본 논문에서는 기존의 궤도회로(Track Circuit)를 이용하는 FBS의 설비측면에서 단락감도 및 선로변 설비(지상설비)의 규모에 따른 유지보수의 증가 등의 문제점을 극복하고, 차량간 간격을 근접시키기 위한 열차제어 개념인 MBS의 구현에 따른 무인운전기술의 가능성을 검증하였다. MBS에 의한 열차 운전은 중앙국에서 열차의 위치를 실시간으로 알 수 있어 선행열차의 정보를 후속열차에 직접 전달할 수 있으므로 시격(Headway)단축이 가능해지고 그에 따라 수송수요 증대와 불필요한 가.감속을 방지할 수 있다. 이와 더불어 지상설비를 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 승객서비스 향상 및 승차감 향상 등의 이점을 제공한다.
본 논문에서는 기존의 궤도회로(Track Circuit)를 이용하는 FBS의 설비측면에서 단락감도 및 선로변 설비(지상설비)의 규모에 따른 유지보수의 증가 등의 문제점을 극복하고, 차량간 간격을 근접시키기 위한 열차제어 개념인 MBS의 구현에 따른 무인운전기술의 가능성을 검증하였다. MBS에 의한 열차 운전은 중앙국에서 열차의 위치를 실시간으로 알 수 있어 선행열차의 정보를 후속열차에 직접 전달할 수 있으므로 시격(Headway)단축이 가능해지고 그에 따라 수송수요 증대와 불필요한 가.감속을 방지할 수 있다. 이와 더불어 지상설비를 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 승객서비스 향상 및 승차감 향상 등의 이점을 제공한다.
In this paper, we verify the driverless operation possibility of MBS, which could overcome the defects of conventional track-circuit-based FBS, such as additional needs of maintenance and others problems according to short-circuit sensibility and, and which could allow the minimal interval between t...
In this paper, we verify the driverless operation possibility of MBS, which could overcome the defects of conventional track-circuit-based FBS, such as additional needs of maintenance and others problems according to short-circuit sensibility and, and which could allow the minimal interval between trains. With MBS, we can expect the reduction of headway, then the increase of transportation demand, and the protection of unnecessary speed variation because it allows the real time detection of train position from central office, and direct transmission of data between preceding trains and the following ones. In addition, it is possible to reduce the number of wayside-equipment substantially, to improve the passenger service, and to the achieve the positive economic effects by comfortable ride.
In this paper, we verify the driverless operation possibility of MBS, which could overcome the defects of conventional track-circuit-based FBS, such as additional needs of maintenance and others problems according to short-circuit sensibility and, and which could allow the minimal interval between trains. With MBS, we can expect the reduction of headway, then the increase of transportation demand, and the protection of unnecessary speed variation because it allows the real time detection of train position from central office, and direct transmission of data between preceding trains and the following ones. In addition, it is possible to reduce the number of wayside-equipment substantially, to improve the passenger service, and to the achieve the positive economic effects by comfortable ride.
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가설 설정
② 연속적이며, 양방향성 차상-지상간 무선 데이터 통신을 수행한다. ③ 차상 및 지상 장치에는 바이탈 기능이 있다. 아울러 자동 무인운전에서의 필요조건으로는 “① 무인운전이기 때문에 통상, 운전사가 조작할 필요가 있는 차량기기를 지령실에서 원격 조작한다.
제안 방법
ATO지상자로부터 정보를 수신하여 정위치 정지패턴생성과 거리보정을 한다. 정위치 정지패턴을 판정하여 가감속도지령을 차량의 구동장치에 출력한다.
CBTC 역컴퓨터에서 속도제어지령 등의 정보를 수신하고, 속도센서(TG)의 정보와 비교하여 열차가 안전한 속도로 주행하고 있는가 속도검사를 한다. 속도를 초과한 것으로 판정되었을 때는 제동제어지령을 제동제어장치에 출력한다.
본 논문에서는 기존의 TOA응용을 적용하여 시스템의 무인운전과 연계·적용하여 무인운전 기능을 구현함으로써 적용성을 검증하였다.
본 시험은 무인모드(ATO무인)로 수행하였으며 시험선의 D역을 출발하여, B역, A역을 도착역으로 하여, 각각의 역에서는 3-5초간 정차하여 통상운행패턴으로 운전하여 차상 CBTC에서의 신호를 계측하였다.
세계최초로 TOA 기반의 위치검출방식으로 무인운전을 구현하였다. 안전과 관련한 열차운전보안에 관계되는 신호시스템 하부 장치의 무선 기술적용은 페일-세이프(Fail-safe)의 확보가 어렵기 때문에 일부분에 한정되어 있다.
이를 바탕으로 시스템 기본사양을 각 하부 시스템인 ATP(Automatic Train Control Protection), ATO(Automatic Train Operation), ATS(Automatic Train Supervision)로 구분하여 기능을 설정하였으며, TOA(Time of Arrival)는 전파통신을 기초로 한 방법으로 차량에 부착되어 있는 이동국과 지상에 고정되어 있는 지상국간 통신을 통해 차량의 위치를 검지하고 그 정보를 계산하여 사용하는 방법으로 그림 1, 2에서 검지 및 결정하는 방법을 나타내었다[12].
성능/효과
CBTC 신호시스템을 운영측면에서 검토했을 때 필요한 안전성, 신뢰성 및 효율성을 충족시킬 수 있는 요구사항을 도출하였다. ① 궤도회로와 상관없이 고정밀도의 열차 위치를 결정한다.
그러나 신호시스템에 무선기술을 적용하여 이동 폐색을 구현하여 위치 추적을 하면 선로변 지상설비에 소요되는 비용 및 유지보수 비용측면에서 경제적이며 저비용으로 간격제어의 실현이 가능함과 각 주행 운전 모드별(자동, 수동 등)뿐만 아니라 무인운전에 필요한 자동출발, 자동가속·감속운전, 정밀정차, 출입문·플랫폼도어 자동 개·폐와 연계하여 운전이 가능함을 확인하였다.
후속연구
그러나 신호시스템에 무선기술을 적용하여 이동 폐색을 구현하여 위치 추적을 하면 선로변 지상설비에 소요되는 비용 및 유지보수 비용측면에서 경제적이며 저비용으로 간격제어의 실현이 가능함과 각 주행 운전 모드별(자동, 수동 등)뿐만 아니라 무인운전에 필요한 자동출발, 자동가속·감속운전, 정밀정차, 출입문·플랫폼도어 자동 개·폐와 연계하여 운전이 가능함을 확인하였다. 더불어 차후 실용화를 위해서는 신뢰성 확보가 중요하므로 국제규격에 준하는 주행시험을 지속하여야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
신호시스템에 무선기술을 적용하여 이동 폐색을 구현하여 위치 추적하는 방법의 장점은 무엇인가?
안전과 관련한 열차운전보안에 관계되는 신호시스템 하부 장치의 무선 기술적용은 페일-세이프 (Fail-safe)의 확보가 어렵기 때문에 일부분에 한정되어 있다. 그러나 신호시스템에 무선기술을 적용하여 이동 폐색을 구현하여 위치 추적을 하면 선로변 지상설비에 소요되는 비용 및 유지보수 비용측면에서 경제적이며 저비용으로 간격제어의 실현이 가능함과 각 주행 운전 모드별(자동, 수동 등)뿐만 아니라 무인운전에 필요한 자동 출발, 자동가속․감속운전, 정밀정차, 출입문․플랫폼도어 자동 개․폐와 연계하여 운전이 가능함을 확인하였다. 더불어 차후 실용화를 위해서는 신뢰성 확보가 중요하므로 국제규격에 준하는 주행시험을 지속하여야 할 것이다.
자동 무인운전의 필요조건은 무엇인가?
③ 차상 및 지상 장치 에는 바이탈 기능이 있다. 아울러 자동 무인운전에서의 필요조건으로는 “① 무인운전이기 때문에 통상, 운전사가 조작할 필요가 있는 차량기기를 지령실에서 원격 조작한다. ② 운전사가 각종 조작을 위해 필요한 차량기기의 표시를 지령실에 전송한다.”이며, 운전대의 조건은 위치(방향)조건, 운전모드 스위치 조건, 비상브레이크 취급 조건, ATO 출발 조건 등을 명확히 설정하여야 한다.
운영 측면에서 검토했을 때, CBTC 신호시스템의 안전성, 신뢰성 및 효율성을 충족시킬 수 있는 요건은 무엇인가?
CBTC 신호시스템을 운영측면에서 검토했을 때 필요한 안전성, 신뢰성 및 효율성을 충족시킬 수 있는 요구사 항을 도출하였다. ① 궤도회로와 상관없이 고정밀도의 열차 위치를 결정한다. ② 연속적이며, 양방향성 차상-지상간 무선 데이터 통신을 수행한다. ③ 차상 및 지상 장치 에는 바이탈 기능이 있다. 아울러 자동 무인운전에서의 필요조건으로는 “① 무인운전이기 때문에 통상, 운전사가 조작할 필요가 있는 차량기기를 지령실에서 원격 조작한다.
E. Nishinaga, J. A. Evans, and G. L. Mayhew, "Wireless Advanced Automatic Train Control", ASME/IEEE Joint Proceedings of the Railroad Conference, pp.31-46, March 1994.
G. L. Mayhew and D. S. Long, "Contribution of Vehicle Location Technology to Transit Headway Minimization", IEEE Vehicular Technology Conference, pp.356-359, May 1993.
G. L. Mayhew, J. A. Kivett, J. G. Himes, and J. A. Evans, "Application of Radio Navigation Technology to Advanced Automatic Train Control", IEEE Position Location and Navigation Symposium, pp.217 - 224, April 1994.
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