KR101210439B1 - 철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법 - Google Patents

철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치는 지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 상기 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 수신하는 수신부 및 상기 철도차량의 이동에 따라 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 상기 수신부의 동작 상태를 판단하고, 상기 수신부의 동작 상태에 따라 상기 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 지상의 선로를 따라 설치된 무선 송신기로부터 비콘 신호를 수신하는 차상의 수신부에 고장이 발생하는 경우, 이를 즉각적으로 감지하여 철도차량에 비상제동을 체결함으로써, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법{EMERGENCY BRAKE CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 운행 안정성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량의 운행을 위하여 ATS(Automatic Train Stop) 시스템이 구축되어 있다.
ATS 시스템은 지상에 설치된 지상자와 차상에 설치된 차상신호장치로 구성된다.
지상자는 차상신호장치에 구비된 수신부로 지상 신호 정보를 전송하기 위한 수단으로서, 철도차량이 운행되는 선로를 따라 특정 지점들마다 설치되어 있다.
차상신호장치에 구비된 제어부는 수신부가 수신한 신호에 따라 철도차량의 속도를 조절하거나 철도차량에 비상제동을 체결하는 등의 제어 기능을 수행한다.
그러나 이러한 종래의 ATS 시스템에 따르면, 차상신호장치에 구비된 수신부에 오류가 발생해도 제어부가 이를 감지하지 못하기 때문에, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래의 ATS(Automatic Train Stop) 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 ATS 시스템이 정상 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 종래의 ATS 시스템이 차상신호장치에 구비된 수신부의 오류로 인해 오동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, ATS 시스템이 정상동작하기 위해서는 철도차량이 각 지상자를 통과하는 경우, 철도차량에 구비된 수신부가 해당 지상자로부터 신호를 수신해야 한다.
즉, 지상자1로부터 수신한 신호에 기초하여 철도차량을 정상 진행시키고, 지상자3으로부터 수신한 신호에 기초하여 철도차량을 정지시키는 방식으로 운행된다.
도 2를 참조하면, ATS 시스템이 정상 동작하는 경우에는, 철도차량이 지상자를 통과하는 경우, 수신부가 지상자에 반응 응동하여 제어부로 신호를 전달하고 지상자로부터 멀어지면 상시 발진주파수로 복귀하여, 다음 지상자 검출에 대비한다.
그러나 도 3을 참조하면, 철도차량이 각 지상자를 통과하는 경우 수신부가 제어부로 전달하는 신호에 변화가 생겨야 함에도 불구하고, 수신부에 오류가 발생하면, 수신부에 동일한 신호가 검지되는 현상이 발생하고, 제어부는 수신부에 종속되어 있기 때문에 이 상태를 고장으로 판단하지 못하게 된다. 이에 따라, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 철도차량의 비상제동 제어장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 지상의 선로를 따라 설치된 무선 송신기로부터 비콘 신호를 수신하는 차상의 수신부에 고장이 발생하는 경우, 이를 즉각적으로 감지하여 철도차량에 비상제동을 체결함으로써, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 향상시킬 수 있는 철도차량의 비상제동 제어장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치는 지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 상기 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 수신하는 수신부 및 상기 철도차량의 이동에 따라 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 상기 수신부의 동작 상태를 판단하고, 상기 수신부의 동작 상태에 따라 상기 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 비콘 신호가 변경되는 변경지점에 대한 정보가 저장되어 있는 저장부, 상기 철도차량이 상기 변경지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 상기 수신부가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 수신 오류 판단부 및 상기 수신 오류 판단부가 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 경우 상기 철도차량에 비상제동이 체결되도록 하는 비상제동 체결 명령부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치에 있어서, 상기 수신 오류 판단부는 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 상기 철도차량의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치에 있어서, 상기 저장부에는 상기 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보가 더 저장되어 있고, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 상기 철도차량이 상기 수신부로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 속도를 유지하도록 제어하는 속도 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어방법은 지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 상기 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 상기 철도차량에 구비된 수신부가 수신하는 비콘 신호 수신단계 및 상기 철도차량의 이동에 따라 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 상기 수신부의 동작 상태를 판단하고, 상기 수신부의 동작 상태에 따라 상기 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 제어단계를 포함하여 구성된다.
철도차량의 비상제동 제어방법에 있어서, 상기 제어단계는 상기 철도차량이 상기 비콘 신호의 변경지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 상기 수신부가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 수신 오류 판단단계 및 상기 수신부의 동작 상태가 오류 상태로 판단된 경우 상기 철도차량에 비상제동이 체결되도록 하는 비상제동 체결 명령단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
철도차량의 비상제동 제어방법에 있어서, 상기 수신 오류 판단단계에서, 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 상기 철도차량의 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
철도차량의 비상제동 제어방법에 있어서, 상기 제어단계는 미리 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 상기 철도차량이 상기 수신부로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어하는 속도 제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도차량에는 본 발명에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 지상의 선로를 따라 설치된 무선 송신기로부터 비콘 신호를 수신하는 차상의 수신부에 고장이 발생하는 경우, 이를 즉각적으로 감지하여 철도차량에 비상제동을 체결함으로써, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 ATS(Automatic Train Stop) 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 ATS 시스템이 정상 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 ATS 시스템이 차상신호장치에 구비된 수신부의 오류로 인해 오동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어방법을 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치는 수신부(10) 및 제어부(20)를 포함하여 구성된다.
수신부(10)는 지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 수신하기 위한 수단이다.
예를 들어, 철도차량이 운행되는 지상의 전체 선로를 철도차량의 목표속도를 기준으로 하위의 세부 구간들로 구분하고, 이 세부 구간들을 식별하기 위한 수단으로 해당하는 세부 구간의 시작 지점에 무선 송신기를 설치하고, 이 무선 송신기를 통해 철도차량으로 비콘 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
제어부(20)는 철도차량의 이동에 따라 수신부(10)가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 수신부(10)의 동작 상태를 판단하고, 수신부(10)의 동작 상태에 따라 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 기능을 수행한다. 비콘 신호의 변경지점은 무선 송신기의 설치 지점이다.
예를 들어, 제어부(20)는 저장부(22), 수신 오류 판단부(24), 비상제동 체결 명령부(26) 및 속도 제어부(28)를 포함하여 구성될 수 있다.
저장부(22)에는 비콘 신호가 변경되는 변경지점에 대한 정보 및 비콘 신호에 대응하여 철도차량이 유지해야 할 목표속도 정보가 미리 입력되어 저장되어 있다.
수신 오류 판단부(24)는 철도차량이 변경지점 즉, 여러 개의 무선 송신기들 중 하나의 무선 송신기의 설치 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 수신부(10)가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 수신부(10)의 동작 상태를 오류 상태로 판단한다.
예를 들어, 수신 오류 판단부(24)는 수신부(10)가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 철도차량의 위치를 연산하도록 구성될 수 있다.
비상제동 체결 명령부(26)는 수신 오류 판단부(24)가 수신부(10)의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 경우 철도차량에 비상제동이 체결되도록 제어한다. 이를 통해, 수신부(10)의 고장으로 인한 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.
속도 제어부(28)는 저장부(22)에 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 철도차량이 수신부(10)로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어하는 기능을 수행한다.
이하에서는 도 5를 추가적으로 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어장치의 구체적인 동작을 설명한다.
도 5를 추가적으로 참조하면, 먼저 단계 S10에서, 철도차량의 운행이 개시되면 철도차량에 구비되어 있는 수신부(10)가 지상의 선로를 따라 설치되어 있는 무선 송신기들로부터 비콘 신호를 수신한다. 이 무선 송신기들로부터 수신되는 비콘 신호는 후술하는 바와 같이 철도차량의 운행을 위한 데이터로 활용된다.
다음으로 단계 S20에서, 철도차량이 변경지점 즉, 여러 개의 무선 송신기들 중 하나의 무선 송신기의 설치 지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 수신부(10)가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 수신 오류 판단부(24)가 수신부(10)의 동작 상태를 오류 상태로 판단한다. 저장부(22)에는 비콘 신호가 변경되는 변경지점에 대한 정보 및 비콘 신호에 대응하여 철도차량이 유지해야 할 목표속도 정보가 미리 입력되어 저장되어 있다. 단계 S20에서의 판단 결과, 수신부(10)의 동작 상태가 오류 상태로 판단된 경우에는 단계 S30으로 전환되고, 수신부(10)의 동작 상태가 정상 상태로 판단된 경우에는 단계 S40으로 전환된다.
단계 S30에서는, 수신 오류 판단부(24)가 수신부(10)의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 경우, 비상제동 체결 명령부(26)가 철도차량에 비상제동이 체결되도록 제어한다. 이를 통해, 수신부(10)의 고장으로 인한 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.
단계 S40에서는, 수신 오류 판단부(24)가 수신부(10)의 동작 상태를 정상 상태로 판단하는 경우, 속도 제어부(28)가 저장부(22)에 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 철도차량이 수신부(10)로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어한다. 단계 S40이 수행된 후에는, 다시 단계 S20으로 전환되어 수신부(10)의 동작 상태를 판단하는 과정이 반복된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어방법을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 비상제동 제어방법은 비콘 신호 수신단계(S10) 및 제어단계(S20)를 포함하여 구성된다.
비콘 신호 수신단계(S10)에서는, 지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 철도차량에 구비된 수신부(10)가 수신하는 과정이 수행된다.
제어단계(S20)에서는, 철도차량의 이동에 따라 수신부(10)가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 수신부(10)의 동작 상태를 판단하고, 수신부(10)의 동작 상태에 따라 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 이러한 제어단계(S20)는 수신 오류 판단단계(S22), 비상제동 체결 명령단계(S24) 및 속도 제어단계(S26)를 포함하여 구성될 수 있다.
수신 오류 판단단계(S22)에서는, 철도차량이 비콘 신호의 변경지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 수신부(10)가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 수신 오류 판단부(24)가 수신부(10)의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 수신 오류 판단단계(S22)에서, 수신부(10)가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 철도차량의 위치를 연산하도록 구성될 수 있다.
비상제동 체결 명령단계(S24)에서는, 수신부(10)의 동작 상태가 오류 상태로 판단된 경우, 비상제동 체결 명령부(26)가 철도차량에 비상제동이 체결되도록 제어하는 과정이 수행된다.
속도 제어단계(S26)에서는, 속도 제어부(28)가 미리 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 철도차량이 수신부(10)로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어하는 과정이 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 지상의 선로를 따라 설치된 무선 송신기로부터 비콘 신호를 수신하는 차상의 수신부에 고장이 발생하는 경우, 이를 즉각적으로 감지하여 철도차량에 비상제동을 체결함으로써, 철도차량의 운행 안정성과 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
1: 철도차량의 비상제동 제어장치
10: 수신부
20: 제어부
22: 저장부
24: 수신 오류 판단부
26: 비상제동 체결 명령부
28: 속도 제어부
S10: 비콘 신호 수신단계
S20: 제어단계
S22: 수신 오류 판단단계
S24: 비상제동 체결 명령단계
S26: 속도 제어단계

Claims (9)

  1. 철도차량의 비상제동 제어장치에 있어서,
    지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 상기 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 철도차량의 이동에 따라 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 상기 수신부의 동작 상태를 판단하고, 상기 수신부의 동작 상태에 따라 상기 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 비콘 신호가 변경되는 변경지점에 대한 정보가 저장되어 있는 저장부;
    상기 철도차량이 상기 변경지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 상기 수신부가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 수신 오류 판단부; 및
    상기 수신 오류 판단부가 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 경우 상기 철도차량에 비상제동이 체결되도록 하는 비상제동 체결 명령부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 수신 오류 판단부는 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 상기 철도차량의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 저장부에는 상기 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보가 더 저장되어 있고,
    상기 제어부는
    상기 저장부에 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 상기 철도차량이 상기 수신부로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어하는 속도 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어장치.
  5. 철도차량의 비상제동 제어방법에 있어서,
    지상의 선로를 따라 일정거리마다 설치된 무선 송신기들로부터 상기 무선 송신기들을 식별하기 위한 비콘 신호를 상기 철도차량에 구비된 수신부가 수신하는 비콘 신호 수신단계; 및
    상기 철도차량의 이동에 따라 상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 변화 정보를 미리 저장되어 있는 비콘 신호의 변경지점에 대한 정보와 비교하여 상기 수신부의 동작 상태를 판단하고, 상기 수신부의 동작 상태에 따라 상기 철도차량에 대한 비상제동의 체결을 제어하는 제어단계를 포함하고,
    상기 제어단계는
    상기 철도차량이 상기 비콘 신호의 변경지점으로부터 미리 설정된 거리만큼 이동한 이후에도 상기 수신부가 동일한 비콘 신호를 수신하는 경우, 상기 수신부의 동작 상태를 오류 상태로 판단하는 수신 오류 판단단계; 및
    상기 수신부의 동작 상태가 오류 상태로 판단된 경우 상기 철도차량에 비상제동이 체결되도록 하는 비상제동 체결 명령단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어방법.
  6. 삭제
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 수신 오류 판단단계에서,
    상기 수신부가 수신하는 비콘 신호의 개수를 카운트하여 상기 철도차량의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제어단계는
    미리 저장되어 있는 비콘 신호에 대응하는 목표속도 정보를 참조하여, 상기 철도차량이 상기 수신부로부터 수신한 비콘 신호에 대응하는 목표속도를 유지하도록 제어하는 속도 제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 비상제동 제어방법.
  9. 제1 항, 제3 항 및 제4 항 중 어느 한 항의 철도차량의 비상제동 제어장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 철도차량.
KR1020110085621A 2011-08-26 2011-08-26 철도차량의 비상제동 제어장치 및 방법 KR101210439B1 (ko)

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