KR20110023396A - 궤도회로기반 연속제어 열차방호방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반 철도에서 사용하고 있는 차상신호(ATP, Automatic Train Protection) 방식을 기존 발리스를 사용하는 불연속제어방식에서 가청주파수(AF) 궤도회로를 사용하는 연속제어방식으로 개선하여 열차운행의 연속적인 안전을 확보하고, 특히 현재 불연속정보수신방식의 한계로 인해 입환작업시 정지신호침범에 대한 방호기능이 구현되지 않는 단점을 보완하여 입환작업 중에도 기관사 실수에 대한 열차충돌을 방지하는 방법이다.
열차방호, 궤도회로, 연속정보송신

Description

궤도회로기반 연속제어 열차방호방법{The Train Protection Method Using Continuous Control Based Track Circuit}
본 발명은 선행열차와의 충돌방지 및 과속으로 인한 탈선을 방지하는 열차방호방법에 관한 것으로, 특히 지상장치로부터 선행열차 위치 및 구간의 제한속도를 수신하여 차상장치가 속도감시프로파일을 생성하여 열차의 과속에 대한 방호를 수행하는 것이다.
열차의 과속에 대한 방호는 이동이 허가된 지점을 통과하지 않도록 열차의 제동성능을 고려하여 속도감시프로파일을 생성한 후, 열차의 운행속도가 속도감시프로파일의 허용속도를 초과하는 경우 차상장치가 제동장치를 구동하여 열차속도를 감소시키거나 정지시키는 원리이다.
이에 따라 기존 철도신호에는 도 1과 같이 지상장치에서 차상장치로 데이터를 전송하기 위한 방법으로 지상의 특정구간에 발리스(Balise)(2)를 설치하여 열차의 통과시 차상으로 정보를 송신한다. 즉, 발리스(2)가 설치된 선로(1)의 일정 구 간을 통과하면 열차 방호를 위한 기본정보(선행열차위치를 고려한 이동권한 및 구간제한속도)를 수신하여 속도감시프로파일을 갱신한다.
갱신된 속도감시프로파일은 열차의 길이, 제동성능, 기관사 반응시간을 고려한 거리별 제한속도로써 선행열차와의 충돌을 방지하기 위한 이동거리별 제한속도를 제공한다.
예컨대 종래의 열차 방호는, 도 1과 같이 열차(5)의 전두부 하부에 설치된 안테나(6)가 발리스(2)를 통과하면서 지상에서 차상으로 전송되는 정보를 바탕으로 차상장치가 방호 패턴을 생성하며, 다음 발리스까지는 속도감시프로파일을 갱신하지 않고 운행한다. 따라서 선행열차와의 안전한 간격 유지를 위해서는 선행열차가 점유된 궤도회로에 추가로 안전궤도회로 폐색을 추가한 신호기(3)까지가 열차의 이동권한이 된다.
그런데, 이러한 종래의 열차 방호 시스템은 도 2와 같이 역 구내에서 열차의 분리 또는 조성을 위한 입환작업시에는 지상장치로부터 수신되는 발리스 안테나의 위치를 통과해야만 정보가 갱신되는 불연속제어방식의 한계로 다양한 진로에서 병합되는 입환열차들에 대한 방호가 불가능하므로, 현재는 입환작업의 제한속도인 45km/h에 대한 속도초과만 방호하여, 기관사 실수로 인해 정지신호를 침범하는 경우 선행열차와 충돌이 발생할 수 있다.
즉, 도 2는 기존 철도의 불연속방식 열차방호방법으로 인한 입환시의 열차충돌을 설명하는 개념도로서, 열차2는 발리스4에서 정차한 상태에서 열차1이 발리스2를 통과하는 경우 진행방향인 발리스5까지 궤도점유정보가 없으므로, 열차1은 발리 스2와 발리스3으로부터 발리스5까지 진행허가를 취득한다. 이러한 상태로 열차가 발리스3을 통과한 직후에 입환적으로 인해 정차한 사이에 열차2가 발리스4를 통과하여 발리스5까지 진행하는 경우 열차2로 인해 발리스3의 신호기가 정지 현시되어도 기관사가 이를 인식하지 못할 수 있으며, 열차1이 발리스3을 통과하는 시점에 열차2가 발리스5에 위치하여 발리스3에 정지신호가 현시된 경우 기관사 실수에 의해 발리스3을 통과하게 되면 자동방호장치가 동작하지 않아서(제한속도 45km/h에 대해서만 방호를 수행) 열차 충돌이 발생할 수 있는 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 지상장치와 차상장치의 불연속 정보전송의 한계를 극복하기 위해 궤도회로에 열차방호를 위한 정보(선행 열차위치를 고려한 이동권한 및 구간제한속도)를 송신하여 열차 진행방향의 환경변화를 실시간으로 반영한 속도감시프로파일을 연속적으로 생성하는 궤도회로기반 연속제어 열차방호방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 신호기의 상태를 인식하는 선로변 전자유닛에서 열차의 이동권한 및 선로제한속도정보를 선로 상에 소정 간격으로 다수 설치된 송신기 및 수신기로 이루어진 궤도회로를 통해 연속으로 수신한 후 열차의 이동방향 전방의 환경변화를 실시간으로 속도감시프로파일에 반영하는 궤도회로기반 연속제어 열차방호방법이 제공된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 선행열차위치 및 구간제한속도의 변경사항을 지상에서 차상으로 연속방식으로 전송하여 운행조건 변화에 따른 열차방호를 수행한다. 특히 기존 입환작업시 제한속도감시에 대한 기능을 발전시켜, 입환작업으로 인한 진행방향의 열차위치에 대한 충돌을 억제하기 위한 방호를 수행한다.
이하에서는, 본 발명에 의한 궤도회로기반 디지털 연속제어 열차방호방법의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명에 의한 궤도회로기반 연속제어 열차방호시스템은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선로(10) 상에 소정 간격으로 다수 설치되어 궤도회로(20)를 이루는 송신기(21) 및 수신기(22), 각 궤도회로의 수신기(22)에 전기적으로 연결되는 자동폐색장치를 포함한다.
또한, 본 발명에서도 기존과 마찬가지로 신호기의 상태를 인식하여 이동권한을 생성하는 선로변 전자유닛이 구비된다.
이때 궤도회로(20)는 AF 궤도회로와 같이 디지털정보의 전송이 가능한 궤도회로이며, 열차(40)의 점유 및 비점유를 검지하기 위한 궤도주파수에 선로변 전자유닛에서 생성한 이동권한 및 구간 제한속도를 정합하여 궤도회로를 통해 차상장치로 정보를 전송한다.
한편, 본 발명에 의한 궤도회로기반 디지털 연속제어 열차방호방법은 신호기상태를 인식하여 열차의 이동권한 및 선로제한속도정보를 궤도회로를 통해 연속으로 수신하여 열차의 이동방향 전방의 환경변화를 실시간으로 속도감시프로파일에 반영하도록 구성된다.
즉, 종래 기술의 도 1과 같이 약 800m 간격으로 설치된 신호기의 상태를 인 식하여 이동권한을 생성하는 선로변 전자유닛의 구성은 변경사항이 없으며, 다만 기존의 선로변 전자유닛이 차상장치로 정보를 전송하는 방법을 기존 불연속으로 설치된 발리스 이용에서 궤도회로장치의 송신기를 사용하여 연속적으로 송신한다.
이렇게 지상으로부터 수신된 정보를 바탕으로, 차상장치는 이동권한에 대한 동적속도프로파일을 생성하고 구간제한 속도에 대하여 정적속도프로파일을 각각 생성한 후, 마지막으로 생성된 동적속도프로파일과 정적속도프로파일을 거리에 따라 낮은 제한속도를 기준으로 정합하여 열차운행속도에 대한 속도감시프로파일을 생성하여 열차를 방호한다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기존의 도 2와 동일한 상황에서 열차2의 위치를 실시간으로 열차1의 속도감시프로파일이 인식하여 열차2가 연속전송궤도5에 진입하는 경우 열차1의 기존 이동권한 종단은 연속전송궤도5의 종단에서 연속전송궤도3의 종단으로 변경되어 열차1의 열차2 후방 충돌 발생 이전에 열차를 안전하게 정차시킨다.
이와 같이 본 발명은 일반 철도에서 사용하고 있는 차상신호(ATP) 방식을 기존의 발리스를 사용하는 불연속제어방식에서 가청주파수(AF) 궤도회로를 사용하는 연속제어방식으로 개선하여 열차운행의 연속적인 안전을 확보하고, 특히 현재 불연속정보수신방식의 한계로 인해 입환작업시 정시신호 침범에 대한 방호기능이 구현되지 않는 단점을 보완하여 입환작업 중에도 기관사 실수에 대한 열차 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 기존 철도의 불연속방식 열차 방호방법의 개요도.
도 2는 기존 철도의 불연속방식 열차방호방법으로 인한 입환시의 열차충돌을 설명하는 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 궤도회로를 이용한 연속정보전송형태의 열차방호방법을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 의한 연속방식 열차방호방법으로 인한 입환시의 열차충돌 방지를 설명하는 개념도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 선로 20 ; 궤도회로
21 ; 송신기 22 ; 수신기
30 ; 자동폐색장치

Claims (2)

  1. 신호기의 상태를 인식하는 선로변 전자유닛에서 열차의 이동권한 및 선로제한속도정보를 선로 상에 소정 간격으로 다수 설치된 송신기 및 수신기로 이루어진 궤도회로를 통해 연속으로 수신한 후, 열차의 이동방향 전방의 환경변화를 실시간으로 차상장치의 속도감시프로파일에 반영하는 것을 특징으로 하는 궤도회로기반 연속제어 열차방호방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열차의 입환시 주변열차로 인한 폐색정보를 연속으로 수신하여 제한속도에 대한 방호뿐만 아니라 기관사의 정지신호 침범에 대한 안전을 확보하는 것을 특징으로 하는 궤도회로기반 연속제어 열차방호방법.
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