[go: up one dir, main page]

KR20150021213A - 열차 선로 위치 측정 시스템 - Google Patents

열차 선로 위치 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150021213A
KR20150021213A KR20130098264A KR20130098264A KR20150021213A KR 20150021213 A KR20150021213 A KR 20150021213A KR 20130098264 A KR20130098264 A KR 20130098264A KR 20130098264 A KR20130098264 A KR 20130098264A KR 20150021213 A KR20150021213 A KR 20150021213A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
gps
pair
line
location
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR20130098264A
Other languages
English (en)
Inventor
오세찬
김민수
윤용기
백종현
김용규
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR20130098264A priority Critical patent/KR20150021213A/ko
Publication of KR20150021213A publication Critical patent/KR20150021213A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/45Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/02Details of the space or ground control segments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/26Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving a sensor measurement for aiding acquisition or tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 열차 선로의 태그 위치 측정 시스템에 관한 것이다. 이는 선로(R) 상의 특정 위치를 측정하기 위하여 추진 및 제동용 차륜(19, 21)과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 구비하는 차량(11)을 구비하는 열차 선로 위치 측정 시스템(10)으로서, 외부로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 GPS 수신부(15)와; 상기 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24) 각각에 설치되어 상기 차륜의 회전에 따라 이동거리에 관한 정보를 출력하는 한 쌍의 오도미터(17, 18)와; 상기 GPS 수신부(15) 및 상기 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하는 제어단말(13)을 포함하여 구성된다. 이에 따라, GPS 위치 측정값과 한 쌍의 오도미터의 위치 측정값을 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선도 상의 특정 위치의 위치값을 항상 정확하게 측정할 수 있어, 단 한 번의 측량으로도 정확한 위치값을 획득할 수 있도록 하는 등의 현저한 효과를 제공한다.

Description

열차 선로 위치 측정 시스템 {System For Positioning Point on Train Rail}
본 발명은 열차 선로 위치 측정 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 GPS 위치 측정값과 한 쌍의 오도미터(odometer)에 의한 위치 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선도 상의 특정 위치를 항상 정확하게 측정할 수 있어, 단 한 번의 측량으로도 정확한 위치값을 획득할 수 있도록 한 새로운 열차 선로 위치 측정 시스템에 관한 것이다
기존의 선로 회로 기반의 열차 제어 시스템을 적용한 노선의 경우 열차의 정밀한 위치데이터가 필요치 않으므로 많게는 수 미터의 오차를 가지는 매우 거친 선로 DB를 가진다. 최근 GPS를 이용한 측량을 널리 이용하지만 GPS는 터널 등과 같이 위성신호가 잡히지 않는 경우 사용이 불가하고 위성신호 감도가 좋지 않은 지역의 경우 측정오차가 발생할 수 있다는 단점을 가진다.
무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 선로 회로 기반의 열차 제어 시스템과는 달리 차상과 지상간 양방향 정보송수신을 통한 열차의 실시간 위치 보고와 부여받은 이동권한에 기반하여 열차 간격 제어를 수행한다. 이때 열차의 위치보고는 선로DB를 기반으로 설치되어 있는 지상자 즉 트랜스폰더 태그(또는 발리스)의 위치를 감지하는 것에 기초하여 이루어진다. 따라서 무선 통신 기반 열차 제어 시스템을 적용하기 위해서는 정확한 선로DB의 구성이 무엇보다 선행되어야 한다.
일반적으로 무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 역간 주행시 약 6.25m 이하의 열차 위치 계산 오차를 만족하여야 하며, 역사의 정위치 정차시 30cm이하의 정확도를 가져야 한다. 이와 같은 조건을 만족시키기 위해서는 우선적으로 선로DB의 오차가 수 센티미터 이하를 만족하여야 한다.
종래에 선로 상에서 위치를 측정하는 시스템에는 GPS를 이용하는 예(예컨대, 국내 등록특허 10-0683591, 2007년 2월 9일 등록) 또는 타코메타 또는 타코미터와 같은 차축이나 차륜의 회전수 측정을 이용하는 예(예컨대, 국내 등록특허 10-0862721, 2008년 10월 2일 등록; 국내 등록특허 10-1267925, 2012년 2월 23일 등록)가 알려져 있다. 이러한 기존의 방법으로 선로 DB를 측정하는 경우 짧게는 수십에서 길게는 수백 Km에 달하는 노선을 한번에 정확하게 측량하기에는 거의 불가능하다. 왜냐하면, GPS 측정값은 터널을 비롯하여 위성 신호를 제대로 받을 수 없는 장소에서는 위치측정용으로 사용이 불가능하다. 반면 타코미터와 같은 차축 회전수를 측정하는 장치는 주행 환경에 따라 크게 영향을 받지는 않지만 한번 발생된 주행오차는 초기화하지 않으면 없어지지 않고 계속해서 누적된다는 단점을 가진다.
더 나아가, 이렇게 측정된 선로 DB를 기준으로 또다시 일정한 간격으로 열차 제어 시스템 지상자인 트랜스폰더 태그(또는 발리스)를 정밀하게 설치하기 위해 또다시 세부 측량이 이루어져야 하므로 막대한 시간과 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.
또한 무선 통신 기반 열차 제어 시스템의 경우 선로에 설치되는 열차 제어시스템 지상자(태그 또는 발리스)는 새로운 역이 추가되거나 선로 유지 보수 작업에 의해 추가변경의 소지가 있으므로 측량과 지상자의 위치 변경이 빈번하게 발생하게 되는 가능성이 존재한다. 따라서 단 한 번의 측량 작업으로 무선통신기반 열차제어시스템 선로 인프라 구축을 위한 열차 선로 위치 측정 시스템에 대한 절실한 요구가 존재한다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선 및 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 GPS 위치 측정값과 한 쌍의 오도미터(odometer)의 위치 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선로 상의 특정 위치들의 위치값을 정확하게 측정할 수 있도록 하므로, 단 한 번의 측량으로도 원하는 정확도의 위치값을 확보할 수 있어 신속하고 용이하게 선로DB를 구축할 수 있도록 한 새로운 열차 선로 위치 측정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템에 의하여 달성된다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템은, 선로(R) 상의 특정 위치를 측정하기 위하여 추진 및 제동용 차륜과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜을 구비하는 차량을 구비하는 열차 선로 위치 측정 시스템으로서, 외부로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 GPS 수신부와; 상기 한 쌍의 별도의 차륜 각각에 설치되어 상기 차륜의 회전에 따라 이동거리에 관한 정보를 출력하는 한 쌍의 오도미터와; 상기 GPS 수신부 및 상기 한 쌍의 오도미터로부터 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하는 제어단말을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어단말의 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하기 위한 소정의 알고리즘은: 특정 위치에서 상기 GPS 수신부로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신하고; 또한 상기 특정 위치에서 상기 한 쌍의 오도미터에 의한 위치 측정값을 수신한 후 이 두 개의 위치 측정값의 평균값을 계산하고; 수신된 상기 GPS 위치 측정값과 계산된 상기 평균값의 차이를 계산하며; 상기 차이가 소정 문턱값을 초과하는 경우에는 상기 평균값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 GPS 위치 측정값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하도록 하는 것일 수 있다.
그리고 다른 실시예에 있어서, 상기 제어 단말은 결정된 상기 특정 위치의 위치값을 시각적으로 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 특히 GPS 위치측정값과 한 쌍의 오도미터 측정값의 평균값을 소정 문턱값에 따라 선택적으로 이용함으로써, 다양한 환경을 통과하여 배치되어 있는 선로 상의 특정 위치들의 위치값을 항상 정확하게 측정할 수 있으므로, 단 한 번의 측량으로도 정확한 선로 위치값들을 획득할 수 있도록 하는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템을 설명하기 위한 개략적인 측면도 및 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템에서 예시적인 제어단말의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템의 제어단말에서 특정 위치의 위치값을 산출하기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 개략적인 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 열차 선로 위치 측정 시스템(10)은, 선로(R) 상에서 운행하기 위하여 추진 및 제동용 차륜(19, 21)과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 구비하는 차량(11)에서, 선로(R) 상의 특정 위치들, 즉 특정 포인트(P1 또는 P2)들의 위치를 측정하기 위한 열차 선로 위치 측정 시스템이다.
앞에서도 언급된 바와 같이, 현재 궤도회로기반의 선로 DB는 러프하게 구축되어있기 때문에 무선통신기반 열차제어를 위한 조건인 역간 주행의 경우 ±6.25m 이하의 열차위치 계산오차와, 역사의 정위치 정차시에는 경우 ±30cm 이하의 열차위치 계산오차를 만족하지 못한다. 따라서, 기존의 태그 위치를 정밀하게 다시 측정한다거나, 새로운 역이 추가된다거나, 선로 유지보수작업에 의해 변경된다거나 하여, 새로운 측량이 필요한 경우 정밀한 위치측정을 할 수 있는 측정 시스템이 필요하다.
이러한 필요에 부응하기 위하여, 본 발명에 따른 열차 선로 위치 측정 시스템은, GPS 수신부와 오터미터가 탑재되어 있는 차량을 현재 태그가 설치되어 있는 곳 또는 태그를 설치하고자 하는 포인트까지 이동(동력운전 또는 수동)한 후, 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, GPS의 위치측정값과 좌우 오더미터의 평균값을 비교해서 그 차이가 문턱값보다 큰 경우는 좌우 오더미터의 평균값을 채택하는 한편 그 차이가 문턱값보다 작은 경우는 GPS의 위치측정값을 채택하여 태그의 위치값으로 결정하도록 한다. 그리고 이와 같은 방법으로 측정대상의 선로에 대하여 태그가 설치되어 있는 포인트나 태그를 설치할 예정인 포인트에 대해 모두 측정하고, 측정된 모든 태그 설치 포인트에 대한 정보를 DB화(선로 DB)화 하여 열차간 시격제어를 하는데 이용할 수 있도록 한다. 열차시격제어란 열차간 충돌이 없는 안전운행 범위내에서 선행열차와 후속열차간 간격을 좁게 제어할 수 있도록 함으로써 열차편수를 증가시켜 수송력을 증가시킬 수 있도록 하는 것이므로, 열차제어에 있어 중요한 것이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 포인트(P1, P2)는 태그가 설치되어 있거나 또는 태그를 설치할 예정인 선로 상의 특정 위치이다. 다시 말해서 포인트(P1, P2)는 예컨대 RFID와 같이 근거리 무선 통신을 이용하여 판독가능한 고유 식별정보를 포함하고 있는 전자식 표지 장치인 태그가 설치되어 있는 선로 상의 특정 위치일 수 있다. 또는 포인트(P1, P2)는 이러한 태그를 설치하고자 하는 선로 상의 특정 위치일 수 있다.
이와 같은 포인트(P1, P2)는 선로(R)의 폭 방향에서 중앙에 위치될 수 있으며, 선로(R)의 길이 방향에서 예컨대 2 ~ 200 m의 간격을 가지고 복수로 위치될 수 있다. 이러한 포인트(P1, P2)의 위치를 정확하게 측정한 데이터는 이를 기초로 하여 선로DB와 같은 데이터베이스를 구축할 수 있게 하며, 더 나아가 열차 간격 제어를 위하여 주행 중인 열차의 절대 위치를 측정하기 위한 기초자료로서도 사용될 수 있게 한다.
차량(11)은, 비록 도 1에서는 도시되어 있지 않으나, 연료나 전기 등으로 자동 운행될 수 있도록 추진 및 제동용 차륜(19, 21)을 구동하고 제동하기 위한 구동용 엔진 또는 모터와 연료 또는 배터리/전기공급부 등을 포함할 수 있으며, 운전자를 위한 운전실이나 객실도 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따라, 차량(11)은 선로의 특정 위치 측정을 위해 전용으로 구성된 측정 작업용 차량일 수도 있으며, 또는 승객 운송용 열차 차량일 수도 있다.
이러한 차량(11)은 특히 추진 및 제동용 차륜(19, 21) 이외에 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 더 구비한다. 이것은, 이러한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)에 오도미터를 설치하는 경우, 추진이나 제동시에 발생하는 차륜의 슬립(Slip)에 의해 발생할 수 있는 측정오류를 감소시킬 수 있다는 장점을 제공할 수 있게 한다.
또한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)이 차량(11)의 폭방향(즉, 도 1에서 화살표로 표시된 진행방향에 대해 수직인 방향)에서 차량(11)의 양측에 위치될 수 있으므로, 이러한 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)에 설치된 한 쌍의 오도미터에서 측정된 위치값들의 평균값을 이용하는 경우, 곡선 주행시 차량(11)의 좌우 측의 주행거리가 서로 다름에 기인되는 위치오차를 감소시킬 수 있다는 장점이 제공될 수 있다.
이렇게 평균값을 이용하는 것은, 중간에 대한 위치 값을 얻을 수 있게 하는데, 대부분의 지상자(예컨대, 태그)는 좌우 선로의 가운데 설치되기 때문에 곡선 주행시 한쪽 차륜에 설치된 오도미터만을 이용하여 위치를 측정하는 것 자체로 오차가 발생하게 된다. 따라서 양 측에 설치된 오도미터에 의한 측정값의 평균값을 이용하므로써 좌우 선로의 중간값을 활용하는 것은 오차를 감소시킬 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따라, 도 1에 예시된 바와 같이, 열차 선로 위치 측정 시스템(10)은, 선로를 따라 주행가능한 차량(11) 상에 탑재된 GPS 수신부(15), 한 쌍의 오도미터(17, 18), 및 제어 단말(13)을 포함하여 구성될 수 있다.
작업자는 차량(11)을 동력을 이용하여 또는 수동으로 위치측정을 하고자 하는 포인트(P1 또는 P2)에 위치시킨 후, 제어 단말(13)을 조작하여 위치 측정을 시작할 수 있다.
GPS 수신부(15)는 외부로부터, 예컨대 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성으로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 것이다. GPS 수신부(15)는 수신된 GPS 위치정보를 이용하여 현재 차량이 정차하고 있는 포인트(P1 또는 P2)의 위치를 계산할 수 있고, 계산된 포인트의 위치를 GPS 위치 측정값으로서 출력할 수 있다. 출력된 GPS 위치 측정값은 무선 또는 유선으로 제어단말(13)로 전송될 수 있다.
한 쌍의 오도미터(odometer)(17, 18)는, 차량(11)의 양 측부에 구비된, 추진 및 제동을 위한 것이 아닌, 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24) 각각에 설치된다. 오도미터는 설치되어 있는 차륜의 회전에 따라 펄스를 발생시킴으로써, 펄스의 수를 카운트하면 차륜의 회전수를 알 수 있고, 차륜 회전수에 기초하여 차량(11)의 위치 측정작업을 시작하기 위한 시작 위치에서부터 현재 측정을 하고 있는 특정 포인트까지의 이동거리를 알 수 있게 한다. 이러한 이동거리를 이용하여 한 쌍의 오도미터(17, 18)는 현재 측정을 하고 있는 특정 포인트의 위치를 계산할 수 있고, 계산된 태그의 위치를 오도미터 위치 측정값으로서 출력할 수 있다. 출력된 오도미터 위치 측정값은 무선 또는 유선으로 제어단말(13)로 전송될 수 있다.
오도미터(17, 18)가 설치되는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)은 서로 축으로 연결되어 있는 것이 아니라 독립적으로 차량(11)에 부착되어 있으므로, 예컨대 곡선 주행시, 상대적으로 큰 원을 그리는 외부의 차륜은 더 빨리 회전하게 되며, 상대적으로 작은 원을 그리는 내부의 차륜은 덜 빨리 회전할 수 있다. 한 쌍의 오도미터(17, 18)는 이 경우 각각 독립적으로 이동거리를 계산할 수 있다.
제어단말(13)은 GPS 수신부(15) 및 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 현재 포인트의 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 이 현재 포인트의 위치를 결정하는 유닛이다.
도 2에는 제어단말(13)의 좀 더 상세한 구성이 예시적으로 도시되어 있다. 도시된 예에서와 같이, 제어단말(13)은, GPS 측정값 수신부(131), 오도미터 측정값 수신부(132), 프로세서(133), 메모리(134), 입력부(135), 및 디스플레이(136)를 포함하여 구성될 수 있다.
GPS 측정값 수신부(131)는 GPS 수신부(15)로부터 출력된 GPS 위치 측정값을 수신하는 부분이다. 오도미터 측정값 수신부(132)는 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 각각 오도미터 위치 측정값을 수신하는 부분이다.
프로세서(133)는, 선로 상의 특정 포인트의 위치를 결정하기 위하여, GPS 측정값 수신부(131) 및 오도미터 측정값 수신부(132)에서 수신된 정보를 소정의 알고리즘에 따라 계산함으로써, 특정 포인트의 위치값을 계산할 수 있다. 이 소정의 알고리즘은 도 3을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명한다.
메모리(134)는 프로세서(133)가 동작하는 소정의 알고리즘을 포함할 수 있고, 수신한 정보 및 수신한 정보를 처리하여 산출한 정보를 저장할 수 있다
입력부(135)는 사용자 또는 운전자가 프로세서(133)에게, 예컨대 현재 포인트의 위치값을 결정하기 위한 측정 및 계산 동작을 수행할 것 및/또는 그 결과를 출력할 것 등을 명령을 입력하기 위한 터치패널, 키보드, 마우스 등의 입력장치일 수 있다.
디스플레이(136)는 제어 단말(13)의 동작에 따라 결정된 특정 포인트의 위치값을 사용자나 운전자에게 시각적으로 표시하는 장치이다.
이제 도 3을 참조하여, 제어단말(13)의 위치를 결정하기 위한 소정의 알고리즘의 일 예를 설명한다.
제어 단말(13)은 선로 상의 특정 포인트의 위치값으로서 GPS 수신부(15)로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신(31)할 수 있다.
이와 동시에, 제어 단말(13)은 이 특정 포인트에 대한 또 다른 하나의 위치값으로서, 한 쌍의 오도미터(odometer)에 의해 측정된 위치 측정값을 수신하고 수신된 두 개의 오도미터 위치 측정값의 평균값을 계산(32)할 수 있다.
이후, 제어 단말(13)은, 수신된 GPS 위치 측정값과 계산된 오도미터 위치 측정값들의 평균값의 차이를 계산(33)할 수 있다. 이 차이는 절대값으로서 취해지는 것이 바람직하다.
이후 제어 단말(13)은 절대값으로서 취해진 차이가 소정 문턱값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있다(34). 그 결과 초과하는 경우(도 3에서, 예)에는, GPS 위치 측정값의 오차가 너무 심하다는 의미이므로 GPS 위치 측정값을 버리고 오도미터에 의한 위치 측정값을 취한다. 즉 오도미터 측정 위치값의 평균값에 따라 현재 포인트의 위치값을 결정한다(35). 이에 반하여 그렇지 않은 경우(도 3에서, '아니오')에는 GPS 위치 측정값에 따라 현재 포인트의 위치값을 결정할 수 있다(36).
이후 제어 단말(13)은 결정된 위치값을 디스플레이(136)에 시각적으로 표현하도록 출력하거나, 메모리(134)에 저장하도록 출력하거나, 또는 비록 도시되어 있지는 않지만 외부 장치로 무선 또는 유선으로 전송하기 위해 통신 신호로 변환될 수 있도록 출력할 수 있다(37).
상술한 바와 같은 구성의 본 발명은, 특히 무선 통신 기반 열차 제어 시스템 환경에서 선로의 DB 구성과 지상자의 설치를 위한 고정밀 자동화 선로 위치 측정 시스템으로서 적용가능하다.
일반적으로 GPS로부터의 입력 값은 주행 환경에 따라 크게 영향을 받게 된다. 즉, 터널을 비롯하여 위성 신호를 제대로 받을 수 없는 장소에서는 위치측정용으로 사용이 불가능하다. 반면 오도미터는 주행 환경에 따라 크게 영향을 받지는 않지만 한번 발생된 주행오차는 초기화하지 않으면 없어지지 않고 계속해서 누적된다는 단점을 가진다. 본 발명에 따라, 이러한 GPS의 단점을 오도미터에 의해 보완하고, 오도미터의 단점을 GPS에 의해 보완하는 열차 선로 위치 측정 시스템이 제안될 수 있다.
즉, GPS의 위치 측정값과 좌우 오도미터의 위치 측정값들의 평균값을 비교해서 그 차이가 소정 문턱 값(Threshold) 보다 큰 경우 GPS의 측정환경에 의한 오차로 인식하여 차량의 현재 위치값으로서 좌우 오도미터의 위치 측정값들의 평균값을 이용한다. 이때 평균값은 곧 선로 중간 지점에 대한 위치 값을 의미한다. 만약 GPS의 위치 측정값과 좌우 오도미터의 위치 측정값의 평균값의 차이가 문턱 값보다 작은 경우에는 GPS의 위치측정 값을 이용한다.
이와 같이, 본 발명은 무선통신기반 열차제어시스템에서 요구되는 정확도를 만족하기 위한 고정밀 위치측정 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존의 측정방법의 측정오차와 그로 인한 재측정에 따른 막대한 시간과 비용 문제를 해결하기 위해 GPS 뿐만 아니라 오도미터를 이용한다는 특징을 제공한다. 즉, GPS 위성 수신환경이 열악한 경우 오도미터를 이용하여 위치계산을 수행하고, 양호한 경우 GPS 측량 값을 이용한다. 이를 통해 단 한 번의 측량으로 무선통신기반 열차제어시스템에서 요구하는 선로 DB의 정밀도를 얻을 수 있다는 장점을 가진다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

Claims (3)

  1. 선로(R) 상의 특정 위치를 측정하기 위하여 추진 및 제동용 차륜(19, 21)과 추진 및 제동이 이루어지지 않는 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24)을 구비하는 차량(11)을 구비하는 열차 선로 위치 측정 시스템(10)으로서,
    외부로부터 무선으로 GPS 위치정보를 수신하기 위한 GPS 수신부(15)와;
    상기 한 쌍의 별도의 차륜(23, 24) 각각에 설치되어 상기 차륜의 회전에 따라 이동거리에 관한 정보를 출력하는 한 쌍의 오도미터(odometer)(17, 18)와;
    상기 GPS 수신부(15) 및 상기 한 쌍의 오도미터(17, 18)로부터 위치 측정값을 각각 수신하고, 수신된 위치 측정값을 소정의 알고리즘에 의해 처리하여 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하는 제어단말(13)을
    포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어단말(13)의 상기 선로 상의 특정 위치의 위치값을 결정하기 위한 소정의 알고리즘은:
    상기 특정 위치에서 상기 GPS 수신부(15)로부터 전송된 GPS 위치 측정값을 수신하고;
    상기 특정 위치에서서 상기 한 쌍의 오도미터에 의한 위치 측정값을 수신한 후 이 두 개의 위치 측정값의 평균값을 계산하고;
    수신된 상기 GPS 위치 측정값과 계산된 상기 평균값의 차이를 계산하며;
    상기 차이가 소정 문턱값을 초과하는 경우에는 상기 평균값에 따라 수신된 고유 식별정보에 의해 식별되는 상기 특정 위치의 위치값을 결정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 GPS 위치 측정값에 따라 상기 특정 위치의 위치값을 결정하도록 하는
    것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 단말(13)은 결정된 상기 특정 위치의 위치값을 시각적으로 표시하는 디스플레이(136)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 선로 위치 측정 시스템.
KR20130098264A 2013-08-20 2013-08-20 열차 선로 위치 측정 시스템 Ceased KR20150021213A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130098264A KR20150021213A (ko) 2013-08-20 2013-08-20 열차 선로 위치 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130098264A KR20150021213A (ko) 2013-08-20 2013-08-20 열차 선로 위치 측정 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150021213A true KR20150021213A (ko) 2015-03-02

Family

ID=53019673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130098264A Ceased KR20150021213A (ko) 2013-08-20 2013-08-20 열차 선로 위치 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150021213A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102053533B1 (ko) * 2018-05-31 2019-12-06 주식회사 에스지엠 골프카트 제어 시스템 및 그 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102053533B1 (ko) * 2018-05-31 2019-12-06 주식회사 에스지엠 골프카트 제어 시스템 및 그 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014323587B2 (en) System and method for identifying damaged sections of a route
US9607446B2 (en) System and method for identifying damaged sections of a route
JP3434429B2 (ja) 鉄道航法システム及び鉄道車両の線路識別名を求める方法
CN103129586B (zh) 基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置及其控制方法
CN113276911B (zh) 一种悬挂式单轨车辆段列车位置检测方法及系统
CN103465938B (zh) 轨道交通车辆的快速精确定位装置及定位方法
WO2017211068A1 (zh) 一种轨道交通车辆精确测速系统和方法
EP3015338A1 (en) Communication system and method for correlating wireless communication performance with vehicle system configurations
ES2626175T3 (es) Procedimiento de cálculo de un intervalo de posiciones de un vehículo ferroviario sobre una vía férrea y dispositivo asociado
CN103693078B (zh) 目标距离模式的列车自动防护方法
CN109583407B (zh) 一种基于nfc技术和机器视觉相结合的轨道检测定位系统
CN111016972B (zh) 车载式自动过分相地感器的检测系统及其检测方法
CN103612649A (zh) 基于激光多普勒测速的列车精确定位方法及装置
CN102139704A (zh) 一种基于射频技术的高精度列车定位系统及其定位方法
US10919550B2 (en) Method and positioning device for determining the position of a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle
CN106560371A (zh) 一种基于卫星定位与加速度传感器的车载atp系统
US20120116616A1 (en) Methods and systems for continually measuring the length of a train operating in a positive train control environment
CN103223956A (zh) 一种在线钢轨断裂车载监测的故障位置定标装置及定标方法
JP2010234979A (ja) 鉄道車両の運転保安システムにおける位置検出装置およびその位置検出方法
CN114132358A (zh) 一种多平台智能化轨道综合检测系统
KR101374815B1 (ko) 정차역 자동정지장치
CN203142701U (zh) 基于轨道电路的机车位置监测与安全控制装置
KR20170110988A (ko) 철도차량 위치 측정 시스템 및 방법
KR101262762B1 (ko) 열차의 위치 오차 보정 장치 및 방법
CN103144655A (zh) 利用gps手段实现电机车防撞预警的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20130820

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20140728

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20150126

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20140728

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PG1501 Laying open of application