As a result of the advancement of radio communications technologies, some investigations are in progress to apply this technologies to a train control system. Most of these investigations are focused on the train safety distance control between a preceding train and a succeeding train, an interlocking system uses train circuits to control the railway path. To make the best use of advantages and improve the safety of radio communications based train control systems, the interlocking system must use radio communications technologies. And the safety level of this system must be equal to track circuit based interlocking systems. This paper describes the train location detection method, the system configuration and the system safety of the new system.
Train control by radio based communication is one of the interesting new fields in train signal. The radio based control has more benefits, low headway and low construction and maintenance cost, than conventional control. In this paper, a safe and efficient train operation is introduced. Triple radio communications, train to train, train to station, and train to central traffic control, are used to increase the reliability. One of these communications channels has a fault; the others can take the functions of it. Absolute position of a train is transmitted to station via radio communication. In the station, the interlocking mechanism should be activated as the legacy.
The Wolmi Eunha-Rail in Incheon is connecting Wolmido and Incheon Station with an elevated monorail road supported by piers. This railroad system is characterized by driverless automatic operation and moving-block based control. The main technology applied to this signal-controlled system is CBTC (Communications-Based Train Control) which based on wireless communications. The CBTC system is simple in that composition so that can minimize field facilities and lowers costs of construction and maintenance. This CBTC system is emerging as a major signal-controlled system in the future metro market.
A Train control system is intended to assure train operation safety and to improve train operation efficiency. To perform these missions, the Train Control System consists of train safety space control part, train route control part and train operation management part. Train control technology changed from track circuit based to wireless based. And Wireless based train control technologies were developed by some railway signaling companies in Korea. To commercialize these control technologies, the development project is carried now. This project did analyze system requirements, and made the system development specification. Now this project finished system functions allocation, which will be performed by some subsystem. This paper describes roles of each function and the allocation of these functions to each subsystem.
Communications Based Train Control(CBTC) is a continuous, automatic train control system utilizing high-resolution, train location determination independent of track circuits; continuous, high capacity, bi-directional train-to-wayside data communications; and trainborne and wayside processors capable of implementing vital functions. In this paper, we present a basic design of CBTC system based on ERTMS/ETCS specifications. The basic design is composed of system requirements analysis, system functional analysis, system architectural design, sub-system requirements analysis, sub-system functional analysis. Each deliverable has been produced according to a development process based on UML/SysML.
연구는 무선통신기반 열차제어시스템의 상호운영성(interoperability)을 확보하기 위하여 열차제어와 관련된 위험원 분석, 열차제어시스템의 기능요구사항 설정 및 차상과 지상ATP(Automatic Train Protection)장치의 기능배치를 포함하고 있다. 개방형 무선통신기술을 활용하고, 지상과 차상에서 수행되는 열차제어시스템의 기능배치를 표준화화여 상호운영성을 확보할 수 있으며, 이를 통하여 철도망의 통합운영체계를 구축할 수 있다. 상호운영성을 지원하는 열차제어시스템의 기능을 지상과 차상에 배치하기 위해서는 위험원 분석과 시스템 요구사항 정의를 필요로 한다. 열차제어시스템의 위험원으로 열차안전간격제어와 열차제한속도초과를 설정하여 위험원 요인을 확인하였다. 또한 위험원 요인이 열차제어시스템에 미치는 영향을 확인하고 열차제어시스템의 하부장치의 기능요구사항과 ATP의 지상기능과 차상기능 배치를 정의하였다.
Since radio communications based train control system requires considerable amount of information than track circuits based signalling system and these information have significant effects on train control system safety, it is essential to ensure information integrity. In addition, when track information has to be added or changed due to track installation, track maintenance (both corrective and preventive), any information changes must be reported to train control system as soon as possible. In this paper, we provide explanation on the equipment and its data structure. Also, we represent the results of a simulator application to check the information integrity generated by the equipment.
열차제어시스템은 지상 전기 중심에서 차상 통신 중심으로 변화하고 있다. 최신의 열차제어시스템인 CBTC 시스템은 차상과 지상시스템 간 양방향 무선통신을 기반으로 높은 간격제어 효율을 가진다. 하지만 지상이 제어의 중심이 되고 있기 때문에 하나의 지상시스템이 허용할 수 있는 열차 투입 대수가 제한되고 차상과 지상제어시스템 간 cyclic-path 제어흐름으로 인해 운전시격 단축에 한계를 가진다. 본 논문은 열차자율주행제어시스템을 위한 간격제어와 차상중심 분산형 연동 알고리즘을 제안한다. 열차자율주행제어시스템은 차상에서 간격제어와 함께 분기제어를 수행하므로 선로와 분기기는 공유자원인 동시에 세마포어 요소이다. 제안된 열차자율주행기반 간격제어는 지상 제어시스템의 제어명령에 의존하지 않고 열차와 열차 또는 선로변 설비와의 직접적인 무선통신을 통해 열차 간격제어를 수행한다. 제안된 연동 알고리즘은 공유자원인 선로전환기가 동시에 두 대 이상의 열차가 점유하지 못하도록 선로전환기 고유 key를 이용한 세마포어 기법을 새롭게 정의한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 열차자율주행제어시스템의 향상된 간격제어 성능을 확인하며, 차상중심 분산형 연동알고리즘과 기존의 연동장치에서 수행하던 여러 연동논리를 비교함으로써 단순화된 연동알고리즘으로 안전한 열차제어가 가능함을 확인한다.
본 연구는 무선통신기반 열차제어시스템의 ATP 기능을 차상장치와 지상장치에 배치하고 이를 검증하기 위한 ATP시뮬레이터 개발과 ATP알고리즘 검증을 포함한다. 무선통신기술을 열차제어에 적용하면 열차제어 시스템을 단순화하고 실시간 열차위치정보를 활용하여 열차운행의 안전성을 높이는 특징이 있다. 특히 ATP 지상장치와 차상장치에서 vital기능을 처리할 수 있다. 이 같은 vital기능을 어디에 배치하는 가에 따라서 인터페이스내용이 상이한 서로 다른 시스템이 구현된다. 따라서 지상과 차상에 vital 기능을 배치하는 것에 따른 특징을 도출하고, 이것에 의해서 영향을 받는 인터페이스 내용을 확인하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 ATP 지상장치에 열차이동권한과 열차속도제한 등의 기능을 배치하였고, 전동기를 직접 구동하여 실시간 열차위치정보를 생성하는 ATP시뮬레이터를 개발하였고, 본 시뮬레이터를 사용하여 ATP 알고리즘을 검증하였다. ATP 알고리즘을 검증하기 위한 적절한 모의환경을 확인하였고, ATP 기능에 영향을 주는 주요 인자를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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