일반기술

측위센서를 이용한 지상자 관리장치 및 그 제어방법

□ 기술개요 측위센서를 이용한 지상자 관리장치 및 그 방법임.보조측위센서인 GPS위성항법장치와 자이로스코프를 내장한 제어기를 철도차량에 탑재하고 운행하여, 철도차량 주행구간에 존재하는 ATS지상자의 위치정보를 학습형으로 데이터베이스화하고, 학습이 종료되면 철도차량이 운행하는 구간의 ATS지상자의 무응동 발생 시 운전자에게 무응동 발생을 경고하는 안전운행 확보를 위한 보조설비. □ 기술의 특징 해당 기술은 고정폐색방식으로 운영되는 기존의 철도시스템에서 신호기와 연결된 자동폐색장치(ABS, Automatic Blocking System)로부터 신호기의 상태를 지상에 설치된 지상자와 차량에 설치된 차상자 간의 마그네틱 커플링에 의해 정보를 전달하여 차량의 속도가 해당 신호현시의 제한속도를 초과하는 경우 경고와 함께 철도차량을 안전하게 정지시키기 위한 자동열차정지장치(ATS, Automatic Train Stop)를 사용하여 열차를 운행하는 구간에서, ATS차상자 발진신호에 의해 지상에 설치된 ATS지상자가 응동하지 못하는 경우에 운전자에게 경고를 발생시키기 위한 장치이다. GPS위성항법장치와 자이로스코프를 포함한 내장형제어기형태의 해당 기술은 선로에 설치된 ATS지상자의 위치관련 정보를 사전에 메모리에 저장하는 방식을 사용하지 않고, 차량에 해당 장치를 탑재하여 운행구간의 정보를 데이터베이스형태로 자체 구축하는 학습형 데이터 발생구조로써, 일정구간에 처음으로 진입하는 차량은 학습모드로 자동취급되며, 한번이상 주행한 구간에서는 자동으로 ATS무응동 감시모드로 설정되어 ATS지상자의 무응동 발생 시 기관사에게 경보음을 발생시켜, 주의운전을 권고한다. □ 시장분야 -ATS장치는 폐색구간의 시작지점에 설치된 신호기의 상태를 ABS시스템의 계전기 조건에 따라 폐색구간을 진입하는 철도차량에 신호기의 현시상태인 속도제한정보를 송신하고, 만약 철도차량이 제한속도를 초과한 상태로일정시간(약 5초)이상 속도가 유지되면 자동으로 철도차량의 제동을 체결하여 열차를 안전하게 정지시키기 위한 장치이다. 이러한, ATS장치는 폐색구간의 신호현시조건에 따라 3현시와 5현시의 두 가지 형태가 있으나, 이는 모두 신호기의 상태에 해당하는 제한속도를 철도차량에 전달하기 위함이며, 철도차량에 설치된 차상장치는 상시 78KHz의 주파수를 발생시키며, ATS차상자가 ATS지상자의 위를 통과하는 순간 ATS지상자와 ATS차상자가 응동되어 신호기 현시상태에 따라 할당된 응동주파수를 ATS차상자가 수신하게 된다. ATS차상자에 수신된 주파수는 차상제어기에 의해 주파수에 따른 속도제한 코드로 변경되고, 타코메타에 의해 수신된 현재 철도차량 속도와 비교하게 된다. 이때 철도차량의 속도가 제한속도를 초과하게 되면 운전자에게 일정시간(약 5초) 동안 경보음을 발생시키고, 운전자에 의해 감속 등의 조치가 취해지지 않으면 ATS차상 제어기는 철도차량으로 제동신호를 보내게 된다. 폐색구간 신호조건에 따른 철도차량의 속도감시 및 제한은 해당 폐색구간을 벗어나 다음 폐색구간으로의 진입을 의미하는 다음폐색 ATS지상자의 응동주파수 수신까지 유지되며, 다음 폐색구간에 진입하는 순간, 해당 폐색구간의 신호현시 상태에 따라 제한속도가 갱신된다. - ATS장치는 폐색구간 진입부에 설치된 신호기에 따라 철도차량이 안전하게 속도를 제어할 수 있도록 제한속도를 감시하는 장치이지만, ATS장치 내부에서 발생된 고장으로 인해 폐색구간에 철도차량이 덜 제한적인 신호, 즉 제한속도보다 높은 속도로 폐색구간을 진입하는 위험측 진입이 발생될 수 있다. 따라서, ATS장치 내부를 단일 고장에 의해 위험측으로 동작하지 않도록 설계하는 안전설계가 이루어지고 있으나, 지상자와 차상자의 무응동으로 인해 발생되는 위험원을 근본적으로 방지할 수 없다. □ 적용분야 해당 기술에서는 GPS위성항법장치와 자이로스코프를 포함한 내장형시스템으로 ATS무응동 경고장치를 구성하여, 처음으로 주행하는 구간의 ATS지상자의 위치를 제어기 내부에 기록하고 관리하여 학습이 종료된 구간에서의 ATS지상자 무응동 발생 시 운전자에게 경고를 발생시키기 위한 장치이다. □ 지식재산권정보- 등록특허 (제10-0683591호, 2008.02.09 등록)