KR102316767B1 - Automatic Train Stop System - Google Patents

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신경호
이강미
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박정준
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상인 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은, 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.The present invention relates to a groundless automatic train stop (ATS) system and method. An aspect of the present invention is an automatic train stop (ATS) system of a groundless type, which is provided in a railway vehicle, and includes an automatic train stop device on-board signal unit equipped with an automatic train stop (ATS) function; a braking device for decelerating or stopping the operation of the railway vehicle in response to the automatic train stop function; a non-box ATS on-board device disposed in the railway vehicle to grasp at least one of the current speed and position of the railway vehicle, and to receive first driving control information from the non-box ATS ground device; and a wireless communication station linking a wireless communication channel between the non-box ATS ground device and the non-box ATS vehicle device. Including, wherein the non-box ATS ground device is disposed on the track of the railway vehicle not equipped with a ground signal facility, and the first operation control information is, It includes at least one of speed and location information allowed for the vehicle, and the ATS on-board device without a box, when at least one of the identified current speed and location of the railway vehicle is outside the range included in the first driving control information, The on-board signal unit of the automatic train stop device may generate an ATS interface signal to perform the automatic train stop function.

Description

무 지상자 방식의 자동열차정지시스템 {Automatic Train Stop System}Groundless automatic train stop system {Automatic Train Stop System}

본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a groundless automatic train stop (ATS) system and method.

선로 상 열차의 운행안전성을 확보하기 위해서는 열차의 진행방향 전방의 선로상태를 감안하여 열차의 운행속도와 이동거리를 통제할 수 있어야 한다. In order to secure the operation safety of the train on the track, it should be possible to control the running speed and moving distance of the train in consideration of the track condition in the forward direction of the train.

따라서 지상 선로상태를 감안한 열차제어정보(제한속도 또는 이동가능거리정보 등)가 열차로 전송되어야 하며, 일반적인 철도신호시스템에서는 지상에 설치된 궤도회로 또는 지상자 등의 지상신호설비를 통해 열차제어정보를 열차로 전송한다. Therefore, train control information (such as speed limit or movable distance information) taking into account the ground track condition must be transmitted to the train. sent by train

또한, 열차에서는 지상신호설비를 통해 수신한 열차제어정보를 판독하여 열차의 속도와 이동거리를 제어하는 차상신호설비가 탑재되며, 지상신호설비와 차상신호설비를 모두 활용하여 열차의 운행안전성을 확보한다. In addition, trains are equipped with on-board signal equipment that reads the train control information received through the ground signal equipment and controls the speed and travel distance of the train. do.

반면, 지상신호설비가 설치되지 못한 철도선로에서 열차가 운행되는 경우, 철도신호시스템은 온전한 동작을 할 수 없게 되며, 열차기관사는 육안에 의한 수동운전을 하게 되어 열차의 운행안전성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.On the other hand, when a train is operated on a railroad track where ground signal equipment is not installed, the railroad signal system cannot fully operate, and the train operator must manually operate the vehicle with the naked eye, making it difficult to secure the safety of the train. There is this.

즉, 자동열차정지장치(ATS)가 동작되기 위해서는 지상의 선로상의 신호기 상태정보를 제공하는 ATS 지상자가 설치되어야만 가능하고, ATS 지상자가 설치되더라도, ATS 지상자는 선로상 신호기를 통해 신호기 상태정보가 입력되어야 하므로, 철도 신호기, 궤도회로, 폐색장치 등 다양한 지상 철도신호설비가 수반되어야만 자동열차정지장치(ATS)의 온전한 동작을 보장할 수 있다.That is, in order for the automatic train stop system (ATS) to operate, an ATS ground plane providing signal status information on the track on the ground must be installed. Therefore, it is possible to ensure the complete operation of the Automatic Train Stop System (ATS) only when various ground rail signal facilities such as railroad signals, track circuits, and occlusion devices are involved.

따라서, 자동열차정지장치(ATS)의 완전하게 운영하기 위해서는 지상 철도신호설비가 모두 설치되어야 하므로, 열차운행이 빈번하지 않은 철도노선에 지상 철도신호설비를 모두 설치하는 경우, 구축비용 및 유지보수 문제가 발생한다.Therefore, in order to fully operate the automatic train stop system (ATS), all ground rail signal facilities must be installed. Therefore, when all ground rail signal facilities are installed on a rail line where train operation is not frequent, construction costs and maintenance problems occurs

따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 해결방안이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a solution to solve these problems.

(1) 대한민국 특허청 출원번호 제10-2016-0054121호(1) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2016-0054121 (2) 대한민국 특허청 등록번호 제10-1610544호(2) Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-1610544

본 발명은 전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the present invention is to provide a user with a ground-less automatic train stop (ATS) system and method.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.Specifically, in the present invention, even when a train equipped with an automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is operated in a track section where no ground personnel are installed, the operation of the on-board signal unit of the automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is possible. We want to provide users with an automatic train stop (ATS) system.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, the safe operation of the train by the on-board signal unit of the automatic train stop device (ATS) mounted on the existing train without building the existing ground signal equipment (track circuit, signal, occlusion device, ATS ground box, etc.) Because it can guarantee the ATS) system to users.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, by indirectly simplifying the interface between the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit mounted on the existing train and the non-box ATS on-board device that requires new installation, the scale of remodeling of the existing train is minimized, and the remodeling cost and to provide users with a groundless automatic train stop (ATS) system that reduces the remodeling time.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제안하고자 한다.In the end, in the present invention, while securing the safety level of the existing automatic train stop system (ATS), there is no need for ground signal facilities (track circuit, occlusion device, signal machine, ATS ground box, etc.) We would like to propose an automatic train stop (ATS) system of the ground type to users.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상인 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은, 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.An automatic train stop (ATS) system of a ground-less type, which is an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, is an automatic train equipped with an automatic train stop (ATS) function, which is provided in a railway vehicle. Stop device on-board signal unit; a braking device for decelerating or stopping the operation of the railway vehicle in response to the automatic train stop function; a non-box ATS on-board device disposed in the railway vehicle to grasp at least one of the current speed and position of the railway vehicle, and to receive first driving control information from the non-box ATS ground device; and a wireless communication station linking a wireless communication channel between the non-box ATS ground device and the non-box ATS vehicle device. Including, wherein the non-box ATS ground device is disposed on the track of the railway vehicle not equipped with a ground signal facility, and the first operation control information is, It includes at least one of speed and location information allowed for the vehicle, and the ATS on-board device without a box, when at least one of the identified current speed and location of the railway vehicle is outside the range included in the first driving control information, The on-board signal unit of the automatic train stop device may generate an ATS interface signal to perform the automatic train stop function.

또한, 상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함할 수 있다.In addition, the ground signal facility may include a track circuit, a signal, a blocking device, and an ATS ground box related to the railway vehicle.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.In addition, the non-box ATS on-board device may control to output a warning signal to the engineer of the railway vehicle in response to the generated ATS interface signal.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 열차위치검지장치; 및 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 무선통신모뎀;을 더 포함할 수 있다.In addition, the non-box ATS on-board device, a train position detection device for checking the position and speed of the railway vehicle using a GPS and an inertial sensor; and a wireless communication modem that transmits driving state information including the ID of the railroad vehicle and the location and speed of the railroad vehicle confirmed by the train location detection device to the non-box ATS ground device through the wireless communication station. can

또한, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하고, 상기 제 2 운전제어정보는, 상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the non-box ATS ground device transmits the second driving control information generated in response to the driving state information to the non-box ATS on-board device through the wireless communication station, and the second driving control information is the railway It may include at least one of the movable position and distance from the current position of the vehicle, the speed limit value, the slope of the entry line, and the curve information.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치;를 더 포함하고, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하고, 상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시킬 수 있다.In addition, the non-box ATS on-vehicle device, through the wireless communication modem, a wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device that receives the second driving control information; further comprising, the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal The communication control apparatus compares the second operation control information with the operation state information, and when the mutual comparison result does not satisfy a preset condition, the automatic train stop device on-board signal unit activates the automatic train stop function ATS interface signal can be generated to perform.

또한, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 상기 자동열차정지 기능의 정상 동작 가능 여부를 확인할 수 있다.In addition, the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device may receive an ATS reception signal state from the on-board signal unit of the automatic train stop device and check whether the automatic train stop function can be normally operated.

또한, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 철도 차량의 주행 선로상에 위치한 적어도 하나의 장애물을 감시하는 전방선로감시장치;를 더 포함하고, 상기 전방선로감시장치로부터 감지 신호를 수신하는 경우, 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며, 상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부의 ATS차상안테나의 동작주파수를 변경시키기 위한 ATS인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.In addition, the plain box ATS on-board device further includes; a forward track monitoring device for monitoring at least one obstacle located on a running track of the railway vehicle, and when receiving a detection signal from the forward track monitoring device, the The wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device generates an ATS interface signal so that the automatic train stop device on-board signal unit performs the automatic train stop function, and the non-box ATS on-board device includes the automatic train stop device on-board signal It may further include; ATS interface device for changing the operating frequency of the negative ATS vehicle antenna.

또한, 상기 철도 차량은 복수이고, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 복수의 철도 차량 간의 미리 설정된 간격 제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고, 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 전달하는 무선통신인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.In addition, there are a plurality of railway vehicles, and the non-box ATS ground device generates train-specific driving control information for controlling a preset interval between the plurality of railway vehicles, and uses the wireless communication station to the non-box ATS vehicle on-board device. It may further include; a wireless communication interface device for transmitting.

또한, 상기 무지상자 ATS지상장치는, 상기 철도 차량의 선로 구간 내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간 정보, 제한속도 선로구간 정보 및 역사내 진로구성 정보를 포함하는 역사별 상태정보를 취합하는 역정보인터페이스장치;를 더 포함할 수 있다.In addition, the non-box ATS ground device is a station that collects station-specific status information, including track section information, speed limit track section information, and course configuration information within the station located within the track section of the railway vehicle. It may further include an information interface device.

한편, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 양상인 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 상기 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되는 제 1 단계; 상기 무지상자 ATS차상장치가 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키도록 제어하는 제 3 단계;를 포함하고, 상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.On the other hand, it is provided in a railway vehicle of another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, an automatic train stop device on-board signal unit equipped with an automatic train stop (ATS) function; a braking device for decelerating or stopping the operation of the railway vehicle in response to the automatic train stop function; a non-box ATS on-board device disposed in the railway vehicle to grasp at least one of the current speed and position of the railway vehicle, and to receive first driving control information from the non-box ATS ground device; and a wireless communication station linking a wireless communication channel between the non-box ATS ground device and the non-box ATS vehicle device. A method of controlling an automatic train stop (ATS) system of a groundless type comprising: a first step of arranging the groundless box ATS ground device on a track of the railroad car that is not equipped with a ground signal facility; a second step of determining, by the non-box ATS on-board device, whether at least one of the identified current speed and position of the railway vehicle is outside the range included in the first driving control information; and a third step of controlling, by the unboxed ATS on-board device, to generate an ATS interface signal so that the automatic train stop device on-board signal unit performs the automatic train stop function; wherein the first operation control information includes, It may include at least one of speed and location information allowed for the railway vehicle in the section in which the plain box ATS ground device is disposed.

또한, 상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하고, 상기 제 3 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 제 4 단계; 상기 무지상자 ATS차상장치의 열차위치검지장치가 GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 제 5 단계; 및 상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신모뎀이 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 제 6 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the ground signal facility includes a track circuit, a signal, an occlusion device, and an ATS ground box associated with the railroad vehicle, and after the third step, the uninformed box ATS vehicle device responds to the generated ATS interface signal a fourth step of controlling a warning signal to be output to an engineer of the railway vehicle; a fifth step of confirming the position and speed of the railway vehicle using a GPS and an inertial sensor, by the train position detection device of the non-box ATS on-board device; and the wireless communication modem of the non-box ATS on-board device transmits, through the wireless communication station, driving state information including the ID of the railway vehicle and the position and speed of the railway vehicle confirmed by the train position detection device, the non-box ATS ground device A sixth step of transferring to; may further include.

또한, 상기 제 6 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS지상장치가 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하는 제 7 단계;를 더 포함하고, 상기 제 2 운전제어정보는, 상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, after the sixth step, the seventh step of transmitting the second driving control information generated by the non-box ATS ground device in response to the driving status information to the non-box ATS vehicle device through the wireless communication station; Further, the second driving control information may include at least one of a movable position and distance from the current position of the railway vehicle, a speed limit value, a slope of an entry track, and curve information.

또한, 상기 제 7 단계 이후에는, 상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 제 8 단계; 상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하는 제 9 단계; 및 상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 제 10 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, after the seventh step, the eighth step of receiving the second driving control information through the wireless communication modem, the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device of the non-box ATS on-board device; a ninth step of mutually comparing, by the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device, the second driving control information and the driving state information; and a tenth step of generating an ATS interface signal so that the on-board signal unit of the automatic train stop device performs the automatic train stop function when the result of the mutual comparison does not satisfy a preset condition.

본 발명은 전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention can provide a user with an automatic train stop (ATS) system and method of a groundless person in order to solve the above-mentioned problems.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, in the present invention, even when a train equipped with an automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is operated in a track section where no ground personnel are installed, the operation of the on-board signal unit of the automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is possible. An automatic train stop (ATS) system may be provided to the user.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, the safe operation of the train by the on-board signal unit of the automatic train stop device (ATS) mounted on the existing train without building the existing ground signal equipment (track circuit, signal, occlusion device, ATS ground box, etc.) Because it can guarantee the ATS) system can be provided to users.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, by indirectly simplifying the interface between the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit mounted on the existing train and the non-box ATS on-board device that requires new installation, the scale of remodeling of the existing train is minimized, and the remodeling cost And it is possible to provide the user with a groundless automatic train stop (ATS) system that reduces the remodeling time.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In the end, in the present invention, while securing the safety level of the existing automatic train stop system (ATS), there is no need for ground signal facilities (track circuit, occlusion device, signal machine, ATS ground box, etc.) It is possible to provide the user with an automatic train stop (ATS) system of the ground type.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

도 1은 본 발명과 관련된 ATS장치 개념도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 전체 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS지상장치 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명과 관련된 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 상세 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 하부장치간 동작 시퀀스의 일례를 도시한 것이다.1 is a diagram for explaining a conceptual diagram of an ATS device related to the present invention.
Figure 2 shows an example of the overall configuration diagram of the automatic train stop (ATS) system of the ground-less type proposed by the present invention.
3 is a diagram for explaining an interface relationship between a non-box ATS on-board device and an external device in relation to the present invention.
4 is a diagram for explaining an interface relationship between a non-box ATS ground device configuration diagram and an external device in relation to the present invention.
5 shows an example of a detailed configuration diagram of an automatic train stop (ATS) system of a groundless type related to the present invention.
6 shows an example of an operation sequence between sub-devices of an automatic train stop (ATS) system of a landless type proposed by the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it can be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In describing the present invention, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it can be understood that other components may exist in between. . On the other hand, when it is mentioned that a certain element is directly connected to or directly connected to another element, it may be understood that the other element does not exist in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In this specification, the terms include or include are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and includes one or more other features or numbers, It may be understood that the existence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. . Terms such as those defined in a commonly used dictionary may be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present specification, it is interpreted in an ideal or excessively formal meaning. it may not be

종래기술: 자동열차정지장치(ATS: Automatic Train Stop device)Prior art: Automatic Train Stop device (ATS)

자동열차정지장치(ATS: Automatic Train Stop device)는 열차가 신호기의 지시 속도를 초과하거나, 정지신호를 넘어 진행하려고 할 경우에 기관사에게 경고를 하거나, 열차의 제동장치를 자동적으로 동작시키는 장치로서, 열차에 탑재되는 차상신호부와 지상에 탑재되는 지상신호부로 구분된다.Automatic Train Stop Device (ATS) is a device that warns the engineer or automatically operates the train's braking system when the train exceeds the speed indicated by the signal or attempts to proceed beyond the stop signal. It is divided into an on-board signal unit mounted on a train and a ground signal unit mounted on the ground.

도 1은 본 발명과 관련된 ATS장치 개념도를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a conceptual diagram of an ATS device related to the present invention.

도 1의 (a)는 동작 계통을 설명하기 위한 것으로, 차상장치(1), 지상장치(10)가 도시된다.Figure 1 (a) is for explaining the operation system, the on-board device (1), the ground device (10) is shown.

구체적으로 지상자 제어함(11), ATS지상자(12), ATS차상자(2), 속도검출기(7), ATS 수신기(3), 표시장치(4), 속도기록계(5), 제동장치(6) 등이 도시된다.Specifically, ground control box (11), ATS ground box (12), ATS car box (2), speed detector (7), ATS receiver (3), display device (4), speed recorder (5), brake device (6) and the like are shown.

또한, 도 1의 (b)는 지상자(10)와 차상자(1)의 구체적인 일례를 도시한 것이다.In addition, Figure 1 (b) shows a specific example of the ground plane (10) and the car box (1).

도 1의 (a)를 참조하면, 자동열차정지장치의 지상신호부는 신호기, 지상자제어기(11), 지상자(12) 등으로 구성되며, 신호기는 열차의 전방진행상태신호를 표시하므로 지상자제어기(11)는 신호기의 상태신호정보를 판독하여 지상자(12)가 해당 신호상태정보를 자동열차정지장치의 차상신호부로 전송할 수 있도록 지상자(12)의 공진 주파수를 변경시킨다.Referring to (a) of FIG. 1, the ground signal unit of the automatic train stop device is composed of a signal, a ground controller 11, and a ground person 12. The controller 11 reads the status signal information of the signal machine and changes the resonance frequency of the ground person 12 so that the ground person 12 can transmit the corresponding signal status information to the on-board signal unit of the automatic train stop device.

자동열차정지장치의 차상신호부(1)는 ATS차상안테나, ATS수신기(3), ATS표시장치(4)로 구성되며, 열차가 ATS 지상자(12)를 통과할 때, ATS 차상안테나(2)는 ATS 지상자와 전자기 결합에 의해 지상자의 공진 주파수값으로 변경되며, 이때 ATS수신기(3)는 변경된 주파수값(신호기상태정보)을 수신하고 판독한다. The on-board signal unit (1) of the automatic train stop device consists of an ATS on-board antenna, ATS receiver (3), and ATS display device (4). ) is changed to the resonance frequency value of the ground plane by electromagnetic coupling with the ATS ground, and the ATS receiver 3 receives and reads the changed frequency value (signal status information).

국내 일반철도 구간의 5현시 신호체계에서 ATS 주파수값은 진행(G)신호의 경우 98kHz(제한속도 없음), 감속(YG)신호의 경우 106kHz(제한속도 105km/h), 주의(Y)신호의 경우 114kHz(제한속도 65km/h), 경계(YY)신호의 경우 122kHz(제한속도 25km/h), 정지(R)신호의 경우 130kHz((제한속도 0km/h))의 값을 사용하고 있다.The ATS frequency value is 98 kHz (no speed limit) for the progress (G) signal, 106 kHz (speed limit 105 km/h) for the deceleration (YG) signal, and the In case of 114 kHz (speed limit of 65 km/h), in case of alert (YY) signal, values of 122 kHz (speed limit of 25 km/h), and in case of stop (R) signal, values of 130 kHz ((speed limit of 0 km/h)) are used.

ATS표시장치(4)는 ATS수신기(3)로부터 신호기상태정보를 입력 받고, 현재 열차의 주행속도와 신호기상태신호에 따른 제한속도값을 비교하여 현재주행속도 값이 제한 속도값을 초과하면 소정시간 동안 기관사에게 경고신호를 발생시키고, 소정시간이 초과하면 열차의 제동장치를 자동으로 동작시켜 열차를 정지시킨다.The ATS display device 4 receives the signal state information from the ATS receiver 3, compares the current running speed of the train with the speed limit value according to the signal state signal, and when the current running speed value exceeds the speed limit value, a predetermined time During this time, a warning signal is issued to the engineer, and when the predetermined time is exceeded, the train's braking system is automatically operated to stop the train.

종래기술의 문제점Problems of the prior art

자동열차정지장치(ATS)가 동작되기 위해서는 지상의 선로상의 신호기 상태정보를 제공하는 ATS 지상자가 설치되어야만 가능하다. In order for the automatic train stop system (ATS) to operate, it is possible only when an ATS ground operator that provides signal status information on the track on the ground is installed.

또한, ATS 지상자가 설치되더라도, ATS 지상자는 선로상 신호기를 통해 신호기 상태정보가 입력되어야 하므로, 철도 신호기, 궤도회로, 폐색장치, 연동장치 등 다양한 지상 철도신호설비가 수반되어야만 자동열차정지장치(ATS)의 온전한 동작을 보장할 수 있다.In addition, even if ATS ground personnel are installed, ATS ground personnel must input signal status information through on-track signal machines. ) to ensure the complete operation of

따라서, 자동열차정지장치(ATS)의 완전하게 운영하기 위해서는 지상 철도신호설비가 모두 설치되어야 하므로, 열차운행이 빈번하지 않은 철도노선에 지상 철도신호설비를 모두 설치하는 경우, 구축비용 및 유지보수 문제가 발생한다. Therefore, in order to fully operate the automatic train stop system (ATS), all ground rail signal facilities must be installed. Therefore, when all ground rail signal facilities are installed on a rail line where train operation is not frequent, construction costs and maintenance problems occurs

무 지상자 방식의 자동열차정지시스템Groundless automatic train stopping system

전술한 종래의 문제점을 해소하고자 본 발명은, 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention is to provide a user with a groundless automatic train stop (ATS) system and method.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.Specifically, in the present invention, even when a train equipped with an automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is operated in a track section where no ground personnel are installed, the operation of the on-board signal unit of the automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is possible. We want to provide users with an automatic train stop (ATS) system.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, the safe operation of the train by the on-board signal unit of the automatic train stop device (ATS) mounted on the existing train without building the existing ground signal equipment (track circuit, signal, occlusion device, ATS ground box, etc.) Because it can guarantee the ATS) system to users.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, by indirectly simplifying the interface between the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit mounted on the existing train and the non-box ATS on-board device that requires new installation, the scale of remodeling of the existing train is minimized, and the remodeling cost and to provide users with a groundless automatic train stop (ATS) system that reduces the remodeling time.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제안하고자 한다.In the end, in the present invention, while securing the safety level of the existing automatic train stop system (ATS), there is no need for ground signal facilities (track circuit, occlusion device, signal machine, ATS ground box, etc.) We would like to propose an automatic train stop (ATS) system of the ground type to users.

이하에서는 본 발명이 제안하는 장치 및 방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method proposed by the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 전체 구성도의 일례를 도시한 것이다.Figure 2 shows an example of the overall configuration diagram of the automatic train stop (ATS) system of the ground-less type proposed by the present invention.

도 2를 참조하면, 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템은 무지상자 ATS차상장치(400), 무선통신국(300), 무지상자 ATS지상장치(200) 및 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)로 구분되어 구성된다. Referring to FIG. 2, the automatic train stop (ATS) system of the groundless type is a non-box ATS vehicle on-board device 400, a wireless communication station 300, a non-box ATS ground device 200, and an automatic train stop device (ATS). It is divided into on-vehicle signal unit 500 and configured.

무지상자 ATS차상장치(400) 는 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서의 열차위치를 확인하고, 무지상자 ATS지상장치(200)로부터 열차의 운전제어정보(허용속도, 허용속도 위치 및 허용이동위치 등)를 수신하여 운전제어정보를 운전정보 표시장치에 표시한다.The box ATS on-board device 400 checks the train position on the track where the ground signal facility is not built, and the train operation control information (allowable speed, allowable speed position and allowable movement position) from the box ATS ground device 200 without the box etc.) and display the operation control information on the operation information display device.

또한, 무지상자 ATS차상장치는, 현재의 열차속도가 운전제어정보에서 제시한 제한속도값을 초과하는 경우 ATS 인터페이스 신호를 발생시켜서 열차에 탑재된 기존의 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)를 작동시켜 기관사에게 경고신호를 발생시키고, 열차의 제동장치를 자동으로 동작시켜 열차를 정지시킨다.In addition, when the current train speed exceeds the speed limit value suggested in the operation control information, the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit ( 500) to generate a warning signal to the engineer and automatically operate the train's brake system to stop the train.

한편, 무지상자 ATS지상장치(200)는 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서 무지상자 ATS차상장치(400) 탑재 열차의 운행상태정보(현재 선로상 위치, 속도, 정보보고 시간 등)를 먼저 확인하고, 지상신호설비가 미구축된 선로 상에서 운행되는 무지상자 ATS차상장치(400)를 탑재한 열차를 위한 운전제어정보(허용속도, 허용속도 위치 및 허용이동위치 등)를 생성하며, 무선통신을 통해 해당 열차에 운전제어정보를 전송한다. On the other hand, the non-box ATS ground device 200 first checks the operation status information (current track position, speed, information reporting time, etc.) and generates operation control information (permissible speed, allowable speed position, allowable movement position, etc.) It transmits operation control information to the relevant train through

또한, 무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200) 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신기지국을 포함하는 무선통신망을 구성한다.In addition, the wireless communication station 300 constitutes a wireless communication network including a wireless communication base station linking the wireless communication channel between the non-box ATS vehicle device 400 and the non-box ATS ground device 200 .

무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 운전상태정보와 운전제어정보의 무선 연계를 담당한다.The wireless communication station 300 is in charge of wireless connection of driving state information and driving control information between the non-box ATS vehicle device 400 and the non-box ATS ground device 200 .

다음으로, 도 3은 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.Next, in relation to the present invention, Figure 3 is a diagram for explaining the interface relationship between the blank box ATS on-board device configuration and external devices.

도 3은 열차에 설치되는 무지상자 ATS차상장치(400)와 기존 ATS 차상신호부(500) 간의 관계와 내부 구성도를 나타낸다. 3 shows a relationship and an internal configuration diagram between the non-box ATS on-board device 400 and the existing ATS on-board signal unit 500 installed in the train.

무지상자 ATS차상장치(400) 는 위성항법안테나(450), 열차위치검지장치(460), 운전정보표시장치(470), 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440), ATS인터페이스장치(490), 무선통신안테나(410), 무선통신모뎀(420), IP기반 기관사전화장치(430) 및 전방선로감시장치(480) 구분되어 구성된다. The box ATS on-board device 400 is a satellite navigation antenna 450, a train position detection device 460, a driving information display device 470, a wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device 440, ATS interface device ( 490), a wireless communication antenna 410, a wireless communication modem 420, an IP-based engineer's phone device 430, and a front line monitoring device 480 are configured separately.

열차위치검지장치(460)는 위성항법 및 관성센서를 융합하여 지상시설물의 지원없이 열차의 위치와 속도를 자체적으로 확인하는 장치이다. The train position detection device 460 is a device that autonomously checks the position and speed of a train without the support of ground facilities by fusion of satellite navigation and inertial sensors.

무선통신모뎀(420)은 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS지상장치(200)로 현재 열차의 ID, 위치, 속도 등의 운전상태정보를 전송한다. The wireless communication modem 420 transmits operation status information such as ID, location, speed, etc. of the current train to the ATS ground device 200 without a box through the wireless communication station 300 .

무지상자 ATS지상장치(200)는 무지상자 ATS차상장치(400)로부터 전달된 열차 운전상태정보를 확인하고, 해당 열차의 운전제어정보를 생성하여 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS차상장치(400) 로 현재위치로부터의 이동가능한 위치(거리), 제한속도값, 진입선로의 구배/곡선정보 등 운전제어정보를 생성하여 열차에 이동거리를 제공한다. The non-box ATS ground device 200 checks the train operation status information transmitted from the blank box ATS on-board device 400, generates operation control information of the train, and uses the wireless communication station 300 to check the train operation status information ( 400) to generate operation control information such as movable position (distance) from the current position, speed limit value, and slope/curve information of the entry track, and provide the moving distance to the train.

또한, 무지상자 ATS지상장치(200)로부터 전송된 운전제어정보는 무선통신모뎀(420)을 통해 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로 전송되며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)는 운전제어정보와 운전상태정보를 상호 비교하여 현재의 열차 위치와 속도가 운전제어정보에 의한 제한위치(거리)값과 제한속도값을 초과하는 경우 ATS인터페이스장치(490)를 통해 특정 ATS 주파수를 발생시킨다.In addition, the operation control information transmitted from the plain box ATS ground device 200 is transmitted to the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device 440 through the wireless communication modem 420, and the wireless communication-based interoperable on-board signal communication The control device 440 compares the operation control information and the operation state information with each other, and when the current train position and speed exceeds the limit position (distance) value and the speed limit value according to the operation control information, the ATS interface device 490 is operated. to generate a specific ATS frequency.

이러한 특정 ATS 주파수는 기존 ATS 차상신호부(500)의 ATS 차상안테나(530)를 응동시키고, 기존 ATS 차상신호부(500)를 통해 열차 제동장치(600)를 동작시켜 열차 속도를 감속하여 열차의 운행안전성을 확보한다.This specific ATS frequency activates the ATS on-board antenna 530 of the existing ATS on-board signal unit 500 and operates the train braking device 600 through the existing ATS on-board signal unit 500 to decelerate the train speed. Ensure driving safety.

또한, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 는 기존 ATS 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 ATS인터페이스장치(490) 출력신호와 비교하여 ATS인터페이스장치(490) 의 정상 동작여부를 확인한다.In addition, the wireless communication-based interoperable vehicle signal communication control device 440 receives the ATS reception signal state from the ATS receiver 520 of the existing ATS vehicle signal unit 500 and compares it with the ATS interface device 490 output signal for ATS It is checked whether the interface device 490 operates normally.

이후, ATS인터페이스장치(490) 고장발생시 운전표시장치로 고장발생정보를 송신하여, 기관사가 고장발생여부를 확인할 수 있는 구조를 가진다.Thereafter, when a failure occurs in the ATS interface device 490, failure occurrence information is transmitted to the operation display device, so that an engineer can check whether a failure has occurred.

전방선로감시장치(480) 는 열차 주행방향 전방 선로상에 임의로 위치한 장애물을 감시하는 장치로서 선로상 장애물을 검지시 장애물 검지정보를 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로 전송하며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 는 ATS인터페이스장치(490)를 통해 정지명령에 해당하는 ATS 주파수를 발생시켜, 열차를 정지시킨다.The forward track monitoring device 480 is a device for monitoring obstacles arbitrarily located on the track in the train traveling direction. When detecting an obstacle on the track, the obstacle detection information is transmitted to the wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device 440, The wireless communication-based interoperability on-board signal communication control device 440 generates an ATS frequency corresponding to a stop command through the ATS interface device 490 to stop the train.

운전정보표시장치(470) 는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440) 와 연결되어 있으며, 현재 열차의 운전상태정보 및 운전제어정보를 기관사에게 표시하고, 열차가 제한위치(거리) 또는 제한속도를 초과하는 경우 기관사에게 경고 표시를 실행한다.The driving information display device 470 is connected to the wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device 440, and displays the current train's driving status information and driving control information to the engineer, If the speed limit is exceeded, a warning display is issued to the engineer.

무선통신모뎀(420) 은 무지상자 ATS지상장치(200) 와 무지상자 ATS차상장치(400)간의 상태 및 제어데이터와 음성데이터 통신기능을 담당하며, 무지상자 ATS지상장치(200) 와 무지상자 ATS차상장치(400) 간의 열차운전상태정보와 열차운전제어정보의 교환 및 관제사와 기관사간의 음성통신을 지원한다. The wireless communication modem 420 is in charge of the state and control data and voice data communication function between the non-box ATS ground device 200 and the non-box ATS vehicle device 400, and the non-box ATS ground device 200 and the non-box ATS It supports exchange of train operation state information and train operation control information between on-board devices 400 and voice communication between a controller and an engineer.

ATS인터페이스장치(490)는 기존ATS차상신호부(500)의 ATS차상안테나(530)의 동작주파수를 변경시키기 위해 ATS안테나와 ATS주파수제어모듈을 포함하며, ATS주파수제어모듈은 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)로부터 수신한 제한속도값에 상응하는 특정 ATS주파수를 생성하는 전기전자회로로 구성되며, ATS주파수제어모듈에서 생성된 특정 ATS주파수는 ATS안테나를 통해 ATS차상안테나로 방사된다.The ATS interface device 490 includes an ATS antenna and an ATS frequency control module to change the operating frequency of the ATS vehicle antenna 530 of the existing ATS vehicle signal unit 500, and the ATS frequency control module is wireless communication-based interoperability It is composed of an electric and electronic circuit that generates a specific ATS frequency corresponding to the speed limit value received from the on-board signal communication control device 440, and the specific ATS frequency generated by the ATS frequency control module is radiated to the ATS on-board antenna through the ATS antenna. do.

한편, 도 4는 본 발명과 관련하여, 무지상자 ATS지상장치 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, in relation to the present invention, Figure 4 is a diagram for explaining the interface relationship between the non-box ATS ground device configuration and external devices.

도 4는 무지상자 ATS지상장치(200)의 내부 구성도와 무지상자 선로구간내 역사 통합 철도신호제어 관제설비(270) 간의 인터페이스 관계를 나타낸다. 4 shows the interface relationship between the internal configuration diagram of the non-box ATS ground apparatus 200 and the station integrated railway signal control system 270 within the non-box track section.

도 4를 참조하면, 무지상자 ATS지상장치(200)는 무선통신국(300)을 통해 선로 상에 주행 중인 여러 열차에 탑재된 무지상자 ATS차상장치(400)로부터 각 열차별 운전상태정보를 확인하여, 열차간 간격제어를 위해 각 열차별 열차운전제어정보를 생성하고 무선통신국(300)을 통해 각 열차의 무지상자 ATS차상장치(400)로 열차운전제어정보를 전송한다. Referring to FIG. 4 , the non-box ATS ground device 200 checks the driving status information for each train from the box-free ATS on-board device 400 mounted on several trains running on the track through the wireless communication station 300. , generates train operation control information for each train to control the interval between trains, and transmits the train operation control information to the unboxed ATS on-board device 400 of each train through the wireless communication station 300 .

또한, 무지상자 ATS지상장치(200)는 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230), 운영관제표시제어장치(210), 무선통신국인터페이스장치(220), IP기반관제전화장치(240), 역정보인터페이스장치(250)로 구성된다. In addition, the plain box ATS ground device 200 includes a wireless communication-based interoperable wireless occlusion control device 230, an operation control display control device 210, a wireless communication station interface device 220, an IP-based control phone device 240, and a reverse information interface device (250).

무선통신국인터페이스장치(220)는 열차운전제어정보 전송, 열차운전상태정보 수신 및 기관사-무지상자 ATS지상장치(200) 관제사간 음성통신을 위한 통신인터페이스 장치이다.The wireless communication station interface device 220 is a communication interface device for transmitting train operation control information, receiving train operation status information, and voice communication between the engineer and the controller of the ignorant box ATS ground device 200 .

또한, 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230)는 선로 상에 주행 중인 여러 열차에 탑재된 무지상자 ATS차상장치로부터 수신된 각 열차별 운전상태정보(현재 위치, 속도정보 등)를 취합하고, 무지상자 선로구간내 위치한 역사로부터 각 역사내 상태정보를 수집하여 열차간 최적의 간격제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고 무선통신인터페이스장치 및 무선통신국(300)을 통해 무지상자 ATS차상장치(400)로 전송한다.In addition, the wireless communication-based interoperable wireless occlusion control device 230 collects the driving state information (current location, speed information, etc.) , collects status information within each station from stations located within the track section of the blank box, generates train-specific operation control information for optimal interval control between trains, and uses the wireless communication interface device and wireless communication station 300 (400).

또한, 역정보인터페이스장치(250)는 무지상자 선로구간내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간, 제한속도 선로구간, 역사내 진로구성 정보 등 각 역사별 상태정보를 취합하는 장치로서, 각 역별 역상태입력정보장치(260a, 260b, … , 260n)로부터 역상태정보를 수신, 취합한다.In addition, the station information interface device 250 is a device that collects status information for each station, such as a track section, a speed limit track section, and course configuration information within a station located within a stationary section without a box. Reverse state information is received and collected from the state input information devices 260a, 260b, ..., 260n.

운영관제표시제어장치(210)는 무선통신기반 상호운영 무선폐색 제어장치(230)와 연결되어 있으며, 무지상자 선로구간을 운행 중인 모든 열차의 운전상태 및 제어상태를 모니터링하며, 관제사가 수동으로 무지상자 선로구간에 위치한 특정 열차의 운영제어를 수동으로 조작할 수 있는 기능을 지원한다.The operation control display control device 210 is connected to the wireless communication-based interoperable wireless occlusion control device 230, and monitors the operating status and control status of all trains operating on the track section without a box, and the controller is manually ignorant. The function to manually operate the operation control of a specific train located in the box track section is supported.

기존의 지상철도신호시스템이 구축된 일반 철도노선과 무지상자 선로구간상의 연계운행 및 운행상태의 통합 감시를 위해 무지상자 ATS지상장치(200)는 역정보인터페이스장치(250)를 통해 통합 철도신호제어관제설비(270)와 인터페이스 된다.For the integrated monitoring of linked operation and operation status on the general railroad line on which the existing ground rail signal system has been built and the non-box rail section, the unboxed ATS ground device 200 controls the integrated railroad signal through the station information interface device 250 . It interfaces with the control facility 270 .

한편, 도 5는 본 발명과 관련된 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 상세 구성도의 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 5 shows an example of a detailed configuration diagram of an automatic train stop (ATS) system of a groundless type related to the present invention.

도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 무지상자 ATS차상장치(400) 구성도 및 외부장치간 인터페이스 관계와 무지상자 ATS지상장치(200) 구성도 및 외부장치 간 인터페이스 관계를 통합하여 표현한 것으로, 명세서의 간명화를 위해 중복 설명은 생략한다.5 is an integrated representation of the interface relationship between the box ATS ground device 200 configuration diagram and the external device described in FIGS. 3 and 4 and the interface relationship between the external devices and the configuration diagram of the non-box ATS ground device 200 described in FIGS. For the sake of brevity, redundant descriptions are omitted.

한편, 도 6은 본 발명이 제안하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 하부장치간 동작 시퀀스의 일례를 도시한 것이다.On the other hand, FIG. 6 shows an example of an operation sequence between sub-devices of an automatic train stop (ATS) system of a landless type proposed by the present invention.

도 6을 참조하면, 무지상자 선로 내 역사(100a 내지 100n), 무지상자 ATS 지상장치(200), 무선통신국(300), 무지상자 ATS 차상장치(400), 기존 ATS 차상신호부(500) 및 제동장치(600)가 도시된다.Referring to Figure 6, the station (100a to 100n) in the non-box track, the non-box ATS ground device 200, the wireless communication station 300, the non-box ATS on-board device 400, the existing ATS on-board signal unit 500 and A braking device 600 is shown.

가장 먼저, 무지상자 ATS 차상장치(400)가 기본 열차 정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하는 단계(S1)가 진행된다.First, the step (S1) in which the non-box ATS on-board device 400 transmits basic train information to the non-box ATS ground device 200 proceeds.

이후, 무지상자 ATS 지상장치(200)는 무지상자 선로 내 역사(100a 내지 100n)로부터 역사 내 선로 상태 정보를 수신할 수 있다(S2, S3, S12, S13).Thereafter, the non-box ATS ground apparatus 200 may receive track state information within the station from the stations 100a to 100n in the non-box track (S2, S3, S12, S13).

또한, 무지상자 ATS 차상장치(400)가 열차운전상태정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하고(S4), 무지상자 ATS 지상장치(200)가 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)로 전달할 수 있다(S5).In addition, the non-box ATS on-board device 400 transmits the train operation status information to the non-box ATS ground device 200 (S4), and the non-box ATS ground device 200 transmits the train operation control information to the non-box ATS on-board device. It can be transmitted to (400) (S5).

또한, 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)는 기존 ATS 차상신호부(500) 측으로 제한 속도별 주파수 제어방식인 운전 제어정보에 따른 ATS 주파수 응동 방법을 수행한다(S6)In addition, the ATS on-board device 400 without the train operation control information performs the ATS frequency response method according to the operation control information, which is a frequency control method for each speed limit to the existing ATS on-board signal unit 500 (S6)

이 이후에도 무지상자 ATS 차상장치(400)가 열차운전상태정보를 무지상자 ATS 지상장치(200)로 전달하고(S7), 무지상자 ATS 지상장치(200)가 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)로 전달할 수 있다(S8).Even after this, the non-box ATS on-board device 400 transmits the train operation status information to the non-box ATS ground device 200 (S7), and the non-box ATS ground device 200 transmits the train operation control information to the non-box ATS on-board device. It can be transmitted to (400) (S8).

또한, 열차 운전제어 정보를 무지상자 ATS 차상장치(400)는 기존 ATS 차상신호부(500) 측으로 제한 속도별 주파수 제어방식인 운전 제어정보에 따른 ATS 주파수 응동 방법을 수행한다(S9).In addition, the ATS on-board device 400 without the train operation control information performs the ATS frequency response method according to the operation control information, which is a frequency control method for each speed limit, toward the existing ATS on-board signal unit 500 (S9).

나아가 기존 ATS 차상신호부(500)는 제동장치(600) 측으로 열차 운전 속도가 제한 속도 초과시 제동을 시작하라는 명령을 전달할 수 있고(S10), 열차 운전 속도가 제한 속도를 만족하면 다시 제동을 중단하라는 명령을 전달할 수 있다(S11).Furthermore, the existing ATS on-board signal unit 500 may transmit a command to start braking when the train operation speed exceeds the limit speed to the braking device 600 side (S10), and asks to stop braking again when the train operation speed satisfies the limit speed A command may be transmitted (S11).

한편, 전술한 본 발명의 구성과 관련하여, 무지상자 ATS차상장치(400)의 내부 구성요소 중 열차위치검지장치(460)(LU)는 위성항법수신기와 관성센서(자이로스코프, 가속도계), 마그네틱콤파스 등 다양한 측위센서를 융복합하여 구현할 수 있다.On the other hand, in relation to the configuration of the present invention described above, the train position detection device 460 (LU) among the internal components of the non-box ATS on-board device 400 includes a satellite navigation receiver, an inertial sensor (gyroscope, accelerometer), and a magnetic It can be implemented by fusion of various positioning sensors such as compass.

또한, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치(400)간의 인터페이스는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)의 차상ATS안테나를 통한 간접적인 연결(주파수 응동방식)방식으로 구현될 수도 있으며, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부(500)의 ATS수신기(520)와 직접적인 연결(릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신)방식으로도 구현될 수 있다.In addition, the interface between the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit 500 mounted on the existing train and the non-box ATS on-board device 400 that requires new installation is the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit 500. It may be implemented in an indirect connection (frequency response method) method through the on-board ATS antenna of the ATS receiver 520, and direct connection (relay) with the ATS receiver 520 of the on-board signal unit 500 of the automatic train stop device (ATS). Contact, serial communication, Ethernet communication) method can also be implemented.

무선통신국(300)은 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신기지국을 포함하는 무선통신망을 구성하며, WIFI, 3G/4G/5G 이동통신(GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등), 위성통신 등 다양한 무선통신방식을 적용하여 실현될 수 있다.The wireless communication station 300 constitutes a wireless communication network including a wireless communication base station linking the wireless communication channel between the non-box ATS vehicle device 400 and the non-box ATS ground device 200, and WIFI, 3G/4G/5G movement It can be realized by applying various wireless communication methods such as communication (GSM, CDMA, WCDMA, LTE, etc.) and satellite communication.

운전정보표시장치(470)는 현재 열차의 운전상태정보 및 운전제어정보를 기관사에게 표시하는 것 이외에도 운행 중 열차가 위치한 GIS(3차원 선로지리정보)정보 및 GIS 기반 운전상태 및 운전제어정보를 표시할 수 있으며, 열차종류, 열차번호, 기관사정보 등 추가적인 열차정보의 입력수단으로도 동작될 수 있다.The driving information display device 470 displays GIS (three-dimensional track geographic information) information in which the train is located during operation, and GIS-based driving status and operation control information, in addition to displaying the current driving status information and driving control information of the train to the engineer. It can also be operated as an input means for additional train information such as train type, train number, and engineer information.

무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간 열차운전상태정보 및 열차운전제어정보의 송수신을 통한 열차운행시의 안전성을 확보하기 위해 하부 장치간 시각동기화가 필요하며, 무지상자 ATS차상장치(400)와 무지상자 ATS지상장치(200)간의 시각동기화를 위해 무지상자 ATS차상장치(400) 구성에 GPS시계 등의 시각장치가 추가되어 구현될 수 있다. In order to secure safety during train operation through the transmission and reception of train operation status information and train operation control information between the plain box ATS on-board device 400 and the blank box ATS ground device 200, time synchronization between lower devices is required, For time synchronization between the box ATS vehicle device 400 and the non-box ATS ground device 200, a time device such as a GPS clock may be added to the configuration of the box ATS vehicle device 400 to be implemented.

또한, 역정보인터페이스장치(250)는 각 역별 상태정보입력장치의 인터페이스 방식에 따라 직렬통신, 이더넷통신, 무선통신 등 다양한 통신방식으로 구현될 수 있다. In addition, the station information interface device 250 may be implemented in various communication methods such as serial communication, Ethernet communication, and wireless communication according to the interface method of the state information input device for each station.

또한, 지상철도신호시스템이 구축된 일반 철도노선과 무지상자 선로구간상의 연계운행 및 운행상태의 통합 감시를 위해 무지상자 ATS지상장치(200)는 역정보인터페이스장치(250)를 거치지 않고 통합 철도신호제어관제설비(270)와 직접 연결되는 구성으로 구현가능하다. In addition, for the integrated monitoring of the linked operation and operation status on the general railway line on which the ground rail signal system is built and the non-box track section, the non-box ATS ground device 200 does not go through the station information interface device 250 and the integrated railway signal It can be implemented in a configuration directly connected to the control and control facility 270 .

또한, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)와 ATS수신기(520)간의 인터페이스 방식은 릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신방식으로 구현될 수 있다.In addition, the interface method between the wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control device 440 and the ATS receiver 520 may be implemented as a relay contact, serial communication, or Ethernet communication method.

또한, 전방선로감시장치(480)는 영상카메라, 적외선카메라, 레이저센서, 초음파센서, 라이다센서 등의 다양한 물체감시센서를 선택적으로 통합하여 구현될 수 있으며, 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치(440)와의 인터페이스 방식은 릴레이접점, 직렬통신, 이더넷통신방식으로 구현될 수 있다.In addition, the front line monitoring device 480 can be implemented by selectively integrating various object monitoring sensors such as an image camera, an infrared camera, a laser sensor, an ultrasonic sensor, and a lidar sensor, and wireless communication-based interoperable on-vehicle signal communication control The interface method with the device 440 may be implemented as a relay contact, serial communication, or Ethernet communication method.

본 발명에 따른 효과Effects according to the present invention

본 발명은 전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention can provide a user with an automatic train stop (ATS) system and method of a groundless person in order to solve the above-mentioned problems.

구체적으로, 본 발명에서는 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부가 탑재된 열차가 지상자가 설치되지 못한 선로구간에서 운행될 때에도, 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부의 동작이 가능한 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, in the present invention, even when a train equipped with an automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is operated in a track section where no ground personnel are installed, the operation of the on-board signal unit of the automatic train stop system (ATS) on-board signal unit is possible. An automatic train stop (ATS) system may be provided to the user.

또한, 본 발명에서는 기존의 지상신호설비(궤도회로, 신호기, 폐색장치, ATS지상자 등)를 구축하지 않아도, 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부에 의한 열차의 안전한 운행을 보장할 수 있기 때문에 지상신호설비를 구축할 필요가 없어 구축비용이 크게 저감되며, 유지보수 업무도 필요 없어, 전체적인 철도신호설비 운영상의 경제성을 확보할 수 있는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, the safe operation of the train by the on-board signal unit of the automatic train stop device (ATS) mounted on the existing train without building the existing ground signal equipment (track circuit, signal, occlusion device, ATS ground box, etc.) Because it can guarantee the ATS) system can be provided to users.

또한, 본 발명에서는 기존 열차에 탑재된 자동열차정지장치(ATS) 차상신호부와 신규 설치가 필요한 무지상자 ATS차상장치간의 인터페이스를 간접적인 방법으로 간소화 함으로써 기존 열차의 개조규모를 최소화하여, 개조비용 및 개조시간을 저감시키는 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, by indirectly simplifying the interface between the automatic train stop device (ATS) on-board signal unit mounted on the existing train and the non-box ATS on-board device that requires new installation, the scale of remodeling of the existing train is minimized, and the remodeling cost And it is possible to provide the user with a groundless automatic train stop (ATS) system that reduces the remodeling time.

결국 본 발명에서는, 기존 자동열차정지장치(ATS)의 안전성 수준을 확보하면서, 지상신호설비(궤도회로, 폐색장치, 신호기, ATS지상자 등)가 필요 없는 경제성 및 효율성을 갖춘 철도신호시스템인 무 지상자 방식의 자동열차정지(ATS) 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.In the end, in the present invention, while securing the safety level of the existing automatic train stop system (ATS), there is no need for ground signal facilities (track circuit, occlusion device, signal machine, ATS ground box, etc.) It is possible to provide the user with an automatic train stop (ATS) system of the ground type.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of implementation by hardware, the method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in the memory unit and driven by the processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may transmit and receive data to and from the processor by various known means.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최대한 광의의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above is provided to enable any person skilled in the art to make and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a way in combination with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최대한 광의의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that are not explicitly cited in the claims may be combined to form an embodiment, or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims (14)

철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부;
상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치;
상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및
상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하고,
상기 무지상자 ATS 지상장치는 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되며,
상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며,

상기 무지상자 ATS차상장치는,
GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 열차위치검지장치; 및
상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 무선통신모뎀;을 더 포함하고,

상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하고,
상기 제 2 운전제어정보는,
상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함하며,

상기 무지상자 ATS차상장치는,
상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치;를 더 포함하고,
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는,
상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하고,
상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며,

상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는,
상기 자동열차정지장치 차상신호부로부터 ATS수신신호 상태를 입력 받아 상기 자동열차정지 기능의 정상 동작 가능 여부를 확인하고,

상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 철도 차량의 주행 선로상에 위치한 적어도 하나의 장애물을 감시하는 전방선로감시장치;를 더 포함하고,
상기 전방선로감시장치로부터 감지 신호를 수신하는 경우,
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키며,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 자동열차정지장치 차상신호부의 ATS차상안테나의 동작주파수를 변경시키기 위한 ATS인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
The on-board signal unit of an automatic train stop device equipped with an automatic train stop (ATS) function, which is provided in a railway vehicle;
a braking device for decelerating or stopping the operation of the railway vehicle in response to the automatic train stop function;
a non-box ATS on-board device disposed in the railway vehicle to determine at least one of the current speed and position of the railway vehicle, and to receive first driving control information from the non-box ATS ground device; and
a wireless communication station linking a wireless communication channel between the non-box ATS ground device and the non-box ATS vehicle device; including,
The plain box ATS ground device is disposed on the track of the railway vehicle that is not equipped with a ground signal facility,
The first driving control information includes at least one of speed and location information allowed for the railway vehicle in a section in which the non-box ATS ground device is disposed,
When at least one of the identified current speed and position of the railway vehicle is out of the range included in the first driving control information, the automatic train stop device onboard signal unit performs the automatic train stop function. to generate an ATS interface signal to

The plain box ATS vehicle onboard device,
a train position detection device for checking the position and speed of the railway vehicle using a GPS and an inertial sensor; and
A wireless communication modem that transmits driving state information including the ID of the railway vehicle and the position and speed of the railway vehicle confirmed by the train position detection device to the non-box ATS ground device through the wireless communication station; further comprising,

The plain box ATS ground device,
Sending the second driving control information generated in response to the driving state information to the non-box ATS on-board device through the wireless communication station,
The second operation control information,
It includes at least one of a movable position and distance from the current position of the railway vehicle, a speed limit value, a slope of an entrance track, and curve information,

The plain box ATS vehicle onboard device,
A wireless communication-based interoperable in-vehicle signal communication control device receiving the second driving control information through the wireless communication modem; further comprising,
The wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device,
Comparing the second operation control information and the operation state information with each other,
When the result of the mutual comparison does not satisfy a preset condition, the on-board signal unit of the automatic train stop device generates an ATS interface signal to perform the automatic train stop function,

The wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device,
receiving the ATS reception signal state from the on-board signal unit of the automatic train stop device and confirming whether the automatic train stop function can be operated normally;

The non-box ATS on-board device further includes; a forward track monitoring device for monitoring at least one obstacle located on the running track of the railway vehicle;
When receiving a detection signal from the front line monitoring device,
The wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device generates an ATS interface signal so that the automatic train stop device on-board signal unit performs the automatic train stop function,
The non-box ATS vehicle on-board device, ATS interface device for changing the operating frequency of the ATS on-board antenna of the automatic train stop device on-board signal unit; .
 제 1항에 있어서,
상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
The method of claim 1,
The ground signal equipment includes a track circuit, a signal, a blocking device, and an ATS ground box associated with the railway vehicle.
 제 1항에 있어서,
상기 무지상자 ATS차상장치는, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
The method of claim 1,
The automatic train stop (ATS) system of the groundless type, characterized in that the non-box ATS on-board device controls to output a warning signal to the engineer of the railway vehicle in response to the generated ATS interface signal.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 철도 차량은 복수이고,
상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 복수의 철도 차량 간의 미리 설정된 간격 제어를 위한 열차별 운전제어정보를 생성하고, 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 전달하는 무선통신인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
The method of claim 1,
The railway vehicle is a plurality,
The plain box ATS ground device,
A wireless communication interface device for generating train differential driving control information for controlling a preset interval between the plurality of railway vehicles, and transmitting the train-specific driving control information to the box ATS on-board device through the wireless communication station; A box-type automatic train stop (ATS) system.
 제 9항에 있어서,
상기 무지상자 ATS지상장치는,
상기 철도 차량의 선로 구간 내 위치한 역사내 진입이 불가한 선로구간 정보, 제한속도 선로구간 정보 및 역사내 진로구성 정보를 포함하는 역사별 상태정보를 취합하는 역정보인터페이스장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템.
10. The method of claim 9,
The plain box ATS ground device,
A station information interface device that collects status information for each station including information on a track section that cannot be entered in a station located within a track section of the railway vehicle, information on a speed limit track section, and information on a course configuration within the station; characterized by further comprising: Ground-less automatic train stop (ATS) system.
 철도 차량에 구비되고, 자동열차정지(Automatic Train Stop, ATS) 기능을 탑재한 자동열차정지장치 차상신호부; 상기 자동열차정지 기능에 대응하여 상기 철도 차량의 운행을 감속 또는 정지시키는 제동장치; 상기 철도 차량에 배치되어 상기 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나를 파악하고, 무지상자 ATS 지상장치로부터 제 1 운전제어정보를 수신하는 무지상자 ATS차상장치; 및 상기 무지상자 ATS지상장치와 상기 무지상자 ATS차상장치 간의 무선통신 채널을 연계하는 무선통신국; 을 포함하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법에 있어서,
상기 무지상자 ATS 지상장치가 지상신호설비가 구비되지 않은 상기 철도 차량의 선로 상에 배치되는 제 1 단계;
상기 무지상자 ATS차상장치가 상기 파악한 철도 차량의 현재 속도 및 위치 중 적어도 하나가 상기 제 1 운전제어정보에 포함된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 제 2 단계; 및
상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키도록 제어하는 제 3 단계;를 포함하고,
상기 제 1 운전제어정보는, 상기 무지상자 ATS 지상장치가 배치된 구간에서의 상기 철도 차량에 허용되는 속도 및 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하며,

상기 지상신호설비는, 상기 철도 차량과 관련된 궤도회로, 신호기, 폐색장치 및 ATS지상자를 포함하고,
상기 제 3 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS차상장치가, 상기 발생된 ATS 인터페이스 신호에 대응하여 상기 철도 차량의 기관사에게 경고 신호가 출력되도록 제어하는 제 4 단계;
상기 무지상자 ATS차상장치의 열차위치검지장치가 GPS 및 관성센서를 이용하여 상기 철도 차량의 위치 및 속도를 확인하는 제 5 단계; 및
상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신모뎀이 상기 철도 차량의 ID, 상기 열차위치검지장치가 확인한 철도 차량의 위치 및 속도를 포함하는 운전상태정보를 상기 무선통신국을 통해, 상기 무지상자 ATS지상장치로 전달하는 제 6 단계;를 더 포함하고,

상기 제 6 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS지상장치가 상기 운전상태정보에 대응하여 생성한 제 2 운전제어정보를 상기 무선통신국을 통해 상기 무지상자 ATS차상장치로 송부하는 제 7 단계;를 더 포함하고,
상기 제 2 운전제어정보는,
상기 철도 차량의 현재 위치로부터의 이동 가능한 위치 및 거리, 제한 속도 값, 진입선로의 구배 및 곡선정보 중 적어도 하나를 포함하며,

상기 제 7 단계 이후에는,
상기 무지상자 ATS차상장치의 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 무선통신모뎀을 통해, 상기 제 2 운전제어정보를 전달받는 제 8 단계;
상기 무선통신기반 상호운영 차상신호통신제어장치가 상기 제 2 운전제어정보와 상기 운전상태정보를 상호 비교하는 제 9 단계; 및
상기 상호 비교 결과가 미리 설정한 조건을 충족하지 못하는 경우, 상기 자동열차정지장치 차상신호부가 상기 자동열차정지 기능을 수행하도록 ATS 인터페이스 신호를 발생시키는 제 10 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무 지상자방식의 자동열차정지(ATS) 시스템의 제어방법.The on-board signal unit of an automatic train stop device equipped with an automatic train stop (ATS) function, which is provided in a railway vehicle; a braking device for decelerating or stopping the operation of the railway vehicle in response to the automatic train stop function; a non-box ATS on-board device disposed in the railway vehicle to determine at least one of the current speed and position of the railway vehicle, and to receive first driving control information from the non-box ATS ground device; and a wireless communication station linking a wireless communication channel between the non-box ATS ground device and the non-box ATS vehicle device. In the control method of the groundless type automatic train stop (ATS) system comprising:
a first step in which the plain box ATS ground device is disposed on the track of the railway vehicle not equipped with a ground signal facility;
a second step of determining, by the non-box ATS on-board device, whether at least one of the identified current speed and position of the railway vehicle is outside the range included in the first driving control information; and
A third step of controlling, by the non-box ATS vehicle onboard device, to generate an ATS interface signal so that the automatic train stop device onboard signal unit performs the automatic train stop function;
The first driving control information includes at least one of speed and location information allowed for the railway vehicle in a section in which the non-box ATS ground device is disposed,

The ground signal facility includes a track circuit, a signal, an occlusion device, and an ATS ground box related to the railway vehicle,
After the third step,
a fourth step of controlling, by the non-box ATS on-board device, to output a warning signal to an engineer of the railway vehicle in response to the generated ATS interface signal;
a fifth step of confirming the position and speed of the railway vehicle using a GPS and an inertial sensor, by the train position detection device of the non-box ATS on-board device; and
The wireless communication modem of the non-box ATS on-board device transmits driving state information including the ID of the railway vehicle and the position and speed of the railway vehicle confirmed by the train position detection device through the wireless communication station to the non-box ATS ground device A sixth step of delivering; further comprising,

After the sixth step,
A seventh step of transmitting, by the non-box ATS ground device, the second driving control information generated in response to the driving status information to the non-box ATS vehicle device through the wireless communication station; further comprising,
The second operation control information,
It includes at least one of a movable position and distance from the current position of the railway vehicle, a speed limit value, a slope of an entrance track, and curve information,

After the seventh step,
an eighth step of receiving the second driving control information through the wireless communication modem, by the wireless communication-based interoperable on-board signal communication control device of the non-box ATS on-board device;
a ninth step of mutually comparing the second driving control information with the driving state information by the wireless communication-based interoperable in-vehicle signal communication control device; and
A tenth step of generating an ATS interface signal so that the on-board signal unit of the automatic train stop device performs the automatic train stop function when the result of the mutual comparison does not satisfy a preset condition; A method of controlling an automatic train stop (ATS) system of the ground type. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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