KR20220133558A - System for Detecting Train Position and Track Leaving - Google Patents

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KR20220133558A
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Abstract

Disclosed is a train position and track deviation detection system for controlling a series of a plurality of trains, wherein the foremost train, one or more rear trains, and the rearmost train are sequentially connected in series and connected to each other by optical cables to be operated. According to the train position and track deviation detection system, the foremost train periodically transmits an optical signal to the rear trains that are serially connected thereto and receives the optical signal returning from the rear trains to detect separation or replacement of trains, and accordingly, accident prediction or operation information of the trains may be effectively controlled.

Description

열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템{System for Detecting Train Position and Track Leaving}System for Detecting Train Position and Track Leaving

본 발명은 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최선단 열차에서 직렬로 연결된 후단 열차들로 주기적으로 광신호를 전송하고, 후단 열차들로부터 되돌아오는 광신호를 수신하여 열차의 분리나 교체를 감지할 수 있는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a train position and track deviation detection system, and more particularly, by periodically transmitting an optical signal from the frontmost train to the rear-end trains connected in series, and receiving the optical signal returning from the rear-end trains, It relates to a train position and deviation detection system capable of detecting separation or replacement.

일반적으로 열차는 복수대의 차량을 서로 직렬로 연결하여 운행되며, 이렇게 직렬로 연결된 각각의 열차는 열차가 지나는 선로에 설치된 차축 카운터(axle counter)에 의해 감지된다. 이러한 차축 카운터는 이를 지나는 열차 바퀴를 감지하여 전기신호를 생성한다.In general, a train is operated by connecting a plurality of vehicles in series with each other, and each train connected in series is detected by an axle counter installed on a track through which the train passes. These axle counters detect the train wheels passing them and generate an electrical signal.

도 1은 일반적인 차축 카운터를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a general axle counter.

도 1에 도시하듯이, 차축 카운터(1)는 한 쌍의 송신코일(1A)과 수신코일(1B)로 구성되며, 이들 코일(1A, 1B)은 열차가 지나는 선로의 레일(2A, 2B)을 사이에 두고 설치된다. As shown in Fig. 1, the axle counter 1 is composed of a pair of transmitting coils 1A and receiving coils 1B, and these coils 1A and 1B are rails 2A and 2B of the track through which the train passes. installed between them.

상기 송신코일(1A)과 수신코일(1B) 간에는 자기장이 형성되어 상기 수신코일(1B)에 유도전압이 발생하며, 이 유도전압은 검출회로(도시되지않음)에 의해 디코딩되어 광케이블을 통해 실내 또는 실외에 있는 연산 유니트로 실시간 전달되어 분석된다. A magnetic field is formed between the transmitting coil 1A and the receiving coil 1B to generate an induced voltage in the receiving coil 1B, and this induced voltage is decoded by a detection circuit (not shown) to be decoded indoors or through an optical cable. It is transmitted and analyzed in real time to a calculation unit located outdoors.

따라서, 열차(3)가 선로를 따라 이동하여 열차(3)의 바퀴가 상기 일조의 송신코일(1A) 및 수신코일(1B) 간을 지날 때, 일반적으로 강철 등의 강자성체 조성인 상기 바퀴로 인해 이들 코일(1A, 1B)에서 발생되는 유도전압은 위상이 역전한다(예컨대 대략 180°의 위상 변화). 그리고, 이렇게 변화된 전압값은 디코딩되어 유선 케이블로 연결된 선로변 유니트로 전달되고, 선로변 유니트에서 광케이블을 통해 실내 또는 실외에 있는 연산 유니트로 전달 및 처리되어 해당값의 변화를 판단함으로써 해당 열차(3)가 선로의 해당 지점을 지남을 탐지하게된다. Therefore, when the train 3 moves along the track and the wheels of the train 3 pass between the pair of transmitting coils 1A and 1B, due to the wheels, which are generally made of a ferromagnetic material such as steel, The induced voltages generated in these coils 1A and 1B are reversed in phase (for example, a phase change of approximately 180°). Then, the voltage value changed in this way is decoded and transmitted to the trackside unit connected with a wired cable, and the corresponding train (3) ) will detect passing that point on the line.

이러한 차축 카운터 시스템의 전기적 신호의 통신 및 연산처리는 예컨대 2011년에 규정된 EN/TS50238 유럽규격에 따른 표준 방식을 통해 처리되며, 일반적으로 선로의 무선전력 전송시스템을 통하여 운용된다.Communication and arithmetic processing of the electrical signal of the axle counter system is processed, for example, through a standard method according to the EN/TS50238 European standard stipulated in 2011, and is generally operated through the wireless power transmission system of the line.

그러나, 이러한 열차의 차축 카운터 방식은 선로의 레일 전 구간에 걸쳐 유선 케이블 및 광케이블을 배설해야만 하고 수많은 각 레일 지점마다 수많은 차축 카운터를 고정 배치해아하므로 투자 비용이 지나치게 많이 소요된다.However, the axle counter method of such a train requires an excessively high investment cost because wired cables and optical cables must be laid over the entire rail section of the track, and numerous axle counters must be fixedly arranged at each numerous rail points.

더구나 선로의 특정 지점에 배치된 차축 카운터 센서에 장애가 발생되는 경우, 해당 데이터가 리셋되어 한 동안은 열차가 어디에 위치하고 있는지를 알 수 없는 상황이 발생한다는 문제점이 있다.Moreover, if a failure occurs in the axle counter sensor disposed at a specific point on the track, the corresponding data is reset and there is a problem in that it is not possible to know where the train is for a while.

예를 들어, 몽골의 광활한 평원지대에 상기 차축 카운터 시스템을 설치하는 경우, 이의 운용을 위해 수만 km에 이르는 선로의 레일 전역에 걸쳐 수많은 차축 카운터 유선 케이블을 고정배치하고 유선 및 광 케이블 등의 통신망을 배설하는데는 설치비용이 지나치게 소요되어 경제적으로 타당치않다.For example, when installing the axle counter system in the vast plains of Mongolia, for its operation, numerous axle counter wired cables are fixed across the rails of tens of thousands of km of tracks, and communication networks such as wired and optical cables are installed. Excretion requires too much installation cost and is not economically justified.

또한, 실제 몽골의 타반톨고이 역과 준바얀 역 간의 무인 평원지대를 직렬 연결되어 운행하고 있는 열차의 일 예를 들면, 총 열차 수가 44편으로서 열차 길이가 대략 1km(50량)나 된다. 그런데, 화물차의 경우에는 운행과정에서 수시로 용도가 화물차로 변경되어 중간역 정차시 화물을 실어야하는 일이 많고, 따라서 중간 역들에서 화물차로 수시로 바뀌어 교체되고 운행되는 과정에서 화물차의 연결이 제대로 되지 않음으로 인해 열로부터 이탈되는 분실사태가 종종 일어난다. 이 경우, 장거리의 도착지로 이동하는 동안에는 해당 화물차의 분실이나 교체 여부를 실시간으로 모니터링할 수가 없다.In addition, as an example of a train operating in series on the uninhabited plain between Tabantolgoi Station and Junbayan Station in Mongolia, the total number of trains is 44, and the train length is approximately 1km (50 cars). However, in the case of trucks, the use of trucks is frequently changed to trucks in the course of operation, and cargo must be loaded when stopping at intermediate stations. Loss from heat is often caused by this. In this case, it is impossible to monitor whether the truck is lost or replaced in real time while moving to a long-distance destination.

한국 등록특허번호 제10-1860417호Korean Patent No. 10-1860417

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 최선단 열차에서 직렬로 연결된 후단 열차들로 주기적으로 광신호를 전송하고, 후단 열차들로부터 되돌아오는 광신호를 수신하여 열차의 분리나 교체를 감지할 수 있는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention can detect the separation or replacement of trains by periodically transmitting an optical signal from the foremost train to the rear-end trains connected in series, and receiving the optical signal returning from the rear-end trains. An object of the present invention is to provide a train location and track departure detection system.

위 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템은 최선단 열차와 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차가 순차적으로 직렬로 연결되어 구성되고 서로간에 광케이블로 연결되어 운행되는 일련의 복수의 열차를 관리하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템으로서, 각각의 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차는 입력단에 장착된 광커넥터 모듈을 구비하여 상기 광케이블을 통해 이웃의 열차와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 최선단 열차는 광신호를 생성하여 상기 광케이블을 통해 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차로 순차적으로 전송하는 광신호 전송 모듈과, 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차 중의 하나 이상으로부터 되돌아오는 광신호를 수신하는 광신호 수신 모듈을 포함한다. 또한, 상기 후단 열차는 광신호를 수신하여 감지하는 조도센서와, 상기 감지된 광신호를 상기 광케이블에 연결된 이웃하는 후단 열차 또는 최후단 열차로 전달하는 모듈을 포함한다. 또한, 상기 최후단 열차는 상기 후단 열차로부터 수신되는 광신호를 상기 최선단 열차측으로 그대로 반사하도록 된 광신호 반사 모듈을 포함한다. 또한, 상기 최선단 열차는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차 중의 하나 이상으로부터 수신된 광신호를 기반으로 상기 후단 열차 및 상기 최후단 열차의 연결상태를 모니터링하고, 상기 최선단 열차는 상기 후단 열차에서 외부로부터 인가된 횡력에 의해 상기 광커넥터 모듈이 분리되면 해당 후단 열차의 광신호가 차단됨을 감지함으로써 상기 일련의 복수의 열차로부터 열차가 분리된 이벤트를 탐지한다.A train position and track deviation detection system according to the present invention for solving the above problems is configured by sequentially serially connecting a frontmost train, one or more trailing trains and rearmost trains, and a series of multiple trains connected to each other by optical cables As a train location and track deviation detection system for managing trains of In addition, the front-end train includes an optical signal transmission module that generates an optical signal and sequentially transmits the optical signal to the one or more rear-end trains and the last-most train through the optical cable, and at least one of the one or more rear-end trains and the last train and an optical signal receiving module for receiving an optical signal returned from the . In addition, the rear-end train includes an illuminance sensor that receives and detects an optical signal, and a module that transmits the sensed optical signal to a neighboring train or rear-end train connected to the optical cable. In addition, the rearmost train includes an optical signal reflection module configured to reflect the optical signal received from the rearmost train as it is to the frontmost train. In addition, the front-end train monitors the connection status of the rear-end train and the rear-end train based on an optical signal received from at least one of the one or more rear-end trains and the rear-end train, and the front-end train is the rear end When the optical connector module is separated by a lateral force applied from the outside in the train, an event in which the train is separated from the plurality of trains is detected by detecting that the optical signal of the train at the rear end is blocked.

또한, 선택적으로, 상기 광커넥터 모듈은 일측에 상기 광케이블에 연결된 광케이블 소켓부를 포함할 수 있고, 상기 광케이블에 연결된 고정쐐기가 상기 광케이블 소켓부에 인입되어 결합되되 인가되는 횡력에 의해 상기 광케이블 소켓부와 상기 고정쐐기가 탈부착되도록 될 수 있고, 상기 광케이블 소켓부는 입력단에서 내측으로 갈수록 폭이 좁아지고 입력단에 돌출된 스토퍼를 포함할 수 있고, 상기 고정쐐기는 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태이고 폭이 좁은 면을 상기 광케이블 소켓부의 개구부로 횡방향으로 슬라이딩 삽입하여 결합될 수 있다.In addition, optionally, the optical connector module may include an optical cable socket part connected to the optical cable on one side, and a fixing wedge connected to the optical cable is drawn into the optical cable socket part and coupled to the optical cable socket part and the optical cable socket part by the applied lateral force. The fixed wedge may be detachable, and the optical cable socket portion may include a stopper that is narrower in width from the input end toward the inside and protrudes from the input end, and the fixed wedge has a tapered cross-section that becomes narrower from one side to the other. It can be coupled by sliding the thin side of the true shape and transversely into the opening of the optical cable socket part.

또한, 선택적으로, 상기 최선단 열차, 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차는 각각 서로 간에 통신하는 서버를 구비할 수 있고, 상기 최선단 열차의 서버는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차 각각의 서버로부터 수신되는 위치 정보를 수신하여 탐지하고 기정해진 위치 오차 내에 있는지 여부의 정합성을 판단할 수 있다.Also, optionally, the front-end train, the one or more rear-end trains, and the last-most train may each have a server communicating with each other, and the server of the first-most train is a server of each of the one or more rear-end trains and the last train It is possible to receive and detect the position information received from the , and determine whether it is within a predetermined position error or not.

또한, 선택적으로, 상기 최선단 열차의 서버는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차 각각의 서버로부터 수신되는 위치 정보를 GPS 안테나를 통해 계산할 수 있다.Also, optionally, the server of the most recent train may calculate the location information received from each of the one or more rearmost trains and the last train through a GPS antenna.

또한, 선택적으로, 상기 광신호 반사 모듈은 상기 광케이블의 광섬유 다발의 후단에 기설정된 각도로 경사지게 배치된 렌즈를 포함하는 광신호 집광부와, 상기 광신호 집광부에서 반사 집광된 광신호를 전달받아 상기 광케이블로 전달하는 단일 광섬유를 포함할 수 있다.In addition, optionally, the optical signal reflection module receives an optical signal condensing unit including a lens inclined at a predetermined angle at the rear end of the optical fiber bundle of the optical cable, and the optical signal reflected and condensed by the optical signal condensing unit. It may include a single optical fiber carrying the optical cable.

또한, 선택적으로, 상기 최후단 열차는 상기 광커넥터 모듈에 의해 상기 광케이블로부터 광신호를 수신하면, 부가의 광신호를 생성하여 상기 광케이블로 송출하는 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, optionally, the last train may further include a module for generating an additional optical signal and transmitting the optical signal to the optical cable when receiving the optical signal from the optical cable by the optical connector module.

또한, 선택적으로, 상기 하나 이상의 후단 열차와 상기 최후단 열차는 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원을 생성하는 태양광 발전 패널부와, 상기 태양광 발전 패널부에서 생성된 DC 전원을 충전에 필요한 DC 전원으로 변경시켜 출력하는 충전 회로부와, 상기 충전 회로부에서 출력되는 DC 전원을 충전하는 배터리부와, 상기 배터리부를 통해 상기 조도센서와 상기 레이저 모듈의 전원을 공급하는 제어부를 포함한 단말정보 전송장치를 더 포함할 수 있다.In addition, optionally, the one or more rear-end trains and the rear-end train include a photovoltaic panel unit that converts sunlight into electric energy to generate power, and a DC power generated by the photovoltaic panel unit required for charging A terminal information transmission device including a charging circuit unit for converting and outputting DC power, a battery unit for charging DC power output from the charging circuit unit, and a control unit for supplying power to the illuminance sensor and the laser module through the battery unit may include more.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 여러 개의 열차가 직렬로 연결되어 있는 경우에도 후단 열차들의 교체나 분실 여부를 감지하여 열차의 사고 예측, 운행 정보를 관리할 수 있는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the present invention has an effect that, even when several trains are connected in series, the train accident prediction and operation information can be managed by detecting the replacement or loss of rear-end trains.

도 1은 일반적인 차축 카운터의 동작을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 송수신 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 전송장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 구현예에 따른 Term 단말장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 구현예에 따른 광커넥터 모듈의 확대한 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 전송장치와 Term 단말장치 간의 통신 주기를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining the operation of a general axle counter.
2 is a block diagram showing the configuration of a train position and track departure detection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of an apparatus for transmitting and receiving terminal information according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a terminal information transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically illustrating the internal configuration of a term terminal device according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of an optical connector module according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a communication cycle between a terminal information transmission device and a Term terminal device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명은 복수대의 열차가 직렬로 연결되어 운행됨에 있어서 후단에 연결된 열차가 교체되거나 변경되는 위치 탐지 방법을 제공하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a train position and track deviation detection system that provides a method for detecting a position in which a train connected to a rear end is replaced or changed when a plurality of trains are connected in series and operated.

본 발명에 따른 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템은 일 구현예에서 공공 안전 및 재난 관리를 위해 일반적인 상용 휴대폰 망을 사용하는 대신에 긴급 통신에 적합한 TRS(Trunked Radio System)망을 사용하여 운용될 수 있다. The train location and track departure detection system according to the present invention may be operated using a Trunked Radio System (TRS) network suitable for emergency communication instead of using a general commercial mobile phone network for public safety and disaster management in one embodiment. .

또한, 일 실시예에서 본 발명의 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템은 긴급 통신을 위한 TRS망을 사용하는 TETRA(TErrestrial Trunked Radio) 신호를 사용하고, TETRA는 TRS의 특정 방식으로 유럽통신연합의 표준 규격을 따를 수 있다.In addition, in one embodiment, the train position and track departure detection system of the present invention uses a TETRA (TErrestrial Trunked Radio) signal using a TRS network for emergency communication, and TETRA is a TRS-specific standard standard of the European Telecommunications Union. can follow

먼저, 도 2는 본 발명의 구현예에 따른 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 송수신 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 전송장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 구현예에 따른 Term 단말장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 구현예에 따른 광커넥터 모듈의 확대한 모습을 나타낸 도면이다. 이들 도면을 참조하면서 이하 본 발명을 상세히 설명한다.First, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a train position and track deviation detection system according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the internal configuration of an apparatus for transmitting and receiving terminal information according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram schematically illustrating the internal configuration of a terminal information transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. 5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a Term terminal device according to an embodiment of the present invention. 6 is an enlarged view of an optical connector module according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to these drawings.

먼저, 본 발명의 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템은 직렬로 연결되어 운행되는 복수대의 열차에 적용되며, 이들 열차는 최선단 열차(141)와, 이에 연결되는 1대 이상의 후단 열차(142)와, 종단에 배치되는 최후단 열차(143)로 구성된다. 그리고, 상기 최선단 열차(141)에는 일반적으로 기관실이 배치된다.First, the train position and track deviation detection system of the present invention is applied to a plurality of trains connected and operated in series, and these trains include a front-end train 141 and one or more rear-end trains 142 connected thereto; It is composed of the last train 143 disposed at the end. In addition, an engine room is generally disposed in the most advanced train 141 .

본 발명의 일 구현예에 따른 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템(100)은 열차무선시스템(110)과, LTS 서버(121) 및 관제실(122)로 이루어진 열차 위치 정보 시스템(120)과, 신호 처리부(130), 복수의 기지국 장치(132), 그리고 상기 기지국 장치(132)와 유무선으로 연결된 복수의 열차로 구성될 수 있다.The train position and track deviation detection system 100 according to an embodiment of the present invention includes a train wireless system 110 , a train location information system 120 comprising an LTS server 121 and a control room 122 , and a signal processing unit 130 , a plurality of base station devices 132 , and a plurality of trains connected to the base station device 132 by wire or wireless.

상기 열차무선시스템(110)은 열차 무선 중앙제어장치(111)를 포함할 수 있다. The train wireless system 110 may include a train wireless central control unit 111 .

일 실시예에서 상기 열차무선시스템(110)은 무선통신기술을 기반으로 하는 소신호의 무선장치들로 구성된 열차무선통신 전용 네트웍 시스템으로 구성될 수 있다. 이는 예컨대 24GHz 대역의 ISM(Industrial Scientific and Medical) 밴드를 이용하여 통신망을 구성하므로 타 장치와의 간섭이 최소화되도록 장치의 출력 전력과 허용 주파수가 제한된다.In an embodiment, the train wireless system 110 may be configured as a network system dedicated to train wireless communication composed of small-signal wireless devices based on wireless communication technology. For example, since a communication network is configured using an ISM (Industrial Scientific and Medical) band of a 24 GHz band, the output power and allowable frequency of the device are limited so that interference with other devices is minimized.

또한, 상기 열차 무선 중앙제어장치(111)는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템의 최상위 제어장치로서, 일 실시예에서 랙에 통신 시스템 운영프로그램이 설치된 산업용 컴퓨터와 무선데이터 모뎀, 컨트롤 보드, 안테나유닛 등으로 구성될 수 있고, 모든 무선장치들의 상태파악 및 제어 그리고 네트웍 내에 진입한 모든 열차의 상태를 추적, 제어하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the train wireless central control device 111 is a top-level control device of the train position and track departure detection system, and in one embodiment, an industrial computer, wireless data modem, control board, antenna unit, etc., in which a communication system operating program is installed in a rack It can be configured as a system, and it can perform the function of identifying and controlling the status of all wireless devices and tracking and controlling the status of all trains entering the network.

또한, 상기 열차 무선 중앙제어장치(111)의 주요기능은 열차통신(열차추적기능, 열차전송감시, 전구간 호출, 주기호출), 열차관리(열차번호관리, 소속통신구간관리, 열차등록 및 소거, 입출고 처리), 장치제어(냉난방 제어, 조명 제어), 열차제어(열차종별, 임시속도제어, 재출발지령, 비상제동 리셋, 비상정지 제어), 열차상태정보 모니터링(각종 고장상태표시, 운전상태표시, 제동동작표시, CBTC 동작상태표시, 열차속도, 제한속도, 정위치 정지 실패, 비상정지 조작여부)를 포함할 수 있다.In addition, the main functions of the train wireless central control device 111 are train communication (train tracking function, train transmission monitoring, all section call, periodic call), train management (train number management, affiliated communication section management, train registration and deletion, warehousing), device control (cooling/heating control, lighting control), train control (train type, temporary speed control, restart command, emergency braking reset, emergency stop control), train status information monitoring (various fault status indication, operation status indication, Braking operation indication, CBTC operation status indication, train speed, speed limit, exact stop failure, emergency stop operation) may be included.

또한, 열차 위치 정보 시스템(120)은 LTS(Location Tracking System) 서버(121) 및 관제실(122)을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the train location information system 120 may be configured to include a Location Tracking System (LTS) server 121 and a control room 122 .

상기 LTS 서버(121)는 도 3의 최선단 열차(141)에 배치된 단말정보 송수신 장치(150)와, 도 4의 후단 열차(142)에 배치된 단말정보 전송장치(160)와, 도 5의 최후단 열차(143)에 배치된 Term 단말장치(180)의 실시간 위치 추적 및 관리 기능을 수행하고, 이들 각 열차와의 상태 메시지 송수신, 열차제어(비상제동 리셋, 비상정지 제어) 기능을 수행할 수 있다.The LTS server 121 includes a terminal information transmission/reception device 150 disposed in the front-end train 141 of FIG. 3 , a terminal information transmission device 160 disposed in the rear-end train 142 of FIG. 4 , and FIG. 5 . Performs real-time location tracking and management functions of the term terminal device 180 disposed in the last train 143 of can do.

또한, 상기 LTS 서버(121)는 각 열차로부터 수신되는 위치 정보와, 각 열차의 이동에 따른 열차 이동 정보를 기반으로 노선 정보에서의 운행 노선 및 궤도 위치 정보를 분석하여 다양한 위치 정보가 정해진 위치 오차 내에서 있는지 정합성을 계산할 수 있다.In addition, the LTS server 121 analyzes the operation route and track location information in the route information based on the location information received from each train and the train movement information according to the movement of each train to determine the position error in which various location information is determined. It is possible to calculate the consistency within

또한, 상기 관제실(122)은 각각의 열차 위치 정보를 확인하고, 열차의 사고 예측 및 관리를 수행하고, 열차 운행 정보를 관리할 수 있다.Also, the control room 122 may check each train location information, predict and manage train accidents, and manage train operation information.

또한, 상기 신호 처리부(130)는 상기 기지국 장치(132)와 열차 위치 정보 시스템(120) 또는 기지국 장치(132)와 열차무선시스템(110) 간의 무선 신호를 송수신하기 위한 신호 경로를 설정하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the signal processing unit 130 has a function of setting a signal path for transmitting and receiving radio signals between the base station device 132 and the train location information system 120 or the base station device 132 and the train wireless system 110 . can be done

또한, 상기 복수의 기지국 장치(132)는 복수의 열차와 열차 위치 정보 시스템(120), 열차무선시스템(110) 간의 통신 네트워크를 연결하기 위한 통신 설비이다.In addition, the plurality of base station devices 132 are communication facilities for connecting a communication network between a plurality of trains, the train location information system 120 , and the train wireless system 110 .

또한, 본 발명에서, 직렬로 연결되어 운행되는 복수대의 열차에서 상기 최선단 열차(141)는 마스터로 설정하고, 나머지 열차들은 슬레이브로 설정할 수 있다. Also, in the present invention, in a plurality of trains connected in series, the most advanced train 141 may be set as a master, and the remaining trains may be set as slaves.

즉, 상기 최선단 열차(141)는 기관실 내부에 마스터 단말장치를 설치할 수 있고, 상기 최후단 열차(143)는 Term 단말장치(180)를 설치할 수 있으며, 상기 최선단 열차(141)와 최후단 열차(143) 간에 연결되는 1대 또는 복수대의 후단 열차(142)는 단말정보 전송장치(160)를 설치할 수 있다. 그리고, 각각의 열차는 광케이블(10)로 연결될 수 있고, 각 열차의 입구측에는 광케이블(10)이 결합된 광커넥터 모듈(170)이 형성된다.That is, the most advanced train 141 may have a master terminal device installed inside the engine room, and the most recent train 143 may have a term terminal 180 installed therein. One or a plurality of rear-end trains 142 connected between the trains 143 may install the terminal information transmission device 160 . In addition, each train may be connected with an optical cable 10 , and an optical connector module 170 to which the optical cable 10 is coupled is formed at the entrance side of each train.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 최선단 열차(141)는 디스플레이 패널(151), 디스플레이 제어기(152), 제1 제어부(153), 제1 GPS 안테나(154)와 제1 RF 안테나(155)를 구비한 제1 모뎀(156), 광신호 전송 모듈(157) 및 광신호 수신 모듈(158)로 이루어진 단말정보 송수신 장치(150)를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3 , the frontmost train 141 includes a display panel 151 , a display controller 152 , a first control unit 153 , a first GPS antenna 154 and a first RF antenna ( It may be configured to include a terminal information transmission/reception device 150 including a first modem 156 having a 155 , an optical signal transmission module 157 , and an optical signal reception module 158 .

상기 디스플레이 패널(151)은 데이터베이스에 입력된 열차 정보를 기반으로 열차를 운행하는 기관사에게 열차의 속도 정보, 운행 정보 및 선로 정보를 표시할 수 있다.The display panel 151 may display train speed information, operation information, and track information to an engineer operating a train based on train information input to the database.

또한, 상기 디스플레이 제어기(152)는 상기 디스플레이 패널(151)과 제1 제어부(153)를 연결하여 제1 제어부(153)의 제어 신호를 상기 디스플레이 패널(151)로 전달하고, 기관사의 조작 여부에 따라 전송되는 정보를 통하여 열차의 속도 정보, 운행 정보, 선로 정보, 초기 위치 및 위치 오류 정보를 상기 디스플레이 패널(151)로 전달할 수 있다.In addition, the display controller 152 connects the display panel 151 and the first control unit 153 to transmit the control signal of the first control unit 153 to the display panel 151, and determines whether the driver's operation is performed. Through the information transmitted in response, train speed information, operation information, track information, initial position, and position error information may be transmitted to the display panel 151 .

또한, 상기 제1 제어부(153)는 제1 모뎀(156)을 통해 열차무선시스템(110)과 연결하여 열차 위치 정보를 디스플레이 제어기(152)로 전송할 수 있다.Also, the first control unit 153 may be connected to the train wireless system 110 through the first modem 156 to transmit train location information to the display controller 152 .

또한, 제1 모뎀(156)은 운행 열차의 위치 정보를 제1 GPS 안테나(154)를 통해 수집하여 계산하고, 계산된 위치 정보를 제1 RF 안테나(155)를 통해 열차무선시스템(110)과, 열차 위치 정보 시스템(120)으로 전송할 수 있다. 또한, 상기 제1 모뎀(156)은 자신의 운행 열차의 위치 정보를 계산하거나, 상기 후단 열차(142)와 최후단 열차(143)로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.In addition, the first modem 156 collects and calculates the location information of the operating train through the first GPS antenna 154 , and collects the calculated location information with the train wireless system 110 through the first RF antenna 155 . , can be transmitted to the train location information system 120 . In addition, the first modem 156 may calculate location information of its own running train or may receive location information from the rear end train 142 and the last end train 143 .

또한, 상기 최선단 열차(141)는 주기적으로 후단 열차들(제1 후단 열차, 제2 후단 열차, .... 및 제n 후단 열차)(142)로 광신호를 생성하여 전송하는 광신호 전송 모듈(157)을 형성하고, 후단 열차들(142)로부터 되돌아오는 광신호를 수신하는 광신호 수신 모듈(158)을 구성할 수 있다.In addition, the front-end train 141 periodically transmits an optical signal that generates and transmits an optical signal to the rear-end trains (the first rear-end train, the second rear-end train, ... and the n-th rear-end train) 142 . The module 157 may be formed, and the optical signal receiving module 158 for receiving the optical signal returning from the rear end trains 142 may be configured.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 후단 열차(142)는 조도센서(161), 레이저 모듈(162), 제2 모뎀(163), 제2 GPS 안테나(164A), 제2 RF 안테나(164B), 태양광 발전 패널부(165), 배터리부(166), 충전 회로부(167), 제2 제어부(168), 제2 광신호 전송 모듈(169)로 이루어진 단말정보 전송장치(160)를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, each of the rear end trains 142 includes an illuminance sensor 161, a laser module 162, a second modem 163, a second GPS antenna 164A, and a second RF antenna ( 164B), the photovoltaic panel unit 165, the battery unit 166, the charging circuit unit 167, the second control unit 168, the terminal information transmission device 160 consisting of the second optical signal transmission module 169 can be configured to include.

각각의 상기 후단 열차(142)와 최후단 열차(143)는 입력단에 광커넥터 모듈(170)을 장착하여 광케이블(10)을 통해 이웃한 열차와 전기적으로 연결된다.Each of the rear end train 142 and the rear end train 143 is electrically connected to a neighboring train through an optical cable 10 by mounting an optical connector module 170 at an input end.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에서 상기 광커넥터 모듈(170)은 일측에 광케이블(10)에 연결된 광케이블 소켓부(171)가 형성되고, 광케이블(10)에 연결된 고정쐐기(173)가 광케이블 소켓부(171)에 인입되어 결합될 수 있다. 상기 광커넥터 모듈(170)은 이러한 구조에 한정하지 않고 공지된 통상의 광커넥터로 될 수 있으며 일 예로서 공지의 RJ45 커넥터로 될 수 있다.That is, as shown in FIG. 6 , in one embodiment of the present invention, the optical connector module 170 has an optical cable socket unit 171 connected to the optical cable 10 on one side, and is fixed connected to the optical cable 10 . The wedge 173 may be inserted into and coupled to the optical cable socket portion 171 . The optical connector module 170 is not limited to this structure and may be a known conventional optical connector, and may be a known RJ45 connector as an example.

또한, 상기 광케이블 소켓부(171)는 예컨대 플라스틱 재질로 형성되어 입력단에서 내측으로 갈수록 폭이 좁아지고, 입력단에 예컨대 고무 재질의 스토퍼(172)를 돌출하여 형성할 수 있다.In addition, the optical cable socket portion 171 may be formed of, for example, a plastic material, and may be narrower in width from the input end toward the inside, and may be formed by protruding a stopper 172 made of, for example, a rubber material at the input end.

또한, 상기 고정쐐기(173)는 외부의 열차의 광케이블(10)의 끝단에 결합되고, 단면이 삼각형 형태로 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태로 구성될 수 있고, 폭이 좁은 면을 광케이블 소켓부(171)의 개구부로 횡방향으로 슬라이딩 삽입하여 결합될 수 있다.In addition, the fixed wedge 173 is coupled to the end of the optical cable 10 of the external train, and has a triangular cross-section and may be configured in a tapered shape in which the width becomes narrower from one side to the other side, and the width is narrow. may be coupled by slidingly inserting the optical cable into the opening of the optical cable socket portion 171 in the transverse direction.

또한, 상기 광커넥터 모듈(170)은 광케이블(10)에 일정 장력이 가해지면 상기 광케이블 소켓부(171)와 고정쐐기(173)가 분리됨으로써 해당 후단 열차(142)의 광커넥터 연결이 차단된다. 이러한 상기 광커넥터 모듈(170)은 횡력에 의해 광케이블 소켓부(171)와 고정쐐기(173)가 탈부착되는 구조로 구성될 수 있다.In addition, in the optical connector module 170, when a certain tension is applied to the optical cable 10, the optical cable socket part 171 and the fixing wedge 173 are separated, so that the optical connector connection of the rear end train 142 is blocked. The optical connector module 170 may have a structure in which the optical cable socket part 171 and the fixing wedge 173 are detachably attached by a lateral force.

또한, 상기 단말정보 전송장치(160)의 표면에는 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원을 생성하는 태양광 발전 패널부(165)를 배치할 수 있고 이로써 예컨대 운행하면서 주간에 발전이 가능하다.In addition, a photovoltaic power generation panel unit 165 for generating power by converting sunlight into electrical energy may be disposed on the surface of the terminal information transmission device 160, so that, for example, power generation during the daytime is possible while driving.

그리고, 상기 제2 제어부(168)는 배터리부(166)에 연결되어 태양광 발전 패널부(165)에서 생성된 전원을 충전에 필요한 전원으로 사용할 수 있다. 이를 위해, 상기 태양광 발전 패널부(165)는 전선으로 충전 회로부(167)를 통해 배터리부(166)에 전기적으로 연결되며, 상기 배터리부(166)는 태양광 발전 패널부(165)에 전기적으로 연결되어 전원을 충전한다. 일 실시예에서 상기 배터리부(166)는 다수개의 셀로 구성될 수 있고, 충전 회로부(167)에서 출력되는 DC 전원을 충전할 수 있다. In addition, the second control unit 168 may be connected to the battery unit 166 to use the power generated by the photovoltaic panel unit 165 as power required for charging. To this end, the photovoltaic panel unit 165 is electrically connected to the battery unit 166 through the charging circuit unit 167 with an electric wire, and the battery unit 166 is electrically connected to the photovoltaic panel unit 165 . connected to the power supply. In an embodiment, the battery unit 166 may include a plurality of cells, and may charge DC power output from the charging circuit unit 167 .

또한, 상기 충전 회로부(167)는 상기 제2 제어부(168)의 제어에 따라 태양광 발전 패널부(165)에서 생성된 DC 전원을 충전에 필요한 DC 전원으로 변경시켜 출력하는 기능을 수행한다. 상기 충전 회로부(167)는 배터리부(166)의 충방전시 과충전 및 과방전을 막아주며 셀(cell)간의 전압을 균일하게 하여줌으로써 에너지 효율 및 배터리부(166)의 수명을 높여주는 등의 BMS 제어를 수행하도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 충전 회로부(167)는 태양광 발전 패널부(165)에서 생성된 DC 전원을 충전에 필요한 DC 전원으로 변경시켜 출력한다.In addition, the charging circuit unit 167 performs a function of changing the DC power generated by the photovoltaic power generation panel unit 165 into DC power required for charging and outputting the DC power according to the control of the second control unit 168 . The charging circuit unit 167 prevents overcharging and overdischarging during charging and discharging of the battery unit 166, and by making the voltage between cells uniform, energy efficiency and the lifespan of the battery unit 166 are increased. It can be implemented to perform control. In addition, the charging circuit unit 167 converts the DC power generated by the photovoltaic panel unit 165 into DC power required for charging and outputs it.

또한, 상기 제2 제어부(168)는 상기 배터리부(166)를 통해 조도센서(161), 레이저 모듈(162), 제2 모뎀(163), 제2 GPS 안테나(164A), 제2 RF 안테나(164B)의 전원을 공급한다.In addition, the second control unit 168 through the battery unit 166, the illuminance sensor 161, the laser module 162, the second modem 163, the second GPS antenna 164A, the second RF antenna ( 164B) is supplied.

또한, 상기 조도센서(161)는 광커넥터 모듈(170)을 통해 광신호를 수신하여 감지할 수 있고, 상기 제2 제어부(168)는 조도센서(161)에 의해 감지된 광신호를 레이저 모듈(162)로 전송한다. 그리고, 상기 레이저 모듈(162)은 광신호를 레이저 신호에 실어서 광케이블(10)로 연결된 이웃의 열차로 전송한다.In addition, the illuminance sensor 161 may receive and sense an optical signal through the optical connector module 170, and the second control unit 168 transmits the optical signal detected by the illuminance sensor 161 to the laser module ( 162) is sent. Then, the laser module 162 loads the optical signal on the laser signal and transmits it to the neighboring train connected by the optical cable 10 .

또한, 상기 제2 모뎀(163)은 후단 열차(142)의 위치 정보를 제2 GPS 안테나(164A)를 통해 수집하여 계산할 수 있고, 계산된 위치 정보를 제1 RF 안테나(155)를 통해 최선단 열차(141), 열차무선시스템(110)과, 열차 위치 정보 시스템(120)으로 주기적으로 전송할 수 있다.In addition, the second modem 163 may collect and calculate the position information of the rear end train 142 through the second GPS antenna 164A, and collect the calculated position information through the first RF antenna 155 at the most forward end. It may be periodically transmitted to the train 141 , the train wireless system 110 , and the train location information system 120 .

그리고, 제2 제어부(168)는 횡력에 의해 광케이블 소켓부(171)와 고정쐐기(173)가 분리되는 경우, 광신호를 생성하여 최선단 열차(141) 쪽의 광케이블(10)로 전송하는 제2 광신호 전송 모듈(169)을 더 포함할 수 있다.And, when the optical cable socket part 171 and the fixed wedge 173 are separated by the lateral force, the second control unit 168 generates an optical signal and transmits it to the optical cable 10 on the frontmost train 141 side. 2 may further include an optical signal transmission module 169 .

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 최후단 열차(143)는 복수의 열차 중 최종단에 연결된 열차이고, 광신호 반사 모듈(181), 제2 모뎀(163), 제2 GPS 안테나(164A), 제2 RF 안테나(164B), 태양광 발전 패널부(165), 배터리부(166), 충전 회로부(167), 제2 제어부(168), I/O 모듈(184)로 이루어진 Term 단말장치(180)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the last train 143 is a train connected to the last train among a plurality of trains, and the optical signal reflection module 181 , the second modem 163 , and the second GPS antenna 164A. , Term terminal device consisting of a second RF antenna 164B, a photovoltaic panel unit 165, a battery unit 166, a charging circuit unit 167, a second control unit 168, and an I/O module 184 ( 180) may be included.

상기 Term 단말장치(180)는 전술한 단말정보 전송장치(160)의 구성요소와 동일하게 구성될 수 있다.The term terminal device 180 may be configured in the same way as the above-described terminal information transmission device 160 .

그리고, 상기 최후단 열차(143)는 입력단에 광커넥터 모듈(170)을 장착하여 광케이블(10)을 통해 이웃의 후단 열차(142)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 전술했듯이, 상기 최후단 열차(143)에서, 도 6의 상기 광커넥터 모듈(170)은 일측에 광케이블(10)에 연결된 광케이블 소켓부(171)가 형성되고, 광케이블(10)에 연결된 고정쐐기(173)가 광케이블 소켓부(171)에 인입되어 결합된다.And, the rearmost train 143 is electrically connected to the neighboring train 142 through the optical cable 10 by mounting the optical connector module 170 at the input end. Therefore, as described above, in the last train 143 , the optical connector module 170 of FIG. 6 has an optical cable socket part 171 connected to the optical cable 10 on one side is formed, and is fixed connected to the optical cable 10 . The wedge 173 is inserted into and coupled to the optical cable socket portion 171 .

또한, 상기 최후단 열차(143)에서 광신호 반사 모듈(181)은 상기 광커넥터 모듈(170)에 의해 광케이블(10)에서 수신되는 광신호를 반사 집광하는 광신호 집광부 및 단일 광섬유를 포함할 수 있다.In addition, the optical signal reflection module 181 in the last train 143 may include a single optical fiber and an optical signal concentrator for reflecting and condensing the optical signal received from the optical cable 10 by the optical connector module 170 . can

상기 광신호 집광부는 광케이블(10)의 광섬유 다발의 후단에 기설정된 각도로 경사지게 배치되어 예컨대 특수 코팅된 오목 렌즈를 포함할 수 있고, 이러한 렌즈에서 반사 집광된 광신호는 단일의 광섬유로 전달된다. 그리고, 상기 광섬유는 광케이블(10)에 연결되고, 오목 렌즈에 의해 반사 집광된 광신호를 수신하여 광케이블(10)로 전달한다.The optical signal condensing unit may include, for example, a specially coated concave lens disposed at the rear end of the optical fiber bundle of the optical cable 10 inclined at a predetermined angle, and the optical signal reflected and condensed by the lens is transmitted to a single optical fiber. Then, the optical fiber is connected to the optical cable 10 , receives the optical signal reflected and condensed by the concave lens, and transmits the received optical signal to the optical cable 10 .

본 발명의 일 실시예에서, 이러한 최후단 열차(143)의 광신호 반사 모듈(181)은 광케이블(10)로부터 수신되는 광신호를 최선단 열차(141) 쪽으로 그대로 반사하는 기능을 수행한다. In one embodiment of the present invention, the optical signal reflection module 181 of the rearmost train 143 performs a function of reflecting the optical signal received from the optical cable 10 toward the frontmost train 141 as it is.

또는, 이를 대체하는 다른 실시예로서, 최후단 열차(143)에서 제2 제어부(168)는 광커넥터 모듈(170)에 의해 광케이블(10)에서 광신호를 수신하면, 제3 광신호 전송 모듈(미도시)을 제어하여 광신호를 생성하여 광케이블(10)로 송출할 수 있다.Alternatively, as another alternative embodiment, when the second control unit 168 receives the optical signal from the optical cable 10 by the optical connector module 170 in the last train 143, the third optical signal transmission module ( (not shown) to generate an optical signal and transmit it to the optical cable 10 .

또한, 도 7은 본 발명의 구현예에 따른 단말정보 전송장치와 Term 단말장치 간의 통신 주기를 나타낸 도면이다.Also, FIG. 7 is a diagram illustrating a communication cycle between the terminal information transmission device and the Term terminal device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여 설명하면, 최선단 열차(141)의 단말정보 전송장치(160)와 최후단 열차(143)의 Term 단말장치(180) 간의 통신 주기는 다음과 같이 구성될 수 있고, 단말정보 전송장치(160)의 설정에 따라 정의될 수 있다:Referring to FIG. 7 , the communication cycle between the terminal information transmission device 160 of the most advanced train 141 and the term terminal device 180 of the most recent train 143 may be configured as follows, and the terminal information It may be defined according to the settings of the transmitter 160:

(i) 단말정보 전송장치(160)는 Poll과 Ping 데이터를 포함한 제어 신호를 생성하여 제1 RF 안테나(155)를 통해 Term 단말장치(180)로 전송한다;(i) the terminal information transmitter 160 generates a control signal including poll and ping data and transmits it to the terminal terminal 180 through the first RF antenna 155;

(ii) Term 단말장치(180)는 I/O 모듈(184)를 통해 단말정보 전송장치(160)로부터 제어 신호를 수신하는 경우, IFS(Inter Frame Space) 동안 ACK 신호(Ping)를 생성하여 제2 RF 안테나(164B)를 통해 단말정보 전송장치(160)로 전송한다;(ii) When the Term terminal device 180 receives a control signal from the terminal information transmission device 160 through the I/O module 184, it generates an ACK signal (Ping) during Inter Frame Space (IFS) 2 through the RF antenna 164B to the terminal information transmitter 160;

(iii) 단말정보 전송장치(160)와 Term 단말장치(180) 간의 통신은 단말정보 전송장치(160)의 장애로 Term 단말장치(180)가 Poll을 받지 못하면, 리셋(Reset)되고, Term 단말장치(180)의 장애로 단말정보 전송장치(160)가 Ping 응답을 받지 못하면 리셋된다.(iii) Communication between the terminal information transmission device 160 and the Term terminal device 180 is reset when the Term terminal device 180 does not receive a Poll due to a failure of the terminal information transmission device 160, and the Term terminal If the terminal information transmission device 160 does not receive a ping response due to a failure of the device 180, it is reset.

위와 같이, 본 발명의 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템에 따라, 서로 직렬로 연결되어 운행되는 최선단 열차(141)와 이에 연결되는 1대 이상의 후단 열차(142) 및 최종단에 배치된 최후단 열차(143)에 있어서, 상기 최선단 열차(141)의 제1 제어부(153)는 분실되거나 교체된 후단 열차(142)의 정보를 수신하여 열차무선시스템(110)과, 열차 위치 정보 시스템(120)으로 주기적으로 또는 실시간으로 전송함으로써 모니터링한다. As described above, according to the train position and track deviation detection system of the present invention, the earliest train 141 connected in series with each other and one or more rear end trains 142 connected thereto and the last train disposed at the last stage In (143), the first control unit 153 of the front-end train 141 receives the information of the lost or replaced rear-end train 142, the train wireless system 110, and the train location information system 120 monitoring by transmitting periodically or in real time.

이로써, 본 발명은 복수대의 열차가 직렬로 연결되어 운행됨에 있어서 후단 열차(들)의 교체나 분실 여부를 감지하여 열차의 사고 예측, 운행 정보를 주기적으로 또는 실시간으로 관리할 수 있다.Accordingly, in the present invention, when a plurality of trains are connected in series and operated, it is possible to periodically or in real time manage train accident prediction and operation information by detecting whether the rear end train(s) is replaced or lost.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

1: 차축 카운터 1A: 송신코일
1B: 수신코일 2A: 선로의 레일
2B: 선로의 레일 3: 열차
100: 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템 110: 열차무선시스템
111: 열차 무선 중앙제어장치 120: 열차 위치 정보 시스템
121: LTS 서버 122: 관제실
130: 신호 처리부 132: 기지국 장치
140: 열차 141: 최선단 열차
142: 후단 열차 143: 최후단 열차
150: 단말정보 송수신 장치 151: 디스플레이 패널
152: 디스플레이 제어기 153: 제1 제어부
154: 제1 GPS 안테나 155: 제1 RF 안테나
156: 제1 모뎀 157: 광신호 전송 모듈
158: 광신호 수신 모듈 160: 단말 정보 전송 장치
161: 조도센서 162: 레이저 모듈
163: 제2 모뎀 164A: 제2 GPS 안테나
164B: 제2 RF 안테나 165: 태양광 발전 패널부
166: 배터리부 167: 충전 회로부
168: 제2 제어부 169: 제2 광신호 전송 모듈
170: 광커넥터 모듈 171: 광케이블 소켓부
172: 스토퍼 173: 고정쐐기
180: Term 단말장치 181: 광신호 반사 모듈
184: I/O 모듈1: Axle counter 1A: Transmitting coil
1B: receiving coil 2A: rail of the line
2B: rail of track 3: train
100: train position and track deviation detection system 110: train wireless system
111: train wireless central control unit 120: train location information system
121: LTS server 122: control room
130: signal processing unit 132: base station device
140: train 141: earliest train
142: last train 143: last train
150: terminal information transmitting and receiving device 151: display panel
152: display controller 153: first controller
154: first GPS antenna 155: first RF antenna
156: first modem 157: optical signal transmission module
158: optical signal receiving module 160: terminal information transmission device
161: illuminance sensor 162: laser module
163: second modem 164A: second GPS antenna
164B: second RF antenna 165: solar power panel unit
166: battery unit 167: charging circuit unit
168: second control unit 169: second optical signal transmission module
170: optical connector module 171: optical cable socket part
172: stopper 173: fixed wedge
180: Term terminal device 181: optical signal reflection module
184: I/O module

Claims (7)

최선단 열차와 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차가 순차적으로 직렬로 연결되어 구성되고 서로간에 광케이블로 연결되어 운행되는 일련의 복수의 열차를 관리하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템에 있어서,
각각의 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차는 입력단에 장착된 광커넥터 모듈을 구비하여 상기 광케이블을 통해 이웃의 열차와 전기적으로 연결되고,
상기 최선단 열차는 광신호를 생성하여 상기 광케이블을 통해 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차로 순차적으로 전송하는 광신호 전송 모듈과, 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차 중의 하나 이상으로부터 되돌아오는 광신호를 수신하는 광신호 수신 모듈을 포함하고,
상기 후단 열차는 광신호를 수신하여 감지하는 조도센서와, 상기 감지된 광신호를 상기 광케이블에 연결된 이웃하는 후단 열차 또는 최후단 열차로 전달하는 모듈을 포함하고,
상기 최후단 열차는 상기 후단 열차로부터 수신되는 광신호를 상기 최선단 열차측으로 그대로 반사하도록 된 광신호 반사 모듈을 포함하고,
상기 최선단 열차는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 상기 최후단 열차 중의 하나 이상으로부터 수신된 광신호를 기반으로 상기 후단 열차 및 상기 최후단 열차의 연결상태를 모니터링하고,
상기 최선단 열차는 상기 후단 열차에서 외부로부터 인가된 횡력에 의해 상기 광커넥터 모듈이 분리되면 해당 후단 열차의 광신호가 차단됨을 감지함으로써 상기 일련의 복수의 열차로부터 열차가 분리된 이벤트를 탐지하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.In the train position and track deviation detection system for managing a series of trains in which the foremost train and one or more rearmost trains and the rearmost train are sequentially connected in series and connected to each other by optical cables to operate,
Each of the one or more rear-end trains and the rear-end train includes an optical connector module mounted on an input terminal and is electrically connected to a neighboring train through the optical cable,
The front-end train includes an optical signal transmission module that generates an optical signal and sequentially transmits the optical signal to the one or more rear-end trains and the last-most train through the optical cable, and returns from at least one of the one or more rear-end trains and the last train An optical signal receiving module for receiving an incoming optical signal,
The rear-end train includes an illuminance sensor for receiving and detecting an optical signal, and a module for transmitting the sensed optical signal to a neighboring train or rear-end train connected to the optical cable,
The rearmost train includes an optical signal reflection module configured to reflect the optical signal received from the rearmost train as it is to the frontmost train side,
The front-end train monitors the connection status of the rear-end train and the rear-end train based on an optical signal received from at least one of the one or more rear-end trains and the last-most train,
The front-end train detects an event in which the train is separated from the plurality of trains by detecting that the optical signal of the rear-end train is blocked when the optical connector module is separated by a lateral force applied from the outside in the rear-end train. train position and track deviation detection system. 제1항에 있어서,
상기 광커넥터 모듈은 일측에 상기 광케이블에 연결된 광케이블 소켓부를 포함하고, 상기 광케이블에 연결된 고정쐐기가 상기 광케이블 소켓부에 인입되어 결합되되 인가되는 횡력에 의해 상기 광케이블 소켓부와 상기 고정쐐기가 탈부착되도록 되고,
상기 광케이블 소켓부는 입력단에서 내측으로 갈수록 폭이 좁아지고 입력단에 돌출된 스토퍼를 포함하고,
상기 고정쐐기는 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태이고, 폭이 좁은 면을 상기 광케이블 소켓부의 개구부로 횡방향으로 슬라이딩 삽입하여 결합되는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.According to claim 1,
The optical connector module includes an optical cable socket part connected to the optical cable on one side, and a fixing wedge connected to the optical cable is inserted into and coupled to the optical cable socket part, and the optical cable socket part and the fixing wedge are detachably attached by an applied lateral force. ,
The optical cable socket portion includes a stopper that is narrower in width from the input end toward the inside and protrudes from the input end,
The fixed wedge has a tapered shape whose cross section becomes narrower from one side to the other side, and is coupled by sliding the narrow side into the opening of the optical cable socket part in the transverse direction. . 제1항에 있어서,
상기 최선단 열차, 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차는 각각 서로 간에 통신하는 서버를 구비하고, 상기 최선단 열차의 서버는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차 각각의 서버로부터 수신되는 위치 정보를 수신하여 탐지하고 기정해진 위치 오차 내에 있는지 여부의 정합성을 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.According to claim 1,
The frontmost train, the one or more trailing trains, and the last train each include a server communicating with each other, and the server of the most recent train receives location information received from each server of the one or more trailing trains and the last train Train position and track deviation detection system, characterized in that it detects and determines the consistency of whether it is within a predetermined position error. 제3항에 있어서,
상기 최선단 열차의 서버는 상기 하나 이상의 후단 열차 및 최후단 열차 각각의 서버로부터 수신되는 위치 정보를 GPS 안테나를 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.4. The method of claim 3,
The train position and track deviation detection system, characterized in that the server of the foremost train calculates the position information received from each of the servers of the one or more rearmost trains and the last train through a GPS antenna. 제1항에 있어서,
상기 광신호 반사 모듈은
상기 광케이블의 광섬유 다발의 후단에 기설정된 각도로 경사지게 배치된 렌즈를 포함하는 광신호 집광부; 및
상기 광신호 집광부에서 반사 집광된 광신호를 전달받아 상기 광케이블로 전달하는 단일 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.According to claim 1,
The optical signal reflection module is
an optical signal collecting unit including a lens inclined at a predetermined angle at a rear end of the optical fiber bundle of the optical cable; and
Train position and track deviation detection system, characterized in that it comprises a single optical fiber for receiving the optical signal reflected and condensed by the optical signal condensing unit and transmitting it to the optical cable. 제1항에 있어서,
상기 최후단 열차는 상기 광커넥터 모듈에 의해 상기 광케이블로부터 광신호를 수신하면, 부가의 광신호를 생성하여 상기 광케이블로 송출하는 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.According to claim 1,
When the last train receives an optical signal from the optical cable by the optical connector module, the train position and track deviation detection system further comprises a module for generating an additional optical signal and transmitting it to the optical cable. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 후단 열차와 상기 최후단 열차는 태양광을 전기 에너지로 변환하여 전원을 생성하는 태양광 발전 패널부;
상기 태양광 발전 패널부에서 생성된 DC 전원을 충전에 필요한 DC 전원으로 변경시켜 출력하는 충전 회로부;
상기 충전 회로부에서 출력되는 DC 전원을 충전하는 배터리부; 및
상기 배터리부를 통해 상기 조도센서와 상기 레이저 모듈의 전원을 공급하는 제어부를 포함한 단말정보 전송장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 위치 및 궤도 이탈 탐지 시스템.According to claim 1,
The one or more rear-end trains and the rear-end train include a photovoltaic panel unit for generating power by converting sunlight into electric energy;
a charging circuit unit for changing the DC power generated by the photovoltaic panel unit into DC power required for charging and outputting it;
a battery unit for charging the DC power output from the charging circuit unit; and
Train position and track deviation detection system, characterized in that it further comprises a terminal information transmission device including a control unit for supplying power to the illuminance sensor and the laser module through the battery unit.
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