KR100508762B1 - 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 건널목에 설치되는 보판에 물체를 감지하는 센서부를 형성하고, 동시에 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 영상촬영장치를 설치하여, 철도건널목 차단 시 상기 건널목에서 물체가 감지되면 상기 영상촬영장치로 촬영된 철도 건널목의 영상신호를 상기 철도 건널목으로 진입하는 열차의 운전원 및 분소, 사령실(중앙통제실)에 경보와 함께 제공함으로써 철도 건널목의 안전사고를 미연에 방지하도록 한 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템에 관한 것이다.

Description

철도건널목의 안전 조기 경보 시스템{Early warning system for safety on a railroad crossing}

본 발명은 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도건널목 차단시 철도건널목 내의 물체를 자동으로 감지하고, 그 상황을 영상으로 촬영하여 상기 철도건널목으로 진입하는 열차 및 분소(또는 사령실)에 알려(경보)줌으로써 건널목 사고를 미연에 방지하도록 한 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템에 관한 것이다.

종래에도 철도 건널목에 대한 안전, 경보 등의 기능을 갖춘 시스템은 다양하게 개시된 바 있다.

현재 대표적인 방식으로 철도 건널목에서 위험 상황이 도래되면, 이를 감지하여 신호등(적색)을 점등시켜주어 진입하는 열차의 운전원이 이를 보고 인식하여 열차를 정지하도록 하는 것이 있다.

이와 같은 장치는 철도 건널목내의 물체를 감지하기 위하여 지장물 검지장치를 사용한다.

상기 지장물 검지장치는 레이저로 지장물을 검지하는 장치이다. 그러나 상기 지장물 검지장치는 일출 및 일몰시 태양 빛이 지장물 검지장치의 수광부에 비추어 지게 되면 건널목 내의 물체가 있어도 이를 감지하지 못하는 문제점이 발생한다.

또한 레이저 방식 등은 물체를 검지 못하는 사각지대를 갖고 있다.

뿐만 아니라 비 또는 눈이 많이 오고, 안개가 심하게 되면 운전원의 시야가 좁아져 철도 건널목에 설치된 신호등 자체의 식별이 어려워 사고가 발생하는 경우도 빈발하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 철도 건널목에 설치되는 보판에 물체를 감지하는 센서부를 형성하고, 동시에 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 영상촬영장치를 설치하여, 철도건널목 차단 시 상기 건널목에서 물체가 감지되면 상기 영상촬영장치로 촬영된 철도 건널목의 영상신호로 지장물을 재확인하여 상기 철도 건널목으로 진입하는 열차의 운전원 및 분소, 사령실(중앙통제실)에 경보와 함께 제공함으로써 철도 건널목의 안전사고를 미연에 방지하도록 한 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도 건널목의 선로 상에 설치되는 것으로, 내부에 스트레인게이지가 내장된 사각형상의 단위 보판을 복수개 인접하도록 설치하여 보판 상의 물체의 유무를 감지하는 보판센서부와; 상기 보판센서부로부터 감지된 신호를 입력받아 이를 신호 처리하여 제어부로 입력하는 보판센서 계측부와; 주야간 촬영이 가능한 영상촬영장치로, 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 선로 변에 설치되는 적외선CCD카메라와; 상기 적외선CCD카메라로부터 촬영된 영상신호를 신호 처리하여 제어부로 입력하는 영상신호입력부와; 상기 영상신호입력부로부터 입력되는 영상신호를 지상무선통신부 및 유선통신부로 출력하고, 철도건널목 차단 시 상기 보판센서계측부로부터 물체감지신호가 입력되면, 상기 영상신호입력부로부터 입력된 영상신호를 이미지처리 분석하여 실제 철도 건널목에 물체가 존재하는지의 여부를 확인한 후, 상기 철도 건널목에 물체가 있는 경우에는 경보신호를 발생하여 상기 지상무선통신부 및 유선통신부로 출력하고, 상기 철도 건널목에 물체가 없는 경우에는 시스템 오류 처리하여 경보신호를 발생하지 않는 제어부와; 상기 제어부로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 열차 운전부로 무선 전송하는 지상무선통신부와; 상기 제어부로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 유선으로 연결된 분소 및 사령실(통제실)로 전송하는 유선통신부와; 열차의 운전석에 설치되는 것으로, 상기 지상무선통신부로부터 무선 송출된 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 영상처리부로 출력하는 차상무선통신부와, 상기 차상무선통신부의 출력 영상신호를 입력받아 내장 모니터로 출력하고, 상기 차상무선통신부의 출력 경보신호는 스피커로 출력하는 영상처리부와, 상기 영상처리부의 경보신호 출력으로 경보음을 발생시키는 스피커로 구성되는 열차운전부를 포함하여 된 특징을 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 전체 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 보판센서부(10), 보판센서 계측부(20), 적외선CCD카메라(30), 영상신호입력부(40), 제어부(50), 지상무선통신부(60), 유선통신부(70) 및 열차운전부(80)로 구성된다.

상기 보판센서부(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 철도 건널목(90)에 설치되는 것으로, 그 기구적인 구성은 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 스트레인게이지(11)가 장착된 단위 사각형상의 보판을 복수개 서로 접촉하여 사각형상의 보판(15)으로 구성한 것이다.

상기 스트레인게이지(11)는 어떤 구조체의 변형상태와 양을 측정하기 위한 일종의 센서로, 상기 단위 보판(15)의 일그러짐을 정확하게 측정하기 위하여 상기 단위 보판(15)의 내부에 설치하되, 주변 온도나 습기로 인한 상기 스트레인게이지(11)의 파손 및 변형을 방지하기 위하여 상기 보판(15)의 내부에 몰딩의 형태로 부착 설치한다. 그리고 상기 각 단위 보판(15)의 스트레인게이지(11)는 보판(15)의 일측면에 마련된 커넥터(12)에 내부적으로 회로 상 연결되도록 구성하고, 상기 커넥터(12)를 통해 외부기기, 즉 후술하는 보판센서계측부(20)에 연결되도록 구성된다.

참고적으로 상기 보판(15)위의 무게는 30Kg이상의 물체측정이 가능하며, 최대 20000Kg의 무게 측정이 가능하다.

상기 보판센서 계측부(20)는 상기 보판센서부(10)로부터 감지된 신호를 입력받아 이를 신호 처리하여 제어부(50)로 입력하여 준다.

상기 적외선CCD카메라(30)는 주야간 촬영이 가능한 영상촬영장치로, 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 선로 변에 설치된다.

상기 영상신호입력부(40)는 상기 적외선CCD카메라(30)로부터 촬영된 영상신호를 신호 처리하여 제어부(50)로 입력하여 준다.

상기 제어부(50)는 영상신호입력부(40)로부터 입력되는 영상신호를 지상무선통신부(70) 및 유선통신부(80)로 출력하고, 철도건널목 차단 시 상기 보판센서계측부(20)로부터 물체감지신호가 입력되면, 상기 영상신호입력부(40)로부터 입력된 영상신호를 이미지처리 분석하여 실제 철도 건널목에 물체가 존재하는지의 여부를 확인한 후, 상기 철도 건널목에 물체가 있는 경우에는 경보신호를 발생하여 상기 지상무선통신부(70) 및 유선통신부(80)로 출력하고, 상기 철도 건널목에 물체가 없는 경우에는 시스템 오류 처리하여 경보신호를 발생하지 않도록 구성된다. 또한, 상기 제어부(50)는 지상무선통신부(70) 및 유선통신부(80)와 유 무선으로 통신데이터를 송수신하는 구성을 포함한다.

상기 지상무선통신부(60)는 상기 제어부(50)로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 열차 운전부(80)로 무선 전송한다.

상기 유선통신부(70)는 상기 제어부(50)로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 유선으로 연결된 분소 및 사령실(통제실)로 전송한다. 상기 유선전송은 광네크워크, 랜(LAN), 팬(PAN) 방식이 될 수 있다.

상기 열차운전부(80)는 열차의 운전석에 설치되는 장치로, 상기 시스템부(100)의 지상무선통신부(60)부로부터 무선 송출된 영상신호 및 경보신호 등을 수신 받은 장치이며, 그 구체적 구성은 도 3에 도시된 바와 같이 차상무선통신부(81)와, 영상처리부(82)와, 스피커(83)로 구성된다.

상기 차상무선통신부(81)는 상기 시스템부(100)의 지상무선통신부(60)부로부터 무선 송출된 영상신호 및 경보신호 등을 수신 받아 이를 신호 처리하여 영상처리부(82)로 출력한다.

상기 영상처리부(82)는 상기 차상무선통신부(81)의 출력 영상신호를 입력받아 내장 모니터로 출력하고, 상기 차상무선통신부(81)의 출력 경보신호는 스피커(83)로 출력한다.

상기 스피커(83)는 상기 영상처리부(82)의 경보신호 출력으로 경보음을 발생시킨다.

도 4는 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 작동을 설명하기 위한 전체 개요도이다.

도시된 바와 같이, 철도 건널목(90)에는 선로 사이사이에 복수개의 보판센서부(10)가 설치되고, 상기 철도 건널목(90)의 근접 선로변에는 적외선CCD카메라(30)가 설치된다.

상기 보판센서부(10) 및 적외선CCD카메라(30)는 시스템부(100)에 각각 연결되고, 상기 시스템부(100)와 열차(200) 사이에는 무선 양방향 통신이 가능하도록 구성되고, 상기 시스템부(100)와 분소 및 사령실에는 유선통신이 가능하도록 연결 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 제어 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 철도건널목의 영상을 촬영하는 과정(S11)과, 상기 촬영된 철도건널목의 영상신호를 유무선 통신을 이용하여 열차(200) 및 분소/사령실로 전송하는 과정(S12)과, 보판센서부(10)를 통해 철도건널목에서의 물체가 감지되는 가의 여부를 판단하는 과정(S13)과, 상기 판단단계(S13)에서 물체가 감지되지 않으면 프로그램 리턴하고 물체가 감지되면 현재 철도건널목에서 촬영된 영상신호를 분석하는 과정(S14)과, 상기 영상신호 분석과정(S14)에서 철도건널목 상에 실제로 어떤 물체가 존재하는지 판단하는 과정(S15)과, 상기 판단과정(S15)에서 실제 물체가 존재하면 경보신호를 발생하여 열차(200) 및 분소/사령실로 유무선 통신을 이용하여 전송하는 과정(S16)과, 상기 판단과정(S15)에서 실제 물체가 존재하지 아니하면 시스템 오류(error) 신호를 발생하고 경보신호는 전송하지 아니하는 과정(S17)을 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 구체적인 작동관계를 이하 설명한다.

먼저, 본 시스템에 전원이 인가되면 철도건널목(90)의 보판센서부(10)는 보판(15) 상에 있는 물체의 움직임(무게)을 감지하고, 선로 변에 설치된 적외선CCD카메라(30)는 철도건널목(90)의 주변을 촬영한다.

이때 상기 보판센서부(10)를 통해 감지된 물체인식신호는 보판센서계측부(20)를 거쳐 제어부(50)로 입력되고, 상기 적외선CCD카메라(30)를 통해 촬영된 영상신호는 영상신호 입력부(40)를 거쳐 제어부(50)로 입력된다.

이와 같은 상태에서 현재 철도건널목(90)이 차단되지 않은, 즉 사람들의 통행이 가능한 시점인 경우에는 상기 제어부(50)는 상기 보판센서계측부(20)로부터 물체감지 신호가 입력되더라도 경보신호는 발생하지 않으며, 영상신호 입력부(40)로부터 입력된 영상신호는 분소 및 사령실의 요구에 따라 유선통신부(70)를 통해 분소 및 사령실로 전송하거나 전송하지 않을 수 있다.

이와 같은 동작에 있어서, 열차(200)가 철도건널목(90)을 일정시간 이후에 통과할 예정으로 발생되는 철도건널목(90) 차단신호가 분소 및 사령실로부터 유선통신부(70)를 통해 제어부(50)로 입력되면,

물론 이때 철도건널목(90)에 마련된 경보기나 차단기 등이 동작하여 철도건널목(90)의 통행은 차단되는 상황이 된다.

이와 같은 상태에서는 제어부(50)는 영상신호 입력부(40)로부터 입력된 영상신호를 지상무선통신부(60)를 통해서 해당 철도건널목(90)으로 진입하는 열차운전부(80)로 무선 전송하여 주며, 동시에 유선통신부(70)를 통해 분소 및 사령실로 전송하여 준다.(S11,S12과정)

이때 상기 열차운전부(80)로 전송된 영상신호는 열차 운전석에 설치된 차상무선통신부(81)를 통해 수신되고, 영상처리부(82)를 통해 철도건널목(90)의 영상이 디스플레이 된다.

그리고 상기 제어부(50)는 보판센서부(10) 및 보판센서계측부(20)를 통해 입력되는 물체감지신호를 확인하여 현재 물체가 감지되는가의 여부를 판단한다.(S13과정)

상기 판단과정(S13)에서 물체감지신호가 입력되면, 상기 제어부(50)는 현재 적외선CCD카메라(30)를 통해 입력된 영상신호의 이미지를 분석하여 실제 철도건널목(90)에 어떤 물체가 존재하는지의 여부를 판별하게 된다.(S14,S15과정)

여기서 상기 영상신호의 이미지분석기법은 이미 공지된 기술로 여기에서는 상세히 언급하지는 않는다.

상기 영상신호분석을 통하여 실제 물체가 확인되면 상기 제어부(50)는 경보신호를 발생하여 지상무선통신부(60)를 통해 열차운전부(80)로 전송함과 동시에 유선통신부(70)를 통해 분소 및 사령실로 전송한다.

상기 지상무선통신부(60)를 통해 열차운전부(80)로 전송된 경보신호는 차상무선통신부(81)를 통해 수신되고, 영상처리부(82)를 거쳐 스피커(83)를 통해 경보음을 발하게 되고, 동시에 분소 및 사령실로 전송된 경보신호도 미 도시된 경보기 등을 통해 경보음을 발하게 된다.(S17과정)

따라서 해당 철도건널목(90)으로 진입하던 열차(200)의 운전원이 이 경보음을 듣고 영상처리부(82)의 모니터를 주시하여 안전운행, 즉 속도를 줄이거나 정지시키는 등의 운전을 수행하게 되는 것이다.

반면에, 상기 판단과정(S15)에서 철도건널목(90)에 실제 물체가 존재하지 않는 것으로 판단되면 보판센서부(10) 또는 그 이외의 시스템오류(error)로 판단하여 경보신호를 발생하지 않고 에러 처리하게 된다.(S17과정)

이상에서와 같이 본 발명은 철도 건널목에 설치되는 보판에 물체를 감지하는 센서부를 형성하고, 동시에 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 영상촬영장치를 설치하여, 철도건널목 차단시 상기 건널목에서 물체가 감지되면 상기 영상촬영장치로 촬영된 철도 건널목의 영상신호를 상기 철도 건널목으로 진입하는 열차의 운전원 및 분소, 사령실(중앙통제실)에 경보와 함께 제공함으로써 철도 건널목의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 전체 블록도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보판센서부의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 열차운전부의 상세 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 전체 개요도,

도 5는 본 발명에 따른 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템의 제어 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 보판센서부 11: 스트레인게이지

12: 커넥터 15: 보판

20: 보판센서 계측부 30: 적외선CCD카메라

40: 영상신호입력부 50: 제어부

60: 지상무선통신부 70: 유선통신부

80: 열차운전부 90: 건널목

100: 시스템부

Claims (3)

1. 철도 건널목의 선로 상에 설치되는 것으로, 내부에 스트레인게이지가 내장된 사각형상의 단위 보판을 복수개 인접하도록 설치하여 보판 상의 물체의 유무를 감지하는 보판센서부;

   상기 보판센서부로부터 감지된 신호를 입력받아 이를 신호 처리하여 제어부로 입력하는 보판센서 계측부;

   주야간 촬영이 가능한 영상촬영장치로, 철도 건널목의 상황을 한 눈에 파악할 수 있는 선로 변에 설치되는 적외선CCD카메라;

   상기 적외선CCD카메라로부터 촬영된 영상신호를 신호 처리하여 제어부로 입력하는 영상신호입력부;

   상기 영상신호입력부로부터 입력되는 영상신호를 지상무선통신부 및 유선통신부로 출력하고, 철도건널목 차단 시 상기 보판센서계측부로부터 물체감지신호가 입력되면, 상기 영상신호입력부로부터 입력된 영상신호를 이미지처리 분석하여 실제 철도 건널목에 물체가 존재하는지의 여부를 확인한 후, 상기 철도 건널목에 물체가 있는 경우에는 경보신호를 발생하여 상기 지상무선통신부 및 유선통신부로 출력하고, 상기 철도 건널목에 물체가 없는 경우에는 시스템 오류 처리하여 경보신호를 발생하지 않는 제어부;

   상기 제어부로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 열차 운전부로 무선 전송하는 지상무선통신부;

   상기 제어부로부터 철도 건널목 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 유선으로 연결된 분소 및 사령실(통제실)로 전송하는 유선통신부; 및

   열차의 운전석에 설치되는 것으로, 상기 지상무선통신부로부터 무선 송출된 영상신호 및 경보신호를 수신 받아 이를 신호 처리하여 영상처리부로 출력하는 차상무선통신부와, 상기 차상무선통신부의 출력 영상신호를 입력받아 내장 모니터로 출력하고, 상기 차상무선통신부의 출력 경보신호는 스피커로 출력하는 영상처리부와, 상기 영상처리부의 경보신호 출력으로 경보음을 발생시키는 스피커로 구성되는 열차운전부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보판센서부는 상기 단위 보판의 내부에 설치하되, 주변 온도나 습기로 인한 상기 스트레인게이지의 파손 및 변형을 방지하기 위하여 상기 보판의 내부에 몰딩의 형태로 부착 설치하며, 상기 각 스트레인게이지는 보판의 일측면에 마련된 커넥터에 내부적으로 회로 상 연결되도록 구성하여 된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 지상무선통신부 및 유선통신부와 유 무선으로 통신데이터를 쌍방 송수신 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 철도건널목의 안전 조기 경보 시스템.