1. 시스템 소개
본무 기관차 작업 안전 방호 시스템은 본무 기관차가 역장과 기무 구간에서 출고, 입고, 전선 전환, 트레일러 등 작업 중 발생할 수 있는 배차 신호 폐쇄, 흙막이 충돌, 탈선기 압착, 역계 이탈, 무전기 구역 침입, 기관차 충돌 등 사고에 대해 안전 방호를 진행하는 시스템이다.시스템은 지상 설비와 기관차 적재 설비로 구성된다.
시스템은 기관차의 위치, 속도 등 정보를 수집하여 진입로와 신호상태를 결합하여 역장의 고정밀 계도, 분기점, 신호기의 위치지도에 근거하여 도형과 소리방식으로 운전자에게 현재 실시간 역장 정보 및 기관차 위치를 제공하고 운전자에게 목표거리의 등급별 경고를 진행한다.
시스템은 베이더우 위성 차분과 위성 사각지대 고정밀 위치 기술을 채용하여 기관차 전 구역, 전천후 정확한 위치를 실현한다;기관차 위치와 관련된 역장 정보 자체 적응 푸시 기술을 기반으로 운전자는 실시간으로 작업 상황을 파악할 수 있으며, 동시에 기관차 작업 상황의 원격 감시와 경보 제시를 실현하여 본 업무의 기관차 작업 사고의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
2. 연구개발 배경
현재 전 구간을 운행하는 본무 기관차는 열차를 견인할 때 이미 설비 제차가 이루어졌지만, 배차 작업 시에는 전적으로 기관사가 인위적으로 지상 신호를 확인하고 기관차 운행을 조종한다.본무 기관차 작업은 일반적으로 운송이 바쁜 역이나 편성장에서 진행되기 때문에 일단 사고가 발생하면 철도 운송에 비교적 큰 영향을 끼칠 수 있다.이를 위해 본무 기관차 작업에 사용되는 안전 보호 시스템을 개발하여 작업 사고의 발생을 줄이고 좋은 안전 효과와 경제 효과를 가진다.
3. 설비 구성 및 기능
시스템은 지상 설비와 차량용 설비로 구성되어 있다.그 중 지상 설비는 주로 베이더우 지반 증강 기지국, UWB 위치 확인 설비 (초광대역 위치 확인 시스템), 역 정보 수집 처리 설비, 지도 서버, MTUP 서버와 디스플레이 단말기로 구성된다;차량용 설비는 주로 안테나, 본체, 디스플레이 등으로 구성된다.차량 탑재 설비와 지상 설비 간은 이중 채널 (이동/전신/련통) 4G 전송 방식으로 실시간으로 데이터를 전송한다.
베이더우 지반 증강 기지국과 위성 사각지대 고정밀 위치 기술 (기관차가 비바람막에서 위성 신호가 없을 때 사용) 은 기관차의 정확한 위치를 실현하고, 위치 정밀도는 30cm 미만이며, 고정밀 역장도와 결합을 통해 기관차가 운행하는 계도와 실시간 위치를 정확하게 판별할 수 있으며, 따라서 현재 진로 상황 (적색광대와 백색광대) 과 신호 상태를 일치시킬 수 있다.
역장 정보 수집 처리 설비와 지도 서버는 MTUP 안전 플랫폼과 CTC 설비 인터페이스를 통해 기관차 진로 정보와 신호 상태를 수집한다;또한 미리 설정한 끝선 흙막이, 역경계표, 접촉망 종점표, 탈선기 위치와 상태 등 정보를 실시간 역장 도형으로 차량용 설비에 전송한다.
지상 디스플레이 단말기는 역장 정보 수집 설비 인터페이스를 통해 관할 범위 내의 역장 신호 상태와 통로 정보를 실시간으로 표시하고 관할 범위 내의 기관차 운행 및 위치 상태를 집중적으로 표시할 수 있다.

차량용 설비는 실시간으로 지상 설비 정보를 수신하고 지상 서버와 데이터 인터렉션을 진행할 수 있으며, 지상 서버가 푸시하는 역장, 운행, 위치 등 정보를 모니터를 통해 도형화하여 운전자에게 표시할 수 있으며, 동시에 미리 설정한 문턱 값에 따라 음성 경보 알림을 진행할 수 있다.

4. 기술 솔루션
1.사이트 종합 데이터 수집 및 전송
스테이션 종합 데이터 수집은 CTC 인터페이스를 통해 획득하며, 데이터 내용에는 스테이션 신호기 상태 데이터, 갈림길 정반위 정보 데이터, 진입로 광대 정보 데이터가 포함된다.이 데이터는 패킷을 통해 정보 서버로 전송됩니다.각 모니터링 센터는 서버에 액세스하여 고객과 관련된 데이터를 얻을 수 있습니다.차량용 설비 위치 정보에 근거하여 차량용 설비에 그와 관련된 위치, 역장, 신호 표시 등 정보를 푸시한다.
2. 고정밀 스테이션 맵
스테이션 고정밀 트랙 지도는 전용 서버에 저장되며, 라이선스 클라이언트를 사용하여 원격으로 지도를 추가, 업데이트, 유지 보수 및 관리할 수 있다.모든 차량용 장비와 모니터링 센터에서 실시간으로 지도 데이터를 다운로드할 수 있다.
3.바닥 고정밀 위치
베이더우 지반 증강 기지국은 연선에 적합한 역에 설치되어 있으며, 그 커버리지는 반경 30Km의 구역이다;차량용 장비는 기지국 서버에 액세스하여 가장 가까운 기지국과의 차등 데이터를 얻습니다.역의 비교적 큰 전체식 비바람막의 경우 수요에 따라 UWB 고정밀 위치측정설비를 설치하여 전 지역의 정밀위치를 실현한다.
4.차량용 설비
차량용 설비는 호스트 + 모니터로 구성되어 있으며, 호스트에는 베이더우 고정밀 위치 모듈이 내장되어 있으며, 이중 채널 4G 네트워크 전송 기능을 지원한다.
4.1 차량용 설비 포지셔닝 방안
차량용 호스트에는 베이더우 고정밀 위치 모듈이 내장되어 있으며, 기지국 서버에 액세스하여 차분 데이터를 획득하고, 동시에 4G 네트워크를 통해 서버의 차분 데이터를 수신하며, 특정 알고리즘을 거쳐 본 사무용 기관차의 고정밀 경위도 위치 데이터를 계산한다. 이 데이터는 한편으로는 일치하는 스테이션 지도, 스테이션 정보를 차량용 모니터를 통해 표시하고, 상황에 따라 경보 힌트를 준다.다른 한편으로 위치서버에 전송하면 전 도로망에 개방할 수 있으며 본무기의 고정밀 위치가 필요한 응용장소, 예를 들면 지상감시센터 등은 운행정보 빅데이터의 구성부분을 구성한다.
4.2 음성 힌트 방송
지상 설비를 통해 푸시된 역장 종합 정보는 목표 주차 위치 거리와 결합하여 등급별 안내 소리를 통해 운전자에게 경고한다.