KR101484974B1 - Train Operating Control System using RFID - Google Patents

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KR101484974B1 KR20130039711A KR20130039711A KR101484974B1 KR 101484974 B1 KR101484974 B1 KR 101484974B1 KR 20130039711 A KR20130039711 A KR 20130039711A KR 20130039711 A KR20130039711 A KR 20130039711A KR 101484974 B1 KR101484974 B1 KR 101484974B1
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조봉관
류상환
김재희
황현철
조용현
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 열차제어를 위해 첨단 RFID 센서와 차상-지상 간 유무선 정보통신기술을 접목하여 저비용 고정밀로 열차를 제어할 수 있는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템에 관한 것으로, 선로에 배치된 RFID 태그에 기록된 RFID 태그 정보를 읽어 드리는 RFID 리더; 상기 RFID 태그 정보를 포함하는 운행정보를 외부로 송신하고, 상기 열차와 별개로 운행 중인 타 열차의 운행정보를 수신하기 위한 통신부; 및 수신된 상기 타 열차의 운행정보를 분석하여 상기 열차의 운행속도를 제어하는 운행제어부;를 구비한 열차를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a train operation control system using an RFID capable of controlling a train at low cost and high precision by combining an advanced RFID sensor and a vehicle-to-terrestrial wired / wireless information and communication technology for train control, An RFID reader for reading the RFID tag information; A communication unit for transmitting operation information including the RFID tag information to the outside and receiving operation information of another train operating separately from the train; And a train control unit for analyzing driving information of the other train to control the traveling speed of the train.

Figure R1020130039711
Figure R1020130039711

Description

RFID를 이용한 열차운행제어시스템{Train Operating Control System using RFID}[0001] The present invention relates to a train operating control system using RFID,

본 발명은 RFID 기술을 이용한 열차운행제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게, 선로에 배치된 RFID 태그에 기록된 RFID 태그의 설치 위치 정보 등을 RFID 리더로 읽어 들여 열차의 운행 속도를 제어하는 열차운행제어시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a train operation control system using RFID technology, and more particularly, to a train operation control system that reads an installation position information of an RFID tag recorded on an RFID tag disposed on a track, Control system.

열차는 고도의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 선행 열차와 후속 열차 사이의 추돌을 방지하기 위해서 선행열차의 위치정보를 후속 열차가 파악하고 제동 제어를 수행한다. 이를 구현하기 위해 현재 지상 선로 변의 궤도회로(Track Circuit)를 통해 열차위치정보를 수집하고 선로 변의 신호기 현시를 통해 후속 열차에 제한속도 정보를 전송한다.A train is a mass transport transportation system in which high safety is a top priority. In order to prevent a collision between a preceding train and a next train, the next train grasps the position information of the preceding train and performs braking control. In order to realize this, the train position information is collected through the track circuit of the current ground line and the limited speed information is transmitted to the following train through the signal display of the line side.

그러나 이러한 열차간격제어를 구현하기 위해서는 선로 변에 수많은 지상설비를 필요로 한다. 즉, 열차위치정보를 파악하기 위해 레일의 일정한 간격으로 궤도회로를 설치하여야 하며, 열차위치정보에 따른 후속 열차에 진행신호를 현시하기 위한 지상 신호기, 신호기 제한속도 이상으로 열차운행 시에 강제로 열차를 정지시키기 위한 열차자동정지장치 등이 설치되며 이를 연동하기 위한 자동폐색장치(Automatic Block System)를 설치하여 운영하고 있다.  However, in order to realize such train spacing control, a lot of ground equipment is required on the track side. That is, a track circuit should be installed at regular intervals of the rails in order to grasp train position information, a ground signal device for displaying a progress signal on a follower train according to train position information, a train forcing a train And an automatic block system for interlocking them are installed and operated.

또한, 열차자동운전을 위해서는 역에서의 정위치 정차와 열차 출발제어 및 가감속 제어를 자동열차운전장치(Automatic Train Operation)를 설치하여야 한다. 이러한 자동열차운전장치의 구성은 열차의 차상 자동열차운전장치설비와 역마다 설치되는 지상 자동열차운전장치설비로 구성되어 있다.In addition, for automatic train operation, an automatic train operation must be installed for stationary stopping in the station, train start control, and acceleration / deceleration control. The configuration of such an automatic train operating apparatus is constituted by an on-board automatic train operating facility of a train and a ground-based automatic train operating facility installed on each station.

이와 같이, 기존의 신호설비는 열차제어를 위해 선로 변에 수많은 설비를 설치하고 정위치 정차 등 열차자동운전을 위해 역마다 역 기능실에 지상 자동열차운전장치설비를 설치해야 하기 때문에 구축비용과 유지보수를 위해 막대한 비용이 소요되고 있다.  In this way, the existing signal facilities require installation of numerous facilities on the railway line for train control, and installation of ground-based automatic train operation equipment in each station function room for automatic operation of trains such as stationary stop, It takes a great deal of money to pay.

도 1은 종래의 열차제어시스템의 각 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional train control system.

종래의 열차제어시스템은 사령실의 열차집중제어장치, 역내 신호기계실의 연동장치, 선로 현장의 궤도회로, 신호기, 선로전환기 및 차량의 차상신호설비로 구성되어 있다. 그리고 열차스케줄에 따라 운행할 수 있도록 분기기 상태정보, 열차의 위치정보를 열차집중제어장치(Centralized Traffic Control)로 전송하여 감시하고 열차진행방향으로 분기기를 전환하도록 선로전환기 제어명령을 현장설비로 전송하고 열차를 운전하는 기관사에게 신호기를 통해 알려준다.Conventional train control systems consist of a centralized control system of the command room, interlocking devices of signaling machine rooms in the region, track circuits on the track, signaling devices, line switching devices and vehicle signaling equipment. And it sends the line status control information to the field facility so that it can be operated according to the schedule of the train, and the position information of the train is transmitted to the Centralized Traffic Control And informs the engineer who drives the train through a signal.

한편, RFID(Radio Frequency Identification)태그를 이용하는 대표선행기술로서, 국내 공개 특허 제10-2010-0083051호가 개시되어 있다. 대표선행기술은 RFID 태그 설치 정보, 선로 정보 등의 고정정보가 저장되며, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 상기 고정정보를 전송하고, 열차시스템과 사령실시스템 사이에서 가변정보와 열차운행정보 교환을 중계하는 선로시스템; 열차에 설치되며, RFID 리더를 포함하여 이루어져, 상기 선로시스템의 RFID 태그와 비접촉 통신을 수행하여 열차 속도 정보, 열차제동 정보 등의 열차운행정보를 RFID 태그로 전송하고, 고정정보와 가변정보를 수신하여 열차 운행을 제어하는 하나 이상의 열차시스템; 및, 원격지에 설치되며, 상기 선로시스템과 유선 통신을 수행하여, 열차운행정보를 수신하여 처리하고, 열차 선로 점유 정보, 열차 제어 정보 등의 가변정보를 상기 선로시스템으로 전송하는 사령실시스템;을 포함하여 구성됨으로써, 정확하고 정밀하게 열차운행을 제어할 수 있고, 원격지에 설치된 사령실시스템에서 열차 운행을 모니터링하고 제어할 수 있으며, 설치, 운영 및 유지 관리비를 낮출 수 있다고 언급하고 있다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0083051 is disclosed as a representative prior art using an RFID (Radio Frequency Identification) tag. The representative prior art includes a plurality of RFID tags which are installed along the railroad track in which fixed information such as RFID tag installation information and line information is stored and performs noncontact communication with the RFID reader of the train system to transmit the fixed information A line system for relaying variable information and train operation information exchange between the train system and the command system; The RFID tag is installed in a train and includes an RFID reader. The RFID tag performs non-contact communication with the RFID tag of the line system to transmit train driving information such as train speed information and train braking information to the RFID tag. One or more train systems for controlling train operations; And a command system installed at a remote place to perform wired communication with the line system to receive and process train operation information and transmit variable information such as train line occupancy information and train control information to the line system It is possible to control the train operation precisely and precisely, to monitor and control the train operation in the remote control system installed in the remote place, and to lower the installation, operation and maintenance cost.

본 발명의 목적은, 열차제어를 위해 첨단 RFID 센서와 차상-지상 간 유무선의 정보통신기술을 접목하여 저비용 고정밀로 열차를 제어하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to control a train at low cost and high precision by combining a state-of-the-art RFID sensor with an information communication technology of a vehicle-to-terrestrial wired /

본 발명에 따른 열차운행제어시스템은 열차의 운행을 제어하기 위한 열차운행제어시스템에 있어서, 선로에 배치된 RFID 태그에 기록된 RFID 태그 정보를 읽어 드리는 RFID 리더; 상기 RFID 태그 정보를 포함하는 운행정보를 외부로 송신하고, 상기 열차와 별개로 운행 중인 타 열차의 운행정보를 수신하기 위한 통신부; 및 수신된 상기 타 열차의 운행정보를 분석하여 상기 열차의 운행속도를 제어하는 운행제어부;를 구비한 열차를 포함한다.The present invention provides a train operation control system for controlling the operation of a train, comprising: an RFID reader for reading RFID tag information recorded on an RFID tag disposed on a railway; A communication unit for transmitting operation information including the RFID tag information to the outside and receiving operation information of another train operating separately from the train; And a train control unit for controlling the traveling speed of the train by analyzing driving information of the other train.

또한, 상기 열차운행제어시스템은 상기 열차와 타 열차 간에 운행정보를 송수신하기 위한 무선 중계기 또는 유선 중계기를 더 포함한다.In addition, the train operation control system further includes a wireless repeater or a wired repeater for transmitting and receiving operation information between the train and another train.

또한, 상기 열차가 터널 내에 위치한 경우, 유선 중계기를 이용하여 상기 운행정보를 송수신한다.In addition, when the train is located in the tunnel, the train information is transmitted / received using a wired repeater.

또한, 상기 유선 중계기가 사용하는 매체는 RCX (Radiax Coaxcial cable)일 수 있다.Also, the medium used by the wireline repeater may be an RCX (Radiax Coaxial cable).

또한, 상기 열차의 운행 속도는 이동폐색방식(Moving Block System)으로 제어할 수 있다.In addition, the traveling speed of the train can be controlled by a moving block system.

또한, 상기 열차는 정차역의 특정 위치에 정차하기 위해, 상기 RFID 태그 정보 및 상기 열차의 속도 정보를 포함한 운행정보를 이용하여 상기 열차의 운행 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the train controls the traveling speed of the train by using driving information including the RFID tag information and the speed information of the train, so as to stop at a specific position in the stopping station.

또한, 정차역에 근접할수록 상기 RFID 태그의 배치 간격이 협소해 질 수 있다.In addition, the closer the station is located, the narrower the arrangement interval of the RFID tags.

또한, 상기 RFID 리더는 송신용 안테나 및 수신용 안테나;를 포함하고,Further, the RFID reader includes a transmitting antenna and a receiving antenna,

RFID 태그로부터 송신되는 신호의 수신율을 향상시키기 위해, 상기 수신용 안테나는 상기 송신용 안테나와 이격하여 배치되거나 또는 서로 다른 지향성을 갖기 위해 송신용 안테나의 방향과 다른 방향으로 배치될 수 있다.In order to improve the reception ratio of the signal transmitted from the RFID tag, the reception antenna may be disposed apart from the transmission antenna, or may be arranged in a direction different from the direction of the transmission antenna so as to have a different directivity.

또한, 상기 RFID 태그는 선로의 경사, 선로의 굴곡, 지반의 상태, 침목의 종류 중 어느 하나 이상의 정보를 저장할 수 있다.In addition, the RFID tag may store information of at least one of a slope of a line, a curvature of a line, a ground condition, and a type of a sleeper.

본 발명에 따르면, 열차제어를 위해 첨단 RFID 센서와 차상-지상 간 유무선 정보통신기술을 접목하여 저비용 고정밀로 열차를 제어할 수 있다.According to the present invention, a high-precision train can be controlled by incorporating an advanced RFID sensor and a vehicle-to-terrestrial wired / wireless information / communication technology for train control at low cost and high accuracy.

도 1은 종래의 열차제어시스템의 각 구성을 표현한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그가 설치된 선로를 지나는 열차를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 개활지 구간에서의 열차 운행과 관련된 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 개활지 및 터널 구간에서의 열차 운행과 관련된 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 열차에 설치된 RFID 안테나를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 열차의 각 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 종래의 정위치 확인용 지상자를 이용하여 정차를 하는 경우 열차 속도와 정차 위치 간의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 RFID 태그를 이용하여 정차하는 경우 열차 속도와 정차 위치 간의 관계를 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing each configuration of a conventional train control system. FIG.
FIG. 2 is a view showing a train passing through a line provided with an RFID tag according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram related to train operation in an open space section according to the present invention.
4 and 5 are diagrams related to train operation in an open space and a tunnel section according to the present invention.
6 is a view illustrating an RFID antenna installed on a train according to the present invention.
7 is a view showing each configuration of a train according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a train speed and a stop position in a case where a stop is performed using a conventional grounding grounding device.
9 is a graph showing the relationship between the train speed and the stop position when the RFID tag is stopped using the RFID tag according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the same reference numerals will be used for the same constituent elements in the drawings, and redundant explanations for the same constituent elements will be omitted.

도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그가 설치된 선로를 지나는 열차를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 열차의 각 구성을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a train passing through a line on which an RFID tag according to the present invention is installed, and FIG. 7 is a view showing each configuration of a train according to the present invention.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 본 열차운행제어시스템은 선로 (200)에 설치된 RFID 태그 (210), RFID 리더 (130) 및 통신부를 구비한 다수 개의 열차를 포함한다.2, the present train operation control system includes a plurality of trains having an RFID tag 210, an RFID reader 130, and a communication unit installed in the line 200.

RFID 태그 (210)는 안테나 (미도시)와 집적회로 (미도시)로 이루어지는데, 집적 회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기인 RFID 리더 (130)에게 정보를 송신한다. 이 정보는 RFID 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용된다.The RFID tag 210 includes an antenna (not shown) and an integrated circuit (not shown). The RFID tag 210 records information in an integrated circuit and transmits information to the RFID reader 130 as a reader through an antenna. This information is used to identify the object to which the RFID tag is attached.

본 발명에서 사용되는 RFID 태그 (210)는 RFID 리더 (130)의 동력만으로 칩의 정보를 읽고 통신하는 수동형(Passive) RFID, 태그에 건전지가 내장되어 있어 칩의 정보를 읽는 데는 그 동력을 사용하고, 통신에는 판독기의 동력을 사용하는 반수동형(Semi-passive) RFID 및 칩의 정보를 읽고 그 정보를 통신하는 데 모두 태그의 동력을 사용하는 능동형(Active) RFID를 가리지 않는다.The RFID tag 210 used in the present invention is a passive RFID that reads and communicates information of a chip only by the power of the RFID reader 130 and a battery is built in the tag so that the power is used to read information of the chip Semi-passive RFID that uses the power of the reader for communication, and Active RFID that uses the power of the tag to both read and communicate information on the chip.

RFID 태그 (210)는 일반적으로 선로 (200)를 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있으며, 정차역과 같이 열차 (100)가 특정 위치에 정확하게 정차해야 할 구간에는 RFID 태그 (210)가 좀 더 촘촘하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 정차역과 정차역 사이의 중간 구간의 경우, 세 개의 침목마다 한 개의 RFID 태그 (210)가 설치될 수 있으나, 정차역에 근접한 구간의 경우, 매 침목마다 RFID 태그 (210)가 설치될 수 있다. 물론 RFID 태그 (210)를, 선로 (200)를 따라 배치할 필요는 없으며, 또한, 침목 상에 배치할 필요도 없다. 열차 (100)의 현재 위치를 파악하기 위해, RFID 태그 (210)를 이용하여 위치정보만을 확보할 수 있도록 RFID 태그 (210)가 설치되면 족하다.The RFID tags 210 may be disposed at regular intervals along the line 200. In a section where the train 100 must stop exactly at a specific position such as a stopping station, the RFID tags 210 are arranged more closely . For example, in the middle section between the station and the station, one RFID tag 210 may be installed for each of the three sleepers, but in the case of a section close to the station, the RFID tag 210 may be installed for each sleeper. have. Of course, it is not necessary to dispose the RFID tag 210 along the line 200, nor to place it on a sleeper. In order to grasp the current position of the train 100, the RFID tag 210 may be installed so that only the positional information can be secured using the RFID tag 210.

RFID 태그 (210)는 RFID 태그 (210) 설치 위치, 선로의 경사, 선로의 굴곡, 지반의 상태, 침목의 종류에 대한 정보를 저장할 수 있다. 본 명세서에서는 RFID 태그 (210) 내의 메모리, 칩, 안테나 등의 통신부에 대한 일반적인 설명은 생략한다.The RFID tag 210 may store information on the installation location of the RFID tag 210, the inclination of the track, the curvature of the track, the ground condition, and the type of the sleeper. In this specification, a general description of a communication unit such as a memory, a chip, and an antenna in the RFID tag 210 is omitted.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 열차운행시스템에 따른 열차 (100)는 차상제어부 (110), 안테나 (120) 및 통신 인터페이스 (125)의 통신부, RFID 리더 (130), 속도검출부 (140), 운행제어부 (150), 제동부 (160), 기본정보저장부 (170)로 구성되어 있다.7, the train 100 according to the train operation system includes a communication unit of the on-board control unit 110, the antenna 120, and the communication interface 125, an RFID reader 130, a speed detection unit 140, a travel control unit 150, a braking unit 160, and a basic information storage unit 170.

차상제어부 (110)는 열차 내 각종 구성을 총괄 제어하는 장치로, 특히, RFID 리더 (130)로부터 읽어드린 정보를 바탕으로 열차를 제어한다. 좀 더 상세하게, 차상 제어부는 RFID 리더 (130)로부터 입력받은 정보 중 열차의 위치정보, 속도검출부 (140)로부터 입력받은 열차의 속도 및 기본정보저장부 (170)로부터 입력받은 열차의 기본정보를 연산하여, 외부로 출력하기 위해 통신 인터페이스 (125)로 출력한다. 또한, 상기 정보들과 타 열차로부터 제공받은 정보들을 기초로 열차를 감가속하기 위해 운행제어부 (150)로 제어신호를 출력한다.The on-board control unit 110 controls the various components in the train, and controls the train on the basis of the information read from the RFID reader 130 in particular. More specifically, the on-board control unit receives the position information of the train, the speed of the train input from the speed detection unit 140, and the basic information of the train received from the basic information storage unit 170 among information received from the RFID reader 130 And outputs it to the communication interface 125 for output to the outside. In addition, the control unit 150 outputs a control signal to the operation control unit 150 to reduce the train based on the information and the information provided from another train.

열차의 기본정보는 열차의 길이, 무게, KTX나 새마을호 등의 열차의 종류, 여객이나 화물용 등의 열차의 용도, 모터나 엔진 방식의 원동 방법, 열차 제작 연식 등의 정보가 포함될 수 있다.The basic information of the train can include information such as the length of the train, the weight, the type of train such as KTX or Saemaulho, the use of trains such as passenger or cargo, the driving method of the motor or the engine type,

통신부의 안테나 (120)는 열차 상에 설치되는 무선 통신 기능을 수행하는 것으로, 열차에서 연산된 정보를 타 열차에 제공하는 역할을 한다. 한편, 통신 인터페이스 (125)는 차상제어부 (110)와 안테나 (120)를 인터페이싱하는 역할을 한다.The antenna 120 of the communication unit performs a wireless communication function installed on the train, and serves to provide information calculated by the train to other trains. On the other hand, the communication interface 125 serves to interface the onboard controller 110 and the antenna 120.

속도검출부 (140)는 열차의 속도를 검출하는 역할을 하며, 운행제어부 (150)는 차량의 위치정보, 속도정보, 기본정보 등을 기초로 열차의 가속과 감속을 결정한다. 제동부 (160)는 일반적으로 열차에 설치된 브레이크가 될 수 있다. 마지막으로 기본정보저장부 (170)는 상기 언급된 열차의 기본정보가 저장된다. 기본정보는 언제든지 사용자 조작에 의해 변경될 수 있다. 예컨대, 열차의 길이나 용도는 열차의 운행 시마다 사용자의 조작에 의해 달라질 수 있다.The speed detector 140 detects the speed of the train, and the operation controller 150 determines the acceleration and deceleration of the train based on the position information, the speed information, and the basic information of the vehicle. The braking section 160 may be a brake typically installed on a train. Finally, the basic information storage unit 170 stores basic information of the aforementioned train. Basic information can be changed at any time by user operation. For example, the length and purpose of a train can be changed by a user's operation at every train operation.

도 2를 참조하여 본 발명의 따른 일 실시 예에 따르면, 제1 열차 (100A)와 제2 열차 (100B)가 중계기 (300)를 통하지 않고 각각에 설치된 안테나 (120)를 통해 직접 통신할 수 있다. 물론, 열차에서 출력된 정보들을 중계기 등을 통해 열차집중제어장치 (미도시)에 전달될 수 있다. 좀 더 상세하게, 후속하는 제2 열차 (100B)의 차상제어부 (110)는 선행하는 제1 열차 (100A)의 위치정보 및 속도, 제2 열차의 위치정보 및 속도 등을 기초로, 제1 열차의 위치를 열차 목표지점으로 설정하고 열차제동거리를 고려하여 제한속도곡선을 연산하므로 차상 제어부에 의해 열차 스스로 운행 간격을 조정하는 이동폐색(Moving Block)을 구현할 수 있다. 이와 같은 이동폐색방식(Moving Block System)은, 역과 역 간을 열차 운전시격에 적합하도록 1구간 또는 여러 개의 구간으로 분할하고 신호현시별 속도 단계를 설정하여 폐색 구간의 열차 점유 상태에 따라 지정된 신호현시 패턴으로 운전하는 단계별 속도코드 전송방식의 고정폐색방식(Fixed Block System) 보다 동일 간격의 선로에 더 많은 열차를 투입할 수 있다.2, according to an embodiment of the present invention, the first train 100A and the second train 100B can directly communicate with each other through the antenna 120 installed in each of them without passing through the repeater 300 . Of course, information output from the train can be transmitted to a train centralized control apparatus (not shown) through a repeater or the like. More specifically, the following on-board control section 110 of the second train 100B, based on the position information and speed of the preceding first train 100A, position information and speed of the second train, The moving speed of the train can be controlled by the on-board controller so that the moving distance of the train itself can be adjusted by setting the position of the train as the target point of the train and calculating the speed limit curve in consideration of the train braking distance. Such a moving block system divides the station and the station into one section or several sections so as to be suitable for the operation of the train operation, sets the speed stage for each signal display, It is possible to input more trains to the same interval line than the fixed block system of the step speed code transmission method which operates with the pattern.

도 3은 본 발명에 따른 앞이 막힘 없이 탁 트인 개활지 구간에서의 열차 운행과 관련된 도면이다. 도 1 및 도 2 와 차이를 중심으로 설명한다. 도 3에서 보는 바와 같이, 선행하는 제1 열차 (100A)와 후속하는 제2 열차 (100B) 간의 간격이 차상에 설치된 통신부 (미도시)로 커버할 수 없을 정도로 벌어진 경우에, 제1 열차 (100A) 및 제2 열차 (100B)는 중계기 (300)를 통하여 통신한다. 제1 열차 (100A) 및 제2 열차 (100B) 간을 중계하기 위해 방사형 동축 케이블(Radiax Cable)만을 사용하는 경우, 선로 주변에 케이블을 설치해야 하기 때문에 비용 발생이 심하다. 이에 반해 본 발명과 같이 신호간섭이 적은 개활지에서는, 방사형 동축 케이블 대신 무선 중계기를 설치하여 열차 간의 통신을 제공할 수 있다. 이를 같은 무선 중계기 사용을 통해 전체 시스템 구축 비용을 대폭 축소시킬 수 있다.FIG. 3 is a diagram related to the train operation in the open section of the open space without clogging the front according to the present invention. 1 and Fig. 2 will be mainly described. 3, when the distance between the preceding first train 100A and the succeeding second train 100B is such that the distance between the preceding first train 100A and the following second train 100B can not be covered by a communication unit (not shown) installed on the vehicle, And the second train 100B communicate through the repeater 300. [ In the case of using only a radial coaxial cable for relaying between the first train 100A and the second train 100B, a cable is required to be installed around the line, which causes a great deal of cost. On the contrary, in the open space with low signal interference as in the present invention, a wireless repeater can be installed in place of the radial coaxial cable to provide communication between the trains. The use of such a wireless repeater can significantly reduce the overall system construction cost.

도 4는 본 발명에 따른 개활지 및 터널 구간에서의 열차 운행과 관련된 도면이다. 도 3과 차이를 중심으로 설명한다. 도 4에서 보는 바와 같이, 선행하는 제1 열차 (100A)는 터널 구간을 빠져나갔고, 후행하는 제2 열차 (100B)는 터널 (1000) 구간에 진입하기 전이다. 일반적으로 터널 구간은 전파의 파형 특성 및 지형 지물의 방해로 무선 통신이 원활하지 않다. 그러므로 터널 구간 혹은 급곡선 및 급구배 구간에서는 무선 통신 외에도 방사형 동축 케이블의 유선 중계를 추가하여 제1 열차 (100A)와 제2 열차 (100B) 간의 결점 없는 통신을 보장할 수 있다. 도 4에서 보는 바와 같이, 제1 열차 (100A)와 제2 열차 (100B)는 터널 구간에서 유선을 통해 통신하고, 터널 밖에서 무선을 통해 통신한다.FIG. 4 is a diagram related to train operation in an open space and a tunnel section according to the present invention. The difference from FIG. 3 will be mainly described. As shown in FIG. 4, the preceding first train 100A has passed through the tunnel section, and the trailing second train 100B is before entering the tunnel 1000 section. Generally, radio communication is not smooth due to the waveform characteristics of radio waves and obstacles of terrain. Therefore, in the tunnel section or the quadratic curve section and the emergency section, wired repeating of the radial coaxial cable can be added in addition to the wireless communication to ensure faultless communication between the first train 100A and the second train 100B. As shown in FIG. 4, the first train 100A and the second train 100B communicate with each other through a wired line in a tunnel section and communicate wirelessly outside a tunnel.

도 5는 본 발명에 따른 개활지 및 터널 구간에서의 열차 운행과 관련된 도면이다. 도 5에서 보는 바와 같이, 후행하는 제2 열차 (100B)가 터널 구간을 운행 시에, 제2 열차 (100B)는 터널 (1000) 내에 설치된 안테나 (350)와 통신하여 신호를 송수신하고, 다시 상기 안테나 (350)에 송수신된 신호는 터널 (1000) 구간 밖까지 유선 (400)을 통해 송수신된다. 이후 상기 신호는 다시 터널 밖에 설치된 안테나 (300)를 통해 제1 열차와 송수신된다. 이러한 동작은 제2 열차 (100B)와 제2 열차를 후행하는 제3 열차(미도시) 간에도 발생할 수 있다.FIG. 5 is a diagram related to train operation in an open space and a tunnel section according to the present invention. As shown in FIG. 5, when the trailing second train 100B travels in the tunnel section, the second train 100B communicates with the antenna 350 installed in the tunnel 1000 to transmit and receive signals, Signals transmitted to and received from the antenna 350 are transmitted and received to the outside of the tunnel 1000 through the wired line 400. Thereafter, the signal is transmitted / received to / from the first train through the antenna 300 installed outside the tunnel. Such an operation may occur between the second train 100B and a third train (not shown) that trails the second train.

도 6은 본 발명에 따른 열차에 설치된 RFID 안테나를 나타낸 도면이다.6 is a view illustrating an RFID antenna installed on a train according to the present invention.

일반적으로 고속철도의 경우 시속 300킬로미터로 운행하기 때문에, 실제 열차 내 설치된 RFID 리더 (130)가 RFID 태그 (210)를 읽어낼 수 있는 시간이 매우 짧다. 그러므로 고속철도에서 RFID 신호의 인식률이 상당히 떨어질 수 있으며, 이런 낮은 인식률은 열차의 제동거리 연산에 악영향을 미친다.Generally, in the case of high-speed railway, the time required for the RFID reader 130 installed in a train to read the RFID tag 210 is very short. Therefore, the recognition rate of the RFID signal in the high-speed rail can be significantly lowered, and such a low recognition rate adversely affects the calculation of the braking distance of the train.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 RFID 리더는 RFID 태그에서 반사되는 수신신호를 읽어들이는 범위를 넓혀 고속 철도에서도 RFID 태그 신호를 정확히 인식할 수 있다. 더욱 상세하게, 본 발명에 따른 RFID 리더 (130)는 송신용 안테나 (131)와 수신용 안테나 (133)를 포함하여 구성된다. 열차의 운행 속도를 고려하여 수신용 안테나 (133)의 방향을 송신용 안테나 (131)의 방향과 다르게 틀어서 설치한다. 열차가 고속으로 운행되기 때문에, RFID 태그에 신호를 송신하는 송신용 안테나 (131)의 절대 위치는 상기 신호를 수신하는 수신용 안테나 (133)의 절대 위치와 서로 다를 수 있다. 그러므로 이러한 거리 차이를 고려하여, 수신용 안테나 (133)의 방향을 RFID 태그 쪽으로 틀어 RFID 리더의 신호 수신율을 높일 수 있다. 이때, 수신용 안테나 (133)의 방향은 반드시 고정될 필요는 없으며, 열차의 속도에 따라 안테나의 방향을 변경하여도 무방하다.As shown in FIG. 6, the RFID reader according to the present invention can read the RFID tag signal even in a high-speed railway by enlarging the range of reading the received signal reflected from the RFID tag. In more detail, the RFID reader 130 according to the present invention includes a transmitting antenna 131 and a receiving antenna 133. The direction of the receiving antenna 133 is set differently from the direction of the transmitting antenna 131 in consideration of the traveling speed of the train. The absolute position of the transmitting antenna 131 transmitting a signal to the RFID tag may be different from the absolute position of the receiving antenna 133 receiving the signal because the train is traveling at a high speed. Therefore, considering the distance difference, the direction of the receiving antenna 133 may be turned toward the RFID tag to increase the signal reception rate of the RFID reader. At this time, the direction of the receiving antenna 133 is not necessarily fixed, and the direction of the antenna may be changed according to the speed of the train.

또한, 본 발명은 열차를 정차역의 정확한 위치에 정차시키는 것에 이용될 수 있다. 예컨대, 열차가 정차역에 진입 시 기존의 지점 신호용 지상자 또는 정위치 확인용 지상자 대신 본 발명에 따른 RFID 태크 정보와 차상제어부의 선로데이터베이스 정보를 이용하여 열차를 정위치에 정차시킬 수 있다. 또한, 더욱 정밀한 열차 제어를 위해, 정차역에 근접할수록 상기 RFID 태그를 더욱 촘촘히 설치할 수 있다. 일반 구간에서는 매 침목 상에 RFID 태그를 설치하나 정차역에 근접한 구간에서는 침목과 침목 사이에도 RFID 태그를 설치하여 좀 더 센싱 정밀도를 높일 수 있다. Further, the present invention can be used for stopping a train at an accurate position of a stationary station. For example, when the train enters the station, the train can be stopped at the correct position by using the RFID tag information according to the present invention and the line database information of the on-board control unit instead of the existing branch point signal paper box or correct positioning paper box. Further, in order to control the train more precisely, the closer the RFID tag is to the station, the more closely the RFID tag can be installed. In general section, RFID tag is installed on every sleeping area, but in the section close to the station, the RFID tag can be installed between the sleepers and the sleepers to increase the sensing accuracy.

도 8은 종래의 정위치 확인용 지상자를 이용하여 정차하는 경우 열차 속도와 정차 위치 간의 관계를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 RFID 태그를 이용하여 정차하는 경우 열차 속도와 정차 위치 간의 관계를 도면이다. 도 8에서 보는 바와 같이, 종래의 경우는 정밀도가 떨어지기 때문에 열차의 속도를 정확히 제어할 수 없어, 열차를 원하는 위치에 정확히 정차시킬 수 없다. 이에 반해, 본 발명은 도 9에서 보는 바와 같이, 열차의 속도 상승 구간과 하강 구간, 그리고 일정 속도 유지 구간에 급격한 변곡이 없어 저크율을 향상시킬 수 있어 승차감을 크게 개선할 수 있다.FIG. 8 is a graph showing a relationship between a train speed and a stop position when the conventional stationary landing gear is used, FIG. 9 is a graph showing a relationship between a train speed and a stop position when the vehicle is stationary using the RFID tag according to the present invention. FIG. As shown in FIG. 8, in the conventional case, since the accuracy is lowered, the speed of the train can not be precisely controlled, and the train can not be accurately stopped at a desired position. In contrast, as shown in FIG. 9, the present invention can improve the ride quality because the jerk rate can be improved because there is no abrupt change in the speed rise period, the fall period, and the constant speed maintenance period of the train.

이상으로, 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 상기 설명 및 도시대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니다. 아울러 본 발명의 기술적 사상의 범주를 일탈하지 않는 범위 내에서 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 모든 적절한 변경 및 수정이 가해진 발명 및 본 발명의 균등물에 속하는 발명들도 본 발명에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, it is to be understood that the invention encompasses all such changes and modifications as come within the scope of the appended claims.

100: 열차
120: 안테나
125: 통신인터페이스
130: RFID 리더
131: 송신용 안테나
133: 수신용 안테나
140: 속도검출부
150: 운행제어부
160: 제동부
170: 기본정보저장부
200: 선로
210: RFID 태그
300: 중계기
400: 케이블
1000: 터널
100: Train
120: antenna
125: Communication interface
130: RFID reader
131: transmitting antenna
133: Antenna for reception
140: Speed detector
150:
160:
170: Basic information storage unit
200: track
210: RFID tag
300: repeater
400: Cable
1000: Tunnel

Claims (9)

열차의 운행을 제어하기 위한 열차운행제어시스템에 있어서,
선로에 배치된 RFID 태그에 기록된 RFID 태그 정보를 읽어 드리는 RFID 리더;
상기 RFID 태그 정보를 포함하는 운행정보를 외부로 송신하고, 상기 열차와 별개로 운행 중인 타 열차의 운행정보를 수신하기 위한 통신부; 및
수신된 상기 타 열차의 운행정보를 분석하여 상기 열차의 운행속도를 제어하는 운행제어부;를 구비한 열차를 포함하되,
상기 RFID 리더는 송신용 안테나 및 수신용 안테나;를 포함하고, RFID 태그로부터 송신되는 신호의 수신율을 향상시키기 위해서 상기 수신용 안테나는 상기 송신용 안테나와 이격하여 배치되거나 또는 서로 다른 지향성을 갖기 위해 송신용 안테나의 방향과 다른 방향으로 배치되며,
상기 운행제어부는 상기 열차에 구비되어 있는 기본정보저장부로부터 입력되는 열차 길이, 무게, 종류, 용도 및 원동 방법, 연식 중 적어도 어느 하나를 포함하는 열차기본정보를 더 이용하여 상기 열차의 감/가속 여부를 결정하고,
터널 구간 운행시에는, 상기 열차가 터널 내에 설치된 안테나와 통신하여 신호를 송수신한 후, 상기 터널 내에 설치된 안테나에 송수신된 신호를 터널 구간 밖으로 유선을 통해 송수신하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
1. A train operation control system for controlling the operation of a train, comprising:
An RFID reader for reading RFID tag information recorded on an RFID tag disposed on a track;
A communication unit for transmitting operation information including the RFID tag information to the outside and receiving operation information of another train operating separately from the train; And
And a driving control unit for controlling the speed of the train by analyzing driving information of the received other train,
In order to improve the reception ratio of a signal transmitted from the RFID tag, the reception antenna may be disposed apart from the transmission antenna, or may be arranged to be spaced apart from the transmission antenna, And is arranged in a direction different from the direction of the credit antenna,
The operation control unit further uses train basic information including at least one of a train length, a weight, a type, an application, a driving method, and a model inputted from a basic information storage unit provided in the train, And,
Wherein the train communicates with an antenna installed in a tunnel to transmit and receive a signal and then transmits and receives a signal transmitted and received to and from a tunnel installed in the tunnel through a wire, system.
제1 항에 있어서,
상기 열차운행제어시스템은 상기 열차와 타 열차 간에 운행정보를 송수신하기 위한 무선 중계기 또는 유선 중계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the train operation control system further comprises a wireless repeater or a wireline repeater for transmitting and receiving operation information between the train and another train.
제2 항에 있어서,
상기 열차가 터널 내에 위치한 경우, 유선 중계기를 이용하여 상기 운행정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
3. The method of claim 2,
And when the train is located in the tunnel, the traveling information is transmitted and received using a wireline repeater.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 유선 중계기가 사용하는 매체는 RCX (Radiax Coaxcial cable)인 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the medium used by the wire line repeater is an RCX (Radiax Coaxial cable).
제1 항에 있어서,
상기 열차의 운행 속도는 이동폐색방식(Moving Block System)으로 제어하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the traveling speed of the train is controlled by a moving block system.
제1 항에 있어서,
상기 열차는 정차역의 특정 위치에 정차하기 위해, 상기 RFID 태그 정보 및 상기 열차의 속도 정보를 포함한 운행정보를 이용하여 상기 열차의 운행 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the train controls the travel speed of the train using the travel information including the RFID tag information and the speed information of the train so as to stop at a specific position of the stop station.
제6 항에 있어서,
정차역에 근접할수록 상기 RFID 태그의 배치 간격이 협소해지는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 6,
And the arrangement interval of the RFID tags becomes narrower as they approach the stopping station.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 RFID 태그는 선로의 경사, 선로의 굴곡, 지반의 상태, 침목의 종류 중 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 RFID를 이용한 열차운행제어시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the RFID tag stores information of at least one of an inclination of a line, a curvature of a line, a ground condition, and a type of a sleeper.
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