Transcript 758548250

2004. 10.
관련근거 : 관리자 혁신카드 관리계획
(기획118-20279, ’04.5.12)
소
속 : 신호통신사업소 신호2팀
직
책 : 분소장[태릉·건대신호분소]
성
명:맹성용
관리자 혁신 프로젝트 추진 개요
프로젝트 개요
ㅇ 프로젝트 추진자
-소
속 : 신호통신사업소 신호2팀(태릉·건대신호분소장)
-성
명:맹성용
ㅇ분
야 : 자기 개발(신지식·기술 연구)
ㅇ 프로젝트 주제 : 폐색(Block)방식과 신호시스템
추진 사항
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
기술정보 수집
해외 전문자료 수집 및 번역
자료 분석 및 연구, 자료 집필
추진실적 게시(smart 게시함[기술연구개발])
: 2004.5월 ∼ 6월
: 2004.6월 ∼ 7월
: 2004.8월 ∼ 10월
: 2004.11월
기대 효과
ㅇ 전문기술자료 작성을 통한 기술지식의 체계화
ㅇ 지식기반 공유·활용을 통한 업무능력 향상
(후배 직원들의 직무교육 자료 활용)
2
목
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
ㅇ
차
폐색(BLOCK)방식과 종류
4
단위 궤도회로의 구성과 자동폐색
폐색분할과 열차속도의 결정
지상신호방식과 자동폐색
지상신호방식의 단선구간 폐색신호기(Block Signal)제어
20
지상신호방식의 복선구간 폐색신호기(Block Signal)제어
22
차내신호방식과 자동폐색
우리공사(도시철도, 지하철) 폐색구간의 결정 및 표지설치
ATC(Automatic Train Control) System
ATP(Automatic Train Protection) System
30
ATC/ATO구간에서 차량기지 진입(1번 Signal)과 경부선 장내신호와의 관계
ATO(Automatic Train Operation) System
36
Distance To Go System
37
이동폐색(Moving Block) 시스템
무선통신을 이용한 열차제어 시스템의 종류
CBTC (Communication Based Train Control) System
44
철도신호시스템의 발전이 가져올 영향에 대한 검토
참고 자료
11
14
17
25
26
29
35
38
43
47
3
폐색(BLOCK)방식과 종류
열차간격 유지법
시간간격법
(Time Interval System)
시간간격을 두고 연속적으로 열차를 출발시키는 방법
공간간격법
(Space Interval System
열차간에 항상 일정한 공간거리(폐색구간)을 두고 운행하는 방법
상용폐색
폐색방식
대용폐색
보안도가 낮아 특수상황에서 사용.
고속운행에 적합
통표폐색방식
단선구간 적용
연동폐색방식
단선, 복선구간 적용
자동폐색방식
단선, 복선구간 적용
차내신호폐색식
단선, 복선구간 적용
지도통신식
단선구간 적용
통신식
복선구간 적용
지령식
열차무선-사령지시
4
BLOCK(폐색구간)이란?
선로를 분할하여 그 구간에 한 개의 열차만 운전할 수 있도록 정한 구간
(철도:왼쪽/도시철도:오른쪽)
역과 역간의 분할
단선구간
출발
장내
출발
출발
장내
출발
궤도회로에 의한 분할
단선구간
출발
1
장내
출발
출발
장내
1
출발
복선구간
출발
3
출발
장내
2
출발
1
장내
1
2
3
출발
5
통표폐색(Tablet instrument block) system
기관사가 전역에서 통표를 역장으로부터 받아 다음 역에 도착
하여 역장에게 전해주고 다시 통표를 받아 다음 역으로 운행
하는 방식
대표적인 단선폐색방식 – 역간의 분할
한 역에 2개의 통표폐색기 설치(상선/하선)
통표의 종류는 5종류
한 폐색기당 12개의 통표 삽입 (총 24개)
운영상태는 정위/반개/전개의 3가지 형태
승강장의 좌/우로 통표 주고받는걸이 설치
장내
A 역
장내
B역
열차출발을 위해 Signal전송(폐색전화기 통화)
폐색취급
신호응답
폐색기 반개상태로 취급
전화끊고 신호송출
신호송출
폐색기 전개취급(통표인출)
열차도착,
통표를 상부로 넣으면 반개가 해정되어
폐색기 정위확보
통표갖고 출발
해정취급/정위확보
신호수신
개통확인전류송출
6
연동폐색(Controlled manual block) system
폐색기를 양 역에 설치하고 이를 신호기와 연동시켜 신호제어와 폐색취급을 단일화 한 방식
통표가 필요 없다.
열차출발 및 도착은 궤도회로 이용
폐전로식 40m
G
DT
R
G
R
Y
CT
YT
Y
장내
G
XT
장내
R
Y
G
R
BT
AT
Y
개전로식 25m이상
출발
A 역
출발신호기와 폐색신호와의 상호 연쇄
B역
출발
(전화협의)
폐색승인요청
출발폐색등 황색점멸
장내폐색등 황색점멸
폐색승인
장내폐색등 황색점등
출발폐색등 황색점등
연동Stick : 폐색기와 출발제어회로
출발신호진행
열차출발
XT/AT동시점유
출발폐색등 적색점등
CT/DT동시점유
장내폐색등 적색점등
열차도착(개통제어)
폐색승인허가
출발폐색등 소등
장내폐색등 소등
7
자동폐색장치(Automatic Block System)
역 구내를 포함하여 역과 역 사이에 궤도회로를 이용, 여러 개의 폐색구간을 분할, 역과 역간 1개 열차만 운행하던 것을
2개 열차 이상 운행할 수 있도록 설비
운행되는 열차간의 간격을 신호에 의해 안전하게 자동제어
운행되는 열차 자체에 의하여 자동적으로 폐색과 신호를 제어
1개의 폐색구간에는 1개 열차의 운행만 가능한 설비
고정폐색 (Fixed Block)
하나의 Block에 트랙이 고정되고 하나의 열차는 하나의 Block에서만 운행이 가능
열차A
Block-A
열차정차점
OVERLAP & 최소열차분리구간
OVERLAP
Block-B
Block-C
고정폐색(Fixed Block)
열차B
궤도절연
열차B가 BLOCK-C를 벗어났을 경우에만 열차A는 BLOCK-B로 진입할 수 있다. 이것은 두 열차사이에 하나의 블록보다
더 긴 거리가 항상 유지되고 있다는 것을 의미한다. 짧은 시간 안에 열차를 많이 운영하기 위해서는 트랙이 많고 BLOCK이
짧게 설계되어져야 한다. BLOCK들의 수는 BLOCK의 최소길이에 의하여 최악의 조건들 안에서 안전하게 열차를 멈추기
위하여 거리가 제한된다.
고정폐색(Fixed Block) 시스템
이동폐색(Moving Block) 시스템
8
자동폐색장치의 효과
열차운행 회수의 증가
선로용량의 증가
열차의 안전도향상
설비의 확실성 증가
합리적인 열차운용
제어시분의 단축
자동폐색구간의 경계
지상신호방식
점제어방식
장내신호기, 출발신호기, 폐색신호기
차내신호방식
연속제어방식
장내표지, 출발표지, 폐색표지
폐색신호기의 건식
열차운전에 지장이 없는 수량산정
선구의 열차회수와 선로용량 검토
최소운전시격의 고려
열차회수가 많은 선구의 후속열차운전 검토
9
선로용량
선로상에서 운행할 수 있는 1일의 최대열차 회수
N=
N (열차회수/일) : 역사이의 선로용량
T (min) : 역사이의 평균열차 운행시간
C (min) : 폐색취급시분
f
: 선로이용율 0.5 ~ 0.7
1440 f
T+ C
운전시격과 최소운전시격
한 선로에서 선행열차와 후속열차 사이의 상호 운전간격, 그리고 그 최소의 값
TR = 3.6 x
열차간격 + 열차장
열차속도
최소 운전시격
3.6
n-1
n-2
(b + k) + L
TR =
+C
+t
V
B(m)=B+K(제동거리+제동여유거리)
L(m) 열차길이
t(sec) 신호변환시간 (열차가 신호기를 통과할 때부터 후방
신호기가 진행신호를 현시할 때까지)
V(km/h) 열차속도
C
폐색취급시분
10
단위 궤도회로의 구성과 자동폐색
궤도회로(Track Circuit)장치란?
Rail을 도체로 이용하여 만든 전기회로로 1869년 미국의 윌리암 로빈슨(William Robinson)에 의해 발명
선로의 이상유무와 열차 및 차량의 위치를 검지
최초의 궤도회로는 개전로식(Open Circuit)이었으나 안전도가 높은 폐전로식(Close Circuit)으로 개량
Relay Pick-Up
Relay Drop
열차방향
전원
전류방향
계전기
전원
전류방향
계전기
궤도회로 구성을 위한 전원(Source)의 공급은 열차의 진행방향과 반대 방향에서부터
기본동작과
구성
최종 부하(수신단)에는 열차에 의해 전기회로가 단락되는 것을 이용하여 계전기 동작
계전기의 여자(Pick-Up)와 무여자(Drop)의 접점을 활용하여 신호시스템에 활용
11
PF(Power Frequency)궤도회로
Third Rail or Trolley Rail
Generator
Return Rail
Motor
F
F
Signal Rail
G
G
G
G
E
C
G
G
E
※ 참고사항
C
A. Track Transformer
B. Relay Transformer
A
C. Limiting Resistors
B
D. Track Relay
E
E. Fuses
F. Insulated Joints
D
G. Lightning Arresters
115V AC
115V AC
[Typical Single Rail Track Circuit]
12
AF(Audio Frequency)무절연 궤도회로
현장미니본드
5,7,8호선
6호선
궤도회로(폐색구간)
열차운행방향
전차선전류
임피던스본드
임피던스본드
신호전류
TR
S
13
폐색분할과 열차속도의 결정
가장 효율적인 폐색분할
단계별 속도에서 그 다음 단계까지 속도를 저하시키는 제동거리가 비슷하도록 구간을 결정
각 역의 정차시간
열차장
폐
색
분
할
시
검
토
조
건
선형 및 종단도
상,하선 간격
회차방법 및 구내 운전경로
감속도
가속력 및 열차저항
공주시분(과속검지 후 실제동이 이루어지기까지의 모든 시간)
기타 구배 등 선로조건
14
열차속도의 결정
최고속도로부터 제동거리를 계상하여 산출
V1 (Km/h) : 역 간 열차최고속도
2
V1
V2 =
2
+ ( V1 ㅡ
V1
2
V2 (Km/h) : 단계별 속도
2
)
x t + β
t (sec)
: 공주시분( 3sec )
β (Km/h/s): 감속도( 3.5 )
※ 공주시분: 과속검지 후 실제동이 이루어지기까지의 모든 시간
정차시간의 산출
중요요인
승객의 승,하차 시간
홈의 모양에 따라 다르나 고상 홈이 가장 짧다.
P1 + P2
Td =
+ (출입문개폐시간 + 여유시간)
60
(
)
x n x Nx FxQ
Th
P1 : 각 역 시간당 승차인원
P2 : 각 역 시간당 하차인원
Th
: 최소운전시격
60/Th : 시간당 열차회수
n : 편성량 수
N : 차량의 출입문 수
F : 초당 승,하차인원(여름4.4/sec, 겨울 3.6/sec)
Q : 불균등 Factor (0.5)
15
제동거리 산출방식
제동거리(S) = 공주거리(S1) + 실제동거리(S2) + L
실제동거리
S2 =
V 2
7.2 β
+
V·t
3.6
+L
공주거리
S1=
V·t
3.6
공주시간 [상용 3sec: t = t1 + t2 + t3] :
t1 : ATC 수신기가 도작하기 전까지의 공주시간(sec)
t2 : 속도조사 및 역행차단 까지의 공주시간(sec)
t3 :역행차단에서 Brake작동 개시까지의 공주시간(sec)
속도(V)
V(Km/h) :열차제동 개시 전 속도(최고속도)
β (Km/h/s):감속도 [상용 3.5 , 비상 4.5 ]
L = 여유거리(20m)
거리(M)
t1
t2
t3
공주거리(S1)
실제동거리(S2)
여유거리(L)
전체제동거리(S)
16
지상신호방식과 자동폐색
운영중인 지상신호기 방식의 자동폐색
단선구간
3현시
복선구간
4현시
중앙선
5현시
수도권, 경부선
Y
R
G
(3현시 : R-Y-G) (4현시 : R0-R1-Y-Y/G-G)
현시방식의 계열도
Y
R
G
Y
(5현시 : R-Y/Y-Y- Y/G-G)
자동열차정지장치(ATS)에 의한 점제어방식
지정속도이상
제동작용
Y
R
속도검출
정지
G
Y
.
기관사인지
(S1:5초/S2:3초)
진행
17
자동열차정지장치(ATS:Automatic Train Stop)의 동작계통
경보기구
계전기부
Y
발진증폭부
R
G
제동작동기구
Y
차상자
지상자
CR
BPF(105KHz)
제
동
거
리
산
출
V
20
2
+
2
전동차
화물열차
복귀 및 확인기구
Control Relay
A
여객열차
정류부
0.7V
20 +
V
15
2
+
B
2V
3.6
+
5V
3.6
C
+
V
3.6
제어거리
V
20
2
+
2
V
3.6
5V
3.6
+
+
5V
3.6
5V
3.6
+
+
V
3.6
V
3.6
제어거리
제어거리
0.7V
20 +
V
15
2
+
8V
3.6
7V
3.6
11V
3.6
A : 비상제동거리(m)
B : 경보가 울리기 시작하여 비상제동이 작용하기까지의 주행거리(m)
C: 차상자가 지상자 위를 통과한 다음 경보가 울릴 때까지의 주행거리(m)
V : 폐색구간의 계획 운행속도의 최대 값(Km/H)
18
지상신호방식의 ATS(Automatic Train Stop)제어
전동차용
열차진행방향의 오른쪽에 설치
신호제어조건
R
Y
R
G
Y
R
Y
R
G
R
Y/G
지상ATS
열차진행방향의 왼쪽에 설치
신호제어조건
신호제어조건
G
Y/G
Y
R
Y
R
제
어
함
G
Y
R
제
어
함
G
Y
R
제
어
함
G
Y
R
제
어
함
G
Y
R
G
제
어
함
G
제
어
함
20m
차상ATS
열차(기관차)용
신호제어조건
제
어
함
G
제
어
함
열차제동거리 계산에 의한 제어조건의 위치결정
19
지상신호방식의 단선구간 폐색신호기(Block Signal)제어
기본적인 제어계통
G
R
Y
G
R
Y
G
R
Y
Y
방향표시등
점등
출발신호쇄정
장내신호제어
Y
G
G
R
Y
방향표시등
소등
Y
R
G
방향기억해제
R
G
R
Y
G
R
Y
G
R
연속출발 제어 시
G
G
출발신호기 정지
소등
Y
R
열차출발
B역
출발
Y
방향표시등
점등
G
출발신호진행
장내
YT
제
어
함
방향기억(Stick)
Y
(폐색수속)
출발신호제어
BT
R
장내
Y
AT
G
XT
R
Y
G
R
출발
A 역
제
어
함
20
연속적인 제어계통
Y
R
Y
G
Y
R
G
R
G
G
R
R
Y
장내신호제어
G
R
Y
G
R
출발신호기 정지
소등 R
Y
Y
열차출발
R
출발신호제어
Y
장내신호제어
Y
G
G
R
G
R
Y
G
Y
R
출발신호기 정지
소등 R
Y
열차출발
R
G
Y
G
Y
21
지상신호방식의 복선구간 폐색신호기(Block Signal)제어
출발
G
Y
R
G
4 G
3 G
2 G
1 Y/G
장내
Y 신호제어
Y
R
Y
G
제
어
함
G
제
어
함
R
Y
G
제
어
함
R
Y
G
제
어
함
R
Y
G
R
제
어
함
신호제어
궤도회로 송전방향
F1
F2
F3
F4
통신케이블 “T”접속에 의한 궤도회로 점유정보 송신
최종조건에 의한
출발신호제어
R
∏접속에 의한 신호제어조건 전송주파수
Y
Y
Y/G
R
통신케이블
G
G
G
F1, F2, F3
22
4현시 지상신호방식의 자동폐색방식의 개념 및 현시계열
제한속도
80Km/H
65Km/H
45Km/H
Y
R
G
R1
Y
R
G
Y
Y
R
Y/G
G
Y
R
G
Y
R
G
G
거리
R0
23
지상신호방식의 4현시, 5현시 신호계열과 속도
4현시
Ro
R1
Y
Y/G
G
비고
0 Km/H
(절대정지)
15Km/H
(일단정지
후
진행)
45Km/H
(주의)
FREE
(진행)
FREE
(진행)
전동차용
제한속도
R
Y/Y
Y
Y/G
G
비고
0 Km/H
(절대정지)
25Km/h
(경계)
65Km/H
(주의)
105Km/H
(감속)
FREE
(진행)
열차용(기관차)
제한속도
0 Km/H
25Km/H
45Km/H
FREE
FREE
전동차용
제한속도
Y
R
G
5현시
Y
R
G
Y
24
차내신호방식과 자동폐색
레일에 지상안테나를 설치하여 전 구간에 열차의 운행속도를 분석, 자동제어하는
방식으로 선행열차와의 거리에 따라 안전속도를 차내에 표시하여 제한속도 이하로
운행하게 하거나 정지시키는 연속제어방식
차내신호현시
궤도회로구성 및 ATC속도제어명령
ATC/ATO
차상ATC안테나
(Pick-up Coil)
속도제어명령
궤도회로
지상안테나
(Rail)
임피던스본드
(미니본드)
25
우리공사(도시철도, 지하철) 폐색구간의 결정 및 표지설치
표지의 형태
열차가 홈으로 진입하는 위치
차량기지 입고를 위한 표지
-ATC 비설비구간으로 ATO종점
폐색구간을 나타내는 표지
차량기지 출고를 위한 표지
-ATC 설비구간으로 ATO시점
열차가 홈에서 진출(출발)하는 위치
26
선로형태에 따른 표지 설치
홈의 전방(출발방향)에 분기기가 설치되어 있는 경우
5
6
출
7
장
1
2
출
홈으로 진입 전에 분기기가 설치되어 있는 경우
5
6
출
장
1
출
27
홈에서 진출하는 방향과 홈으로 진입하는 방향에 분기기가 설치되어 있는 경우
5
6
장
출
7
1
출
출
분기기가 설치되어 있지 않는 일반 역의 경우
5
6
7
출
장
1
2
3
28
ATC(Automatic Train Control) System
ATP(Automatic Train Protection) 자동열차보호장치
운전자의 수동에 의한 속도조절과 제동
열차의 안전한 거리 유지
ATO(Automatic Train Operation) 자동열차운행장치
ATO가 열차의 속도와 제동을 자동으로 조절
운전자의 제어는 없으나 ATP시스템 하에 기능수행
ATC
ATS(Automatic Train Supervision) 자동열차 감독, 감시장치
열차 움직임에 기초하여 제어
제어센터의 요구와 지휘
로칼취급자의 메시지(통신)에 의한 제어
컴퓨터에 의한 자동제어
오류의 교정을 위한 수동개입
29
ATP(Automatic Train Protection) System
Free
Amplifier
BPF 4550
Current Amplifier
RT & Filter
BPF 5525
Current Amplifier
RT & Filter
Decoder BD 내부시간에
의한 논리처리를 통해 읽은 주기와
내부에 저장된 코드 율을 비교하여
검지된 신호가 반복적으로 지속될 경우
유효 Data로 인정
ATC system
Decoder CPU(FH)
DC Amplifier & Driver
Decoder CPU(FL)
DC Amplifier & Driver
AF장치
ATP Antenna
Mini-Bond
(4550/5525)Hz
30
ATP 제한속도와 속도제어명령
열차위치검출
열
차
위
치
검
출
주행속도지시
속
도
제
어
31
ATP Control Line Diagram과 속도형태
ATP Control Line Diagram
ATC 운전속도 형태
제한속도
ATC SPEED COMMAND
FIXED SPEED VALUE
ATC SPEED COMMAND
ACTUAL SPEED PROFILE
현재 역
다음 역
거리
32
도시철도공사 ATC차내신호속도와 표준현시계열
Speed Limit Chart
Code Rate
CR1
CR2
CR3
CR4
CR5
CR6
CR7
CR8
FL(4550Hz)
K-DN
01
25
35
45
55
60
ODL
FH(5525Hz)
K-UP
YARD
65
70
75
80
90
ODR
5호선 ATP속도 표준현시계열과 운영현시계열
80
90
80
70
65
0
65
0
55
01과 02
운영적인 측면
기술적인 측면
45
35
25
“01”, “02” 열차정지
“01” 열차정지 ATC 신호 있음
“02” 열차정지 ATC 신호 없음
33
6호선 ATP속도 표준현시계열과 운영현시계열
60
90
80
65
75
45
25
55
0
35
70
7,8호선 ATP속도 표준현시계열과 운영현시계열
90
80
65
45
0
80
65
45
0
70
55
35
34
ATC/ATO구간에서 차량기지 진입(1번 Signal)과 경부선 장내신호와의 관계
ATC방식
연속제어방식
1
R
2
하1
Y
차량기지
R
3
하2
Y
Y
25Km/H
하3
Y
4
G
하4
경부선 00역 구내
ATS방식
점제어방식
5
G
하5
G
차량기지진입 1Signal 정지 시 열차정차 위치
1Signal 외방
경부선 장내신호기 정지 시 열차정차 위치
장내신호기 외방
35
ATO(Automatic Train Operation) System
기초적인 요구
ATP의 보호아래
BEACON의 만남
완벽한 홈의 정위치 정차
현대기술 – 0.15m까지 가능
열차의 제동곡선 계산 및 갱신
Home Signal
gr
Station Platform
Start signal
gr
Station Stop Beacon
ATO(Automatic Train Operation) 탑재 열차
연속되어진 SPEED CODE TRACK에 의한 제어(제동)
선로의 중앙에 설치된 BEACONs에 의한 제어(제동)
전방의 열차에 따라 다변화하는 연속된 운행속도의 허가
변화하는 조건에 대한 즉각적인 후속열차의 응답과 열차의 운행제어
36
Distance To Go System
ATP와 제동프로파일의 결합
Distance to go
선로용량의 증가
OVERLAP 공간제거를 위한 System
연속적인 속도 Monitor에 의한 제동곡선의 확보
열차컴퓨터 메모리에 의한 하나의 Block에 대한 제동곡선의 이동
운행되는 열차에 의한 실질적인 Data 요구
열차의 휠 고급화와 Beacon에 의한 미끄러짐 오차 축소
최악의 안전제동거리 확보(Safety Margin)
최종 정차위치에서의 승차감 확보
Marker-F
Block-G
Marker-E
Block-F
Marker-D
Block-E
Marker-C
Block-D
Marker-B
Block-C
Marker-A
Block-B
Block-A
Distance To Go
Braking Curve
Speed Step
Safety
Margin
Standard Curve
Code 80/80
Code 80/65
Code 65/40
Code 40/25
Code 25/0
No Code
Code 0/0
37
이동폐색(Moving Block) 시스템
이동폐색방식은 열차의 제동거리와 길이에 따라 Block이 결정되어지므로 후속열차와 전방열차와의 거리를 고정
폐색보다 더 짧게 할 수 있어 더 작은 헤드웨이를 갖고 더 많은 열차를 운영할 수 있다.
이동폐색에 의한
자동열차제어장치(ATC)
자동열차보호장치
(ATP)
+
자동열차운행장치
(ATO)
휴먼 인터페이스를 시스템에 공급
무인운전의 가능성
인건비의 절감
무인운전의 필요성
숙련된 승무원의 해소
정시운행확보
분야별 시스템 ERROR 저감대책
시스템 고장시 대처 운영능력
무인운전 필요조건의 현실성
PLATFORM의 SCREEN DOOR설치
선로장애물 검지시설
무인 열차구원 운전시스템
승객대피통로와 유도방송 기타 기술
성숙한 시민의식
38
ATP TRANSMISSION & MOVING BLOCK SYSTEM
고정폐색
이동폐색
궤도레벨에 의한 제어
Wire에 의한 제어
선로변 장치에 의한 연속적인 데이터 전송
열차와 열차간 데이터 전달에 의한 거리 조정
안전제동거리 유지
Processor Driver Panel
열차
Signal Data
Speedo Brake Interface
ATC Antenna
Code Transmission in Rail
Data Code
Signalling
Data
Code Generator & Interlocking
39
Moving Block System에서의 ATS(Automatic Train Supervision)적용 보기
열차의 위치
열차내의 컴퓨터에 있는 진로정보에 의해 결정
출발 시 Reset
진행하면서 BALISES들에 의해 검증
BALISES
ATP
ATS지령(위치, 진로 등 고정데이타 포함)
열차
무선통신에 의한 데이터 전송
(안전한 제동거리 범위 내의 정차)
열차2
열차1
Station Platform
Checking Balise
Checking Balise
Checking Balise
Radio Transmission
Radio Transmission
Transmitter/Receiver
ATS명령
ATP Data
ATP Control Unit
열차위치Data
ATS
computer
40
이동폐색시스템의 구성 보기
Operator Console
시스템
조정실
열차제어용컴퓨터
열차제어용컴퓨터
열차제어용컴퓨터
비상라인
역(Local)
제어시스템
역(Local)
제어시스템
역(Local)
제어시스템
궤도주변장치
열차정보전송시스템
Axle
Counter
device
25m
Loop-coil
Interlocking
system
기타 Track정보
Fixed message
Beacon or Balise
41
이동폐색시스템의 성능구비 조건
신뢰할 수 있는 열차의 위치추적
연속적인 자신의 위치계산과 열차속도에 따른 안전지대의 계산
선로주변정보에 의한 속도, 방향, 기타 데이터의 전송
정차위치에서의 안전한 정차 – 전방열차의 확인 및 계산
열차 컴퓨터의 기능
달리는 열차의 특성에 맞는 동적인 PROFILE의 계산
실제열차운행속도를 비교하여 열차속도허가와 브레이크적용
각각의 위치에 대한 가장 안전한 속도에 대한 허가와 선택
열차위치정보의 전송 및 중앙시스템 조정실로부터의 정보수신
모니터에 의한 각종정보의 표시 및 전송
궤도주변 및 Local시스템의 기능
각각의 열차를 위한 운행허가의 결정과 구조데이터 및 운행허가정보의 전송
선로전환기 및 신호기와 같은 주변장치를 제어하는 연동장치
네트워크 관리를 위한 제어센터기능 및 각각의 열차장치를 해독하여 열차운행
열차위치제어 및 열차정보를 기초로 진로쇄정과 해정에 대한 입력정보 제공
42
무선통신을 이용한 열차제어 시스템의 종류
각 국의 무선통신을 이용한 열차제어시스템 보기
명칭
개발주체
무선방식
위치 및 속도검출방식
개발연도
ATCS
미국, 캐나다
전용900MHz
차륜회전과 지상자
1983
ASTREE
프랑스 국철
전용400MHz
도플러안테나
1986
ETCS
유럽철도연합
이동무선900MHz
지상자
1991
ERTMS
독일,프랑스,이태리, EU
이동무선900MHz
지상자
1995
AATC
샌프란시스코 연안철도
2.4 – 2.48 GHz
무선전송
1994
CBTC
뉴욕지하철
2.4 GHz
지상자 기타
1997
CARAT
일본철도통합기술연구소
LCX 400MHz
차륜회전과 지상자
1985
ATACS
일본 JR
전용 400MHz
차륜회전과 도플러안테나
1994
ITCS
미국 AMTRAK
900MHz GPS
ATP와 인공위성
1994
RBS
스웨덴ABB(Adtranz)
1.2-9.6 KBPS
지상자
1980
비 고
43
CBTC (Communication Based Train Control) System
Dynamic Distance-to-go System
미국 뉴욕의 NYCT(New York City Transit) CBTC System
대표적인
CBTC
SYSTEM
 차상에서 열차위치검출, 제어국이 주행 가능한 거리표시
 제어국과 WRS(Wayside Radio Set)간 IP-Network
미국 샌프란시스코의 BART(Bay Area Rapid Transit) CBTC System
 제어국에서 열차위치 검지, 제어국이 속도지시
Dynamic Distance-to-go System
 제어국과 WRS WRS(Wayside Radio Set)간은 무선Network(전용Protocol)
CBTC System을 이용한 MBS(Moving Block System)의 기대효과
 안전성의 증가
 기존시스템의 개량 등 효율성 향상
 저렴한 설치비용과 유지보수 및 운영비의 최소화에 따른 경제성
 헤드웨이의 감소와 수용능력의 증가
44
CBTC System의 구성과 성능 보기
AREA Computer
열차위치, 방향, 속도 등의 계산
후속열차로의 전송
무선Link Error
열차는 최초의 Data를 유지함으로서 상용제동거리 확보
열차위치갱신
무선에 의해 연속적으로 AREA Computer에 보고
차내컴퓨터의 Database와 beacon에 의해 자신의 위치보고
AREA-1
AREA-2
AREA HANDOVER LINK
Computer System
Computer System
Radio System
Radio System
OVERLAP ZONE
Radio Link
Radio Link
TRAIN
지역간의 Link
열차경계구간 접근
BEACONS
OVERLAP-ZONE에 의한 지역의 중복
AREA-2 Computer의 AREA-1 Computer접촉
AREA-2 Computer Data수신
열차는 AREA-2의 새로운 ID로 인정되고 무선코드를 변경
45
CBTC System의 일반적 기능
열차위치검출
궤도회로에 의하지 않고 열차의 전부와 후부에 의해 결정
열차운행통제
실시간 운행되고 있는 열차조건을 갖고 계산하여 열차 전부를 제한블럭에 정차
브레이크모델과 속도, 구배, 제동율, 시스템 응답시간, 기타 요소들
열차과속보호
궤도구간의 상용속도제한
후속열차의 과속보호를 위한 속도결정 요소
장치의 속도제한
궤도구간의 임시속도제한
시스템 고장 기타
자동열차조정
사전 정의된 헤드웨이와 스케쥴에 맞도록 자동조정
역 정차시간 및 역 간 주행시간 조정
출입문자동제어
출
입
문
열
림
제
어
열차속도 “0” 검지
출입문열림위치 검출
실제 출입문 열림 MSB(Minimum Service Break)응용
열
차
출
발
제
어
출입문의 닫힘 쇄정확인
운영자 Key의 주행위치
출발 Push-Button의 제어
46
철도 신호시스템의
발전이 가져올
보다 더 적은 전송장치에 의한 기능수행(작은 모듈과 예비품)
많은 열차운행과 더 짧은 헤드웨어에 의한 교통의 혁신
영향에 대한 검토
유지보수와 훈련의 절감에 따른 소요인력의 감소
통일된 하나의 시스템을 위한 훈련과 하부 신호장치의 불필요
철도에 사용되는 장치와 화물자동차들의 절감
견인설비와 화물자동차의 보다 높은 운영기술확보
사용자들을 위한 더 많은 통합된 서비스와 질의 향상
더 높은 컴퓨터시스템의 성능 수행과 더 많은 무선교통량 확충
국가간의 경계운행을 위한 열차시스템의 효율성과 편리성 제공
디지털시스템의 세계적 확산과 거대한 국제경제의 구축
47
참고자료
철도청설계시공표준
서울지하철5,6,7,8호선 설계보고서
한국철도기술연구원
한국신호기술정보(주)
일본신호주식회사
Copyright @ Simmons-Boardman Publishing Corporation 1999-2000.
Copyright 1999-2001 GE Transportation Systems
New York City Transit Canarsie Line CBTC Project
Copyright @1996, Paul Cordingley Revised - February 16, 2002
Copyright @2000. Simmons-Boardman Publishing Corp Polytechnic University Brooklyn, New York
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