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도시철도신호시스템 소개. 2011.06. 도시철도설비부 ( 신호과 ). 도시철도건설 공정과정. 관제실. 본선구간. 정거장. 토목공사. 토목공사. 토목공사. 건축 및 설비 공사. 궤도 및 전차선 시공. 건축 및 설비 공사. 관제실 설비 설치. 현장설비공사. 기능실 설비 설치. 기능실 개별시험 및 현장과 기능실간 연동검사. 관제실 개별시험 및 관제실과 기능실 간 연동검사. 레일연마 및 건축한계. 입선 집전 시험 ( 차량투입 ). 차량성능시험. 시운전. 개 통. 2.

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  1. 도시철도신호시스템 소개 2011.06 도시철도설비부 (신호과)

  2. 도시철도건설 공정과정 관제실 본선구간 정거장 토목공사 토목공사 토목공사 건축 및 설비 공사 궤도 및 전차선 시공 건축 및 설비 공사 관제실 설비 설치 현장설비공사 기능실 설비 설치 기능실 개별시험 및 현장과 기능실간 연동검사 관제실 개별시험 및 관제실과 기능실 간 연동검사 레일연마 및 건축한계 입선 집전 시험(차량투입) 차량성능시험 시운전 개 통 2

  3. 송변전 / 전차선 분야 한전전원공급 22.9kV 한전전원공급 22.9kV A변전소 B변전소 변압기 1기 AC 22.9kV / 1.2kV 2기 AC 22.9kV / 590V×2 변압기 1기 AC 22.9kV / 1.2kV 2기 AC 22.9kV / 590V×2 정류기 DC 1500V 정류기 DC 1500V 전차선 정급전선 정급전선 궤 도 부급전선 부급전선 3

  4. 열차운행제어설비 종합관제센터 설비 신호제어설비 설비제어설비 사무자동화설비(MIS) 전력제어설비 디지털전송설비(MAIN-DCCE) 관리역 설비 전송로(광케이블) 디지털전송설비 (SUB-DCCE) 전송로(광케이블) 역 단위 설비 열차무선기지국 자동방송장치 전력감시장치 화상전송설비 (전기분소) 신호감시장치 디지털전송설비 행선안내게시기(LSE) (신호분소) (LOCAL-DCCE) AFC 누설동축케이블(LCX) 설비감시장치 게이트 스피커 카메라 (설비분소) 승강장 감시 모니터 행선안내게시기(TDI) 열차무선 편의시설 감시 • 통신분야 4

  5. 전차(전기 자동차) 구동방식 5

  6. 전차(전기 자동차) 구동방식 DC 1500V 6

  7. M 인버터 • 전차(전기 자동차) 구동방식 직류 1500V 인버터 - 변조방식 : PWM(Pulse Width Modulation) - 출력전압 : 교류 3상 380V 주파수 f = 1/T 120 * f(주파수) T(주기) 유도전동기 회전수 N(rpm) = p(극수) ∴ 유도전동기 회전속도 N(rpm) ∝ f(주파수) 7

  8. 전차(전기 자동차) 구동방식 인버터 - 변조방식 : PWM(Pulse Width Modulation) - 출력전압 : 교류 3상 380V 120 * f(주파수) ×(1 - s) 유도전동기 회전수 N(rpm) = p(극수) ∴ 유도전동기 회전속도 N(rpm) ∝ f(주파수) 1 주파수 f 1 = 주기 T1 주파수 f 1 > 주파수 f2 주기 T1 회전속도는 주파수 f1일 때 빠르다 즉, 열차가 주파수 f1일 때 빠르다 1 주파수 f2 = 주기 T2 주기 T2 8

  9. 지상연산폐색방식 차상연산폐색방식 이동폐색 고정폐색 • 철도신호 변천사 CBTC 신 호 방 식 Distance to Go 9호선 우이신설경전철, 신림선` ATP + ATO 5 ~ 8호선` ATP 3, 4호선` ATS 1, 2호선 시 간 9

  10. 구 분 지상신호방식 차상신호방식 신호 확인 • 안개, 우천 시 신호의 확인이 어려움 • 구배와 커브 등 선로 조건에 따라 신호 확인이 어려움 • 차상에 선로제한속도 및 신호의 현시가 표시되므로 신호의 확인이 용이 신호 오인 • 기관사가 실수로 신호기의 현시내용을 오인할 수 있음 • 신호가 차상으로 표시되고 차상 ATC가 • 기관사의 실수로 과속할 경우 제동을 걸어 안전사고를 예방할 수 있음 적합성 • 저밀도 운전 • 고밀도 운전 형 태 • 지상신호방식 vs 차상신호방식 10

  11. 지상신호방식 vs 차상신호방식 11

  12. 1, 2호선 운전방식 및 신호시스템 개요 • 운영사 : 서울메트로 • 고정폐색방식(Fixed Block System) • 수동운전(1인 승무, 2인 차장) • 신호기에 의한 지상신호방식 + ATS(자동열차정지장치) 점제어 차상신호방식 12

  13. 1, 2호선 신호설비 소개 –임피던스 본드 두 개로 하나의 궤도회로를 이루며, 열차 검지를 하는 장치 기호

  14. 1, 2호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 Audio Frequency 즉, 20 ~ 20,000Hz 주파수 영역대를 이용하여 전기절연 없이 열차를 검지하는 회로 F3(Hz) F5(Hz) F1(Hz) 등가회로 F1(Hz) F3(Hz) F5(Hz) 센서 센서 센서 센서 + - + - + - + -

  15. F1(Hz) F1(Hz) F1(Hz) F1(Hz) • 1, 2호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 열차의 차륜을 이용하여 열차검지 등가회로 센서 센서 + - + -

  16. 1, 2호선 신호설비 소개 –신호기 • 신호기 – 지상신호 모양, 색등을 이용 전방열차 위치 및 선로조건에 따라 자동적으로 진행 신호부터 정지신호까지 운행조건을 지시하여 안전하게 운전할 수 있게 하는 장치 [열차진입 전 신호현시(YG)] [열차진입 후 신호현시(R)]

  17. 1, 2호선 신호설비 소개 – ATS • 자동열차정지장치 ATS(Automatic Train Stop) 신호현시를 무시하고 허용최고속도를 3초 이상 초과 시 비상제동 체결로 자동정지 되어 안전사고를 미연에 방지하는 장치

  18. 1, 2호선 신호설비 소개 – ATS • 자동열차정지장치 ATS(Automatic Train Stop) ATS 차상자 : ATS 지상자에서 송신한 허용최고속도를 수신하여기관사가 과속하는 경우 차량을 비상정지 시킴 신호기 ATS 지상자 : 신호현시와 연동하여 허용최고속도 송신

  19. 1, 2호선 폐색방식 소개 • 지상신호방식+차상신호방식(ATS에 의한 점제어) G YG Y YY R1 R0 80Km/h 60Km/h 45Km/h ATS허용속도 25Km/h 0Km/h ATS장치

  20. 3, 4호선 운전방식 및 신호시스템 개요 • 운영사 : 서울메트로 • 고정폐색(Fixed Block System) • 수동운전(1인 승무, 2인 차장) • ATP(자동열차방호장치)에 의한 연속제어방식

  21. 3, 4호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 1) 차상 ATP 장치 (운전실)- 차상 ATP 안테나 수신내용(허용최고속도) 해독- 운전자가 허용최고속도보다 빨리 갈 경우 비상정지- 지상으로부터 허용최고속도를 3초간 못 받을 경우 비상정지 차상 ATC(ATP) 21

  22. 3, 4호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 2) 차상 ATP 안테나 (차량밑) - 궤도로부터 허용최고속도 수신 ATP antenna (Pick-up coil) 22

  23. 3, 4호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 3) 궤도회로 (궤도) - 궤도를 통하여 열차에 허용최고속도를 송신 4) 지상 ATP 장치 (신호기계실)- 선행열차와의 거리를 고려하여 궤도를 통하여 열차에 허용최고속도 송신하여 열차 추돌사고 예방 23

  24. 3, 4호선 신호설비 소개 –임피던스 본드 임피던스 본드 두 개로 하나의 궤도회로를 이루며, 열차 검지 및 열차에 허용최고속도를 송신하는 장치 기호

  25. 3, 4호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 궤도회로는 열차검지 및 열차에 허용최고속도를 송신 F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) • F1(Hz) : 열차검지용 주파수 • FC(Hz) : 열차용 속도코드 주파수 F1(Hz) FC(Hz) T/2 T/2 T

  26. F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) • 3, 4호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 열차의 차륜을 이용하여 열차검지 등가회로 센서 센서 + - + -

  27. 3, 4호선 신호설비 소개 – ATP • 자동열차방호장치 ATP(Automatic Train Protection) FC(Hz) : 열차에 송신하는 허용최고속도 주파수 차상 ATP 안테나 F1+FC(Hz) F3+FC(Hz)

  28. 3, 4호선 폐색방식 소개 • 차상신호방식(궤도에 의한 연속속도제어) • 수동운전 80Km/h 60Km/h 45Km/h ATP속도코드 25Km/h 0Km/h 0Km/h F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) 미니본드

  29. 5 ~ 8호선 운전방식 및 신호시스템 개요 • 운영사 : 도시철도공사 • 고정폐색(Fixed Block System) • ATP(자동열차방호장치)에 의한 연속제어방식 • ATO(자동열차운전장치)에 의한 자동운전(1인승무)

  30. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 궤도변 신호설비 Auxiliary Signaling 지상 자동열차제어장치 Wayside ATC 차상 자동열차제어장치 On-Board ATC 자동열차운전장치 ATO 자동열차운전장치 ATO TWC ATO marker 자동열차방호장치 ATP 자동열차방호장치 ATP AF 궤도회로 선로전환기 연동장치 신호기 30

  31. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 • 차상 ATP 장치 (운전실) - 차상 ATP 안테나 수신내용(허용최고속도) 해독- 운전자가 허용최고속도보다 빨리 갈 경우 비상정지- 지상으로부터 허용최고속도를 3초간 못 받을 경우 비상정지 차상 ATC(ATP/ATO) 31

  32. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 • 차상 ATP 안테나 (차량밑) - 궤도로부터 허용최고속도 수신 ATP antenna (Pick-up coil) 32

  33. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 – ATP • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 • 궤도회로 (궤도) • - 궤도를 통하여 열차에 허용최고속도 송신 • 지상 ATP 장치 (신호기계실) • - 선행열차와의 거리를 고려하여 궤도회로를 통하여 열차에 허용최고속도 송신 33

  34. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 – ATO • 자동열차운전장치 ATO 구성요소 • 차상 ATO 장치 (운전실) • - 정해진 운행패턴과 지상에서 수신 받은 허용최고속도를 비교하여 가감속 및 정위치를 자동으로 가능하게 하는 장치 • - 열차문을 개폐하는 장치 • - 타행을 조절하여 열차 간격을 제어하는 장치 • 차상 ATO 안테나 • - 지상 ATO marker 및 TWC의 송신내용을 수신하는 장치 • 지상 ATO marker • - 열차에게 현재의 위치를 알려주는 장치 • 지상 TWC • - 지상 ATO와 차상 ATO간 양방향 통신을 가능케 하는 송수신기 34

  35. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 –임피던스 본드 두 개 임피던스가 하나의 궤도회로를 이루며, 열차 검지 및 열차에 허용최고속도를 송신하는 장치 기호

  36. 5 ~ 8호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 궤도회로는 열차검지 및 열차에 허용최고속도를 송신 F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) • F1(Hz) : 열차검지용 주파수 • FC(Hz) : 열차용 허용최고속도 주파수 F1(Hz) FC(Hz) T/2 T/2 T

  37. F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) • 5 ~ 8호선 신호설비 소개 –아날로그 AF궤도회로 열차의 차륜을 이용하여 열차검지 등가회로 센서 센서 + - + -

  38. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 – ATP • 자동열차방호장치 ATP (Automatic Train Protection) 차상 ATP 안테나 FC(Hz) : 열차에 송신하는 허용최고속도 주파수 F1+FC(Hz) F3+FC(Hz)

  39. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 – ATP • 자동열차방호장치 ATP (Automatic Train Protection) 80Km/h 60Km/h 45Km/h 허용최고속도 25Km/h 0Km/h 0Km/h F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) F3+FC(Hz) F5+FC(Hz) F1+FC(Hz) F1+FC(Hz) 미니본드 39

  40. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 – ATO • 차상 자동열차운전장치 ATO (On-board Automatic Train Operation) 80Km/h 80Km/h 정해진 ATO 주행커브(Run Curve) 허용최고속도 50Km/h 차량주행속도 출발시 차량에서 해당역 주행커브 생성 A역 ATO marker (정위치정차용 표시기) B역 40

  41. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 – ATO • 차상 자동열차운전장치 ATO (On-board Automatic Train Operation) wayside ATO ATO antennal On-board ATO 역간 운행패턴 TWC 비교기 On-board ATO 현재속도 + 목표속도 ∑ TCMS C - Tachometer wayside ATP On-board ATP 허용 최고속도 Pick-up coil Rail 41

  42. 5 ~ 8호선 신호시스템 소개 – ATO • 지상 자동열차운전장치 ATO (Wayside Automatic Train Operation) ATO 차상 자동열차운전장치 • 역번호 • 정차시간 • 다음역 번호 • 다음역 출입문 방향 • 열차번호 제어 • 열차번호 • 편성번호(캡번호) • 열차길이 • 정차확인(0~4km/h) • 차량문 개폐 정보 • 자동/수동 모드 TWC 양뱡향 송수신기 ATO 지상 자동열차운전장치 역 신호기계실 42

  43. 9호선 운전방식 및 신호시스템 개요 • 운영사 : 서울시메트로9호선㈜ • 향상된 고정폐색(Fixed Block System) • ATP(자동열차방호장치)에 의한 연속제어방식 • ATO(자동열차운전장치)에 의한 자동운전(1인승무) • ATS(자동열차감시장치)에 의한 자동열차간격제어 43

  44. 9호선 신호시스템 소개 궤도변 신호설비 Auxiliary Signaling 지상 자동열차제어장치 Wayside ATC 차상 자동열차제어장치 On-Board ATC 자동열차감시장치 ATS 자동열차운전장치 ATO TWC ATO marker 자동열차방호장치 ATP 자동열차방호장치 ATP AF 궤도회로 선로전환기 연동장치 신호기 44

  45. 9호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 • 차상 ATP 장치 (운전실) - 차상 ATP 안테나 수신내용(허용최고속도) 해독- 운전자가 허용최고속도보다 빨리 갈 경우 비상정지- 지상으로부터 SACEM 정보를 3초간 못 받을 경우 비상정지 차상 ATC(ATP/ATO) 45

  46. 9호선 신호설비 소개 – ATP(자동열차방호장치) • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 2. 차상 ATP 안테나 (차량밑) - 궤도로부터 SACEM 정보 수신 ATP antenna (Pick-up coil) 46

  47. 9호선 신호설비 소개 – ATP • 자동열차방호장치 ATP 구성요소 3. 궤도회로 (궤도) - 지상 ATP 장치에서 송신한 정보를 궤도를 통해서 열차에 송신 4. 지상 ATP 장치 (신호기계실) - 신호기, S-bond, 선로전환기 등 각종 현장신호설비 위치 및 동작상태를 궤도회로를 통하여 열차에 송신 - 정차지점, 선행열차 위치를 열차에 송신 - 선로제한속도 송신 47

  48. 9호선 차상신호설비 소개 – ATO • 자동열차운전장치 ATO 구성요소 • 차상 ATO 장치- 차상 ATP에서 수신받은 내용을 이용하여 차상연산을 통하여 정위치 정차 및 차량문을 개폐하는 장치- 지상 ATS(자동열차감시장치)로 받은 내용을 가지고 타행을 조절하여 열차 간격을 제어하는 장치 차상 ATC(ATP/ATO) 48

  49. 9호선 차상신호설비 소개 – ATO • 자동열차운전장치 ATO 구성요소 • 차상 ATO 안테나 • - 지상 ATO marker 및 TWC의 송신내용을 수신하는 장치 • 지상 ATO marker • - 열차에게 현재의 위치를 알려주는 장치 ATO antenna (Beacon antenna) ATO marker 49

  50. 9호선 차상신호설비 소개 – ATO • 자동열차운전장치 ATO 구성요소 4. 타코미터 - 차륜의 회전수를 이용하여 이동거리 산출 타코미터 (Tachometer) 50

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