KR20130102678A - 광대역 무선 접속 시스템을 이용한 열차 제어 데이터 갱신 방법 및 시스템 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템을 이용한 열차 제어 데이터 갱신 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

열차 제어 데이터 갱신 시스템은 광대역 무선접속 시스템을 이용하여 차상 및 지상 장치에 대한 인력의 직접적인 접근이 없이, 차상장치에 탑재된 해당 열차 제어 기능들에 대한 수정이나 업그레이드 혹은 유지 보수가 가능하도록 동작한다. 차상 장치는 식별 정보에 의해 구분되는 열차 제어 데이터를 무선 망을 통해 수신하고, 식별 정보를 이용하여 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 결정한다. 차상 장치는 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 여부에 따라서, 열차 제어 데이터를 갱신한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템을 이용한 열차 제어 데이터 갱신 방법 및 시스템{Method of updating train control data using broadband wireless access system}
본 발명은 열차 제어 데이터 갱신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 광대역 무선 접속 시스템을 열차 제어를 위한 통신 수단으로 이용하는 열차 제어 데이터 갱신 방법에 대한 것이다.
기존의 열차 제어 시스템은 ATP(Auto Train Protection), ATO(Auto Train Operation) 및 ATS(Auto Train Supervision) 기능으로 구성된 통합 시스템으로 구성되어 있다.
ATP는 열차 자동 방호 시스템을 말하며, 열차가 운행되고 있는 위치와 속도를 고려하여 지상 개소로부터 제동 거리를 역산하여 열차 속도 제어를 하는 기능이다. ATP는 연속적인 열차 속도의 감시 및 감독을 하여 속도 제한 구역 도달 전에 즉각적인 열차 속도 조절 기능을 가진다.
ATO는 자동 열차 조작 기능으로, 지상에서 열차의 운전 조건을 차상으로 전송하여 열차의 출발, 정차, 출입문 개폐 등을 자동으로 동작하도록 하여 기관사 없이 운영할 수 있다.
ATS는 자동 열차 정지 기능으로, 열차가 정지 신호인데도 진입하거나 과속을 하였거나 하는 상황이 감지되면 열차를 무조건 비상 정지시킨다. 각 기능들은 운행하는 열차상에 비치된 장치(차상 장치), 열차의 선로 주변과 관제실(혹은 지령실)에 비치된 장치(지상 장치)간의 통신을 통해 운용된다. 즉, 지상 장치와 지상 장치는 열차 제어를 위한 각 기능(ATP/ATO/ATS)에 대한 데이터를 상호 송수신함으로써, 운행하는 열차를 제어하게 된다.
기존의 차상 장치와 지상 장치 사이의 통신은 유선 및 무선을 필요한 제어 정보들을 송수신하는 복합적인 형태의 방식을 취하고 있으며, 해당 통신 방식은 열차 운행을 위해 특화된 방식이다. 열차 제어 시스템은 ATP, ATO 및 ATS 기능으로 구성되어 있으며, 각 기능은 차상 및 지상장치에 탑재되어 있다.
따라서, 열차 제어 시스템의 기능(즉, ATP, ATO 및 ATS 기능)의 수정이나 업그레이드 혹은 유지 보수를 위해서는 차상 및 지상 장치에 탑재되어 있는 각 기능들의 내용을 수정해야만 한다. 이러한 작업들을 위해서, 기존에는 보수 인력들이 차상 혹은 지상 장치에 직접 접근하여, 관련된 기능들의 내용을 수정하는 작업을 직접 수행해야 하는 문제점이 있다.
출원번호: 10-2010-0021346, 출원인: 서울특별시도시철도공사, 발명의 명칭:열차제어시스템.
광대역 무선접속 시스템을 이용한 열차 통신에서는 차상 및 지상 장치에 대한 인력의 직접적인 접근이 없이, 차상장치에 탑재된 해당 열차 제어 기능들에 대한 수정이나 업그레이드 혹은 유지 보수가 가능하도록 하는 장치 및 방법을 제공한다.
일 측면에 따른, 열차 제어 데이터 갱신 시스템은, 열차 제어 데이터를 생성하는 지상 기능 제어부와, 열차 제어 데이터를 식별하는 식별 정보를 부여하여 식별 정보를 포함하는 열차 제어 데이터를 무선 망을 통해 차상 장치로 전송하는 지상 무선 통신부를 포함하며 지상에 설치되는 지상 제어 장치 및 열차 제어 데이터를 수신하고, 열차 제어 데이터에 포함된 식별 정보를 확인하는 차상 무선 통신부와, 차상 무선 통신부의 제어에 따라 열차 제어 데이터를 갱신하는 차상 제어 기능부를 포함하며, 열차에 설치되는 차상 장치를 포함한다.
다른 측면에 따른 열차 제어 데이터 갱신 방법은, 차상 장치가 지상 제어 장치로부터 식별 정보에 의해 구분되는 열차 제어 데이터를 무선 망을 통해 수신하는 단계와, 차상 장치가 식별 정보를 이용하여 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 결정하는 단계와, 차상 장치가 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 여부에 따라서, 열차 제어 데이터를 갱신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 광대역 무선 접속 방식을 이용하여 인력의 직접적인 접근이 없이 열차 제어 데이터의 갱신이 가능하다. 또한, 인력의 직접적인 접근이 없이 제어 정보의 갱신이 가능하므로, 열차의 위치와 상관없이 열차 제어 데이터의 갱신이 가능하다. 또한, 지상 장치에 의해 열차 제어 데이터의 갱신 시점을 결정할 수 있으므로, 열차 제어 갱신 시점을 임의로 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 데이터 갱신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 차상 무선 통신부의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 지상 무선 통신부의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 도 2의 무선 데이터 수신부의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 차상 장치 인터페이스부의 동작을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 제어 데이터 갱신 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
열차 제어 데이터 갱신 시스템(100)은 지상 제어 장치(110) 및 차상 장치(120)를 포함한다. 지상 제어 장치(110) 및 차상 장치(120)는 광대역 무선 접속 통신 방식으로 무선 망을 통하여 통신한다.
지상 제어 장치(110)는 통신을 통해 차상 장치(120)가 이용하는 열차 제어 데이터에 대한 기능 업데이트 및 유지 보수를 수행한다. 열차 제어 데이터는, ATP(Auto Train Protection) 기능 데이터, ATO(Auto Train Operation) 기능 데이터 및 ATS(Auto Train Supervision) 기능 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
지상 제어 장치(110)는 차상 장치(120)로 열차 제어 데이터를 전송할 때 각 열차 제어 데이터를 식별하는 식별 정보를 부여하여 전송할 수 있다. 특히, 지상 제어 장치(110)는 갱신의 대상이 되는 열차 제어 데이터에는 이를 식별할 수 있는 특정한 식별 정보를 부여하여 차상 장치(120)로 전송한다. 차상 장치(120)는 해당되는 특정 식별 정보를 가진 열차 제어 데이터만을 별도로 관리하여 갱신 대상 데이터로 이용할 수 있다. 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터에 부여하는 특정한 식별 정보는 지상 제어 장치(110) 및 차상 장치(120)가 상호 간에 미리 약속된 값으로 정할 수 있다.
지상 제어 장치(110)는 지상 기능 제어부(112) 및 지상 무선 통신부(114)를 포함할 수 있다.
지상 기능 제어부(112)는 열차 제어 데이터를 생성하여 지상 무선 통신부(114)로 전달한다. 열차 제어 데이터는, 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터 및 그 외의 다양한 형태의 열차 제어 데이터를 포함할 수 있다.
지상 무선 통신부(114)는 이동 통신 기지국으로서 동작한다. 지상 무선 통신부(114)는 지상 기능 제어부(112)로부터 받은 열차 제어 데이터가 갱신의 대상이 되는 열차 제어 데이터이면, 갱신의 대상이 되는 열차 제어 데이터에 특정한 식별 정보를 부여하여 차상 무선 통신부(122)로 송신한다. 따라서, 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터에는 지상 무선 통신부(114)에서 부여된 특정한 식별 정보가 포함될 수 있다.
차상 장치(120)는 차상 무선 통신부(122) 및 차상 기능 제어부(124)를 포함한다. 차상 무선 통신부(122)는 이동통신 단말기에 대응한다. 차상 무선 통신부(122)는 지상 무선 통신부(114)로부터 전송된 열차 제어 데이터를 수신하고, 열차 제어 데이터에 부여된 식별 정보를 확인한다.
차상 기능 제어부(124)는 차상 무선 통신부(122)를 통해 수신된 열차 제어 데이터를 실행하여, 열차 제어를 수행할 수 있다. 차상 기능 제어부(124)는 차상 무선 통신부(122)의 제어에 따라 열차 제어 데이터를 갱신할 수 있다.
도 2는 도 1의 차상 무선 통신부(122)의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
차상 무선 통신부(122)는 무선 데이터 수신부(210), 차상 장치 인터페이스부(220) 및 갱신 데이터 버퍼(230)를 포함한다.
무선 데이터 수신부(210)는 지상 무선 통신부(114)와 통신하여, 광대역 무선 접속 방식으로 전송된 열차 제어 데이터를 수신하여 수신된 열차 제어 데이터를 처리하고, 처리된 열차 제어 데이터를 차상 장치 인터페이스부(220)로 전달한다.
차상 장치 인터페이스부(220)는 무선 데이터 처리부(210)에서 전달받은 열차 제어 데이터를 차상 장치(120)로 전달하기 위해 필요한 인터페이스 기능을 담당한다.
갱신 데이터 버퍼(230)는 갱신되어야 할 열차 제어 데이터가 무선 데이터 수신부(202)로 수신된 경우, 이를 임시로 일정 기간 저장한다.
차상 장치 인터페이스부(220)는 지상 기능 제어부(112)로부터 생성되어 지상 무선 통신부(114) 및 무선 데이터 수신부(210)를 통해 전송되는 열차 제어 데이터에 대한 갱신 시작 신호가 수신되면, 갱신 시작 신호의 수신 시점에 갱신 데이터 버퍼(230)에서 저장된 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터를 차상 기능 제어부(124)로 전달한다. 차상 기능 제어부(124)는, 전달된 열차 제어 데이터를 이용하여 기존의 열차 제어 데이터를 갱신하고, 갱신된 열차 제어 데이터를 이용하여 열차 제어를 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 지상 무선 통신부(114)의 동작을 나타내는 순서도이다.
지상 무선 통신부(114)는 지상 기능 제어부(112)로부터 열차 제어 데이터를 수신한다(310). 지상 무선 통신부(114)는 수신된 데이터가 갱신의 대상이 되는 열차 제어 데이터인지 결정하여, 갱신 대상 데이터이면(320), 갱신 대상 데이터에 미리 설정된 특정한 식별 정보를 부여하여(330), 식별 정보가 부여된 갱신 대상 데이터를 차상 무선 통신부(122)로 송신한다(340).
지상 무선 통신부(114)는 수신된 열차 제어 데이터가 갱신 대상이 되는 데이터가 아니면(320), 수신된 열차 제어 데이터를 차상 무선 통신부(122)로 송신할 수 있다(340).
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 도 2의 무선 데이터 수신부(210)의 동작을 나타내는 순서도이다.
무선 데이터 수신부(210)는 지상 무선 통신부(114)로부터 열차 제어 데이터를 수신한다(410). 무선 데이터 수신부(210)는 수신한 열차 제어 데이터에 약속된 특정한 식별 정보가 부여되어 있는지를 먼저 확인한다(420).
수신된 열차 제어 데이터가 특정한 식별 정보를 가지면(420), 무선 데이터 수신부(210)는 특정한 식별 정보를 가지는 열차 제어 데이터를 갱신 대상 데이터로 결정하여 갱신 데이터 버퍼로 저장한다(430).
수신된 열차 제어 데이터가 특정한 식별 정보를 가지지 않으면(420), 무선 데이터 수신부(210)는 수신된 열차 제어 데이터를 차상 장치 인터페이스부(220)로 전송한다(440).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 차상 장치 인터페이스부(220)의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 차상 장치 인터페이스부(220)는 갱신 데이터 버퍼(230)에 저장된 갱신 대상 데이터를 이용하여 차상 장치(120)에 탑재된 열차 제어 기능을 갱신한다.
차상 장치 인터페이스부(220)는 지상 기능 제어부(112)에 의해 생성된 갱신 시작 신호가 수신되었는지 확인하고(510), 수신되었을 경우에는 갱신 데이터 버퍼(230)에 저장된 갱신 대상 데이터인 열차 제어 데이터를 차상 기능 제어부(124)로 전달하여, 차상 기능부(124)에서 실행되는 열차 제어 데이터를 갱신할 수 있다(520).
갱신 시작 신호가 수신되지 않은 경우(520), 차상 장치 인터페이스부(220)는 도 2의 무선 데이터 수신부(210)에서 처리된 열차 제어 데이터를 차상 기능 제어부(124)로 전달한다(530). 차상 기능 제어부(124)는 전달된 열차 제어 데이터를 실행할 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 열차 제어 데이터를 생성하는 지상 기능 제어부와, 열차 제어 데이터를 식별하는 식별 정보를 부여하여 상기 식별 정보를 포함하는 열차 제어 데이터를 무선 망을 통해 차상 장치로 전송하는 지상 무선 통신부를 포함하며 지상에 설치되는 지상 제어 장치; 및
    상기 열차 제어 데이터를 수신하고, 상기 열차 제어 데이터에 포함된 식별 정보를 확인하는 차상 무선 통신부와, 상기 차상 무선 통신부의 제어에 따라 상기 열차 제어 데이터를 갱신하는 차상 제어 기능부를 포함하며, 열차에 설치되는 차상 장치를 포함하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지상 무선 통신부는, 열차 제어 데이터 중 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터에 미리 설정된 특정한 식별 정보를 부여하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특정한 식별 정보가 부여되는 열차 제어 데이터는 ATP(Auto Train Protection) 기능 데이터, ATO(Auto Train Operation) 기능 데이터 및 ATS(Auto Train Supervision) 기능 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차상 무선 통신부는,
    지상 무선 통신부로부터 전송된 열차 제어 데이터를 수신하고 수신된 열차 제어 데이터를 처리하고, 상기 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터인지 결정하는 무선 데이터 수신부;
    상기 수신된 데이터 중 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터를 임시 저장하는 갱신 데이터 버퍼; 및
    상기 무선 데이터 수신부로부터 수신된 열차 제어 데이터 및 갱신 데이터 버퍼에 저장된 열차 제어 데이터를 차상 기능 제어부로 전달하는 차상 장치 인터페이스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선 데이터 수신부는 지상 무선 통신부로부터 열차 제어 데이터를 수신하고, 수신한 열차 제어 데이터에 미리 설정된 특정한 식별 정보가 부여되어 있는지를 확인하여, 수신된 열차 제어 데이터가 특정한 식별 정보를 가지면, 갱신 대상 데이터로 결정하여, 상기 갱신 대상 데이터를 상기 갱신 데이터 버퍼로 저장하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 무선 데이터 수신부는 수신된 열차 제어 데이터가 특정한 식별 정보를 가지지 않으면 수신된 열차 제어 데이터를 차상 장치 인터페이스부로 전송하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 차상 장치 인터페이스부는 지상 제어 장치로부터 상기 무선 데이터 수신부를 통해 갱신 시작 신호가 수신됨에 따라, 상기 갱신 데이터 버퍼에 저장된 열차 제어 데이터를 차상 기능 제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 시스템.
  8. 차상 장치는 지상 제어 장치로부터 식별 정보에 의해 구분되는 열차 제어 데이터를 무선 망을 통해 수신하는 단계;
    차상 장치는 상기 식별 정보를 이용하여 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 결정하는 단계; 및
    차상 장치는 상기 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터인지 여부에 따라서, 상기 열차 제어 데이터를 갱신하는 단계; 를 포함하는 열차 제어 데이터 갱신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 갱신 대상이 되는 열차 제어 데이터는 ATP(Auto Train Protection) 기능 데이터, ATO(Auto Train Operation) 기능 데이터 및 ATS(Auto Train Supervision) 기능 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 차상 장치는 수신된 열차 제어 데이터에 미리 설정된 특정한 식별 정보를 가지는지 확인하여, 수신된 열차 제어 데이터가 특정한 식별 정보를 가지면, 갱신 대상 데이터로 결정하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 차상 장치는, 상기 수신된 열차 제어 데이터가 갱신 대상 데이터로 결정되면, 상기 갱신 대상 데이터를 갱신 데이터 버퍼에 임시 저장하는 단계; 및
    무선 망을 통해 지상 제어 장치로부터 갱신 시작 신호가 수신되면, 상기 갱신 데이터 버퍼에 임시 저장된 갱신 대상 데이터를 열차 제어 데이터를 실행하는 차상 기능 제어부로 갱신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 제어 데이터 갱신 방법.
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