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본 논문은 열차간 통신기반 열차자율주행시스템을 위한 공유자원 분배방안과 선행열차의 상태를 이용한 간격제어 알고리즘을 제안한다. 열차간 통신기반 열차자율주행 환경에서 세마포어로 접근제어 되는 공유자원을 효율적으로 분배하기 위해 자원관리자(RM)를 정의하였고 이를 이용한 자원분배방안을 제시하였다. 열차간 직접적인 통신을 사용한 간격제어를 위해 선행열차의 best-case 제동거리에 기반한 worst-case 제동모델을 제안하였으며 이러한제동모델에 기반한 최소안전간격과 최소운전시격을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 성능을 기존 무선통신기반 열차제어(CBTC: Communication Based Train Control)와 비교함으로써 향상된 간격제어가 가능함을 확인하였으며 다양한 속도환경에서 통신지연과 제동시스템 지연에 따른 영향을 분석하였다. 본 논문에서 제시한 열차자율주행을 위한 공유자원 분배방안과 간격제어 알고리즘은 높은 간격제어효율과 기존의 지상설비들을축소함으로써 구축비용 절감효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
In this paper, we propose a shared resource allocation scheme and an interval control algorithm using the state of the preceding train for train-to-train communication-based autonomous system. For this, by defining a resource manager (RM) to efficiently distribute a shared resource with semaphore access control, we propose a resource allocation scheme using the RM in autonomous train environments. To control train interval using direct communications between two consecutive trains, a worst-case braking model based on the best-case braking distance of the preceding train is proposed, and minimum safe interval distance and minimum headway are derived using the braking model. Simulation results show that compared with the conventional CBTC, the proposed algorithm performs better, and the effects of communication delay and braking system delay are analyzed in various speed environments. The proposed shared resource allocation scheme and interval control algorithm in the autonomous train environment can be expected to provide high interval control efficiency and to reduce the construction cost by eliminating the existing many ground equipments.
