KR100630467B1 - 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템 - Google Patents

도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템에 관한 것으로써, 철도차량에 설치되어 상기 철도차량의 차상정보를 수집하여 외부에 무선송신하는 차상시스템과; 차량 기지국에 설치되어 상기 철도차량의 입고시에 상기 차상시스템으로부터 송신된 차상정보를 수신받고 저장하는 차량기지시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 무선 통신방식에 의해 철도차량의 차상에서 지상으로의 정보전송 및 지상에서 차상으로의 통신이 빠른 시간 내에 자동으로 이루어지므로 정보의 수집 및 관리가 더욱 용이해지고, 철도차량의 주행중 발생한 데이터는 종합제어장치 또는 개별 주요장치에 저장되며, 저장된 데이터는 검수 및 정비를 위해 전동차가 입고될 때 기지시스템과 통신을 수행하여 전송함으로써, 도시철도 유지보수 정보화 시스템을 개발하는데 있어 정보의 실시간성을 확보하고, 인적, 시간적 손실을 최소화할 수 있다.
도시철도, 운행정보, 수집

Description

도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템{Automatic acquisition system of operating information for railway car}
도1은 종래 도시철도 차량의 운행정보 수집 시스템 구성도.
도2는 본 발명에 따른 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템 구성도.
도3은 본 발명에 따른 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 처리 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 철도차량 200 : 차상시스템
202 : 중앙 종합제어장치 204a, 204b, 204c : 단말 종합제어장치
206 : 차상무선송신기 210 : 차량기지시스템
212 : 지상무선수신기 214 : 지상시스템
216a, 216b : 단말기 217 : 억세스포인트(AP)
218 : 리피터(Repeater) 219 : 라우터(Router)
220 : 본사시스템 222 : 데이터베이스
224 : 차량유지보수시스템 230 : 자체망
본 발명은 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 도시철도 차량의 유지보수에 필요한 차상데이터를 무선랜을 통하여 자동으로 수집하고, 상기 도시철도 차량을 검수/정비하는데 필요한 기술자료 조회, 작업서 조회/등록, 각종 이력정보 및 부품조회/신청 등의 작업을 실시간으로 할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도시철도 차량의 유지보수 부분에 있어서는 유지보수기록 자료가 일정주기로 폐기됨으로써 차량 및 인프라와 관련된 중요한 자료들의 손실을 초래하고 있는 실정이다. 따라서, 도시철도의 안정성 향상 및 수명주기비용의 최소화를 통한 경제성 확보를 위해 정보화 시스템의 도입이 매우 시급하다.
즉, 도시철도 차량의 유지보수에 필요한 시간 및 인력 등의 낭비요소를 제거하고, 잘못된 정보에 의해서 발생할 수 있는 잘못된 고장진단의 가능성을 최소화하기 위해 효율적인 유지보수 업무를 수행할 수 있는 정보화 시스템의 도입이 요구되고 있는 것이다.
따라서, 현재 오프라인(Off_Line)에서 발생하고 있는 도시철도 차량의 유지보수관련 작업들은 많은 부분이 전산화되어 가고는 있으나 실제로 전산화되어진 정보를 이용하기 위해서는 정보의 취득장소가 사무실 등으로 한정될 수 밖에 없고, 실시간 정보 조회도 어려운 실정이다.
또한, 잘못된 정보화 시스템을 구축한 경우, 나중에 잘못된 정보의 입력 또는 이중 작업 등이 발생하여 또 다른 시간적, 인적손실을 야기시킬 수 있다.
그리고, 정보화 시스템을 구축하기 위해서는 기반 데이터베이스의 수집 및 관리가 중요하다.
특히, 차상에서 보유하고 있는 운행정보 및 고장정보 등과 같은 데이터를 수집하고 관리하는 것이 큰 문제가 아닐 수 없다.
현재 이러한 차상 정보는 차량 이력관리, 차량 유지보수, 고장원인분석 뿐만 아니라 승차율, 에너지 소모량 등에 관한 정보를 제공하여 운영처의 운영에 관한 참고자료를 제공하고 있다.
물론, 과거에도 이러한 정보를 수집/분석하고자 노력했지만 하드웨어기술이 뒷받침되지 않았기 때문에 사실상 불가능하였다. 그러나 최근에 철도차량 시스템에 저장용량의 크기가 8MByte에 이르는 메모리카드를 도입하여 이러한 정보를 수집하기에 이르렀다. 그러나, 이러한 대량의 데이터를 수집하고 가공하여 실제적인 정보로서의 형태를 갖추기 위해서는 상당한 시간적, 인적 노력이 필요하다.
도1은 최근 도시철도차량에 적용된 차상 정보수집 시스템의 구성도로서, 이에 따르면 철도차량(100)은 선로(102)위의 철도차량(100)의 무인 운행이 가능하도록 자동화하기 위한 자동 운전 장치(ATO;Auto Train Operating)(104)가 설치되어 있고, 차량의 안전운전 및 기관사의 과실에 따른 사고의 위험성을 줄이기 위해 철도차량 제어장치(TC; Train Control)(106)와 이들의 정보를 저장하는 메모리카드 (110)로 구성된다. 이와 같은 메모리카드(110)의 차상정보는 이를 기지국 등의 지 상분석시스템(108)의 컴퓨터(112)와 전송되고 이는 프린터(114) 등의 출력장치를 통해 외부로 출력된다.
상기 메모리카드(110)를 이용한 차상정보수집 시스템은 차상에 설치된 차상정보수집 시스템은 차상정보의 저장장소에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있다.
첫 번째는 차량의 운행 및 주요 고장에 관한 기록을 담당하고 있는 시스템으로서 이러한 시스템은 주로 철도차량(110)의 차상 신호장치의 동작상태를 종합적으로 컨트롤하는 종합제어장치(TCMS;Train Control and Monitoring System)에 포함되어 있다.
두 번째는 개별 장치의 동작 상태 및 주요 부품 상태 및 고장상태를 기록하는 시스템으로서 이러한 시스템은 주로 각 개별 장치에 독립적으로 포함되어 있다.
상기 차상정보시스템의 데이터 수집방법은 IC(Integrated Circuit)카드를 통한 것으로써 상기 IC카드는 기능에 따라 두 가지 종류가 있으며, 하나는 차량이 운행중에 발생하는 운행데이터, 운영데이터, 차상시험결과를 포함하고 있는 카드이며, 메모리 크기는 8MByte이며 이 메모리카드는 항상 종합제어장치에 장착되어 있어 운행중 발생하는 차상정보를 기록한다. 다른 하나는 주요장치의 고장추적 데이터를 기록하기 위한 메모리카드로서 메모리 크기는 512KByte이며 이 메모리카드는 필요할 경우 투입하여 사용한다. 이와 같은 IC카드의 저장내용은 현재 기록되는 내용으로 차량의 이력관리에 필요한 차량의 운행에 관련된 정보, 차량의 유지보수에 필요한 고장 및 시험에 관련된 정보를 포함하고 있으며, 승차율을 포함하고 있어 운영처의 운영에 대한 참고자료로 사용할 수 있다. 또한 고장이 발생한 경우 추진 제어장치(VVVF;Variable Voltage Variable Frequency), 제동제어장치(ECU; Electronic Control Unit), 보조전원장치(SIV;static Inverter)등과 같은 주요장치에 대한 추적(trace) 데이터를 추출할 수 있다. 이러한 고장추적 데이터는 고장 발생시점 전후 일정한 시간동안 주요상태를 보관하고 있으므로 고장원인추적 등에 사용될 수 있다. 고장추적 데이터는 일반적으로 각 개별장치의 메모리에 보관되어 있다가 데이터를 요구하는 경우 통신을 통하여 메모리카드로 전달된다.
그런데, 이와 같은 기존의 메모리카드를 이용하는 방식은 메모리카드의 손상에 의하여 데이터의 손실을 가져올 수 있으며, 장시간의 데이터 다운로드 시간에 의하여 장비 및 인력의 낭비를 가져오고 있다.
또한, 수집된 데이터는 검수/정비에 실시간으로 사용되기가 어려우므로 효율적인 검수/정비업무를 지원하지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정보화 시스템은 종이문서의 개념을 최대한 탈피하고, 정보화 시스템 내에서의 전자문서로 모든 작업이 이루어질 수 있도록 서버 및 통신 인프라 구축된 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 장소 및 시간에 구애됨이 없이 무선으로 구성되고, 유지보수 작업 관련사항에 대해 조회 및 등록이 가능하고, 이중 작업이 되지 않도록 최적화된 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템에 관한 것으로써, 철도차량에 있어서, 상기 철도차량에 설치되어 상기 철도차량의 차상정보를 수집하여 외부에 무선송신하는 차상시스템과; 차량 기지국에 설치되어 상기 철도차량의 입고시에 상기 차상시스템으로부터 송신된 차상정보를 수신받고 저장하는 차량기지시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 차상시스템은 상기 철도차량의 차상정보를 수집하는 중앙 종합제어장치와, 상기 중앙 종합제어장치에서 수집된 상기 차상정보를 무선신호로 변환하여 외부에 무선송신하는 차상무선송신기;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 차상시스템은 하나 이상의 단말 종합제어장치를 더 구비하여 독립적으로 차상정보를 수집하여 상기 중앙 종합제어장치에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량기지시스템은 지상(地上)에 설치되어 상기 차상시스템으로부터 송신된 차상정보를 수신하여 전기신호로 변환하는 지상무선수신기와, 중계기능을 수행하는 억세스포인트(AP)와, 일정 신호를 유지하도록 신호의 크기를 유지하는 리피터와, 송신된 메시지를 수신하여 이것을 가장 짧은 경로나 최적의 경로를 선택하여 전달하는 라우터와, 이들을 거쳐 전송된 상기 차상정보를 저장하는 지상시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량기지시스템은 하나 이상의 사용자 단말기가 더 구비되는 구성인 것을 특징으로 한다.
상기 차량기지시스템과 자체 통신망을 통해 연결되어 상기 차상정보를 전송 받고 상기 철도차량의 유지보수를 위해 자체 데이터베이스에 저장하는 본사시스템;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 본사시스템은 상기 차상정보를 전송받고 이를 자체 데이터베이스에 저장하는 차량유지보수시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도2는 본 발명에 따른 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템 구성도이고, 도3은 본 발명에 따른 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 처리 흐름도이다.
도2에 따르면, 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템은 무선랜을 이용하여 차상의 정보를 수집하는 시스템이다.
이와 같은 본 발명은 철도차량에 설치되는 차상시스템(200)과 차량기지에 설치되어 상기 철도차량이 입고시에 주행이력 등의 차상정보를 획득하는 차량기지시스템(210)과, 이들 차량기지시스템(210)과 자체망(230)인 네트워크를 통해 차상 정보를 전송받고 이를 차량의 유지보수를 위한 차상정보로 분류하여 분석하기 위한 정보로 저장하는 본사시스템(220)으로 구성된다.
상기 철도차량(100)에 설치되는 차상시스템(200)은 상기 철도차량의 운행이력 등의 차상정보를 수집하는 중앙 종합제어장치(202)와, 개별 구동하여 차량의 부수장치 등의 차상 정보를 독립적으로 수집하는 하나 이상의 단말 종합제어장치 (204a, 204b, 204c)가 설치되어 상기 중앙 종합제어장치(202)와는 독립적으로 차상정보를 수집하여 상기 중앙 종합제어장치(202)에 차상정보를 전송하게 된다.
상기 중앙 종합제어장치(202)와 상기 단말 종합제어장치(204a, 204b, 204c)로부터 수집된 차상정보는 차상무선송신기(206)에서 무선신호로 변환되어 철도차량이 기지에 입고시에 무선송신하게 된다.
상기 차상무선송신기(206)는 RF모듈을 이용하여 정보를 전송하거나 IR모듈을 이용하여 정보를 전송하는 공지된 방식을 사용함이 바람직하다.
이와 같이 철도차량의 차상시스템(200)의 차상무선송신기(206)로부터 무선송신된 차상정보는 차량 기지국에 설치되는 차량기지시스템(210)에서 상기 철도차량의 입고시에 차상정보를 획득하게 된다.
상기 차량기지시스템(210)은 자체의 지상무선수신기(212)에서 상기 철도차량의 차상무선송신기(206)로부터 무선 송신된 차상정보를 획득하여 전기신호로 변환한 후 이를 자체의 지상시스템(214)에 저장하게 된다. 이때, 철도차량 기지국에 상주하거나 또는 근무하는 사용자가 접근할 수 있도록 단말기(216a, 216b)가 연결되도록 구성된다.
좀더 구체적으로는 상기 차량기지시스템(210)은 지상(地上)에 설치되어 상기 차상시스템(200)으로부터 송신된 차상정보를 수신하여 전기신호로 변환하되, 중계기능을 수행하는 억세스포인트(AP; Access Point)(217)와, 일정거리 이상 거리가 떨어져 있을 경우 신호의 크기를 일정하게 유지하기 위해 설치되는 리피터( Repeater)(218)와, 이들 리피터(218)를 통해 전송된 차상정보에 대한 메시지 (message)를 수신하여 이것을 가장 짧은 경로(path)나 최적의 경로를 선택하여 전달하는 라우터(Router)(219)와, 이들을 거쳐 전송된 상기 차상정보를 저장하는 지상시스템(214)을 통해 정보를 전송하게 된다.
이와 같이 상기 지상시스템(214)으로 전송된 차상정보는 상기 차량기지시스템(210)과 자체망(230)을 통해 연결된 본사시스템(220)으로 상기 차상정보를 전송하게 된다.
상기 본사시스템(220)으로 전송된 차상정보는 라우터(221)를 거쳐 상기 본사시스템(220) 내의 자체 데이터베이스(222)를 갖추고 있는 차량유지보수시스템(224)에 전송되어 상기 철도차량의 유지보수를 위한 정보로 분류되어 저장되고, 추후 데이터 분석을 하게 된다.
이하, 상기 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템을 좀 더 상세히 설명한다.
철도차량의 차상에 설치되어 차량의 운행 및 주요 고장에 관한 기록을 담당하고 있는 차상정보수집 시스템은 중앙 종합제어장치(TCMS;Train Control and Monitoring System)(202)에 포함되어 있다.
이때, 차량의 동작 상태 및 주요 부품 상태 및 고장상태를 기록하는 이러한 시스템은 현재 기록되는 차량의 이력관리에 필요한 차량의 운행에 관련된 정보, 차량의 유지보수에 필요한 고장 및 시험에 관련된 정보 및 승차율을 포함하고 있어 운영처의 운영에 대한 참고자료로 사용할 수 있고, 고장이 발생한 경우에는 추진제 어장치(VVVF;Variable Voltage Variable Frequency), 제동제어장치(ECU; Electronic Control Unit), 보조전원장치(SIV;static Inverter)등과 같은 주요장치에 대한 추적(trace)데이터를 추출할 수 있다. 이러한 고장추적 데이터는 고장 발생시점 전후 일정한 시간동안 주요상태를 보관하고 있으므로 고장원인추적 등에 사용될 수 있다.
상기 고장추적 데이터는 일반적으로 각 개별장치의 메모리에 보관되어 있다가 중앙 종합제어장치(TCMS;Train Control and Monitoring System)(202)에 전송되어 메모리에 저장되어 있다가, 차량이 입고(入庫)될때, 차상에 설치되어 상기 종합제어장치(202)로부터 정보를 전송받고 무선으로 송신하는 차상무선송신기(206)를 거쳐 무선으로 송신하게 된다.
이와 같이 송신된 차상정보는 지상(地上)에 설치된 지상무선수신기(212)를 통해 수신되고, 이는 억세스포인트(Access Point)(217), 리피터(Repeater)(218), 라우터(219)를 거치며 차량기지시스템(210)에 전송된다.
상기 차량기지시스템(210)에는 사용자 단말기(216a, 216b)인 다수의 사용자 컴퓨터 및 지상시스템(214)이 라우터(219)에 연결될 수 있는 구조를 가지고 있다.
상기 차량기지시스템(210)에 전송되어 정리되는 차상정보는 자체망(230)을 통해 본사시스템(220)의 라우터(221)를 통해 차량유지보수시스템(224)의 데이터베이스(222)에 저장되어 관리된다.
이와 같이 본 발명에서와 같이 무선랜을 이용하는 통신방식에 의해 차상에서 지상으로의 정보전송 및 지상에서 차상으로의 통신 또한 용이하게 이루어지므로 정 보의 수집 및 관리가 더욱 용이해진다. 주행중 발생한 데이터는 종합제어장치 또는 개별 주요장치에 저장되며, 저장된 데이터는 검수 및 정비를 위해 철도차량이 입고될 때 차량기지시스템(210)과 통신을 수행한다. 차상시스템(200)은 무선랜을 이용하여 자동으로 철도 차량내 모든 데이터를 차량기지시스템(210)으로 전송한다. 상기 전송된 차상정보는 거리에 따라 리피터(218) 등의 중계기를 통하여 차량기지시스템(210)으로 전송되고, 운영처에서 관리하고 있는 자체망(230)을 통하여 데이터베이스(222)에 저장된다.
물론 저장해야할 차량정보량이 매우 많을 경우 별도의 데이터베이스 서버를 두어 저장함도 바람직하다.
이와 같이 저장된 데이터는 표준화된 분류체계에 의하여 유지보수 정보화 시스템에 필요한 계획분야, 작업분야, 실적분야 등 각 분야별로 전송되며, 전송된 데이터는 실시간으로 참조가 가능하도록 각 작업자들에게 제공되어진다.
이하, 도3을 참고로 상기 차상정보 자동수집 시스템의 처리 흐름을 상세히 설명한다.
철도차량(100)의 운행을 통해 차량의 이력정보 등의 차상정보를 상기 차상시스템(200)의 중앙 종합제어장치(202) 및 단말 종합제어장치(204a, 204b, 206b)에서 획득하게 된다(s300)
상기 철도차량이 차량기지에 입고시에 차상정보를 차상시스템(200)의 차상무선송신기(206)를 통해 무선신호로 변환하여 외부로 송신하게 된다.(s302)
상기 무선신호로 변환되어 외부로 송신된 차상정보는 차량기지시스템(210)의 지상무선수신기(212)에서 획득되어(s304), 억세스포인트(217)와 리피터(218)와 라우터(219)를 통해 차상정보를 지상시스템(214)에 전송하게 된다.(s306)
이때, 사용자는 하나 이상의 단말기(216a, 216b)를 통해 접속하여 차상정보를 확인할 수 있게 된다.
상기와 같이 차량기지시스템(210)에서 획득한 정보는 자체 네트워크망을 통해 본사의 본사시스템(214)에 전송되고(s308), 이는 본사시스템(214)의 라우터 (221)를 통해 차량유지보수시스템(224)의 데이터베이스로 전송되어 차상정보를 분류 저장하고 분석할 수있도록 하는 것이다.(s310)
이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 무선 통신방식에 의해 철도차량의 차상에서 지상으로의 정보전송 및 지상에서 차상으로의 통신이 빠른 시간 내에 자동으로 이루어지므로 정보의 수집 및 관리가 더욱 용이해지고, 철도차량의 주행중 발생한 데이터는 종합제어장치 또는 개별 주요장치에 저장되며, 저장된 데이터는 검수 및 정비를 위해 전동차가 입고될 때 기지시스템과 통신을 수 행하여 전송함으로써, 도시철도 유지보수 정보화 시스템을 개발하는데 있어 정보의 실시간성을 확보하고, 인적, 시간적 손실을 최소화할 수 있다.
그리고, 전동차 유지보수작업 중 무선랜을 이용한 무선단말기를 이용함으로써 실시간 작업조회 및 등록이 가능하여 실시간으로 검수에 필요한 정보를 획득함으로써 효율적인 검수작업이 이루어지고, 고장이력 및 조치이력 등의 다양한 정보를 실시간으로 조회할 수 있다.

Claims (7)

  1. 철도차량에 있어서,
    상기 철도차량에 설치되어 상기 철도차량의 차상정보를 수집하여 외부에 무선송신하는 차상시스템과;
    차량 기지국에 설치되어 상기 철도차량의 입고시에 상기 차상시스템으로부터 송신된 차상정보를 수신받고 저장하는 차량기지시스템과;
    상기 차량기지시스템과 자체 통신망을 통해 연결되어 상기 차상정보를 전송받고 상기 철도차량의 유지보수를 위해 자체 데이터베이스에 저장하는 본사시스템;으로 구성되되,
    상기 차상시스템은 상기 철도차량의 차상정보를 수집하는 중앙 종합제어장치와, 상기 중앙 종합제어장치에서 수집된 상기 차상정보를 무선신호로 변환하여 외부에 무선송신하는 차상무선송신기;로 구성되고,
    상기 차량기지시스템은 지상(地上)에 설치되어 상기 차상시스템으로부터 송신된 차상정보를 수신하여 전기신호로 변환하는 지상무선수신기와, 중계기능을 수행하는 억세스포인트(AP)와, 일정 신호를 유지하도록 신호의 크기를 유지하는 리피터와, 송신된 메시지를 수신하여 이것을 가장 짧은 경로나 최적의 경로를 선택하여 전달하는 라우터와, 이들을 거쳐 전송된 상기 차상정보를 저장하는 지상시스템;으로 구성되며,
    상기 본사시스템은 상기 차상정보를 전송받고 이를 자체 데이터베이스에 저장하는 차량유지보수시스템;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차상시스템은 하나 이상의 단말 종합제어장치를 더 구비하여 독립적으로 차상정보를 수집하여 상기 중앙 종합제어장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 차량기지시스템은 하나 이상의 사용자 단말기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도 차량의 운행정보 자동수집 시스템.
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