KR102771143B1

KR102771143B1 - Autonomous driving system using railway signals and the method using it

Info

Publication number: KR102771143B1
Application number: KR1020240035186A
Authority: KR
Inventors: 김용민
Original assignee: 합자회사 부원전기
Priority date: 2024-03-13
Filing date: 2024-03-13
Publication date: 2025-02-24
Anticipated expiration: 2044-03-13

Abstract

본 발명은 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치, 철도 시스템 및 감시 및 제어 시스템을 포함하는 통신 기반 열차 제어 시스템을 통해 자율주행 중 발생 가능한 다양한 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하고, 이를 통해 열차의 반응을 예측함으로써 안전성과 효율성을 극대화하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a communication-based train control system using railway signals, and more specifically, to a communication-based train control system including an autonomous driving device, a railway system, and a monitoring and control system connected to a network, which models various operating conditions that may occur during autonomous driving, generates real-time data, and predicts the response of a train using the data, thereby maximizing safety and efficiency.

Description

{Autonomous driving system using railway signals and the method using it}

본 발명은 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치, 철도 시스템 및 감시 및 제어 시스템을 포함하는 통신 기반 열차 제어 시스템을 통해 자율주행 중 발생 가능한 다양한 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하고, 이를 통해 열차의 반응을 예측함으로써 안전성과 효율성을 극대화하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a communication-based train control system using railway signals, and more specifically, to a communication-based train control system including an autonomous driving device, a railway system, and a monitoring and control system connected to a network, which models various operating conditions that may occur during autonomous driving, generates real-time data, and predicts the response of a train using the data, thereby maximizing safety and efficiency.

종래의 철도 시스템은 고정된 철도 (제어) 신호와 제한된 데이터 분석에 의존해 운영되어 왔다.
이러한 시스템들은 실시간으로 변화하는 운영 조건이나 예기치 않은 상황에 대한 적응력이 부족했다.
주로 사전에 정의된 규칙을 기반으로 열차를 운영하며, 이는 열차 간의 안전한 거리 유지나 경로 변경과 같은 동적인 상황 대응에 큰 한계를 가진다. 특히, 장애 상황 발생 시 신속하고 정확한 대응이 어려워 사고 위험을 증가시키는 원인이 되기도 했다.
또한, 종래의 철도 시스템은 열차 운행의 효율성을 극대화하는 데 있어서도 제약을 받았다.
열차 운행 스케줄은 주로 경험적 데이터나 과거의 운행 패턴에 기반하여 계획되었기 때문에, 운행 중에 발생할 수 있는 다양한 변수를 실시간으로 반영하는 데 한계가 있었다. 이로 인해 운행 지연이나 열차 혼잡 같은 문제가 자주 발생했으며, 승객의 만족도 저하와 운영 비효율을 초래했다.
감시 및 제어 기능에 있어서도 종래의 시스템은 중앙집중식 제어에 의존하는 경우가 많았고, 이는 전체 시스템의 유연성을 제한했다.
통신 기술이나 데이터 분석 기술의 발달에도 불구하고 이러한 기술들을 철도 시스템의 운영에 효과적으로 통합하는 데는 여러 제약이 있었다. 결과적으로, 종래의 철도 시스템은 안전성, 효율성, 그리고 유연성 측면에서 현대적 요구사항을 충족시키는 데 한계가 있었다.
이러한 배경 속에서 제안된 통신 기반 열차 제어 시스템은 종래의 철도 시스템이 가진 이러한 제약을 극복하고, 철도 운영의 새로운 패러다임을 제시한다.
따라서, 실시간 데이터 분석과 예측 모델링을 통해 열차의 운행을 최적화하고, 통신 기반의 동적 제어 기능을 통해 열차 간의 안전한 운행을 보장함으로써, 종래의 시스템에서는 불가능했던 고도의 안전성과 효율성을 실현한다.Conventional railway systems have operated based on fixed railway (control) signals and limited data analysis.
These systems lacked the ability to adapt to real-time changing operating conditions or unexpected situations.
Trains are mainly operated based on predefined rules, which has significant limitations in responding to dynamic situations such as maintaining a safe distance between trains or changing routes. In particular, it has also increased the risk of accidents because it is difficult to respond quickly and accurately when a problem occurs.
Additionally, conventional railway systems were limited in maximizing the efficiency of train operation.
Train operation schedules were mainly planned based on empirical data or past operation patterns, so there were limitations in reflecting various variables that could occur during operation in real time. This frequently caused problems such as delays or train congestion, resulting in reduced passenger satisfaction and operational inefficiency.
In terms of monitoring and control functions, conventional systems often relied on centralized control, which limited the flexibility of the overall system.
Despite the advancements in communication technology and data analysis technology, there have been several limitations in effectively integrating these technologies into the operation of the railway system. As a result, the existing railway system has had limitations in meeting modern requirements in terms of safety, efficiency, and flexibility.
Against this backdrop, the proposed communication-based train control system overcomes the limitations of conventional railway systems and presents a new paradigm for railway operation.
Therefore, by optimizing train operation through real-time data analysis and predictive modeling and ensuring safe operation between trains through communication-based dynamic control functions, it realizes a high level of safety and efficiency that was impossible with conventional systems.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치, 철도 시스템, 및 감시 및 제어 시스템을 포함하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템은 자율 주행 중 발생 가능한 복수개의 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하고, 실제 운영 데이터를 제공하며, 수집된 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하여 철도 안전을 유지하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to improve the aforementioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a communication-based train control system using railway signals, which includes an autonomous driving device, a railway system, and a monitoring and control system connected to a network, which models a plurality of operating conditions that may occur during autonomous driving to generate real-time data, provides actual operating data, and performs real-time monitoring and control commands based on the collected data to maintain railway safety.
In addition, according to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide a communication-based train control system using railway signals.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치, 철도 시스템, 및 감시 및 제어 시스템을 포함하고, 상기 자율주행장치는 자율 주행 중 발생 가능한 복수개의 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하며, 철도 시스템은 실제 운영 데이터를 제공하며, 감시 및 제어 시스템은 자율주행장치및 철도 시스템으로부터 수집된 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하여 철도 안전을 유지하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 있어서, 상기 자율주행장치는 철도 시스템으로 부터 전달받은 현재 상태에 기반하여 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측함으로써 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 실시간 주행 데이터를 생성하고, 상기 철도 시스템은 실제 운행 데이터를 자율주행장치에 제공하여 현재 상태를 전달하며, 상기 감시 및 제어 시스템은 자율주행장치 및 철도 시스템으로부터 수집된 데이터를 기반으로 열차의 자율 주행을 위한 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행한다.
상기 감시 및 제어 시스템은 열차 간 통신기반 간격제어 상황인지 및 판단과 동적경로 제어를 위한 가상연결 장치;를 더 포함한다.
상기 감시 및 제어 시스템은 가상연결된 열차간의 무결성을 인지하여 추돌을 방지하는 한편성의 열차처럼 운행되도록 간격제어와 분기제어를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치;를 더 포함한다.
상기 감시 및 제어 시스템은 생성한 스케줄에 의해 선행열차와 가상연결을 해제한 경우, 가상연결이 해제된 열차는 독립된 열차로 자신의 속도프로파일에 의해서 운행 되도록 제어 하는 독립 제어 장치;를 더 포함한다.
본 발명에서 자율주행장치가 철도 시스템으로 부터 전달받은 현재 상태에 기반하여 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측함으로써 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 실시간 주행 데이터를 생성하는 단계;
철도 시스템이 실제 운행 데이터를 자율주행장치에 제공하여 현재 상태를 전달하는 단계;
감시 및 제어 시스템이 자율주행장치 및 철도 시스템으로부터 수집된 데이터를 기반으로 열차의 자율 주행을 위한 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하는 단계;를 포함한다.
상기 감시 및 제어 시스템이 비상제동 장치가 열차의 논리적 연결이 손실되어 의도치 않게 이하로 좁혀지거나 가상연결이 해제되는 경우 즉시 열차에 비상제동을 체결하는 단계;를 더 포함한다.
상기 감시 및 제어 시스템이 가상연결 시 후행열차가 자율운전모드의 하부 모드인 슬레이브모드로 전환되어, 슬레이브모드에서 열차는 선행열차로부터 수신된 가속도에 기반하여 열차를 제어하는 단계;를 더 포함한다.
상기 감시 및 제어 시스템이 가상연결이 해제된 열차의 가상연결 시 제한하였던 열차의 성능제한을 해제하는 단계;를 더 포함한다.
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention includes an autonomous driving device connected to a network, a railway system, and a monitoring and control system, wherein the autonomous driving device models a plurality of operating conditions that may occur during autonomous driving to generate real-time data, the railway system provides actual operating data, and the monitoring and control system performs real-time monitoring and control commands based on data collected from the autonomous driving device and the railway system to maintain railway safety. In this communication-based train control system using railway signals, the autonomous driving device generates real-time operating data that maximizes the safety and efficiency of an autonomous train by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations based on a current status transmitted from the railway system, the railway system provides actual operating data to the autonomous driving device to transmit the current status, and the monitoring and control system performs real-time monitoring and control commands for autonomous driving of the train based on data collected from the autonomous driving device and the railway system.
The above monitoring and control system further includes a virtual link device for train-to-train communication-based interval control situation recognition and judgment and dynamic route control.
The above monitoring and control system further includes a simulation device that simulates gap control and branch control to operate as a single train by recognizing the integrity of virtually connected trains to prevent collisions.
The above monitoring and control system further includes an independent control device that controls a train whose virtual connection has been disconnected to run as an independent train according to its own speed profile when the virtual connection with the preceding train is disconnected according to the generated schedule.
In the present invention, a step of generating real-time driving data to maximize the safety and efficiency of an autonomous driving train by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations based on the current status transmitted from the railway system by the autonomous driving device;
The stage where the railway system provides actual operation data to the autonomous driving device to convey the current status;
A step of the surveillance and control system performing real-time monitoring and control commands for autonomous driving of a train based on data collected from the autonomous driving device and the railway system;
The above monitoring and control system further includes a step of immediately applying emergency brakes to the train if the logical connection of the train is lost and the train is unintentionally narrowed down or the virtual connection is released.
The above monitoring and control system further includes a step of switching the following train to a slave mode, which is a lower mode of the autonomous driving mode, when the virtual connection is made, and controlling the train in the slave mode based on the acceleration received from the preceding train.
The above monitoring and control system further includes a step of releasing the performance restriction of the train that was restricted when the virtual connection of the train was disconnected.

본 발명의 일 실시예에 따라 종래의 철도 운영 방식에서 갖지 못했던 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 능력을 제공하며, 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측함으로써 이를 달성한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 열차 간 통신기반 간격제어, 가상연결제어, 동적경로 제어를 위한 가상연결 장치와, 가상연결된 열차간의 무결성을 인지하고 추돌을 방지하거나, 생성한 스케줄에 의해 가상연결을 해제한 후 독립된 열차로 운행을 제어하는 독립 제어가 가능하다.According to one embodiment of the present invention, the ability to maximize the safety and efficiency of an autonomous train, which was not available in conventional railway operation methods, is provided, and this is achieved by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations.
In addition, according to one embodiment of the present invention, a virtual connection device for inter-train communication-based interval control, virtual connection control, and dynamic route control, and independent control for recognizing the integrity of virtually connected trains and preventing collisions, or controlling operation as an independent train after releasing a virtual connection according to a generated schedule, are possible.

도 1은 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치, 철도 시스템 및 감시 및 제어 시스템을 포함하고, 자율주행장치가 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하며, 철도 시스템이 실제 운영 데이터를 제공하고, 감시 및 제어 시스템이 이들 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하여 철도 안전을 유지하는 통신 기반 열차 제어 시스템의 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도다.
도 2는 감시 및 제어 시스템이 열차 간 통신기반 간격제어 및 가상연결제어 상황인지 및 판단과 동적경로 제어를 위한 가상연결 장치를 추가로 포함하는 통신 기반 열차 제어 시스템의 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도다.
도 3은 감시 및 제어 시스템이 가상연결된 열차간의 무결성을 인지하여 추돌을 방지하고 간격제어 및 분기제어를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치를 추가로 포함하는 통신 기반 열차 제어 시스템의 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도다.
도 4는 감시 및 제어 시스템이 생성한 스케줄에 의해 선행열차와 가상연결을 해제한 경우 독립된 열차로 운행을 제어하는 독립 제어 장치를 추가로 포함하는 통신 기반 열차 제어 시스템의 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도다.
도 5는 자율주행장치가 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측하여 실시간 주행 데이터를 생성하는 단계, 철도 시스템이 실제 운행 데이터를 제공하는 단계, 감시 및 제어 시스템이 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하는 단계를 포함하는 자율 주행 방법의 절차를 개략적으로 나타내는 흐름도다.
도 6은 감시 및 제어 시스템이 비상제동 장치를 이용하여 열차의 논리적 연결이 손실될 경우 비상제동을 체결하는 단계를 추가로 포함하는 자율 주행 방법의 절차를 개략적으로 나타내는 흐름도다.
도 7은 감시 및 제어 시스템이 후행열차가 슬레이브모드로 전환되어 선행열차로부터 수신된 가속도에 기반하여 열차를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 자율 주행 방법의 절차를 개략적으로 나타내는 흐름도다.
도 8은 감시 및 제어 시스템이 가상연결이 해제된 열차의 성능제한을 해제하는 단계를 추가로 포함하는 자율 주행 방법의 절차를 개략적으로 나타내는 흐름도다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the relationship between components of a communication-based train control system including an autonomous driving device, a railway system, and a monitoring and control system connected to a network, wherein the autonomous driving device models operating conditions to generate real-time data, the railway system provides actual operating data, and the monitoring and control system performs real-time monitoring and control commands based on the data to maintain railway safety.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the relationship between components of a communication-based train control system, in which the monitoring and control system additionally includes a virtual link device for train-to-train communication-based interval control and virtual link control situation recognition and judgment and dynamic route control.
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the relationships between components of a communication-based train control system, which additionally includes a simulation device that recognizes the integrity of virtually connected trains to prevent collisions and simulates gap control and branch control.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the relationship between components of a communication-based train control system that additionally includes an independent control device that controls operation of an independent train when a virtual connection with a preceding train is released according to a schedule generated by a monitoring and control system.
FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating the procedure of an autonomous driving method, including a step in which an autonomous driving device generates real-time driving data by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations, a step in which a railway system provides actual operating data, and a step in which a monitoring and control system performs real-time monitoring and control commands.
Figure 6 is a flowchart schematically illustrating the procedure of an autonomous driving method, which additionally includes a step of the monitoring and control system applying emergency brakes when the logical connection of the train is lost using an emergency brake device.
FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating the procedure of an autonomous driving method, wherein the monitoring and control system additionally includes a step of controlling the train based on acceleration received from the preceding train while the following train is switched to slave mode.
FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating the procedure of an autonomous driving method, which additionally includes a step in which the monitoring and control system releases performance restrictions on a train whose virtual connection has been disconnected.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치(110), 철도 시스템(120), 및 감시 및 제어 시스템(130)을 포함하고, 상기 자율주행장치(110)는 자율 주행 중 발생 가능한 복수개의 운행 조건을 모델링하여 실시간 데이터를 생성하며, 철도 시스템(120)은 실제 운영 데이터를 제공하며, 감시 및 제어 시스템(130)은 자율주행장치(110)및 철도 시스템(120)으로부터 수집된 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하여 철도 안전을 유지하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것이다.
상기 자율주행장치(110)는 철도 시스템(120)으로 부터 전달받은 현재 상태에 기반하여 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측함으로써 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 실시간 주행 데이터를 생성하고,
상기 철도 시스템(120)은 실제 운행 데이터를 자율주행장치(110)에 제공하여 현재 상태를 전달하며,
상기 감시 및 제어 시스템(130)은 자율주행장치(110) 및 철도 시스템(120)으로부터 수집된 데이터를 기반으로 열차의 자율 주행을 위한 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행한다.
즉, 본 발명은 네트워크 망으로 연결된 자율주행장치(110), 철도 시스템(120), 및 감시 및 제어 시스템(130)을 포함하는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템에 관한 것이다.
구체적으로 살펴보면, 자율주행장치(110)는 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측하여 실시간 주행 데이터를 생성하는 역할을 한다.
자율주행장치(110)는 철도 시스템(120)으로부터 전달받은 현재 상태에 기반하여 모델링을 수행한다.
이를 통해 자율 주행 중 발생 가능한 복수개의 운행 조건을 예측하고, 해당 조건에 대응하는 최적의 반응 방안을 도출한다.
이 도출 과정에서 생성된 철도 시스템(120)의 실시간 데이터는 열차가 자율적으로 주행하는 데 필요한 결정을 내리는 데 중요한 기초 자료로 사용된다.
철도 시스템(120)은 실제 운행 데이터를 제공하는 역할을 한다.
철도 시스템(120)은 열차의 현재 위치, 속도, 방향 등의 운행 상태 정보를 포함한 실시간 데이터를 자율주행장치(110)에 전송한다.
상기 실시간 데이터는 자율주행장치(110)가 현재 상태를 정확하게 인지하고, 이에 기반하여 다양한 운행 조건과 장애 상황을 모델링하는 데 필수적이다.
감시 및 제어 시스템(130)은 자율주행장치(110) 및 철도 시스템(120)으로부터 수집된 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행한다.
감시 및 제어 시스템(130)은 열차의 위치, 속도, 주변 환경 등의 정보를 종합적으로 분석하여 열차 운행의 안전성을 실시간으로 감시한다. 필요한 경우, 예를 들어 장애물 감지 또는 다른 열차와의 충돌 위험 발생 시, 감시 및 제어 시스템(130)은 적절한 제어 명령(예: 속도 조절, 경로 변경 등)을 자율주행장치(110)에 전달하여 사고를 방지하고, 철도 안전을 유지한다.
따라서, 상기 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템은 세 가지 주요 구성 요소의 상호작용을 통해 철도 운행의 안전성과 효율성을 극대화한다. 자율주행장치(110)는 실시간 데이터 생성을 통해 열차의 자율 주행을 가능하게 하며, 철도 시스템(120)은 현재 운행 상태를 정확하게 전달함으로써 자율주행장치의 정확한 모델링을 지원한다. 감시 및 제어 시스템(130)은 이러한 데이터를 기반으로 실시간 모니터링 및 제어를 수행함으로써 철도 안전을 지속적으로 유지한다.
본 발명에서 각 구성 요소의 상호작용은 철도 운행 중 발생할 수 있는 다양한 상황에 효과적으로 대응할 수 있는 유연성과 적응성을 시스템에 제공한다. 이를 통해 열차는 다양한 운행 조건과 장애 상황에서도 안전하고 효율적으로 운행될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 감시 및 제어 시스템(130)은 열차 간 통신기반 간격제어 가상연결제어 상황인지 및 판단과 동적경로 제어를 위한 가상연결 장치(131);를 더 포함한다.
상기 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템의 확장된 특징으로, 감시 및 제어 시스템(130) 내에는 열차 간 통신 기반 간격 제어 및 동적 경로 제어를 위한 가상 연결 장치(131)가 추가적으로 포함된다.
추가된 가상 연결 장치(131)는 열차 운행의 안전성과 효율성을 더욱 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.
가상 연결 장치(131)는 열차 간 통신을 기반으로 한 간격 제어와 동적 경로 제어를 가능하게 하며, 열차가 서로의 위치와 속도 정보를 실시간으로 공유하며, 공유 정보를 기반으로 열차 간의 안전한 간격을 유지하고, 필요한 경우 경로 변경 명령을 수행할 수 있도록 한다.
가상 연결 장치(131)는 열차 간의 안전한 운행 간격을 유지하기 위해, 각 열차의 현재 위치, 속도, 예상 경로 등의 정보를 실시간으로 분석한다. 이를 통해 열차가 서로 너무 가까워지지 않도록 제어하며, 충돌 위험을 사전에 방지한다.
가상 연결 장치(131)는 또한 동적 경로 제어 기능을 제공한다.
동적 경로 제어 기능은 철도 네트워크 내에서 발생할 수 있는 다양한 운행 상황(예: 선로 점검, 다른 열차와의 경로 충돌 등)에 대응하기 위해 설계되었다. 가상 연결 장치는 실시간 데이터를 기반으로 열차의 경로를 동적으로 조정할 수 있으며, 이를 통해 열차 운행의 효율성을 극대화하고, 운행 지연을 최소화한다.
따라서, 가상 연결 장치(131)의 도입은 열차의 통신 기반 열차 제어 시스템 내에서 열차 간 통신과 협업을 기반으로 한 첨단 운영 관리를 가능하게 한다.
가상 연결 장치(131)는 감시 및 제어 시스템(130)의 일부로서, 열차 간의 안전 간격 유지와 동적 경로 조정을 통해 철도 시스템의 전반적인 운영 효율성과 안전성을 향상시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 감시 및 제어 시스템(130)은 가상연결된 열차간의 무결성을 인지하여 추돌을 방지하는 한편성의 열차처럼 운행되도록 간격제어와 분기제어를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치(132);를 더 포함한다.
감시 및 제어 시스템(130)의 기능을 확장하여, 본 발명에는 가상연결된 열차 간의 무결성을 인지하고 추돌을 방지하는 동시에, 한 편성의 열차처럼 운행되도록 간격제어와 분기제어를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치(132)가 추가적으로 포함된다.
시뮬레이션 장치(132)는 열차 운행의 안전성과 효율성을 극대화하는 데 필수적인 역할을 수행한다.
시뮬레이션 장치(132)는 실시간으로 가상연결된 열차 간의 운행 무결성을 모니터링하고, 가능한 충돌 시나리오를 사전에 식별하여 예방 조치를 취한다.
시뮬레이션 장치(132)는 열차 간의 안전한 거리를 유지하면서도, 마치 단일 편성처럼 조화롭게 운행될 수 있도록 간격제어와 분기제어 알고리즘을 시뮬레이션한다.
즉, 가상연결된 열차 간의 간격제어는 열차가 서로 안전한 거리를 유지하면서도, 효율적으로 운행될 수 있도록 한다. 시뮬레이션 장치(132)는 다양한 운행 조건과 장애 상황을 고려하여 최적의 간격을 동적으로 조정한다. 이를 통해 열차는 충돌 위험 없이, 최적의 속도와 효율성으로 운행될 수 있다.
또한, 상기 분기제어는 열차가 철도 네트워크 내의 다양한 분기점을 통과할 때 발생할 수 있는 충돌 위험을 최소화한다. 시뮬레이션 장치(132)는 예상 경로와 실시간 운행 상황을 분석하여, 각 열차가 안전하게 분기점을 통과할 수 있도록 경로를 조정한다.
상기 조정 과정 등에서 가상연결된 열차 간의 운행 무결성이 지속적으로 모니터링되며, 필요한 경우 경로 변경이나 속도 조절 등의 조치가 취해진다.
따라서, 시뮬레이션 장치(132)는 감시 및 제어 시스템(130)의 중요한 구성 요소로서, 가상연결된 열차의 운행을 실시간으로 시뮬레이션하고 최적화한다.
시뮬레이션 장치(132)는 열차 운행의 안전성을 보장하는 동시에, 운행 효율성을 극대화하기 위한 진보된 기술적 해결책을 제공한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 감시 및 제어 시스템(130)은 생성한 스케줄에 의해 선행열차와 가상연결을 해제한 경우, 가상연결이 해제된 열차는 독립된 열차로 자신의 속도프로파일에 의해서 운행 되도록 제어 하는 독립 제어 장치(133);를 더 포함한다.
감시 및 제어 시스템(130)의 추가 기능으로, 선행열차와의 가상연결을 해제한 경우 해당 열차를 독립적으로 제어할 수 있는 독립 제어 장치(133)가 포함되어 있다.
독립 제어 장치(133)는 가상연결이 해제된 후의 열차 운행을 관리하는 데 필수적인 기능을 수행한다.
독립 제어 장치(133)는 가상연결 해제 후 열차가 자신의 속도 프로파일에 따라 독립적으로 운행될 수 있도록 제어하는 역할을 한다.
독립 제어 장치(133)는 열차의 속도, 위치, 예정된 경로 등의 정보를 기반으로 최적의 운행 계획을 수립하고, 해당 계획에 따라 열차의 속도와 방향을 동적으로 조정한다.
독립 제어 장치(133)는 각 열차의 속도 프로파일을 관리하며, 상기 프로파일은 열차의 최대 속도, 가속도, 감속도 등을 포함한다.
만일 가상연결 해제 시, 상기 독립 제어 장치(133)는 열차의 현재 상태와 운행 계획을 고려하여, 안전하고 효율적인 속도 조정 명령을 생성한다.
가상연결이 해제된 후, 독립 제어 장치(133)는 열차가 선행 열차나 다른 철도 운행 조건에 영향을 받지 않고, 자신의 운행 계획에 따라 독립적으로 운행될 수 있도록 한다. 이를 위해, 장치는 실시간으로 열차의 위치와 속도를 모니터링하고, 필요한 조정을 신속하게 수행한다.
따라서, 독립 제어 장치(133)는 감시 및 제어 시스템(130)의 중요한 구성 요소로, 가상연결 해제 시나리오에서 열차 운행의 안정성과 독립성을 보장한다.
독립 제어 장치(133)는 열차가 가상연결 없이도 안전하고 효율적으로 운행될 수 있도록 지원하며, 철도 시스템의 유연성과 운행 효율성을 높인다.
또한, 가상연결 해제는 다양한 운영 상황, 예를 들어 스케줄 조정, 비상 상황 대응, 운행 계획 최적화 등에서 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 독립 제어 장치(133)의 역할은 열차가 각각의 상황에 적합한 방식으로 독립적으로 운행될 수 있도록 하는 것이다. 이를 통해, 전체 철도 네트워크의 안전성과 효율성을 지속적으로 유지하고 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참고하여, 본 발명에 따른 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 이용한 자율 주행 방법을 자세히 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예로 본 발명은 자율주행장치(110)가 철도 시스템(120)으로 부터 전달받은 현재 상태에 기반하여 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측함으로써 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 실시간 주행 데이터를 생성하는 단계;
철도 시스템(120)이 실제 운행 데이터를 자율주행장치(110)에 제공하여 현재 상태를 전달하는 단계;
감시 및 제어 시스템(130)이 자율주행장치(110) 및 철도 시스템(120)으로부터 수집된 데이터를 기반으로 열차의 자율 주행을 위한 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행하는 단계;를 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 상기 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 이용한 자율 주행 방법은 자율주행장치(110), 철도 시스템(120), 및 감시 및 제어 시스템(130)의 상호작용을 기반으로 한다. 본 발명의 방법은 열차의 안전성과 효율성을 극대화하기 위해 설계된 일련의 단계를 포함한다.
실시간 주행 데이터 생성 단계로서, 자율주행장치(110)는 철도 시스템(120)으로부터 전달받은 현재 상태 정보를 기반으로, 다양한 운행 조건과 장애 상황에서 열차의 반응을 예측한다. 이를 통해 자율 주행 열차의 안전성과 효율성을 극대화하는 실시간 주행 데이터를 생성한다.
실시간 주행 데이터 생성 단계에서는 열차의 속도, 위치, 주변 환경 등의 다양한 변수 생성하고, 이를 고려하여 최적의 주행 전략을 모델링할 수 있게 한다.
현재 상태 정보 전달 단계에서, 철도 시스템(120)은 실제 운행 중인 열차로부터 수집된 운행 데이터를 자율주행장치(110)에 제공한다.
현재 상태 정보 전달 단계는 열차의 현재 상태를 자율주행장치에 정확하게 전달하며, 열차가 현재 운행 환경에 적합한 결정을 내리는 데 사용된다.
실시간 모니터링 및 제어 명령 수행 단계로서, 감시 및 제어 시스템(130)은 자율주행장치(110) 및 철도 시스템(120)으로부터 수집된 데이터를 기반으로 열차의 자율 주행을 위한 실시간 모니터링 및 제어 명령을 수행한다.
실시간 모니터링 및 제어 명령 수행 단계에서는 열차의 안전한 운행을 보장하기 위해 필요한 조정이 이루어진다. 예를 들어, 충돌 방지, 속도 조절, 경로 변경 등의 명령이 포함될 수 있다.
비상제동 체결 단계로서, 감시 및 제어 시스템(130)은 열차의 논리적 연결이 손실되어 의도치 않게 열차 간의 거리가 좁혀지거나 가상연결이 해제되는 경우, 즉시 열차에 비상제동을 체결한다.
비상제동 체결 단계는 열차 사이의 안전 거리가 예상치 못하게 줄어들었을 때 또는 가상 연결 상태가 해제되어 열차가 독립적으로 운행되어야 할 때, 사고를 방지하기 위한 긴급 조치를 취하는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 상기 감시 및 제어 시스템(130)이 비상제동 장치가 열차의 논리적 연결이 손실되어 의도치 않게 이하로 좁혀지거나 가상연결이 해제되는 경우 즉시 열차에 비상제동을 체결하는 단계;를 더 포함한다.
철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템의 운영 방법에 있어서, 감시 및 제어 시스템(130)이 역할을 수행하는 단계는 열차의 논리적 연결이 손실되어 의도치 않게 열차 간의 거리가 좁혀지거나 가상연결이 해제되는 경우, 즉시 열차에 비상제동을 체결하는 과정을 포함한다. 이러한 조치는 열차의 안전 운행을 보장한다.
예를 들어, 논리적 연결 손실 감지 단계로서, 감시 및 제어 시스템(130)은 열차 간의 논리적 연결 상태를 지속적으로 모니터링한다.
논리적 연결은 열차가 서로의 위치와 속도 정보를 공유하며 안전한 거리를 유지하는 데 사용된다.
논리적 연결이 어떤 이유로든 손실되었음이 감지되면, 이는 열차 사이의 안전 거리 유지 메커니즘이 중단되었음을 의미한다.
비상제동 체결 단계로서, 연결 손실이 감지되는 즉시, 감시 및 제어 시스템(130)은 해당 열차에 비상제동 명령을 발신한다.
상기 비상제동은 열차가 안전하게 정지하거나, 충돌 위험이 있는 상황에서 안전한 거리를 유지할 수 있도록 강제적으로 속도를 감소시킨다. 비상제동 체결은 열차 간의 물리적 충돌을 방지하고, 승객 및 운송물의 안전을 보호하는 최후의 수단으로 작용한다.
따라서 상술한 단계는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 이용한 자율 주행 방법의 핵심적인 부분이다. 비상제동 체결 메커니즘은 다음과 같은 이유로 중요하다.
충돌 방지는 의도치 않은 가상연결 해제 또는 논리적 연결 손실 상황에서 열차 간 충돌 가능성을 최소화한다.
안전 유지는 열차 운행 중 발생할 수 있는 예기치 않은 상황에서 승객과 운송물의 안전을 유지한다.
따라서, 통신 기반 열차 제어 시스템의 신뢰성을 높이고, 승객 및 운영자에게 안전한 운행 환경을 제공한다.
이러한 방법은 철도 시스템의 자율 주행 기술 발전에 있어서, 안전 운행을 최우선으로 하는 중요한 진보를 나타낸다. 비상제동 체결 단계의 포함은 철도 운영의 안전성과 신뢰성을 더욱 강화하는 데 기여한다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 감시 및 제어 시스템(130)이 가상연결 시 후행열차가 자율운전모드의 하부 모드인 슬레이브모드로 전환되어, 슬레이브모드에서 열차는 선행열차로부터 수신된 가속도에 기반하여 열차를 제어하는 단계;를 더 포함한다.
철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 활용하는 자율 주행 방법에서, 감시 및 제어 시스템(130)은 가상연결이 이루어진 후, 후행열차를 자율운전모드의 하부 모드인 슬레이브모드로 전환시키는 고도화된 기능을 포함한다.
상기 단계에서, 슬레이브모드로 작동하는 열차는 선행열차로부터 수신된 가속도 정보에 기반하여 자동으로 제어된다.
자동 제어 과정은 열차 간의 안전한 거리 유지 및 조화로운 운행을 보장하는 데 중요한 역할을 한다.
슬레이브모드 전환 및 제어 단계로서, 슬레이브모드 전환으로 가상연결 시, 후행열차는 자율운전모드에서 슬레이브모드로 전환된다.
슬레이브모드에서 후행열차는 선행열차와의 가상연결을 통해 제어 신호를 수신하게 되며, 이를 통해 두 열차 간의 동기화된 운행이 가능해진다.
가속도 기반 제어에 대해 살펴보면, 슬레이브모드에서 후행열차는 선행열차로부터 전송된 가속도 정보를 기반으로 운행을 조절한다. 이는 선행열차의 가속 또는 감속 동작을 후행열차가 실시간으로 반영하여, 두 열차 간의 일정한 간격을 유지하고 조화로운 운행을 할 수 있도록 한다. 가속도 정보는 선행열차의 현재 운행 상태와 예정된 운행 패턴을 반영하므로, 후행열차의 제어는 매우 정밀하게 이루어질 수 있다.
따라서, 슬레이브모드에서의 가속도 기반 제어는 철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템의 효율성과 안전성을 크게 향상시킨다.
즉, 가상연결을 통한 슬레이브모드 운영은 두 열차 간의 안전한 거리를 유지할 수 있도록 도와준다. 이는 충돌 방지 및 승객의 안전을 보장하는 요소이다.
또한, 선행열차와 후행열차 간의 운행 동기화를 통해, 더 많은 열차를 안전하고 효율적으로 운행할 수 있다. 이는 특히 고밀도 철도 네트워크에서의 운영 효율성을 크게 개선할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 감시 및 제어 시스템(130)이 가상연결이 해제된 열차의 가상연결 시 제한하였던 열차의 성능제한을 해제하는 단계;를 더 포함한다.
철도 신호를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템을 활용하는 자율 주행 방법에서, 감시 및 제어 시스템(130)은 가상연결 해제 후, 해당 열차에 대한 성능 제한을 해제하는 단계를 포함한다.
상기 해제 과정은 가상연결 상태에서 부과되었던 성능 제한을 해제함으로써, 열차가 자신의 최대 성능을 활용하여 운행할 수 있도록 한다.
상기 해제 단계는 열차의 운영 효율성을 최적화하고, 운행 조건에 따른 유연한 대응을 가능하게 한다.
가상연결 시, 열차는 선행 열차와의 안전한 거리를 유지하고 동기화된 운행을 위해 특정 성능 제한을 적용받게 된다. 이러한 제한은 주로 가속도, 최대 속도 등에 관한 것이다. 가상연결이 해제되면, 감시 및 제어 시스템(130)은 이러한 제한을 해제하여 열차가 기술적인 최대 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
성능 제한의 해제는 열차가 더 빠른 속도로 운행하거나, 긴급 상황에 더 효과적으로 대응할 수 있도록 함으로써 운행 효율성을 증가시킨다. 이는 열차 운영자가 더 유연하게 운행 계획을 조정할 수 있게 하며, 승객에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있게 한다.
따라서, 가상연결 해제 후 성능 제한을 해제하는 과정은 열차 운영에 있어 중요한 유연성을 제공한다. 이를 통해, 각 열차는 주어진 운행 환경과 요구 사항에 맞춰 최적의 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 가상연결 상태에서는 안전성을 우선시하여 성능이 제한되지만, 해제 후에는 효율성을 극대화할 수 있다. 이러한 접근 방식은 안전성과 효율성 사이의 균형을 유지하면서도, 각각의 상황에 가장 적합한 운영 전략을 적용할 수 있도록 한다.
또한, 열차가 자신의 기술적 최대 성능을 활용할 수 있도록 하는 것은 특히 긴급 상황에서 빠른 대응이 필요할 때 중요하다. 이는 전체 철도 시스템의 운영 효율성과 안전성을 향상시키는 데 기여한다.
한편, 고속철도 시스템에서 자율주행장치(110)를 통한 자율 주행 기술의 도입은 철도 운영의 효율성과 안전성을 대폭 향상시킬 잠재력을 지니고 있지만, 이와 동시에 다양한 기술적, 운영적 문제들을 해결해야 할 필요성을 제기한다.
자율주행장치(110)의 핵심 구성 요소인 센서 및 인식 시스템은 주변 환경을 정밀하게 인식하고 해석하여 열차가 자율적으로 판단하고 결정을 내릴 수 있는 기반이 되므로, 이 센서들의 정확성과 신뢰성은 자율 주행 기술의 중요한 요소다.
예를 들어, 센서의 정확도가 떨어질 경우, 열차는 잘못된 정보에 기반하여 판단을 내리게 되며, 이는 철도 시스템(120)을 통해 운행 중인 열차에 대한 오인식으로 이어져 사고로 직결될 수 있는 심각한 안전 문제를 야기할 수 있다.
또한, 자율주행장치(110)는 다양한 센서와 통신 기술을 활용하여 열차 간, 열차와 관제 센터, 철도 시스템(120), 감시 및 제어 시스템(130) 등과 정보를 실시간으로 교환한다.
이 과정에서 발생할 수 있는 통신 오류는 자율주행장치(110)를 통한 자율 주행 열차의 운행에 치명적인 영향을 미칠 수 있으며, 통신 시스템의 안정성과 신뢰성은 열차 운행의 안전을 보장하는 데 있어 중요한 요소다.
통신 장애는 잘못된 운행 명령의 전달이나 운행 데이터의 손실을 초래할 수 있으며, 이는 결국 열차 운행의 안전성을 심각하게 저해할 수 있다.
따라서, 자율주행장치(110)의 긴급 제동 시스템은 자율 주행 열차가 충돌 위험을 감지했을 때 자동으로 열차를 멈추게 하여 사고의 위험을 최소화하는 데 핵심적인 역할을 한다. 이러한 시스템은 고도의 정확성과 신뢰성을 요구하며, 열차의 안전 운행을 위해 필수적이다.
자율주행장치(110)의 안전성은 열차가 스스로 속도를 조절하고, 방향을 전환하는 등의 기본적인 운행 기능을 안전하게 수행할 수 있도록 하는 기술적 요소를 말한다.
또한, 날씨 조건에 대한 대응 능력은 자율주행장치(110)이 비, 눈, 안개와 같은 다양한 기상 조건과 레일의 상태 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 능력을 의미한다. 예를 들어, 센서와 카메라가 폭우나 눈보라와 같은 극단적인 기상 조건에서도 정확하게 작동할 수 있어야 하며, 날씨 변화에 따른 속도 조절 및 조향 기능의 적절한 조정이 가능해야 한다.
날씨 조건에 대한 대응 능력은 통신 기반 열차 제어 시스템이 비, 눈, 안개, 폭우 등 다양한 기상 조건에서도 안전하게 운행할 수 있어야 함을 의미한다. 기상 조건은 시각적 센서의 성능에 영향을 줄 수 있고, 특히 비나 눈과 같은 조건에서는 센서의 인식 능력이 크게 저하될 수 있다.
따라서, 철도 시스템(120)에 센서 및 카메라 등의 기기가 극단적인 기상 조건에서도 정확하게 작동할 수 있도록 보장하는 것이 중요하며, 이를 위해 다양한 센서 기술의 조합이나 기상 조건에 따른 센서 데이터의 보정 알고리즘 개발이 필요하다.
또한, 날씨 변화에 따라 속도 제어 및 조향 등 주행 제어 시스템이 적절하게 조정될 수 있도록 시스템의 유연성을 확보해야 한다.
예를 들어, 비, 눈, 안개, 폭우 등의 날씨 조건에서도 안전한 주행이 가능한지 감시하고 검토하고, 센서 및 카메라 등의 기기가 이러한 날씨 조건에서도 올바르게 작동하는지 확인하며, 날씨에 따라 속도 제어 및 조향 등의 주행 제어 시스템이 적절하게 대응할 수 있는지 평가하는 감시 및 제어 시스템(130)이 필요하다.
또한, 레일 상태의 변화를 실시간으로 감지하고 이에 대응하여 안전한 운행을 유지할 수 있는 시스템의 구현은 자율 주행 열차의 운영에 있어 매우 중요한 요소다.
레일 조건에 대한 대응 능력은 감시 및 제어 시스템(130)이 레일의 물리적 상태 변화를 실시간으로 감지하고, 이에 대응하여 안전한 운행을 유지할 수 있는 시스템의 능력을 말한다.
레일의 상태는 다양한 외부 요인에 의해 변할 수 있으며, 이에 따라 열차의 운행 안전성에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 레일 위에 눈이나 얼음이 형성되었을 때, 미끄럼 방지 장치의 효과적인 작동이 중요하며, 레일의 파손이나 부실한 접합 등의 문제를 감시 및 제어 시스템(130)이 실시간으로 감지하고 이에 대처할 수 있는 능력이 요구된다.
이를 위해서는 철도 시스템(120)에 부착되는 고급 센서 기술과 레일 모니터링 시스템을 통해 레일의 상태를 지속적으로 감시하고, 레일 상태에 따라 속도와 주행 패턴을 조정할 수 있는 지능형 제어 시스템의 개발이 필요하다.
예를 들어, 레일의 상태(예: 스리퍼 파손, 부실한 접합 등)를 감지하는 감지 센서와 이에 대응하여 안전한 운행을 유지할 수 있고, 감시 및 제어 시스템(130)이 레일 상태를 모니터링하고 레일 특성에 따라 속도와 주행 패턴을 조정할 수 있는 시스템이 구현되어 있는지 확인하는 기능, 레일 위에 눈이나 얼음이 형성되었을 때, 미끄럼 방지 장치를 효과적으로 작동시킬 수 있는지 검토하는 기능, 레일의 상태에 따른 급정거나 급가속 등으로 인한 차량의 불안정성을 방지하기 위한 기능을 포함한다.
마지막으로, 자율주행장치(110)의 소프트웨어 및 하드웨어의 신뢰성은 자율 주행 열차가 정상적으로 기능하기 위한 기본적인 전제 조건이다.
소프트웨어의 버그나 하드웨어의 결함은 시스템의 오동작을 초래할 수 있으며, 이는 열차 운행의 안전에 직접적인 위협이 될 수 있다.
따라서, 철저한 테스트와 검증 과정을 통해 시스템의 신뢰성을 확보하고, 정기적인 유지보수 및 시스템 업데이트를 통해 이를 지속적으로 관리하는 것이 필수적이다.The present invention as described above will be described in detail with reference to the attached drawings and examples.
It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be interpreted as having a meaning generally understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless specifically defined to have a different meaning in the present invention, and should not be interpreted in an excessively comprehensive or excessively narrow meaning. In addition, when the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the idea of the present invention, they should be replaced with technical terms that can be correctly understood by a person skilled in the art and understood. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context, and should not be interpreted in an excessively narrow meaning.
In addition, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, the terms "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the invention, and should be construed as not including some of the components or some of the steps, or may further include additional components or steps.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Regardless of the drawing symbols, identical or similar components are given the same reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted.
In addition, when describing the present invention, if it is judged that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the attached drawings are only intended to facilitate easy understanding of the idea of the present invention, and should not be construed as limiting the idea of the present invention by the attached drawings.
As illustrated in FIG. 1, the present invention relates to a communication-based train control system using railway signals that includes an autonomous driving device (110), a railway system (120), and a monitoring and control system (130) connected to a network, wherein the autonomous driving device (110) models a plurality of operating conditions that may occur during autonomous driving to generate real-time data, the railway system (120) provides actual operating data, and the monitoring and control system (130) performs real-time monitoring and control commands based on data collected from the autonomous driving device (110) and the railway system (120) to maintain railway safety.
The above autonomous driving device (110) generates real-time driving data that maximizes the safety and efficiency of an autonomous driving train by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations based on the current status received from the railway system (120).
The above railway system (120) provides actual operation data to the autonomous driving device (110) to convey the current status.
The above monitoring and control system (130) performs real-time monitoring and control commands for autonomous driving of the train based on data collected from the autonomous driving device (110) and the railway system (120).
That is, the present invention relates to a communication-based train control system using a railway signal, which includes an autonomous driving device (110), a railway system (120), and a monitoring and control system (130) connected to a network.
Specifically, the autonomous driving device (110) predicts the train's response to various operating conditions and failure situations and generates real-time driving data.
The autonomous driving device (110) performs modeling based on the current status transmitted from the railway system (120).
Through this, multiple driving conditions that may occur during autonomous driving are predicted and the optimal response plan corresponding to the conditions is derived.
The real-time data of the railway system (120) generated in this derivation process is used as important basic data for making decisions necessary for the train to run autonomously.
The railway system (120) serves to provide actual operation data.
The railway system (120) transmits real-time data including operating status information such as the current location, speed, and direction of the train to the autonomous driving device (110).
The above real-time data is essential for the autonomous driving device (110) to accurately recognize the current status and model various driving conditions and failure situations based on this.
The surveillance and control system (130) performs real-time monitoring and control commands based on data collected from the autonomous driving device (110) and the railway system (120).
The monitoring and control system (130) comprehensively analyzes information such as the train's location, speed, and surrounding environment to monitor the safety of train operation in real time. If necessary, for example, when an obstacle is detected or a risk of collision with another train occurs, the monitoring and control system (130) transmits an appropriate control command (e.g., speed control, route change, etc.) to the autonomous driving device (110) to prevent accidents and maintain railway safety.
Therefore, the communication-based train control system using the above railway signals maximizes the safety and efficiency of railway operation through the interaction of three major components. The autonomous driving device (110) enables autonomous driving of the train through real-time data generation, and the railway system (120) supports accurate modeling of the autonomous driving device by accurately transmitting the current operating status. The monitoring and control system (130) continuously maintains railway safety by performing real-time monitoring and control based on this data.
The interaction of each component in the present invention provides the system with flexibility and adaptability to effectively respond to various situations that may occur during railway operation. This allows the train to operate safely and efficiently even under various operating conditions and failure situations.
As illustrated in FIG. 2, the monitoring and control system (130) further includes a virtual link device (131) for train-to-train communication-based interval control, virtual link control situation recognition and judgment, and dynamic route control.
As an extended feature of the communication-based train control system using the above railway signals, the monitoring and control system (130) additionally includes a virtual link device (131) for communication-based interval control and dynamic route control between trains.
The added virtual link device (131) plays an important role in further improving the safety and efficiency of train operation.
The virtual link device (131) enables interval control and dynamic route control based on inter-train communication, allowing trains to share each other's location and speed information in real time, maintain a safe interval between trains based on the shared information, and execute route change commands when necessary.
The virtual link device (131) analyzes information such as the current location, speed, and expected route of each train in real time to maintain a safe operating interval between trains. This controls the trains so that they do not get too close to each other, and prevents the risk of collision in advance.
The virtual link device (131) also provides dynamic route control capabilities.
Dynamic route control is designed to respond to various operational situations that may occur within a railway network, such as track inspections, route collisions with other trains, etc. The virtual link can dynamically adjust the train's route based on real-time data, thereby maximizing the efficiency of train operation and minimizing delays.
Therefore, the introduction of a virtual link device (131) enables advanced operation management based on inter-train communication and collaboration within the train communication-based train control system.
The virtual link device (131) is a part of the monitoring and control system (130) and improves the overall operational efficiency and safety of the railway system by maintaining a safe gap between trains and dynamic route adjustment.
As illustrated in FIG. 3, the monitoring and control system (130) further includes a simulation device (132) that simulates gap control and branch control to operate like a single train by recognizing the integrity of virtually connected trains and preventing collisions.
By extending the function of the monitoring and control system (130), the present invention additionally includes a simulation device (132) that recognizes the integrity of virtually connected trains and prevents collisions while simulating gap control and branch control so that they operate as a single train.
The simulation device (132) plays an essential role in maximizing the safety and efficiency of train operation.
The simulation device (132) monitors the operational integrity between virtually connected trains in real time and identifies possible collision scenarios in advance to take preventive measures.
The simulation device (132) simulates interval control and branch control algorithms so that trains can operate harmoniously as if they were a single formation while maintaining a safe distance between trains.
That is, the gap control between virtually connected trains enables the trains to operate efficiently while maintaining a safe distance from each other. The simulation device (132) dynamically adjusts the optimal gap by considering various operating conditions and failure situations. Through this, the trains can operate at the optimal speed and efficiency without the risk of collision.
In addition, the above-mentioned branch control minimizes the risk of collision that may occur when a train passes through various branches within a railway network. The simulation device (132) analyzes the expected route and real-time operating conditions to adjust the route so that each train can pass through the branch safely.
During the above adjustment process, the operational integrity of virtually connected trains is continuously monitored, and if necessary, measures such as route changes or speed adjustments are taken.
Therefore, the simulation device (132) is an important component of the monitoring and control system (130) that simulates and optimizes the operation of a virtually connected train in real time.
The simulation device (132) provides advanced technological solutions to ensure the safety of train operation while maximizing operational efficiency.
As illustrated in FIG. 4, the monitoring and control system (130) further includes an independent control device (133) that controls a train whose virtual connection has been released to run as an independent train according to its own speed profile when the virtual connection with the preceding train is released according to the generated schedule.
As an additional feature of the monitoring and control system (130), an independent control device (133) is included that can independently control the train when the virtual connection with the preceding train is released.
The independent control device (133) performs essential functions for managing train operation after the virtual connection is released.
The independent control device (133) controls the train so that it can run independently according to its own speed profile after the virtual connection is released.
The independent control device (133) establishes an optimal operation plan based on information such as the train's speed, location, and scheduled route, and dynamically adjusts the speed and direction of the train according to the plan.
An independent control unit (133) manages the speed profile of each train, which includes the maximum speed, acceleration, deceleration, etc. of the train.
If the virtual connection is released, the independent control device (133) generates a safe and efficient speed adjustment command by considering the current status and operation plan of the train.
After the virtual connection is released, the independent control device (133) allows the train to operate independently according to its own operation plan without being affected by the preceding train or other railway operation conditions. To this end, the device monitors the position and speed of the train in real time and quickly makes necessary adjustments.
Therefore, the independent control device (133) is an important component of the monitoring and control system (130) that ensures the stability and independence of train operation in a virtual disconnection scenario.
The independent control device (133) supports the safe and efficient operation of trains without virtual connections, thereby increasing the flexibility and operational efficiency of the railway system.
In addition, virtual disconnection can occur in various operational situations, such as scheduling, emergency response, and operation plan optimization. In these situations, the role of the independent control unit (133) is to enable the train to operate independently in a manner appropriate for each situation. Through this, the safety and efficiency of the entire railway network can be continuously maintained and improved.
Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 8, an autonomous driving method using a communication-based train control system using railway signals according to the present invention will be described in detail.
As illustrated in FIG. 5, in one embodiment, the present invention includes a step of generating real-time driving data that maximizes the safety and efficiency of an autonomous driving train by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations based on the current status transmitted from the railway system (120) by the autonomous driving device (110);
A step in which the railway system (120) provides actual operation data to the autonomous driving device (110) to convey the current status;
It includes a step of the monitoring and control system (130) performing real-time monitoring and control commands for autonomous driving of the train based on data collected from the autonomous driving device (110) and the railway system (120).
Specifically, the autonomous driving method using the communication-based train control system using the above railway signals is based on the interaction of an autonomous driving device (110), a railway system (120), and a monitoring and control system (130). The method of the present invention includes a series of steps designed to maximize the safety and efficiency of the train.
As a real-time driving data generation step, the autonomous driving device (110) predicts the train's response to various operating conditions and failure situations based on the current status information received from the railway system (120). Through this, real-time driving data that maximizes the safety and efficiency of the autonomous driving train is generated.
In the real-time driving data generation stage, various variables such as the train's speed, location, and surrounding environment are generated, and the optimal driving strategy can be modeled by taking these into consideration.
In the current status information transmission stage, the railway system (120) provides operation data collected from an actually operating train to the autonomous driving device (110).
The current status information transmission stage accurately conveys the current status of the train to the autonomous driving device, and is used to enable the train to make decisions appropriate for the current operating environment.
As a real-time monitoring and control command execution step, the monitoring and control system (130) executes real-time monitoring and control commands for autonomous driving of the train based on data collected from the autonomous driving device (110) and the railway system (120).
In the real-time monitoring and control command execution phase, necessary adjustments are made to ensure the safe operation of the train. For example, commands may include collision avoidance, speed control, and route change.
As an emergency brake application step, the monitoring and control system (130) immediately applies the emergency brake to the train when the logical connection of the trains is lost and the distance between the trains is unintentionally shortened or the virtual connection is released.
The emergency braking phase is an emergency measure taken to prevent accidents when the safe distance between trains is unexpectedly reduced or when the virtual coupling is broken and the trains must operate independently.
As illustrated in FIG. 6, the monitoring and control system (130) according to the present invention further includes a step of immediately applying an emergency brake to a train when the logical connection of the train is lost and the train is unintentionally narrowed down or the virtual connection is released.
In the method of operating a communication-based train control system using railway signals, the step in which the monitoring and control system (130) performs its role includes a process of immediately applying emergency brakes to the train when the logical connection of the trains is lost and the distance between the trains is unintentionally shortened or the virtual connection is released. This measure ensures safe operation of the train.
For example, as a logical connection loss detection step, the monitoring and control system (130) continuously monitors the logical connection status between trains.
Logical connections are used to allow trains to share position and speed information with each other and maintain a safe distance apart.
If it is detected that the logical connection has been lost for any reason, this means that the safety distance maintenance mechanism between trains has been interrupted.
As an emergency brake engagement step, as soon as a connection loss is detected, the monitoring and control system (130) sends an emergency brake command to the relevant train.
The above emergency brakes force the train to stop safely or to reduce its speed to maintain a safe distance in situations where there is a risk of collision. Emergency brake application acts as a last resort to prevent physical collisions between trains and to protect the safety of passengers and cargo.
Therefore, the above-described steps are a core part of the autonomous driving method using a communication-based train control system using railway signals. The emergency brake engagement mechanism is important for the following reasons.
Collision avoidance minimizes the possibility of collisions between trains in the event of an unintended virtual disconnect or logical loss of connection.
Safety maintenance ensures the safety of passengers and cargo in the event of unexpected situations that may occur during train operation.
Therefore, it increases the reliability of the communication-based train control system and provides a safe operating environment for passengers and operators.
This method represents an important advance in the development of autonomous driving technology for railway systems, with safety as the top priority. The inclusion of an emergency braking step contributes to further enhancing the safety and reliability of railway operations.
As illustrated in FIG. 7, the monitoring and control system (130) further includes a step of switching the following train to a slave mode, which is a lower mode of the autonomous driving mode, when a virtual connection is made, and controlling the train in the slave mode based on the acceleration received from the preceding train.
In an autonomous driving method utilizing a communication-based train control system using railway signals, the monitoring and control system (130) includes an advanced function of switching the following train to a slave mode, which is a lower mode of the autonomous driving mode, after a virtual connection is established.
In the above step, the train operating in slave mode is automatically controlled based on acceleration information received from the preceding train.
Automatic control processes play a vital role in ensuring safe distances between trains and coordinated operation.
As a slave mode switching and control step, when a virtual connection is made by switching to slave mode, the following train switches from autonomous driving mode to slave mode.
In slave mode, the trailing train receives control signals through a virtual connection with the leading train, which enables synchronized operation between the two trains.
Regarding acceleration-based control, in slave mode, the following train controls its operation based on the acceleration information transmitted from the preceding train. This allows the following train to reflect the acceleration or deceleration of the preceding train in real time, thereby maintaining a constant gap between the two trains and enabling them to operate harmoniously. Since the acceleration information reflects the current operation status and the planned operation pattern of the preceding train, the control of the following train can be performed very precisely.
Therefore, acceleration-based control in slave mode greatly improves the efficiency and safety of communication-based train control systems using railway signals.
In other words, slave mode operation through virtual connection helps maintain a safe distance between two trains. This is a factor that ensures collision prevention and passenger safety.
In addition, by synchronizing the operation between the leading and following trains, more trains can be operated safely and efficiently. This can significantly improve operational efficiency, especially in high-density rail networks.
As illustrated in FIG. 8, the monitoring and control system (130) further includes a step of releasing the performance restriction of a train that was restricted when a virtual connection of a train whose virtual connection has been released is made.
In an autonomous driving method utilizing a communication-based train control system using railway signals, the monitoring and control system (130) includes a step of releasing performance restrictions on the corresponding train after virtual connection is released.
The above release process releases the performance restrictions imposed in the virtual connection state, allowing the train to operate at its maximum performance.
The above-mentioned release steps optimize the operational efficiency of the train and enable flexible response to operating conditions.
When a virtual connection is made, the train is subject to certain performance restrictions to maintain a safe distance from the preceding train and to operate in sync. These restrictions are mainly related to acceleration, maximum speed, etc. When the virtual connection is released, the monitoring and control system (130) releases these restrictions to allow the train to operate at its technical maximum performance.
Lifting performance limits increases operational efficiency by allowing trains to run at higher speeds or respond more effectively to emergencies. This allows train operators to adjust their operation plans more flexibly and provide better service to passengers.
Therefore, the process of lifting performance restrictions after virtual disconnection provides significant flexibility in train operation, allowing each train to perform optimally according to the given operating environment and requirements.
In addition, while performance is limited to prioritize safety in a virtual connection state, efficiency can be maximized after release. This approach allows for the application of the most appropriate operational strategy for each situation while maintaining a balance between safety and efficiency.
In addition, it is important to ensure that trains can utilize their maximum technical performance, especially in emergency situations where rapid response is required. This contributes to improving the operational efficiency and safety of the entire railway system.
Meanwhile, the introduction of autonomous driving technology through autonomous driving devices (110) in high-speed railway systems has the potential to significantly improve the efficiency and safety of railway operation, but at the same time raises the need to solve various technical and operational problems.
The sensors and recognition systems, which are core components of the autonomous driving device (110), precisely recognize and interpret the surrounding environment and serve as the basis for the train to make autonomous judgments and decisions. Therefore, the accuracy and reliability of these sensors are important elements of autonomous driving technology.
For example, if the accuracy of a sensor is poor, the train may make decisions based on incorrect information, which may lead to misrecognition of the train in operation through the railway system (120), which may cause serious safety problems that may lead directly to an accident.
In addition, the autonomous driving device (110) uses various sensors and communication technologies to exchange information in real time between trains, between trains and a control center, between railway systems (120), and between monitoring and control systems (130).
Communication errors that may occur during this process may have a fatal impact on the operation of an autonomous train via the autonomous driving device (110), and the stability and reliability of the communication system are important factors in ensuring the safety of train operation.
Communication failures can result in incorrect transmission of operating commands or loss of operating data, which can ultimately seriously compromise the safety of train operation.
Therefore, the emergency braking system of the autonomous driving device (110) plays a key role in minimizing the risk of an accident by automatically stopping the train when the autonomous driving train detects a risk of collision. This system requires a high degree of accuracy and reliability and is essential for the safe operation of the train.
The safety of an autonomous driving device (110) refers to the technical elements that enable a train to safely perform basic operating functions such as controlling speed and changing direction on its own.
In addition, the ability to respond to weather conditions means the ability of the autonomous driving device (110) to effectively respond to various weather conditions such as rain, snow, and fog, and to changes in the condition of the rail. For example, sensors and cameras must be able to operate accurately even in extreme weather conditions such as heavy rain or snowstorms, and appropriate adjustments of speed control and steering functions must be possible according to weather changes.
The ability to respond to weather conditions means that the communication-based train control system must be able to operate safely under a variety of weather conditions, including rain, snow, fog, and heavy rain. Weather conditions can affect the performance of visual sensors, and conditions such as rain or snow can significantly reduce the sensor's perception ability.
Therefore, it is important to ensure that devices such as sensors and cameras in the railway system (120) can operate accurately even under extreme weather conditions, and to this end, a combination of various sensor technologies or development of a correction algorithm for sensor data according to weather conditions is required.
Additionally, the system must be flexible enough to allow the driving control systems, such as speed control and steering, to be adjusted appropriately according to weather changes.
For example, a monitoring and control system (130) is required to monitor and review whether safe driving is possible even under weather conditions such as rain, snow, fog, and heavy rain, to check whether devices such as sensors and cameras operate properly under such weather conditions, and to evaluate whether driving control systems such as speed control and steering can respond appropriately depending on the weather.
In addition, the implementation of a system that can detect changes in rail conditions in real time and respond to them to maintain safe operation is a very important factor in the operation of autonomous trains.
The ability to respond to rail conditions refers to the ability of the monitoring and control system (130) to detect changes in the physical condition of the rail in real time and respond to them to maintain safe operation.
The condition of the rail can change due to various external factors, which can directly affect the safety of train operation. For example, when snow or ice is formed on the rail, effective operation of the anti-slip device is important, and the monitoring and control system (130) is required to be able to detect problems such as rail damage or poor joints in real time and respond to them.
To achieve this, it is necessary to develop an intelligent control system that can continuously monitor the condition of the rail through advanced sensor technology attached to the railway system (120) and a rail monitoring system, and adjust the speed and driving pattern according to the rail condition.
For example, it includes a detection sensor that detects the condition of the rail (e.g., broken slipper, poor joint, etc.) and a function to check whether a system capable of maintaining safe operation in response to this and a monitoring and control system (130) that can monitor the condition of the rail and adjust the speed and driving pattern according to the rail characteristics is implemented, a function to examine whether an anti-slip device can be effectively operated when snow or ice is formed on the rail, and a function to prevent instability of the vehicle due to sudden stopping or sudden acceleration according to the condition of the rail.
Finally, the reliability of the software and hardware of the autonomous driving device (110) is a basic prerequisite for the normal functioning of the autonomous driving train.
Software bugs or hardware defects can cause the system to malfunction, which can pose a direct threat to the safety of train operation.
Therefore, it is essential to secure the reliability of the system through a thorough testing and verification process and to continuously manage it through regular maintenance and system updates.

110: 자율주행장치
120: 철도 시스템
130: 감시 및 제어 시스템
131: 가상연결 장치
132: 시뮬레이션 장치
133: 독립 제어 장치110: Autonomous driving device
120: Rail System
130: Surveillance and Control Systems
131: Virtual connection device
132: Simulation device
133: Independent control unit

Claims

delete

In a communication-based train control method using railway signals,
A step of generating real-time driving data of an autonomous driving train by predicting the train's response to various operating conditions and failure situations based on the current status transmitted from the railway system (120) by the autonomous driving device (110);
A step in which the railway system (120) provides actual operation data to the autonomous driving device (110) to convey the current status;
A step in which a surveillance and control system (130) performs real-time monitoring and control commands for autonomous driving of a train based on data collected from an autonomous driving device (110) and a railway system (120);
The above monitoring and control system (130) is a step for immediately applying emergency brakes to a train when the logical connection of the train is lost and narrowed below a certain level or the virtual connection is released;
The above monitoring and control system (130) is a step in which, when a virtual connection is made, the following train is switched to a slave mode, which is a lower mode of the autonomous driving mode, and in the slave mode, the train is controlled based on the acceleration received from the preceding train;
The above monitoring and control system (130) includes a step of releasing the performance restriction of a train that was restricted when a virtual connection of a train whose virtual connection was released;
The above monitoring and control system (130) includes a virtual connection device (131) for recognizing and judging the gap control situation based on communication between trains and for dynamic route control; a simulation device (132) for simulating gap control and branch control so that the trains can operate as one-sided trains to prevent collisions by recognizing the integrity of virtually connected trains; and an independent control device (133) for controlling the train whose virtual connection has been released to operate as an independent train according to its own speed profile when the virtual connection with the preceding train is released according to the generated schedule.
As a step of detecting the loss of the above logical connection, the monitoring and control system (130) continuously monitors the logical connection status between trains, and when it is detected that the logical connection is lost, as an emergency brake engaging step, as soon as the logical connection loss is detected, the monitoring and control system (130) sends an emergency brake command to the relevant train, and the emergency brake forcibly reduces the speed so that the train can stop or maintain a safe distance in a situation where there is a risk of collision, and the emergency brake engaging prevents a physical collision between trains and protects the safety of passengers and cargo.
In the above slave mode, in the step of controlling the train based on the acceleration received from the preceding train, the train operating in slave mode is automatically controlled based on the acceleration information received from the preceding train.
As a slave mode switching and control step, when a virtual connection is made by switching to slave mode, the following train is switched from autonomous driving mode to slave mode, and then in slave mode, the following train receives a control signal through a virtual connection with the preceding train, thereby enabling synchronized operation between the two trains, and according to acceleration-based control, in slave mode, the following train adjusts its operation based on acceleration information transmitted from the preceding train, so that the following train reflects the acceleration or deceleration operation of the preceding train in real time, thereby maintaining a constant gap between the two trains.
In the step of releasing the performance restriction of the train that was restricted when the virtual connection of the train whose virtual connection was released is released by the above monitoring and control system (130);
The above-mentioned releasing step releases the performance restrictions imposed in the virtual connection state, so that when the virtual connection is made, the train maintains a safe distance from the preceding train and applies specific performance restrictions for synchronized operation, and the restrictions are restrictions on acceleration and maximum speed, and when the virtual connection is released, the monitoring and control system (130) releases the acceleration and maximum speed restrictions. A communication-based train control method using a railway signal.

In claim 3,
The above independent control device (133) is
When a virtual connection is released, the driving is controlled by deriving an operating pattern that takes into account the braking ability, engine output, and traction power of the train.
It has the role of controlling the train to run independently according to its own speed profile after the virtual connection is disconnected, and establishes an operation plan based on information about the train's speed, location, and scheduled route.
Dynamically adjusts the speed and direction of trains according to the plan and manages the speed profile of each train.
The above profile includes the maximum speed, acceleration, and deceleration of the train, and in case of a virtual disconnection, a speed adjustment command is generated by considering the current status and operation plan of the train.
After the virtual connection is released, the train's position and speed are monitored in real time and necessary adjustments are made to ensure that the train can operate independently according to its own operation plan without being affected by preceding trains or other railway operation conditions.
In order for the autonomous driving device (110) to respond to multiple weather conditions including rain, snow, and fog and changes in the condition of the rail, the sensor and camera include speed control and steering functions according to weather changes so that they can operate even in weather conditions consisting of heavy rain or snowstorms.
A method for controlling a communication-based train using railway signals, characterized in that the above monitoring and control system (130) has the ability to respond to weather conditions, monitors whether safe driving is possible even under the above weather conditions so that the communication-based train control system can operate under multiple weather conditions, confirms whether sensors and camera devices operate normally even under the above weather conditions, and evaluates whether the system can respond so that speed control and steering are possible depending on the weather.