Study on a New Method for Precise Stop Control of Metro Trains: In Case of Large Speed Error

도시철도 열차 정위치 정차제어의 새로운 방안에 대한 연구: 속도 오차가 큰 경우

One of the requirements of metro trains is to stop with precision to ensure that the train can stop precisely at the designated location on the platform. If this is not satisfied, interference with the screen door occurs, causing inconvenience to passengers and delays in operation. In the case of an automatic operated train, the current position is determined by the current speed information of the train, and control is performed by issuing an acceleration/deceleration command. Therefore, accurate control becomes impossible if the error of the speed information is large. In metro railroads, a Precision Stop Marker (PSM) is used to correct the position error, so that the error of stop control can be reduced by correcting the position error at a specific point. On the other hand, because the PSM itself has only position information, it does not compensate for the speed error. This paper proposes a method for performing in-place stop control by estimating the speed with the PSM progress information. The speed can be estimated when the train is operated at a constant deceleration speed, and the target deceleration can be obtained to perform stop control. The feasibility and excellence of the proposed method are shown through a numerical simulation.

도시철도 열차의 요구 사항 중 하나가 정위치 정차 성능이다. 이는 열차가 승강장의 지정된 위치에 정확히 정차할 수 있도록 하는 것이며 정위치 정차를 만족시키지 못할 경우 스크린도어와의 간섭이 발생하여 승객 불편 및 운행 지연을 초래한다. 자동운전 열차의 경우 열차의 현재 속도 정보를 가지고 현재의 위치를 파악한 후 이에 맞게 가감속 명령을 내려 제어를 수행하므로 속도 정보의 오차가 클 경우 정확한 제어가 불가능하게 된다. 도시철도에서는 위치 오차를 보정하기 위해 PSM(Precision Stop Marker)가 있어 특정 지점에서 위치 오차를 보정하여 정차제어의 오차를 줄이도록 한다. 그러나 PSM 자체는 위치정보만 가지고 있으므로 속도 오차에 대한 보정은 수행하지 않는다. 본 논문에서는 PSM 경과 정보를 가지고 속도를 추정하여 정위치 정차제어를 수행하는 방안에 대하여 제안한다. 등감속도로 열차를 운행하면 속도를 추정할 수 있고 이에 따라 목표 감속도를 구하여 정차제어를 수행할 수 있다. 수치적 시뮬레이션을 통해 제안한 방안의 실현 가능성과 우수성을 보인다.