KR20170005908A - 열차 위치 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열차의 위치를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 장치는, 기준 트랜스폰더를 기준으로 열차의 제1 지점이 이동한 거리인 제1 이동거리를 계산하는 제1 이동거리 계산부, 상기 기준 트랜스폰더를 기준으로 상기 열차의 제2 지점이 이동한 거리인 제2 이동거리를 계산하는 제2 이동거리 계산부, 상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 기초로 상기 열차의 측정 길이를 계산하는 길이 계산부, 상기 측정 길이를 미리 저장된 열차의 실제 길이와 비교하여 오차율을 계산하는 오차율 계산부 및 상기 오차율 계산부에 의해 계산된 상기 오차율을 기초로 상기 열차의 측정 위치를 보정하여 상기 열차의 실제 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 타코미터의 오류로 인해 발생할 수 있는 열차 이동거리의 오차율을 바탕으로 열차의 위치를 보정함으로써 보다 정확하게 열차의 위치를 파악할 수 있는 장점이 있다.

Description

열차 위치 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING LOCATION OF TRAIN}

본 발명은 열차의 위치를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.

열차를 안전하게 운행하기 위해서는 열차의 현재 위치를 정확하게 검출하는 것이 필수적이다. 종래에는 타코미터(Tachometer)를 사용하여 열차의 이동거리를 누적하고, 누적된 이동거리를 이용하여 열차의 위치를 계산하였다. 하지만 타코미터의 오차나 차륜의 슬립/슬라이드 현상 등으로 인해 열차의 이동거리를 정확하게 파악할 수 없게 되며, 이에 따라 열차의 위치가 잘못 계산되면 사고가 발생할 가능성이 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여, 선로에 일정 간격으로 트랜스폰더(Transponder)를 설치하고, 열차가 각각의 트랜스폰더를 통과할 때마다 열차의 이동거리를 초기화하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 이와 같은 방법을 사용하더라도 트랜스폰더 간의 간격이 멀어질 경우 열차의 정확한 위치를 계산하기 어렵게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 열차 위치의 검출을 위해 미리 정해진 간격에 따라 선로 위에 복수의 트랜스폰더(102, 104)가 배치된다. 트랜스폰더(102, 104)는 각각의 식별 정보 및 각각의 트랜스폰더(102, 104) 위치에 대응되는 절대 좌표 정보를 가지고 있다.

한편, 선로 위를 지나는 열차의 바퀴에는 열차의 이동거리를 측정하기 위한 타코미터(106, 108)가 설치된다. 타코미터(106, 108)는 각 바퀴의 단위 시간 당 회전 수를 측정하기 위한 장치이다.

또한 열차의 특정 지점에는 트랜스폰더 리더(110)가 배치된다. 예컨대 열차가 선로 위를 이동함에 따라서 트랜스폰더 리더(110)가 선로에 배치된 트랜스폰더(102)를 통과하게 되는 순간, 트랜스폰더 리더(110)는 트랜스폰더(102)로부터 위치 정보를 수신함과 동시에 타코미터(106, 108)를 초기화시킨다. 여기서 트랜스폰더(102)가 송신하는 위치 정보는 트랜스폰더(102)의 식별 정보 및 절대 좌표 정보를 포함한다.

열차가 트랜스폰더(102)를 통과한 이후 안테나(112)를 통해 지상 신호 설비(114)로부터 열차의 위치 정보에 대한 전송 요청이 들어오면, 트랜스폰더 리더(110)는 현재 위치에서 타코미터(106, 108)로부터 회전 수 정보를 수신하여 열차의 이동거리(d)를 계산할 수 있다. 트랜스폰더 리더(110)는 이와 같이 계산한 이동거리(d) 및 트랜스폰더(102)로부터 수신된 위치 정보(식별 정보, 절대 좌표 정보)를 이용하여 열차의 현재 위치를 계산하고, 계산된 현재 위치에 대한 정보를 안테나(112)를 통해 지상 신호 설비(114)에 전송한다.

도 1과 같은 종래 기술에 따르면, 지상 신호 설비(114)가 열차의 위치를 직접 파악하는 것이 아니라 열차로부터 전송된 위치 정보를 통해 열차의 위치를 간접적으로 파악한다. 이와 같은 상황에서 열차에 설치된 타코미터(106, 108)의 오류로 인해 트랜스폰더(102)로부터의 이동거리(d)에 오차가 발생하게 되면 이를 기초로 계산되는 열차 위치에도 오차가 발생하게 된다. 이와 같은 오차로 인해 열차의 정확한 위치 검출에 실패하게 되면 열차 간 충돌/추돌 사고로 이어질 가능성이 있다.

본 발명은 타코미터의 오류로 인해 발생할 수 있는 열차 이동거리의 오차율을 바탕으로 열차의 위치를 보정함으로써 보다 정확하게 열차의 위치를 파악할 수 있는 열차 위치 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열차 위치 검출 장치에 있어서, 기준 트랜스폰더를 기준으로 열차의 제1 지점이 이동한 거리인 제1 이동거리를 계산하는 제1 이동거리 계산부, 상기 기준 트랜스폰더를 기준으로 상기 열차의 제2 지점이 이동한 거리인 제2 이동거리를 계산하는 제2 이동거리 계산부, 상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 기초로 상기 열차의 측정 길이를 계산하는 길이 계산부, 상기 측정 길이를 미리 저장된 열차의 실제 길이와 비교하여 오차율을 계산하는 오차율 계산부 및 상기 오차율 계산부에 의해 계산된 상기 오차율을 기초로 상기 열차의 측정 위치를 보정하여 상기 열차의 실제 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 타코미터의 오류로 인해 발생할 수 있는 열차 이동거리의 오차율을 바탕으로 열차의 위치를 보정함으로써 보다 정확하게 열차의 위치를 파악할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명하기 위한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 장치의 구성도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는 미리 정해진 간격에 따라 선로 위에 복수의 트랜스폰더, 예컨대 제1 트랜스폰더(202) 및 제2 트랜스폰더(204)가 배치된다. 각각의 트랜스폰더(202, 204)는 식별 정보 및 각각의 트랜스폰더(202, 204) 위치에 대응되는 절대 좌표 정보를 가지고 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 이와 같은 복수의 트랜스폰더 중 하나를 열차의 위치를 검출하기 위한 기준이 되는 기준 트랜스폰더로 설정한다. 이하에서는 제1 트랜스폰더(202)가 기준 트랜스폰더로 설정된 상황을 가정하여 본 발명에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 열차에는 제1 지점에 배치되는 제1 트랜스폰더 리더(210) 및 제2 지점에 배치되는 제2 트랜스폰더 리더(212)가 포함된다. 또한 열차의 바퀴에는 제1 트랜스폰더 리더(210)와 연동되는 제1 타코미터(206) 및 제2 트랜스폰더 리더(212)와 연동되는 제2 타코미터(208)가 설치된다. 이하에서는 제1 지점이 열차의 전두부로 설정되고, 제2 지점이 열차의 후두부로 설정된 상황을 가정하여 본 발명에 따른 열차 위치 검출 방법을 설명하나, 제1 지점 및 제2 지점이 반드시 이와 같이 한정되어야 하는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 장치의 구성도이다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 위치 검출 장치(302)는 제1 이동거리 계산부(304), 제2 이동거리 계산부(306), 길이 계산부(308), 오차율 계산부(310), 위치 결정부(312)를 포함한다.

도 2와 같이 열차가 기준 트랜스폰더(202)를 통과하는 순간 제1 트랜스폰더 리더(210)와 제2 트랜스폰더 리더(212)는 각각 제1 타코미터(206)와 제2 타코미터(208)를 초기화시킨다. 그 후 제1 이동거리 계산부(304)는 기준 트랜스폰더(202)를 기준으로 열차의 제1 지점, 즉 제1 트랜스폰더 리더(210)가 설치된 지점이 이동한 거리인 제1 이동거리(A)를 계산한다. 제1 이동거리 계산부(304)는 제1 타코미터(206)부터 전송되는 회전 수 정보를 이용하여 제1 지점이 기준 트랜스폰더(202)로부터 이동한 거리, 즉 제1 이동거리(A)를 계산할 수 있다. 마찬가지 방식으로, 제2 이동거리 계산부(306)는 제2 타코미터(208)로부터 전송되는 회전 수 정보를 이용하여 제2 지점, 즉 제2 트랜스폰더 리더(212)가 설치된 지점이 기준 트랜스폰더(202)를 기준으로 이동한 거리인 제2 이동거리(B)를 계산할 수 있다.

다음으로, 길이 계산부(308)는 제1 이동거리 계산부(304)에 의해 계산된 제1 이동거리(A) 및 제2 이동거리 계산부(306)에 의해 계산된 제2 이동거리(B)를 기초로 열차의 측정 길이(D)를 계산한다. 측정 길이(D)는 다음과 같이 계산될 수 있다.

[수학식 1]

D = A - B

만약 타코미터(206, 208)의 오류로 인해 제1 이동거리(A) 및 제2 이동거리(B)가 정확하게 측정되지 않았다면, 측정 길이(D)는 제1 지점과 제2 지점 간의 실제 거리를 의미하는 실제 길이(L)와 일치하지 않을 수 있다. 따라서 오차율 계산부(310)는 아래와 같이 측정 길이(D)를 미리 저장된 열차의 실제 길이(L)와 비교하여 오차율을 계산한다.

[수학식 2]

오차율(E) = 측정 길이(D) / 실제 길이(L)

위치 결정부(312)는 이와 같이 계산된 오차율을 기초로 열차의 측정 위치를 보정하여 열차의 실제 위치를 결정한다.

여기서 열차의 측정 위치는 제1 이동거리(A) 및 제2 이동거리(B) 중 적어도 하나와 기준 트랜스폰더(202)의 위치 정보를 이용하여 결정될 수 있다. 예컨대 위치 결정부(312)는 기준 트랜스폰더(202)의 절대 좌표를 기준으로 열차의 제1 지점이 얼마만큼 이동했는지(A)를 파악하고, 이를 통해 파악된 제1 지점의 위치를 열차의 위치로 결정하여 지상 신호 설비(216)에 전송할 수 있다. 이 때 제1 이동거리(A)를 기초로 파악된 열차의 위치가 열차의 측정 위치가 되고, 제1 이동거리(A)를 오차율(E)로 나눈 값(A/E)을 기초로 파악된 열차의 위치가 열차의 실제 위치가 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 열차 위치 검출 장치(302)는 오차율(E)을 바탕으로 열차의 측정 위치를 보정함으로써 타코미터(206, 208)에 오류가 발생하더라도 열차의 실제 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서 위치 결정부(312)는 기준 트랜스폰더가 제1 지점과 제2 지점 사이에 존재하는 경우, 기 저장된 오차율을 기초로 열차의 측정 위치를 보정하여 열차의 실제 위치를 결정할 수 있다.

도 2와 같이 제1 지점 및 제2 지점이 모두 제1 트랜스폰더(202)를 통과한 상태에서는 제1 트랜스폰더(202)를 기준 트랜스폰더로 설정하여 열차의 위치를 정확하게 계산할 수 있다. 그러나 열차가 계속 전진하여 제1 지점이 제2 트랜스폰더(204)를 통과하였으나 제2 지점이 아직 제2 트랜스폰더(204)를 통과하지 못한 상태에서 제2 트랜스폰더(204)가 기준 트랜스폰더로 설정될 경우, 제1 이동거리와 제2 이동거리를 기초로 열차의 위치를 정확하게 계산하기가 불가능해진다.

따라서 위치 결정부(312)는 기준 트랜스폰더(204)가 제1 지점(제1 트랜스폰더 리더(210)의 위치)과 제2 지점(제2 트랜스폰더 리더(212)의 위치) 사이에 존재하는 경우 제2 트랜스폰더(204)를 기준으로 계산되는 오차율을 사용하지 않고, 기 저장된 오차율, 즉 제1 트랜스폰더(202)를 기준으로 계산된 오차율을 사용하여 열차의 실제 위치를 결정한다.

이에 따라 본 발명의 열차 위치 검출 장치(302)는 오차율을 저장할 수 있는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 저장부에는 오차율 뿐만 아니라 제1 이동거리, 제2 이동거리, 측정 길이, 실제 길이, 측정 위치, 실제 위치, 트랜스폰더의 위치 정보 등이 저장될 수 있다. 또한 이와 같이 저장된 정보들은 안테나(214)를 통해 지상 신호 설비(216)로 전송될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 위치 결정부(312)는 오차율 계산부(310)에 의해 계산된 오차율이 미리 설정된 기준 오차율보다 큰 경우 타코미터(206, 208)에 오류가 발생한 것으로 판단하고, 디스플레이나 스피커 등을 통해 타코미터(206, 208)의 오류를 사용자에게 통지할 수 있다. 이에 따라 사용자는 타코미터(206, 208)의 오류를 신속하게 인지하고 타코미터(206, 208)를 수리하거나 교체할 수 있어 타코미터(206, 208)의 오류로 인한 열차 사고를 방지할 수 있다.

전술한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (6)

1. 기준 트랜스폰더를 기준으로 열차의 제1 지점이 이동한 거리인 제1 이동거리를 계산하는 제1 이동거리 계산부;
   상기 기준 트랜스폰더를 기준으로 상기 열차의 제2 지점이 이동한 거리인 제2 이동거리를 계산하는 제2 이동거리 계산부;
   상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 기초로 상기 열차의 측정 길이를 계산하는 길이 계산부;
   상기 측정 길이를 미리 저장된 열차의 실제 길이와 비교하여 오차율을 계산하는 오차율 계산부; 및
   상기 오차율 계산부에 의해 계산된 상기 오차율을 기초로 상기 열차의 측정 위치를 보정하여 상기 열차의 실제 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하는
   열차 위치 검출 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 위치 결정부는
   상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리 중 적어도 하나와 상기 기준 트랜스폰더의 위치 정보를 이용하여 상기 측정 위치를 결정하는
   열차 위치 검출 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 위치 정보는
   상기 기준 트랜스폰더의 식별 정보 및 상기 기준 트랜스폰더의 절대 좌표 정보를 포함하는
   열차 위치 검출 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리는 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점에 각각 배치되는 제1 타코미터 및 제2 타코미터로부터 전송되는 회전 수 정보를 이용하여 계산되는
   열차 위치 검출 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 위치 결정부는
   상기 기준 트랜스폰더가 상기 제1 지점과 상기 제2 지점 사이에 존재하는 경우, 기 저장된 오차율을 기초로 상기 열차의 측정 위치를 보정하여 상기 열차의 실제 위치를 결정하는
   열차 위치 검출 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 위치 결정부는
   상기 오차율 계산부에 의해 계산된 오차율이 미리 설정된 기준 오차율보다 큰 경우 타코미터에 오류가 발생한 것으로 판단하고, 사용자에게 상기 타코미터의 오류를 통지하는
   열차 위치 검출 장치.

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