 기초로 열차(435)를 제어한다.

    이때, 차상장치(430)는 제2 선로변 정보에 제1 선로변 정보 보다 높은 우선순위를 둔다. 이에 따라, 차상장치(430)는 제1 및 제2 선로변 정보가 모두 수신되면, 제2 선로변 정보를 기초로 열차를 제어한다.

    즉, 차상장치(430)는 평상시에는 지상무선장치(410)로부터 제1 선로변 정보를 획득하여 열차(435)를 제어하다가, 비상 상황이 발생하면 지상장치(420)로부터 제2 선로변 정보를 획득하여 열차(435)를 제어하게 된다.

    한편, 차상장치(430)는 제1 또는 제2 선로변 정보가 수신되면, ACK 메시지를 생성하여 지상무선장치(410)로 송신한다.

    도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상무선장치에 의한 열차 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

    도 7을 참조하면, 먼저, 지상무선장치(410)는 통신 반경 내로 진입하는 열차(435)가 감지되면, 열차(435)의 차상장치(430)에 제1 선로변 정보를 송신한다(S701 및 S702). 한편, 지상무선장치(410)는 제1 선로변 정보를 송신하는 동시에 시간 카운팅을 시작한다.

    다음, 지상무선장치(410)는 소정의 시간 이내에 열차(435)의 차상장치(430)로부터 ACK 메시지가 수신되면, 지상장치(420)에 열차(435)에 대한 제1 선로변 정보 전송이 정상임을 알린다(S703 및 S704). 그리고, 지상무선장치(410)는 시간 카운팅 동작을 멈춘다.

    반면, 지상무선장치(410)는 카운팅 시간이 미리 설정한 소정의 시간을 초과하면, 지상장치(420)에 열차(435)에 대한 제1 선로변 정보 전송이 비정상임을 알린다(S703 및 S705).

    한편, 도 7에는 도시하고 있지 않지만, 일 실시예에 있어서, 지상무선장치(410)는 2진 다항식의 특수 계산을 통해 CRC 코드를 생성하고, 생성된 CRC 코드를 제1 선로변 정보에 붙여서 차상장치(430)로 송신할 수도 있다.

    이러한 경우, 차상장치(430)에서는 수신된 제1 선로변 정보에 대하여 2진 다항식의 특수 계산을 수행하고, 수행 결과에 따라 제1 선로변 정보에 대한 오류여부를 판단할 수 있다. 차상장치(430)는 계산 수행 결과 상기 CRC 코드와 동일한 값을 얻으면 오류가 없다고 판단하고, 값이 동일하지 않으면 오류가 발생하였다고 판단할 수 있다.

    도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상장치에 의한 열차 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

    도 8을 참조하면, 먼저, 지상장치(420)는 지상무선장치(410)로부터 제1 선로변 정보에 대한 전송상태 정보를 수신한다(S801). 이때, 지상장치(420)는 전송상태가 비정상이면, 제1 선로변 정보를 지상무선장치(410)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)에 전송한다(S802).

    한편, 지상장치(420)는 선로 변에 발생한 비상 상황을 감지한다(S804). 여기서, 비상 상황은 선로 내 장애물 감지, 고장 열차 발생, 선로 이상 등을 포함한다.

    지상장치(420)는 비상 상황을 반영하여 제2 선로변 정보를 생성한다(S805). 이때, 제2 선로변 정보는 플래그를 더 포함하고, 플래그에 설정된 값으로 제1 선로변 정보와 구분될 수 있다.

    예컨대, 제1 및 제2 선로변 정보는 1bit의 플래그를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1 선로변 정보는 플래그를 0으로 설정하고, 제2 선로변 정보는 플래그를 1로 설정할 수 있다.

    다음, 지상장치(420)는 제2 선로변 정보를 지상무선장치(410)를 통해 열차(435)의 차상장치(430)로 송신한다(S803). 지상장치(420)는 제2 선로변 정보를 주기적으로 송신할 수 있다.

    상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

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