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KR100977057B1 - 열차 운행 제어시스템 - Google Patents

열차 운행 제어시스템 Download PDF

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KR100977057B1
KR100977057B1 KR1020080013504A KR20080013504A KR100977057B1 KR 100977057 B1 KR100977057 B1 KR 100977057B1 KR 1020080013504 A KR1020080013504 A KR 1020080013504A KR 20080013504 A KR20080013504 A KR 20080013504A KR 100977057 B1 KR100977057 B1 KR 100977057B1
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frequency
frequency transmitters
transmitters
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김봉택
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샬롬엔지니어링 주식회사
김봉택
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Abstract

열차가 운행되는 선로구간 중 소정 설정 구간에 소정 간격으로 설치 및 철거 가능한 제1 및 제2 주파수 송신기와; 선로를 주행하는 열차에 마련되어, 설정 구간을 통과 시 제1 및 제2주파수 송신기 각각에서 송신되는 주파수 신호를 수신하는 주파수 수신기와; 주파수 수신기에서 제1 및 제2주파수 송신기로부터의 주파수를 감지한 제1 및 제2감지시각들을 기초로 제1 및 제2주파수 송신기들 사이에서의 제1열차 주행속도를 산출하고, 산출된 속도와 열차의 정상운행 속도를 비교하여 열차가 지시속도를 향해 감속되고 있는지를 판단하는 중앙처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어시스템 및 이를 이용한 열차 운행 제어방법이 개시된다.
열차, 주행속도, 주파수 송신기, 주파수 수신기, FRID

Description

열차 운행 제어시스템{A controlling system for operating of train}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 주파수 송신기를 선로 주변에 설치한 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도.
도 4는 선로의 소정 설정구간에서의 열차의 주행속도를 설명하기 위한 그래프.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 11, 12..제1, 제2 및 제2주파수 송신기
20..주파수 수신기 30..중앙처리장치
31..속도 산출부 32..지시속도 산출부
33..비교/판단부 40..상위 통제실
50..열차 구동부 60..경보부
본 발명은 열차 운행 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원하는 선로 구간에서 열차의 주행속도를 감지하여 열차 사고를 방지할 수 있는 열차 운행 제어시스템에 관한 것이다.
열차는 일반 차량에 비하여 많은 승객을 운송시킬 수 있으며 동시에 많은 화물을 실어 날을 수 있기 때문에, 교통 및 물류에 있어서 매우 중요한 운송수단이다.
따라서 최근에는 물류 량이 많아지고 고속열차가 등장함에 따라서 열차 이용이 점차 증가하고 있는 추세이다.
이러한 열차는 전방의 동력차에 다수의 종동차를 연결하여 레일 위를 고속으로 운행하도록 되어 있기 때문에, 사고 발생 시 많은 인명피해와 물적 피해를 볼 수 있다. 따라서 열차 운행에 있어서는 안전예방이 무엇보다도 중요하게 대두되고 있다.
이와 같이 열차 교통량이 증가함에 따라서 한정된 선로시설을 효율적으로 이용하고, 주행 속도에 따라 선행열차와의 적정거리를 확보하여 열차를 안전하게 운행할 수 있도록 ATS(Automatic Train Stopper), ATC(Automatic Train Control), ATO(Automatic Train Operation) 등의 열차 제어시스템이 널리 사용되고 있다.
그런데, 상기와 같은 종래의 열차 제어시스템은 역 구역이나, 곡선선로 구역, 단전선로 구역, 절연선로 구역, 사고선로 구역 등과 같이 열차의 주행속도를 정상 주행속도보다 더 낮추어서 운행할 필요가 있는 구역에만 설치하여 열차의 운행을 통제하는 것이 일반적이다. 그리고 상기 열차 제어시스템이 설치되지 않은 구간에서는 미리 설정된 주행속도에 따라서 운행하도록 통제되고, 더불어서 열차 운전자의 판단에 의해서 수동으로 통제되어 운행되는 것이 현실이다.
그런데 열차가 운행되는 선로는 수십에서 수천 km의 거리로 전국적으로, 또는 국가 간 및 대륙 간에 연결되어 있기 때문에, 모든 선로 상에 열차 제어시스템을 설치하는 것은 비용 및 관리상의 이유로 인하여 현실적으로 어려운 문제점이 있다.
즉, 상기와 같이 소정 구간에서 열차 제어시스템을 운영하기 위해서는, 열차의 실제 주행속도를 획득하기 위한 수단이 필요한데, 이러한 수단을 모든 선로 상에 설치하는 것은 사실상 불가능하다. 따라서 주요 구간에만 열차 주행속도를 획득하기 위한 수단을 설치하여 안전한 열차 주행속도 범위 내에서 운행하거나, 또는 주행속도를 감속하도록 제어하는 것이 일반적이다.
그런데, 상기와 같이 소정 구간에만 열차 제어시스템을 적용하게 되면 다음과 같은 많은 문제점이 있다.
상기 열차 제어시스템이 고장 난 경우에는 상위통제실로부터 열차의 주행속도를 지시하여 하달하더라도, 열차가 지시속도 값으로 감속하고 있는지 여부를 확인하기 힘들다는 문제점이 있다.
또한, 열차 제어시스템이 설치되지 않은 선로 구간 중에서 사고가 발생하거나, 공사 작업과 같은 이벤트가 발생할 경우, 상위 통제실로부터 운행 중인 열차로 감속 내지는 정지신호를 보내면, 그 이벤트 발생 구간에서 적절한 시점에 단계적으로 감속되고 있는지 여부를 확인하여 통제할 방법이 없기 때문에, 열차 운전자의 방심이나 실수로 인하여 대형 사고를 예방하지 못할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 이벤트 발생 구간뿐만 아니라, 역, 단전 구간, 절연 구간, 곡선 구간, 선로 변환 구간 등, 열차의 운행속도를 단계적으로 감속하거나, 정지시켜야 하는 구간에서 기존의 열차 제어시스템에 의해 열차가 감속 또는 정지되도록 제어신호를 열차로 하달할 수는 있지만, 실제 그 하달된 제어신호대로 열차가 감속 또는 정지되고 있는지를 판단할 방법이 없기 때문에 안전한 열차 운행을 보장하기 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 열차가 운행하는 선로구간 중에서 필요한 구간에 선택적으로 설치하여 열차의 실제 주행속도를 획득하여 열차의 주행속도를 보다 정확하게 통제할 수 있도록 개선된 열차 운행 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 운행 제어 시스템은, 열차가 운행되는 선로구간 중 소정 설정 구간에 소정 간격으로 설치 및 철거 가능한 제1 및 제2 주파수 송신기와; 상기 선로를 주행하는 열차에 마련되어, 상기 설정 구간을 통과 시 상기 제1 및 제2주파수 송신기 각각에서 송신되는 주파수 신호를 수신하는 주파수 수신기와; 상기 주파수 수신기에서 상기 제1 및 제2주파수 송신기로부터의 주파수를 감지한 제1 및 제2감지시각들을 기초로 상기 제1 및 제2주파수 송신기들 사이에서의 제1열차 주행속도를 산출하고, 산출된 속도와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여 열차가 지시속도를 향해 감속되고 있는지를 판단하는 중앙처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 중앙처리장치는, 상위 통제실로부터 하달된 상기 설정 구간에 대한 지시속도를 산출하는 지시속도 산출부와; 상기 제1 및 제2감지시각과 상기 제1 및 제2주파수 송신기들 간의 간격을 기초로 열차 속도를 산출하는 속도 산출부와; 상기 속도산출부에서 산출된 신호와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여 상기 지시속도 쪽으로 감속되고 있는지를 판단하는 비교/판단부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2주파수 송신기로부터 소정 거리 이격되게 설치 가능한 제3주파수 송신기를 더 포함하며, 상기 중앙처리장치는 상기 주파수 수신기에서 상기 제3주파수 송신기의 신호를 감지한 제3감지시각과, 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이의 간격을 기초로 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이의 제2주행속도를 산출하고, 상기 산출된 제2주행속도와 상기 제1주행속도를 비교하여 상기 열차가 지속적으로 감속되고 있는지 여부를 판단하는 것이 좋다.
또한, 상기 중앙처리장치는 상기 제2주행속도가 상기 제1주행속도를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 열차의 운전자에서 경보부를 통해 비상 경보를 알리는 것이 좋다.
또한, 상기 중앙처리장치는 상기 제1주행속도가 상기 정상운행 속도로부터 감속되지 못한 것으로 판단된 경우, 상기 열차의 운전자에서 경보부를 통해 비상 경보를 알리는 것이 좋다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어시스템은, 선로의 소정 구간에 소정 간격으로 제1 및 제2주파수 송신기를 배치하는 단계와; 상기 제1 및 제2주파수 송신기가 설치된 구간을 통과하는 열차로 감속을 위한 지시속도를 하달하는 단계와; 상기 제1 및 제2주파수 송신기를 통과하는 열차의 제1주행속도를 검출하는 단계와; 상기 검출된 제1주행속도와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여, 열차가 상기 지시속도를 향하여 감속되고 있는지를 판단하는 단계와; 상기 제1주행속도가 상기 정상운행 속도보다 낮은 속도로 감속되지 못한 경우 경보신호를 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1주행속도 검출단계는, 상기 열차에 마련된 주파수 수신기로부터 상기 제1 및 제2주파수 송신기 각각으로부터의 신호를 감지하는 단계와; 상기 제1 및 제2주파수 송신기의 신호를 감지하는 제1 및 제2감지시각과 상기 제1 및 제2주파수 송신기 사이의 거리를 기초로 열차 주행속도를 연산하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 제2주파수 송신기와 소정 거리 이격되게 제3주파수 송신기를 설치하는 단계와; 상기 열차가 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이를 통과하는 제2주행속도를 산출하는 단계; 및 상기 제2주행속도와 상기 제1주행속도를 비교하여 열차가 점진적으로 감속되고 있는지를 판단하는 단계;를 더 포함하며, 상기 제2주행속도가 상기 제1주행속도 이상인 경우, 경보신호를 발생시키는 것이 좋다.
또한, 상기 제2주행속도 산출단계는, 상기 주파수 수신기에서 상기 제3주파수 송신기의 신호를 감지하는 단계와; 상기 제2 및 제3주파수 송신기의 신호를 감지한 제2 및 제3감지시각과, 상기 제2 및 제3주파수 송신기의 이격거리를 기초로 하여 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이에서의 열차 주행속도를 연산하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 경보신호를 발생단계에서는, 경보부를 통해 비상경보를 알려서 상기 열차의 운전자가 열차의 비상상황을 인지하도록 하는 것이 좋다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어시스템을 자세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어시스템은, 열차가 운행되는 선로 상에 소정 간격으로 선택적으로 배치 및 철거 가능한 제1, 제2 및 제3주파수 송신기(10, 11, 12)와, 상기 주파수 송신기(10, 11, 12)에서 각각 송신된 주파수를 수신하는 주파수 수신기(20)와, 상기 주파수 송신기들(10, 11, 12)이 설치된 구간에서의 열차 주행속도를 산출하여 열차의 정상운행 여부를 판단하는 중앙처리장치(30)를 구비한다.
상기 주파수 송신기들(10, 11, 12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 열차(1)가 운행되는 선로(2)의 소정 설정구간에 소정 간격으로 설치 및 철거가 가능한 이동식 FRID(Fadio Frequency Identification)이다. 이러한 주파수 송신기들(10, 11, 12)은 특정 주파수 대역의 전파를 송출하게 된다.
이러한 주파수 송신기들(10, 11, 12)은 선로(2) 구간 중에서도, 열차(1)의 감속이 필요한 설정구간에 임시적으로 설치됨으로써, 열차(1)가 설정구간에서 감속하여 주행하는지 여부를 확인할 수 있도록 하기 위해 마련된다. 예를 들어, 감속을 위한 설정구간으로는, 곡선 구간, 사고발생 구간, 단전 구간, 절연 구간, 선로 변환구간, 공사 구간 등을 포함할 수 있다. 그리고 바람직하게는 상기 3개의 주파수 송신기(10, 11, 12)를 일정간격으로 배치하는 것이 좋다. 즉, 제1 및 제2주파수 송신기(10, 11)간의 이격거리(L1)와, 제2 및 제3주파수 송신기(11, 12) 간의 이격거리(L2)가 서로 동일하도록 배치되는 것이 좋다.
상기 주파수 수신기(20)는 열차(1)에 마련되어 열차가 상기 설정구간을 통과 할 때, 상기 각각의 주파수 송신기(10, 11, 12)에서 송출된 특정 영역의 주파수를 수신하게 된다. 상기 각각의 주파수 송신기(10, 11, 12)에서 송신되는 전파는 서로 다른 영역의 주파수범위를 갖는 것이 좋다. 그리고 그 전파범위가 서로간의 이격거리(L1, L2)보다 작게 설정됨으로써, 이웃한 주파수 송신기(10, 11, 12)간의 간섭을 최소화하고, 주파수 수신기(20)에서의 전파 수신시 각각의 주파수 송신기(10, 11, 12)에서 송신된 주파수를 구분하여 수신할 수 있게 된다.
상기 중앙처리장치(30)는 상기 설정 구간에서 열차(1)를 소정 속도로 감속하여 주행시키도록 하는 지시속도를 상위 통제실(40)로부터 하달 받는다. 그리고 그 하달된 지시속도로 열차 구동부(50)를 구동 제어하여 상기 설정구간에서 열차가 정상속도(Vm)에서 지시속도(Vo)로 감속하여 주행하도록 한다.
또한, 중앙처리장치(30)는 상기 제1, 제2 및 제2주파수 송신기(10, 11, 12)로부터 송신된 주파수 각각을 주파수 수신기(20)에서 수신된 시간들(t1;제1감지시 각, t2;제2감지시각, t3;제3감지시각)과 상기 이격거리들(L1, L2)을 기초로 하여 상기 설정 구간에서의 실제 열차 주행속도를 산출하고, 산출된 속도와 상기 정상속도를 비교하여 열차의 감속주행 여부를 판단하게 된다. 그리고 판단된 결과에 따라서 중앙처리장치(30)는 지시속도대로 열차가 감속되지 않은 경우 경보부(60)를 통해 운전자에게 비상 신호를 발생시켜 열차를 정지시킬 수 있도록 제어한다.
이를 위해, 중앙처리장치(30)는 상기 제1이격거리(L1)에서의 제1주행속도(V1)와 제2이격거리(L2)에서의 제2주행속도(V2)를 산출하는 속도 산출부(31)와, 상기 상위 통제실(40)에서 하달된 지시속도(Vo)를 산출하는 지시속도 산출부(32)와, 상기 제1주행속도(V1)와 정상속도(Vm)를 비교하고, 상기 제1 및 제2주행속도(V1, V2)를 서로 비교하여 지시속도(Vo)에 도달되게 열차가 감속되고 있는지 여부를 판단하는 비교/판단부(33)를 구비한다.
상기 속도 산출부(31)는 상기 열차(1)의 주행 시 상기 주파수 수신기(20)에서 상기 제1, 제2 및 제2주파수 송신기(10, 11, 12)에서 송신된 전파를 각각 수신한 제1, 제2 및 제2감지시각(t1, t2, t3)에 대한 정보와, 상기 이격거리(L1, L2)에 대한 정보를 각각 획득하고, 획득된 정보들을 기초로 하여 다음의 수학식1을 통해 먼저 제1주행속도(V1)를 산출한다.
V1 = L1/(t2-t1)
또한, 상기 속도 산출부(31)는 다음의 수학식 2를 통해서 제2주행속도(V2)를 산출할 수 있다.
V2 = L2/(t3-t2)
상기 지시속도 산출부(32)는 상위 통제실(40)로부터 실시간으로 하달되거나, 또는 미리 하달되었던 지시속도(Vo)를 상기 설정구간 별로 산출한다. 여기서 상기 지시속도(Vo)는 통상적으로 정상적인 주행속도보다 감속된 속도를 나타낸다.
상기 비교/판단부(33)는 상기 속도 산출부(31)에서 산출된 제1주행속도(V1)와 열차의 정상속도(Vm)를 먼저 비교하여, 제2이격구간(L1)에서 열차(1)가 지시속도(Vo)를 향하여 감속되어 운행되는지 여부를 판단한다. 또한 비교/판단부(33)는 상기 제1이격구간(L1)에서 열차가 정상속도(Vm)보다 감속하여 운행된 이후, 제2이격구간(L2)에서도 계속해서 지시속도(Vo)를 향하여 감속되거나 감속된 상태를 유지하는지를 확인하게 위해서, 제1 및 제2열차 주행속도(V1, V2)를 서로 비교한다. 따라서 제2주행속도(V2)가 제1주행속도(V1)보다 작은 경우 열차의 감속이 정상적으로 이루어져서 지시속도(Vo)대로 운행이 되고 있음을 확인하거나, 또는 비정상적으로 운행되고 있는지 여부를 확인할 수 있게 된다.
그리고 중앙처리장치(30)는 상기 비교/판단부(33)에서 비교된 결과에 따라서, 열차가 설정 구간에서 지시속도(Vo)에 도달하기 위해서 감속되고 있지 못한다고 판단되면, 경보부(60)를 통해 열차 운전자에서 비상경보를 알려서 운전자가 열차를 수동으로 정지시키거나, 또는 수동으로 열차를 감속시킬 수 있도록 한다. 즉, 상기 경보부(60)에서는 운전실로 비상방송을 하거나, 또는 비상벨, 비상등 점멸 등 다양한 방법을 통해서 운전자가 열차의 비정상 운행사실을 알리 수 있게 된다. 따 라서 열차의 운행을 자동으로 제어하는 ATS, ATC, ATO 등이 고장 나거나, 오동작하더라도 이를 즉시 운전자에게 알려서 열차를 수동으로 정지시킬 수 있게 할 수 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 열차 운행 제어시스템을 이용한 열차 운행 제어방법을 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 선로(1) 중에서 열차를 감속하여 운행할 필요가 있는 설정 구간에 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 주파수 송신기(10, 11)를 설치한다(S10).
상기 단계(S10)에서는 제1 및 제2주파수 송신기(10, 11)만 설치할 수도 있지만, 바람직하게는 3개의 주파수 송신기(10, 11, 12)를 배치하는 것이 더 좋다.
다음으로, 상기 설정 구간을 통과하는 열차(1)로 상위 통제실(40)로부터 지시속도(Vo)가 하달된다(S11). 상기 지시속도(Vo)는 정상속도(Vm)에 비하여 상대적으로 작은 속도이다. 예를 들어서 Vm = 80km/h인 경우, 지시속도(Vo)는 30km/h일 수 있다.
그리고 중앙처리장치(30)는 지시속도(Vo)를 근거로 열차 구동부(50)를 제어하여 감속한다(S12).
열차가 감속하면서 설정 구간을 통과할 때, 수신기(20)에서는 먼저 제1주파수 송신기(10)에서 발송된 전파를 수신하여 제1감지시각(t1)을 획득한다(S13). 뒤 이어서 수신기(20)에서는 제2주파수 송신기(11)에서 송신한 전파를 수신하여 제2감지시각(t2)을 획득한다(S14).
상기 속도 산출부(31)에서는 상기와 같이 획득된 제1 및 제2감지시각(t1, t2) 및 상기 이격거리(L1)를 기초로 하여 제1주행속도(V1)를 산출한다(S15).
그리고 비교/판단부(33)에서는 산출된 제1주행속도(V1)와 정상속도(Vm)를 비교한다(S16). 상기 단계(S16)에서 비교한 결과, 제1주행속도(V1)가 정상속도(Vm)에 비하여 감속되지 않았다고 판단되면, 중앙처리장치(30)는 경보부(60)를 통해 경보신호를 발생시킨다(S21). 상기 경보부(60)를 통해서 운전자 또는 운전실로 경보가 발생되면, 운전자는 열차가 정상적으로 운행되지 않는다고 판단하여 열차(1)를 수동으로 감속 내지 정지시킨다(S22).
한편, 상기 단계(S16)에서 제1주행속도(V1)가 정상속도(Vm)에 비하여 감속된 것으로 판단되면, 열차(1)를 계속해서 자동으로 운행시키고, 수신기(20)에서는 제3주파수 송신기(12)에서의 송출된 전파를 수신하여 제3감지시각(t3)을 획득한다(S17). 그러면 속도 산출부(31)에서는 획득된 제2 및 제3감지시각(t2, t3) 및 상기 제2이격거리(L2)를 기초로 하여 제2이격거리(L2)에서의 열차의 제2주행속도(V2)를 상기 제2수학식을 이용하여 산출한다(S18).
그리고 비교/판단부(S33)는 상기 산출된 제2주행속도(V2)와 제1주행속도(V1)를 비교하여 열차(1)가 정상적으로 지시속도(Vo)를 향하여 계속해서 감속하고 있는지 아니면 더 이상 감속이 이루어지지 않고 있는지 등을 확인할 수 있게 된다(S19).
따라서, 상기 단계(S19)에서 제2주행속도(V2)가 제1주행속도(V1)보다 작은 경우, 열차(1)가 지시속도(Vo)를 향하여 계속해서 감속되고 있는지를 확인할 수 있으며, 그 확인 결과 계속해서 감속되고 있다고 판단되면, 정상적으로 열차 구동 부(50)를 제어하여 자동으로 운행시킨다(S20).
반면에, 상기 단계(S19)에서 확인한 결과, 제2주행속도(V2)가 제1주행속도(V1)보다 크거나 같은 경우 제1이격거리(L1) 구간에서는 감속되었으나 제2이격거리(L2)구간에서는 감속이 제대로 이루어지지 않은 것으로 판단할 수 있다. 따라서 이 경우에는 중앙처리장치(30)에서 경보부(60)를 제어하여 경보신호를 발생시킨다(S21). 그러면 경보신호를 확인한 열차 운전자가 열차를 수동으로 정지시키거나 감속시킬 수 있게 된다(S22).
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 열차 운행 제어방법에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 설정 구간 이전에서는 정상속도(Vm)로 주행하다가, 지시속도(Vo)가 하달되어 감속되면, 점선으로 도시한 바와 같이 시간이 경과할수록 점진적으로 열차가 감속하여 운행하게 되는 것이 정상이다.
그리고 상기 점선과 같이 정상적으로 감속하는지 여부를 확인하기 위해서 제1 및 제2감지시각(t1, t2) 사이에서는 열차의 제1주행시간(V1) 즉, 평균시간을 검출하여 정상속도(Vm)보다 감속된 것을 확인함으로써, 열차가 지시속도(Vo)를 향하여 감속되고 있는지를 확인할 수 있 수 있게 된다.
그러나 제1 및 제2감지시각(t1, t2) 사이에서의 속도가 가상선으로 도시된 것처럼, 정상속도(Vm)와 같거나 그 이상인 경우에는 비정상적으로 운행하고 있음을 확인할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 제1 및 제2감지시각(t1, t2) 사이에서의 속도가 정상적으로 감속하고 있다고 하더라도, 그 이후의 구간에서 열차의 고장 등으로 인하여 다시 속도 가 증가할 수도 있다. 따라서 제3감지시각(t3)을 획득하여 제2이격거리(L2)에서의 열차의 제2주행속도(V2)를 추가적으로 확인하여 제1주행속도(V1)와 비교함으로써, 제1이격거리(L1) 구간에서 뿐만 아니라 그 이후의 구간에서도 계속해서 열차가 지시속도(Vo)를 향하여 감속되고 있는지를 확인할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3감지시각(t2, t3) 사이에서의 제2주행속도(V2)가 제1주행속도(V1)보다 작은 경우 정상적인 운행으로 판단할 수 있고, 가상선으로 도시된 바와 같이, 제1주행속도(V1)와 같거나 그 이상의 속도로 산출된 경우에는 비정상 운행으로 판단하여 열차의 사고를 예방할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 열차 운행 제어시스템 및 제어방법에 따르면, 열차 선로의 원하는 구간에 이동식 주파수 송신기를 복수 설치하여 그 주파수 송신기가 설치된 구간에서의 열차 주행속도를 검출할 수 있게 된다.
따라서 역 구간이나, 선로 변환 구간 등과 같이 감속운행 구간으로 지정된 구간 이외에, 사고발생, 공사 진행 등과 같이 특별한 이벤트가 발생하거나, 특별히 체크해야 하는 구간이 발생된 경우에는 이동식 주파수 송신기를 설치함으로써 열차의 주행속도를 정확하게 검출할 수 있게 된다.
또한, 원하는 구간에서 검출된 열차의 주행속도를 지시속도 내지는 정상 속도와 비교함으로써, 열차가 지시속도를 향해서 감속하고 있는지, 그리고 계속해서 감속중인지를 추가적으로 확인할 수 있기 때문에 기존의 열차 제어시스템의 고장이나, 운전자의 부주의로 인한 열차의 비정상적인 운행을 감지하여 열차를 수동으로 감속시키거나 정지시키도록 통제할 수 있게 된다.
결국, 열차의 감속을 유도 시 이를 정확하게 확인 및 모니터링 하여 열차의 비정상적인 운행으로 인한 사고발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 주파수 송신기를 이동식 FRID로 채용하여 적용함으로써, 비교적 저렴한 비용으로 원하는 선로 구간에서 필요시에 열차 주행속도를 검출함으로써, 열차 운행 제어를 위한 비용을 절감할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 열차가 운행되는 선로구간 중 소정 설정 구간에 서로 일정 간격으로 철거 가능하게 설치되며, 서로 다른 영역의 주파수범위를 갖는 주파수를 송신하는 제1, 제2 및 제3주파수 송신기와;
    상기 선로를 주행하는 열차에 마련되어, 상기 설정 구간을 통과 시 상기 제1 내지 제3주파수 송신기 각각에서 송신되는 주파수 신호를 수신하는 주파수 수신기와;
    상기 주파수 수신기에서 상기 제1, 제2 및 제3주파수 송신기로부터의 주파수를 감지한 제1, 제2 및 제3감지시각들을 기초로 상기 제1 및 제2주파수 송신기들 사이에서의 제1주행속도를 산출하고, 산출된 제1주행속도와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여 열차가 지시속도를 향해 감속되고 있는지를 판단하고, 상기 제2 및 제3주파수 송신기들 사이에서의 열차의 제2주행속도를 산출하고, 상기 산출된 제1 및 제2주행속도를 비교하여 상기 열차가 제2 및 제3주파수 송신기 사이에서 더 감속되고 있는지를 판단하는 중앙처리장치;를 포함하며,
    상기 제1, 제2 및 제3주파수 송신기들은 송신되는 주파수의 전파범위가 서로간의 이격거리보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치는,
    상위 통제실로부터 하달된 상기 설정 구간에 대한 지시속도를 산출하는 지시속도 산출부와;
    상기 제1 및 제2감지시각과 상기 제1 및 제2주파수 송신기들 간의 간격을 기초로 열차 속도를 산출하는 속도 산출부와;
    상기 속도산출부에서 산출된 신호와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여 상기 지시속도 쪽으로 감속되고 있는지를 판단하는 비교/판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는 상기 제2주행속도가 상기 제1주행속도를 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 열차의 운전자에서 경보부를 통해 비상 경보를 알리는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는 상기 제1주행속도가 상기 정상운행 속도로부터 감속되지 못한 것으로 판단된 경우, 상기 열차의 운전자에서 경보부를 통해 비상 경보를 알리는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어시스템.
  6. 선로의 소정 구간에 소정 간격으로 제1 및 제2주파수 송신기를 배치하는 단계와;
    상기 제1 및 제2주파수 송신기가 설치된 구간을 통과하는 열차로 감속을 위한 지시속도를 하달하는 단계와;
    상기 제1 및 제2주파수 송신기를 통과하는 열차의 제1주행속도를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 제1주행속도와 상기 열차의 정상운행 속도를 비교하여, 열차가 상기 지시속도를 향하여 감속되고 있는지를 판단하는 단계와;
    상기 제1주행속도가 상기 정상운행 속도보다 낮은 속도로 감속되지 못한 경우 경보신호를 발생시키는 단계;를 포함하며,
    상기 제1주행속도 검출단계는,
    상기 열차에 마련된 주파수 수신기로부터 상기 제1 및 제2주파수 송신기 각각으로부터의 신호를 감지하는 단계와;
    상기 제1 및 제2주파수 송신기의 신호를 감지하는 제1 및 제2감지시각과 상기 제1 및 제2주파수 송신기 사이의 거리를 기초로 열차 주행속도를 연산하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2주파수 송신기의 이격거리와 동일한 거리로 상기 제2주파수 송신기로부터 이격되게 제3주파수 송신기를 설치하는 단계와;
    상기 열차가 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이를 통과하는 제2주행속도를 산출하는 단계; 및
    상기 제2주행속도와 상기 제1주행속도를 비교하여 열차가 점진적으로 감속되고 있는지를 판단하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제2주행속도가 상기 제1주행속도 이상인 경우, 경보신호를 발생시키며,
    상기 제1, 제2 및 제3주파수 송신기는 서로 다른 영역의 주파수범위를 송신하되, 그 전파범위가 서로간의 이격거리보다 작게 설치되는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 제2주행속도 산출단계는,
    상기 주파수 수신기에서 상기 제3주파수 송신기의 신호를 감지하는 단계와;
    상기 제2 및 제3주파수 송신기의 신호를 감지한 제2 및 제3감지시각과, 상기 제2 및 제3주파수 송신기의 이격거리를 기초로 하여 상기 제2 및 제3주파수 송신기 사이에서의 열차 주행속도를 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어방법.
  10. 제6항 또는 제9항에 있어서,
    상기 경보신호를 발생단계에서는, 경보부를 통해 비상경보를 알려서 상기 열차의 운전자가 열차의 비상상황을 인지하도록 하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 제어방법.
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