KR102111237B1 - A Movement Tracking Type of a System for Investigating a Condition of a Train - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 다양한 탐지 인자에 기초하여 철도 차량의 차륜 또는 차축의 상태를 검지하여 위험 수준을 결정하는 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for detecting a condition of a railway vehicle of a movement tracking method, and specifically, detecting a condition of a railway vehicle of a movement tracking method for determining a level of danger by detecting a condition of a wheel or axle of the railway vehicle based on various detection factors It's about the system.
화물 또는 여객의 수송을 위한 철도 차량의 경우 수송 규모로 인하여 다양한 방법으로 사고 발생 가능성을 탐지하여 이에 따른 대책이 만들어질 필요가 있다. 철도 차량은 레일을 따라 운행이 되므로 철도 사고는 부품의 노후화 또는 결함으로 인하여 발생될 수 있고, 주로 차륜 또는 차축에서 발생되는 결함이 미리 탐지될 필요가 있다. 이와 같은 결함은 다양한 형태로 발생되면서 외관 검사에 의하여 식별되기 어렵고, 하나의 철도 차량에 다수 개의 차륜 또는 차축이 결합되어 있으므로 검사가 동시에 이루어지기 어렵다. 철도 차량의 부품의 탐지 및 진단과 관련된 선행기술로 미국특허등록번호 US 6,951,132는 철도 차량의 진입 속도 및 진동 주파수를 탐지하여 철도 차량의 결함을 탐지하는 기술에 대하여 개시한다. 또한 미국특허공개번호 US20170210401은 철도 차량 및 노선에 설치된 센서를 통하여 차체별 차량의 이상 상태를 탐지하면서 관리 시스템과 무선 통신이 가능한 기술에 대하여 개시한다. 철도 차량의 부품에 대한 결함은 다양한 형태로 발생될 수 있고, 선로 또는 주변 환경에 따라 결함으로 인하여 작동 상태가 변할 수 있으므로 다양한 매개변수에 기초하여 탐지될 필요가 있다. 또한 하나의 부품에 대한 탐지가 다면적으로 이루어지면서 하나의 부품 전체에 대하여 검사가 이루어질 필요가 있다. 그러나 선행기술 또는 공지기술은 이와 같은 방법에 대하여 개시하지 않는다.In the case of rail vehicles for the transportation of cargo or passengers, it is necessary to detect the possibility of accidents in various ways due to the scale of transportation and take measures accordingly. Railroad cars run along rails, so railroad accidents can occur due to aging or defects in parts, and it is necessary to detect defects that occur mainly on wheels or axles in advance. As such defects are generated in various forms, it is difficult to identify them by external inspection, and since a plurality of wheels or axles are coupled to one railway vehicle, inspection is difficult to be performed simultaneously. As a prior art related to detection and diagnosis of parts of a railroad vehicle, US Patent Registration No. US 6,951,132 discloses a technique of detecting a defect in a railroad vehicle by detecting an entry speed and a vibration frequency of the railway vehicle. In addition, US Patent Publication No. US20170210401 discloses a technology capable of wireless communication with a management system while detecting an abnormal state of a vehicle for each vehicle body through a sensor installed on a railway vehicle and a route. Defects on parts of a railroad vehicle may be generated in various forms, and operating conditions may be changed due to defects depending on a track or surrounding environment, and thus need to be detected based on various parameters. In addition, it is necessary to perform inspection on the entirety of one component as detection of one component is multi-faceted. However, prior art or known techniques are not disclosed for such a method.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is to solve the problems of the prior art has the following purposes.
본 발명의 목적은 철도 차량의 차륜 또는 차축의 상태를 다양한 탐지 수단에 의하여 탐지하면서 철도 차량의 이동 과정에서 탐지 정보가 획득되어 정확한 상태 진단이 가능한 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a state tracking system of a railroad vehicle with a movement tracking method capable of accurately detecting a state of a vehicle by detecting detection information in a process of moving the railroad while detecting the state of the wheel or axle of the railroad by various detection means will be.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템은 철도 차량이 이동되는 선로에 설치된 적어도 하나의 접촉식 탐지 유닛; 선로의 적어도 한쪽에 설치된 적어도 하나의 비접촉식 탐지 유닛; 탐지 유닛으로부터 전송된 탐지 정보를 전송 가능한 형태로 변환하는 신호 처리 유닛; 신호 처리 유닛에서 전송된 신호를 분류 기준에 따라 분류하는 데이터 획득 유닛; 데이터 획득 유닛으로 전송된 데이터를 실시간으로 처리하는 정보 처리 유닛; 및 정보 처리 유닛에서 처리된 정보를 부품 이력에 따라 저장하는 데이터베이스 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the state tracking system of the railroad vehicle of the movement tracking method includes at least one contact detection unit installed on a track on which the railroad vehicle is moved; At least one non-contact detection unit installed on at least one side of the track; A signal processing unit that converts detection information transmitted from the detection unit into a transmittable form; A data acquisition unit that classifies signals transmitted from the signal processing unit according to classification criteria; An information processing unit that processes the data transmitted to the data acquisition unit in real time; And a database unit that stores the information processed by the information processing unit according to the parts history.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 탐지 개시를 위한 코드 식별 유닛 및 속도 탐지 유닛을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, it further comprises a code identification unit and a speed detection unit for starting detection.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 탐지 유닛은 탐지 대상이 되는 부품의 속도에 기초하여 미리 결정된 선로 구간에서 연속적으로 탐지하는 위치 기반 탐지 또는 시간 기반 탐지를 한다.According to another suitable embodiment of the present invention, the at least one detection unit performs position-based detection or time-based detection to continuously detect in a predetermined line section based on the speed of the component to be detected.
본 발명에 따른 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템은 철도 차량의 이동 과정에서 차륜 또는 차축을 비롯한 운행과 관련된 부품의 상태를 탐지하여 부품 상태 탐지의 신뢰성이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 상태 탐지 시스템은 접촉 방식 및 비접촉 방식에 의한 다양한 탐지 인자에 기초하여 부품의 상태를 탐지하여 발생 가능한 다양한 형태의 결함 탐지가 가능하다. 또한 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 실시간으로 탐지 정보가 처리되어 위험 상황의 발생이 미연에 방지되도록 한다. 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 다수 탐지 수단에 따른 탐지 정보를 빅 데이터에 기초하여 처리하면서 차량에 결합된 동일 부품 전체를 상태의 검지하여 검지 효율성이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 선로 변 방식을 적용하여 서로 다른 다수 차량의 모니터링이 가능하다. 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 저속 또는 고속 차량에 대한 검사가 가능하면서 화물 운송 또는 승객 운송을 위한 다양한 철도 차량에 적용될 수 있다.According to the present invention, the system for detecting a condition of a railroad vehicle using a movement tracking method detects a condition of a component related to driving, including a wheel or an axle, during the movement of the railway vehicle, thereby improving reliability of component condition detection. The state detection system according to the present invention is capable of detecting various types of defects that can be generated by detecting the state of parts based on various detection factors by a contact method and a non-contact method. In addition, the state detection system according to the present invention is processed in real time detection information to prevent the occurrence of a dangerous situation in advance. The state detection system according to the present invention processes the detection information based on a large number of detection means based on big data, thereby detecting the entire state of the same component coupled to the vehicle to improve detection efficiency. In addition, the state detection system according to the present invention is capable of monitoring a plurality of different vehicles by applying a track side method. The state detection system according to the present invention can be applied to various railway vehicles for cargo transportation or passenger transportation while being able to inspect low-speed or high-speed vehicles.
도 1은 본 발명에 따른 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 상태 검지 시스템의 다양한 탐지 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 상태 검지 시스템에 의하여 차륜 또는 차축의 상태가 탐지되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상태 검지 시스템의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.1 is a view showing an embodiment of a system for detecting a state of a railway vehicle of a movement tracking method according to the present invention.
2 illustrates an embodiment of the arrangement structure of various detection modules of the state detection system according to the present invention.
Figure 3 shows an embodiment of a structure in which the state of the wheel or axle is detected by the state detection system according to the present invention.
Figure 4 shows an embodiment of the operation process of the state detection system according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments presented in the accompanying drawings, but the embodiments are intended for a clear understanding of the present invention and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, and are not described repeatedly unless necessary for understanding of the invention, and well-known components are briefly described or omitted, but the present invention It should not be understood as being excluded from the embodiment.
도 1은 본 발명에 따른 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템의 실시 예를 도시한 것이다. 1 is a view showing an embodiment of a system for detecting a state of a railway vehicle of a movement tracking method according to the present invention.
도 1을 참조하면, 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템은 철도 차량(T)이 이동되는 선로(R)에 설치된 적어도 하나의 접촉식 탐지 유닛(121); 선로(R)의 적어도 한쪽에 설치된 적어도 하나의 비접촉식 탐지 유닛(122, 123, 124, 125); 탐지 유닛(121 내지 125)로부터 전송된 탐지 정보를 전송 가능한 형태로 변환하는 신호 처리 유닛(13); 신호 처리 유닛(13)에서 전송된 신호를 분류 기준에 따라 분류하는 데이터 획득 유닛(14); 데이터 획득 유닛(14)으로 전송된 데이터를 실시간으로 처리하는 정보 처리 유닛(15); 및 정보 처리 유닛(15)에서 처리된 정보를 부품 이력에 따라 저장하는 데이터베이스 유닛(16)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a state tracking system of a railroad vehicle of a movement tracking method includes at least one
이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템 예를 들어 운행을 마치고 열차(T)의 차량 정비 또는 대기를 위하여 차고로 이동되는 열차(T)의 다양한 부품의 상태를 탐지할 수 있다. 차고로 이동되는 차량은 예를 들어 5 내지 30 km/h의 저속으로 이동이 되므로 측정이 용이하다는 이점을 가진다. 또한 열차(T)의 정비 과정이 진행되기 이전에 미리 열차(T)의 다양한 부품에 대한 진단이 이루어질 수 있다는 장점을 가진다. 탐지 대상이 되는 부품은 차륜, 차축, 차축 베어링, 대차 또는 이와 유사한 부품이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 부품의 상태를 탐지하는 탐지 모듈은 선로(R)에 배치되거나, 선로(R)의 주위에 설치될 수 있고, 예를 들어 중력, 응력 또는 진동의 탐지를 위한 모듈은 선로(R)에 배치될 수 있다. 또한 차륜 또는 베어링의 온도, 소음, 진동 또는 이동에 따른 변위의 탐지를 위한 탐지 유닛에 선로 주위 또는 선로 변에 설치될 수 있다. 선로(R) 또는 선로 변에 설치된 탐지 유닛은 실시간으로 측정될 수 있고, 탐지 유닛에서 탐지된 정보는 처리 가능한 전기 신호로 변환되어 적절한 중계 수단을 통하여 정보 처리 수단으로 전송되어 분석될 수 있다. 선택적으로 탐지 정보는 열차(T)에 설치된 탐지 수단을 통하여 획득될 수 있고, 상태 검지 시스템은 차량(T) 또는 차량 운행 제어 시스템과 데이터 통신이 가능한 구조를 가질 수 있다. 다양한 속도로 이동되는 다양한 종류의 철도 차량(T)에 상태 검지 시스템이 적용될 수 있고, 본 발명은 이에 의하여 제한되지 않는다.The state tracking system of the railroad vehicle of the movement tracking method, for example, may detect the state of various parts of the train T moving to the garage for maintenance or waiting of the vehicle after the operation. The vehicle moving to the garage has an advantage of being easy to measure since it is moved at a low speed of 5 to 30 km/h, for example. In addition, it has an advantage that the diagnosis of various parts of the train T can be made in advance before the maintenance process of the train T proceeds. The parts to be detected can be, but are not limited to, wheels, axles, axle bearings, bogies or similar parts. The detection module for detecting the condition of the parts may be placed on the line R, or may be installed around the line R. For example, a module for detection of gravity, stress or vibration may be arranged on the line R. Can be. It can also be installed around the track or on the side of the track in a detection unit for detection of displacement due to temperature, noise, vibration or movement of the wheel or bearing. The detection unit installed on the track R or the side of the track may be measured in real time, and the information detected by the detection unit may be converted into a processable electrical signal and transmitted to an information processing means through an appropriate relay means for analysis. Optionally, the detection information may be obtained through detection means installed on the train T, and the state detection system may have a structure capable of data communication with the vehicle T or the vehicle operation control system. The state detection system may be applied to various types of railway vehicles T moving at various speeds, and the present invention is not limited thereto.
철도 차량(T)의 이동이 탐지되면, 트리거 유닛(11)의 작동이 개시될 수 있고, 트리거 유닛(11)은 탐지 대상이 되는 차량(T)에 대한 정보를 수신하고, 차량(T)이 선로(R)의 미리 결정된 위치에 도달하면 탐지 개시를 위한 신호를 발생시킬 수 있다. 트리거 유닛(11)으로부터 생성되는 개시 신호는 탐지 모듈의 작동을 개시시키는 웨이크 업 신호의 기능을 가질 수 있다. 트리거 유닛(11)과 접촉 센서(121 내지 125)는 상태 확인 유닛(12)에 의하여 연결될 수 있고, 상태 확인 유닛(12)은 각각의 탐지 유닛(121 내지 125)의 상태를 확인하면서 트리거 신호를 전송하고, 작동 상태 신호를 수신하는 기능을 가질 수 있다. 트리거 유닛(11)으로 개시 신호가 전송되면 탐지 모듈은 작동 가능한 상태가 되고, 활성화 신호를 트리거 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 트리거 유닛(11)은 활성화 신호를 수신하면 제어 모듈로 전송할 수 있고, 이에 의하여 상태 검지 시스템의 작동이 개시될 수 있다. 상태 검지 시스템의 작동이 개시되면 접촉식 탐지 센서(121), 비접촉 탐지 센서(122 내지 125) 및 탐지 신호 처리 수단이 작동 가능한 상태가 된다. 적어도 하나의 접촉식 탐지 유닛(121)이 선로(R)에 설치될 수 있고, 접촉식 탐지 센서(121)는 예를 들어 가속도 센서, 진동 센서, 로드 셀과 같은 하중 센서, 응력 센서 또는 변위 센서를 포함할 수 있다. 접촉식 탐지 센서(121)는 선로(R)의 양쪽 또는 한쪽에 설치될 수 있고, 철도 차량(T)의 이동에 따라 정해진 시각 또는 차륜의 위치에 기초하여 탐지 작동이 개시될 수 있다.When the movement of the railway vehicle T is detected, the operation of the
비접촉식 탐지 유닛(122, 123, 124, 125)은 예를 들어 초음파와 같은 신호를 전송하여 부품의 상태를 탐지하는 음향 탐지 유닛(122); 레이저에 송신 및 수신에 의하여 진동을 탐지하는 진동 탐지 센서(123); 영상 획득에 기초하는 비전 센서(124) 및 물체로부터 방출되는 적외선을 수신하여 온도를 탐지하는 온도 센서(125)를 포함할 수 있다. 접촉식 탐지 유닛(121) 및 비접촉식 탐지 유닛(122, 123, 124, 125)에 의하여 탐지된 부품 정보는 신호 처리 유닛(13)으로 전송될 수 있다. 신호 처리 유닛(13)은 접촉식 또는 비접촉식 센서로부터 전송된 탐지 신호를 전기적으로 처리 가능한 신호로 변환하는 기능을 가질 수 있다. 신호 처리 유닛(13)은 각각의 센서로부터 전송된 신호를 부품 및 시간 별로 매칭을 시키는 기능을 가질 수 있다. 그리고 각각의 탐지 정보에 분류 코드를 부여하여 탐지 정보를 부품 또는 시간에 따라 분류하면서 누락된 신호를 확인할 수 있다. 접촉식 탐지 유닛(121) 및 비접촉식 탐지 유닛(122, 123, 124, 125)는 트리거(11)의 작동 개시 신호에 따라 동기화가 될 수 있다. 각각의 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)의 탐지 위치가 미리 설정될 수 있고, 예를 들어 선로(R)의 정해진 위치가 탐지 위치로 설정될 수 있다. 선로(R)의 정해진 위치는 예를 들어 접촉식 탐지 유닛l(121)이 설치된 위치 또는 접촉식 탐지 유닛(121)이 설치된 위치로부터 일정 거리만큼 이동된 위치가 탐지 위치로 설정될 수 있다. 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)의 탐지 위치가 설정되면 탐지 위치를 기준으로 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)은 정해진 부품을 탐지할 수 있다. 서로 다른 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)은 동일하거나, 서로 다른 탐지 기준 위치를 가질 수 있고, 각각의 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)은 탐지 정보에 동기화가 된 시각 정보를 함께 신호 처리 유닛(13)으로 전송할 수 있다. 신호 처리 유닛(13)은 시각 정보에 기초하여 다수 개의 탐지 신호를 하나의 탐지 정보 유닛을 형성하면서 시각 정보와 함께 신호 코드를 인가하고, 누락된 탐지 정보를 확인할 수 있다. 이와 같이 신호 코드를 가진 다수 개의 탐지 정보 유닛이 데이터 획득 유닛(14)으로 전송될 수 있다.The
데이터 획득 유닛(14)은 신호 처리 유닛(13)으로부터 전송된 탐지 정보 유닛을 분류 기준에 따라 분류하는 기능을 가질 수 있다. 데이터 획득 유닛(14)은 신호 처리 유닛(13)으로부터 탐지 정보 유닛의 형태로 또는 이와 유사한 시간 정보를 가진 탐지 정보를 예를 들어 부품을 기준으로 분류하는 기능을 가질 수 있다. 다수 개의 차륜 또는 차축에 대한 탐지 정보가 신호 처리 유닛(13)으로부터 전송될 수 있고, 데이터 획득 유닛(14)은 각각의 탐지 정보를 각각의 부품과 매칭을 시킬 수 있다. 각각의 부품은 부품 식별 코드를 가질 수 있고, 부품 식별 코드와 탐지 정보 유닛이 매칭이 되는지 여부가 확인될 수 있다. 그리고 매칭이 된 부품 탐지 정보가 정보 처리 유닛(15)으로 전송될 수 있다. 정보 처리 유닛(15)은 탐지 정보에 기초하여 각각의 부품의 상태를 분석하고, 결함이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 각각의 부품이 점검되어야 하는지 여부 또는 교체되어야 하는지 여부가 탐지될 수 있다. 그리고 각각의 부품에 대한 처리 결과가 예를 들어 철도 차량(T)을 관리하는 관리 서버로 전송될 수 있다. 이와 함께 부품 처리 정보가 데이터베이스 유닛(16)으로 전송될 수 있고, 데이터베이스 유닛(16)은 부품 처리 정보를 저장할 수 있다. 데이터베이스 유닛(16)은 각각의 부품에 대한 탐지 이력, 점검 이력 또는 이와 유사한 정보를 저장할 수 있다.The
각각의 탐지 유닛(121, 122, 123, 124, 125)로부터 획득된 정보는 다양한 방법으로 처리될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.Information obtained from each detection unit (121, 122, 123, 124, 125) can be processed in various ways and is not limited to the presented embodiment.
도 2는 본 발명에 따른 상태 검지 시스템의 다양한 탐지 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.2 illustrates an embodiment of the arrangement structure of various detection modules of the state detection system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 탐지 개시를 위한 코드 식별 유닛(211) 및 속도 탐지 유닛(212)을 포함한다. 철도 차량(T)에 대한 탐지는 차량 정보 식별 영역(IC), 접촉 탐지 영역(CD) 및 비접촉 탐지 영역(NCD)으로 구분되어 진행될 수 있다. 차량 정보 식별 영역(IC), 접촉 탐지 영역(CD) 및 비접촉 탐지 영역(NCD)은 각각 철도 차량(T)이 진행하는 선로(R)의 연장 방향을 기준으로 구분될 수 있고, 각각의 영역에 위에서 설명된 다양한 탐지 센서가 설치될 수 있다. 철도 차량(T)의 진행 방향을 기준으로 차량 정보 식별 영역(IC)에서 차량 식별 및 차량 속력이 탐지될 수 있고, 이후 철도 차량(T)이 진행되면서 접촉 및 비접촉 탐지가 이루어질 수 있다. 철도 차량(T)은 기관차(ET) 및 다수 개의 캐리어 차량(CT1, CT2, CT3)으로 이루어질 수 있고, 기관차(ET)가 선로(R)를 따라 이동되면서 선로(R)의 정해진 위치에 도달하는지 여부가 탐지될 수 있다. 기관차(ET)가 선로(R)의 정해진 위치에 도달하면 코드 탐지 유닛(211) 및 속도 탐지 유닛(212)이 작동될 수 있다. 코드 탐지 유닛(211)은 카메라 또는 RF 칩과 같은 식별 수단을 이용하여 철도 차량(T), 기관차(ET) 및 각각의 캐리어 차량(CT1, CT2, CT3)을 식별할 수 있다. 속도 탐지 유닛(212)에 의하여 철도 차량(T)의 속도가 탐지될 수 있고, 속도 탐지 유닛(212)은 예를 들어 초음파 센서, 레이저 센서, 마이크로웨이브 센서 또는 이와 유사한 센서를 포함할 수 있다. 속도 탐지 유닛(212)에 의한 철도 차량(T)의 속도는 실시간으로 탐지될 수 있고, 각각의 부품의 위치가 산출될 수 있다. 예를 들어 다수 개의 차축 또는 차륜이 검사 대상이 될 수 있고, 철도 차량(T)의 속도와 함께 각각의 차륜 또는 차축의 위치가 탐지될 수 있고, 각각의 부품에 대한 탐지 여부가 부품 코드 유닛(213)으로 전송될 수 있다. 부품 코드 유닛(213)은 각각의 부품에 대한 부품 코드를 생성하고, 시간 정보와 함께 중계 유닛(22)으로 전송할 수 있다. 중계 유닛(22)은 전송된 부품 코드를 탐지 유닛으로 전송할 수 있고, 탐지 유닛은 부품 코드에 기초하여 각각의 부품을 미리 결정된 위치 및 시간에 따라 탐지할 수 있다. 중계 유닛(22)은 선로(R)에 설치된 로드 셀과 같은 하중 측정 센서(221) 및 변위 측정 센서(222)와 같은 접촉 센서로부터 전송되는 탐지 정보를 수신하여 정보 처리 유닛(15)으로 전송할 수 있다. 비접촉 센서에 해당하는 레이저 센서를 비롯한 다양한 비접촉 센서 모듈(23)에 의하여 탐지 정보가 신호 변환 유닛(24)을 경유하여 정보 처리 유닛(15)으로 전송될 수 있다. 또한 위에서 설명된 코드 탐지 유닛(211) 및 속도 탐지 유닛(212)에서 탐지된 정보가 정보 처리 유닛(15)으로 전송될 수 있다. 정보 처리 유닛(15)은 센서(221, 222, 23)에서 전송된 부품 탐지 정보 및 부품 코드 유닛(AC)으로부터 전송된 부품 정보를 대비하여 정해진 부품에 대한 정보에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 또한 정보 처리 유닛(15)은 위에서 설명된 것처럼 탐지 정보에 기초하여 각각의 부품의 상태를 분석하고, 결함이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 정보 처리 유닛(15)은 각각의 부품에 따라 다양한 상태 인자를 결정하고, 각각의 부품에 대하여 상태 인자를 분석하고 이에 대한 요소 데이터베이스(25)로 전송할 수 있다. 요소 데이터베이스(25)는 각각의 부품에 대한 상태 인자의 변화를 저장할 수 있다. 각각의 부품에 대한 상태 인자의 분석은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, a
도 3은 본 발명에 따른 상태 검지 시스템에 의하여 차륜 또는 차축의 상태가 탐지되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다. Figure 3 shows an embodiment of a structure in which the state of the wheel or axle is detected by the state detection system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 적어도 하나의 탐지 유닛(121 내지 125)은 탐지 대상이 되는 부품의 속도에 기초하여 미리 결정된 선로 구간에서 연속적으로 탐지하는 위치 기반 탐지 또는 시간 기반 탐지를 한다. 위치 기반 탐지는 예를 들어 선로를 기준으로 설정되거나, 차륜 또는 차축의 선로에 대한 상대적인 위치를 기준으로 설정될 수 있다. 그리고 시간 기반 탐지는 철도 차량의 속도에 기초하여 연속적으로 차륜 또는 차축과 같은 부품에 대한 탐지가 진행되는 것을 말한다. 접촉식 탐지 센서 또는 비접촉식 탐지 센서의 탐지 형태 또는 설치 위치에 따라 적절한 방법으로 탐지 방법이 결정될 수 있고 그에 따라 부품에 대한 탐지가 진행될 수 있다.Referring to FIG. 3, the at least one
철도 차량의 대차(31)는 대차 프레임(312)에 결합된 다수 개의 차륜(311a, 311b), 중심 축 유닛(313) 및 다양한 제동 수단을 포함할 수 있다. 대차(31)는 철도 차량의 각각의 차량(32)에 설치될 수 있고, 각각의 차량(32)에 다수 개의 차축(33_1 내지 33_N) 및 차륜 베어링 유닛(34_1 내지 34_K)이 배치될 수 있다. 차륜(311a, 311b)이 결합된 대차(31)를 기준으로 탐지 위치가 결정될 수 있고, 예를 들어 선로(R)에 설치된 접촉식 센서의 위치를 기준으로 탐지 구간(D1)이 설치될 수 있다. 접촉식 센서는 탐지 구간(D1)의 중심을 기준으로 설치될 수 있다. 그리고 탐지 구간(DT)에 적어도 하나의 탐지 위치(P1, P2, P3)가 설치될 수 있고, 예를 들어 탐지 구간(DT)의 중심에 하나의 제2 탐지 위치(P2)이 설정되고, 탐지 구간(DT)의 양쪽 끝에 각각 제1, 3 탐지 위치(P1, P3)가 설정될 수 있다. 이와 같이 탐지 위치(P1, P2, P3)가 설정되면 접촉식 센서 및 비접촉식 센서에 의하여 차축(33_1 내지 33_N) 및 차축 베어링(34_1 내지 34_K)의 상태가 탐지될 수 있다. 예를 들어 제1, 2 차륜(311a, 311b)이 각각 제1, 2 및 3 탐지 위치(P1, P2, P3)에 접촉되면 접촉식 및 비접촉식 센서에 의하여 부품의 상태가 탐지될 수 있다. 대차(31)가 제1 탐지 위치(P1)의 앞쪽의 미리 설정된 선로의 위치에 도달하면 접촉 센서 및 비접촉 센서가 작동 개시 상태가 되고, 철도 차량의 속도 정보에 기초하여 각각의 탐지 위치(P1, P2, P3)에서 차축(33_1 내지 33_N), 차축 베어링(34_1 내지 34_K) 또는 차륜(311a, 311b)에 대한 탐지 정보가 획득될 수 있다. 또는 탐지 구간(DT)을 통과하는 시간을 산출하여 적어도 하나의 시간 동안 각각의 차축(33_1 내지 33_N). 차축 베어링(34_1 내지 34_K) 또는 차륜(311a, 311b)에 대한 상태 정보가 획득될 수 있다. 예를 들어 탐지 구간(DT)에서 3 내지 5번에 걸쳐 탐지 정보가 획득될 수 있다. 탐지 방법 유닛(321)은 시간 기반 탐지 또는 위치 기반 탐지와 같은 탐지 방법을 결정하면서 정해진 위치에서 탐지가 개시되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어 탐지 방법 유닛(321)은 제1 차륜(311a)이 제1 탐지 위치(P1)에 접촉되는 시각 및 각각의 접촉식 센서 및 비접촉식 센서가 작동이 되는 시간을 확인할 수 있다. 탐지 요소 유닛(322)에 의하여 차량(32)에서 탐지가 되어야 하는 인자가 결정될 수 있다. 탐지 인자는 예를 들어 균열, 응력, 변위, 하중, 경사, 온도, 진동, 소음 또는 이와 유사한 상태 인자가 될 수 있다. 대차(31)가 제1 탐지 위치(P1)의 앞쪽에 도달하면, 바코드와 같은 대차 식별 코드(313)가 식별되고, 탐지 방법 유닛(321)에 의하여 탐지 방법이 설정될 수 있다. 부품에 대한 탐지 인자가 탐지 요소 유닛(322)에 의하여 설정될 수 있고, 탐지 요소 유닛(322)에 의하여 부품에 대하여 설정된 탐지 인자가 탐지 방법 유닛(321)으로 전송될 수 있다. 탐지 방법 유닛(321)에 의하여 설정된 방법에 따라 작동되는 탐지 센서에 의하여 획득된 부품 탐지 정보가 탐지 데이터베이스(33)로 전송될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼 정보 처리 유닛에 의하여 탐지 정보가 미리 분석이 되어 탐지 데이터베이스(33)에 저장될 수 있다. 탐지 데이터베이스(33)에 각각의 부품에 대한 시간의 경과에 따른 탐지 정보가 저장될 수 있고, 각각의 부품의 탐지 이력이 저장될 수 있다. 탐지 데이터베이스(33)에 저장된 각각의 부품에 대한 탐지 이력 정보는 결함 확률 산출 유닛(34)으로 전송될 수 있다. 결함 확률 산출 유닛(34)은 각각의 부품에 대하여 각각의 탐지 인자에 따른 결함 발생 확률 그래프를 생성할 수 있다. 확률 그래프는 각각의 탐지 인자에 대한 시간의 경과에 따른 확률 값이 될 수 있다. 그리고 생성된 결함 발생 확률 그래프가 위험 수준 유닛(35)으로 전송될 수 있고, 위험 수준 유닛(35)은 각각의 부품에 대한 위험 수준을 결정할 수 있다. 각각의 부품에 대한 위험 수준이 결정될 수 있고, 위험 수준에 따라 부품에 대한 보수 시기, 보수 여부, 교체 시기 또는 이와 유사한 부품에 대한 처리 방법이 결정될 수 있다. 결함 확률 산출 유닛(34) 및 위험 수준 유닛(35)은 빅 데이터 모듈(38)에 의하여 처리되는 빅 데이터에 기초하여 확률 그래프 및 위험 수준을 생성할 수 있다. 빅 데이터 모듈(38)은 데이터베이스에 저장된 다양한 부품에 대한 정보 또는 다양한 철도 전문 서버에 저장된 다양한 정보에 기초하여 결함 확률을 산출할 수 있다. 또한 서로 다른 탐지 인자 값의 상관 관계에 기초하여 결함 확률 및 위험 수준을 산출할 수 있다. 빅 데이터 모듈(38)은 다양한 정보를 수집하여 처리하고, 그 결과를 탐지 정보에 적용할 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The
위험 수준 결정 유닛(35)에 의하여 결정된 위험 수준이 위험 제거 선택 유닛(36)으로 전송될 수 있다. 제거 선택 유닛(36)은 각각의 부품의 위험 수준에 따라 위험 제거 방법이 결정될 수 있다. 위험 제거 방법은 예를 들어 점검 방법, 보수 방법 또는 관리자에게 관련 정보의 전송과 같은 것을 포함할 수 있고, 탐지 인자의 이력에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 탐지 정보는 다양한 방법으로 처리가 될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The risk level determined by the risk
도 4는 본 발명에 따른 상태 검지 시스템의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.Figure 4 shows an embodiment of the operation process of the state detection system according to the present invention.
도 4를 참조하면, 제어 모듈(41)에 의하여 전체 작동이 제어될 수 있고, 탐지 정보에 기초하여 각각의 요소에 대한 위험도가 산출될 수 있다. 부품의 요소는 탐지 정보에 따른 위험 인자가 될 수 있다. Referring to FIG. 4, the entire operation can be controlled by the
제어 모듈(41)에 의하여 상태 검지 시스템의 전체 작동이 제어될 수 있고, 트리거를 포함하는 작동 개시 유닛(411)의 작동이 개시될 수 있다. 탐지 개시 유닛(411)은 트리거를 작동시키면서 접촉식 센서 및 비접촉식 센서의 작동 상태를 확인하여 작동을 개시시킬 수 있다. 차량 식별 유닛(211)에 의하여 각각의 차량이 식별될 수 있고, 차량의 식별에 따라 탐지 모듈(44)의 작동이 개시될 수 있다. 탐지 모듈(44)은 접촉 탐지 유닛 및 비접촉 탐지 센서를 포함하면서 이들의 작동을 조절할 수 있는 수단을 포함할 수 있다. 각각의 부품의 탐지 위치가 탐지 위치 산출 유닛(43)에 의하여 산출될 수 있고, 탐지 위치의 산출은 위에서 설명된 것처럼 탐지 구간을 설정하는 방법으로 이루어질 수 있다. 산출된 탐지 위치가 탐지 모듈(44)로 전송될 수 있고, 탐지 모듈(44)로 전송될 수 있다. 제어 모듈(41)에 의하여 탐지 요소가 미리 결정되어 탐지 요소 결정 유닛(421)으로 전송될 수 있다. 탐지 요소 결정 유닛(421)은 각각의 부품에 적합한 탐지 인자를 설정하여 탐지 시각 결정 유닛(422)으로 전송할 수 있다. 탐지 인자에 따라 적절한 탐지 시각이 결정될 수 있고, 결정된 탐지 시각이 탐지 위치 산출 유닛(43)으로 전송되어 탐지 위치와 함께 탐지 모듈(44)로 전송할 수 있다. 속도 탐지 유닛(212)에 의하여 실시간으로 탐지된 철도 차량 또는 각각의 부품의 속도가 탐지 위치 산출 유닛(43)을 통하여 탐지 모듈(44)로 전송될 수 있다. 탐지 요소, 탐지 시각, 속도 및 탐지 위치에 기초하여 탐지 모듈(44)이 작동되어 각각의 부품에 대한 탐지 정보가 획득될 수 있다. 탐지 모듈(44)에 의하여 획득된 탐지 정보가 데이터 획득 유닛(14)으로 전송될 수 있고, 데이터 획득 유닛(14)에 의하여 각각의 탐지 정보가 각각의 부품과 매칭이 될 수 있다. 그리고 각각의 부품은 부품 식별 코드를 가질 수 있고, 부품 식별 코드와 탐지 정보 유닛이 매칭이 되는지 여부가 확인될 수 있다. 매칭이 완료된 탐지 정보가 요소 위험도 추출 유닛(45)으로 전송될 수 있고, 각각의 부품에 대한 위험도가 위에서 설명된 것과 같은 방법으로 추출될 수 있다. 그리고 추출된 위험도가 요소 데이터베이스(25)로 전송될 수 있고, 이와 함께 예를 들어 관리자의 휴대용 전자기기(47)와 같은 관리 서버로 전송될 수 있다. The entire operation of the state detection system can be controlled by the
본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 다양한 방법을 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The state detection system according to the present invention can operate various methods and is not limited to the presented embodiments.
본 발명에 따른 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템은 철도 차량의 이동 과정에서 차륜 또는 차축을 비롯한 운행과 관련된 부품의 상태를 탐지하여 부품 상태 탐지의 신뢰성이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 상태 탐지 시스템은 접촉 방식 및 비접촉 방식에 의한 다양한 탐지 인자에 기초하여 부품의 상태를 탐지하여 발생 가능한 다양한 형태의 결함 탐지가 가능하다. 또한 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 실시간으로 탐지 정보가 처리되어 위험 상황의 발생이 미연에 방지되도록 한다. 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 다수 탐지 수단에 따른 탐지 정보를 빅 데이터에 기초하여 처리하면서 차량에 결합된 동일 부품 전체를 상태의 검지하여 검지 효율성이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 선로 변 방식을 적용하여 서로 다른 다수 차량의 모니터링이 가능하다. 본 발명에 따른 상태 검지 시스템은 저속 또는 고속 차량에 대한 검사가 가능하면서 화물 운송 또는 승객 운송을 위한 다양한 철도 차량에 적용될 수 있다. According to the present invention, the system for detecting a condition of a railroad vehicle using a movement tracking method detects a condition of a component related to driving, including a wheel or an axle, during the movement of the railway vehicle, thereby improving reliability of component condition detection. The state detection system according to the present invention is capable of detecting various types of defects that can be generated by detecting the state of parts based on various detection factors by a contact method and a non-contact method. In addition, the state detection system according to the present invention is processed in real time detection information to prevent the occurrence of a dangerous situation in advance. The state detection system according to the present invention processes the detection information based on a large number of detection means based on big data, thereby detecting the entire state of the same component coupled to the vehicle to improve detection efficiency. In addition, the state detection system according to the present invention is capable of monitoring a plurality of different vehicles by applying a track side method. The state detection system according to the present invention can be applied to various railway vehicles for cargo transportation or passenger transportation while being able to inspect low-speed or high-speed vehicles.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.The present invention has been described in detail with reference to the presented embodiments, but those skilled in the art will be able to make various modifications and modified inventions without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. . The present invention is not limited by such modified and modified inventions, but is limited by the appended claims.
11: 트리거 유닛 12: 상태 확인 유닛
13: 신호 처리 유닛 14: 데이터 획득 유닛
15: 정보 처리 유닛 16: 데이터베이스 유닛
21: 코드 식별 유닛 22: 중계 유닛
23: 비접촉 센서 모듈 24: 신호 변환 유닛
25: 요소 데이터베이스 31: 대차
32: 차량 33_1 내지 33_N: 차축
34_1 내지 34_M: 차축 베어링 유닛 35: 결함 확률 산출 유닛
36: 위험 수준 유닛 37: 전자 기기
38: 빅 데티어 모듈 121 내지 125: 탐지 유닛
211: 코드 식별 유닛 212: 속도 탐지 유닛11: Trigger unit 12: Status check unit
13: signal processing unit 14: data acquisition unit
15: information processing unit 16: database unit
21: code identification unit 22: relay unit
23: non-contact sensor module 24: signal conversion unit
25: Element database 31: Balance
32: vehicle 33_1 to 33_N: axle
34_1 to 34_M: Axle bearing unit 35: Defect probability calculation unit
36: danger level unit 37: electronic equipment
38:
211: code identification unit 212: speed detection unit
Claims (3)
선로(R)의 적어도 한쪽에 설치된 적어도 하나의 비접촉식 탐지 유닛(122, 123, 124, 125);
탐지 유닛(121 내지 125)으로부터 전송된 탐지 정보를 전송 가능한 형태로 변환하는 신호 처리 유닛(13);
신호 처리 유닛(13)에서 전송된 신호를 분류 기준에 따라 분류하는 데이터 획득 유닛(14);
데이터 획득 유닛(14)으로 전송된 데이터를 실시간으로 처리하는 정보 처리 유닛(15); 및
정보 처리 유닛(15)에서 처리된 정보를 부품 이력에 따라 저장하는 데이터베이스 유닛(16)을 포함하고,
적어도 하나의 탐지 유닛(121 내지 125)은 탐지 대상이 되는 부품의 속도에 기초하여 미리 결정된 선로 구간에 설정된 복수의 탐지 위치에서 연속적으로 탐지하는 위치 기반 탐지 또는 시간 기반 탐지를 하고,
각각의 탐지 인자에 대한 시간의 경과에 따른 확률 값에 따른 결함 발생 확률 그래프를 생성하는 결함 확률 산출 유닛(34)을 더 포함하는 이동 추적 방식의 철도 차량의 상태 검지 시스템.At least one contact detection unit 121 installed on the track R where the railway vehicle T is moved;
At least one non-contact detection unit 122, 123, 124, 125 installed on at least one side of the line R;
A signal processing unit 13 for converting detection information transmitted from the detection units 121 to 125 into a transmittable form;
A data acquisition unit 14 for classifying signals transmitted from the signal processing unit 13 according to classification criteria;
An information processing unit 15 that processes the data transmitted to the data acquisition unit 14 in real time; And
And a database unit 16 for storing the information processed by the information processing unit 15 according to the part history,
The at least one detection unit 121 to 125 performs location-based detection or time-based detection that continuously detects at a plurality of detection locations set in a predetermined line section based on the speed of a component to be detected,
A system for detecting a condition of a railway vehicle of a mobile tracking method, further comprising a defect probability calculation unit (34) for generating a defect occurrence probability graph according to a probability value over time for each detection factor.
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KR1020190123533A KR102111237B1 (en) | 2019-10-07 | 2019-10-07 | A Movement Tracking Type of a System for Investigating a Condition of a Train |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |