KR100652838B1

KR100652838B1 - 전차선 측정 시스템

Info

Publication number: KR100652838B1
Application number: KR1020050034266A
Authority: KR
Inventors: 박종국
Original assignee: 박종국
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-12-01
Also published as: KR20060111955A

Abstract

본 발명은 부피가 적고 무게가 가벼워서 이동이 간편하고, 레이저를 이용하여 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차 등을 정확하게 측정할 수 있도록 함은 물론 각 측정데이터를 효율적으로 관리할 수 있도록 하여 전차선이 가선된 선로에 대한 유지 보수가 용이하도록 하는 전차선 측정 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전차선 측정 시스템은, 전기철도 차량에 전력을 공급하기 위한 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정 시스템에 있어서, 레일상의 임의의 지점에 선택적으로 설치되어 양 레일 사이를 좌우로 이동하면서 선로에 가선된 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정장치; 상기 전차선 측정장치에 대한 측정 동작을 제어함과 더불어 각 측정데이터를 수집하는 데이터 수집장치; 및 상기 데이터 수집장치에 의해 수집된 측정데이터를 전달받아 데이터베이스화하여 관리하는 이력 관리장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

전차선높이, 편위, 레이저, 레일기울기, 레일높이차, 전주거리

Description

전차선 측정 시스템{Contact wire measurement system in electric railway}

도 1은 본 발명에 따른 전차선 측정 시스템에 대한 시스템 블록구성도.

도 2는 도 1에서의 전차선 측정장치에 대한 전기적인 블록구성도.

도 3은 도 1에서의 전차선 측정장치에 대한 단면도.

도 4는 도 1에서의 전차선 측정장치가 전차선을 탐색하는 과정을 보인 도면.

도 5는 도 1에서의 데이터 수집장치에 대한 전기적인 블록구성도.

도 6은 도 1에서의 이력 관리장치에 대한 전기적인 블록 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 전차선 측정장치 101 : 메인 콘트롤러

102 : 전원부 103 : 데이터 변환부

104 : 전주 거리 센서 105 : 레일 높이차 센서

106 : 전차선 위치 센서 107 : 표시부

108 : 원점 센서 109 : 위치 제한 센서

150 : 본체 151 : 콘트롤 박스

152 : 스크류 153 : 전차선 위치 센서부

154, 155 : 지지부 157 : 레일

158 : 전원부 159 : 우측 제한 센서

160 : 좌측 제한 센서 161 : 안내홈

162 : 전주 거리 센서 163 : 레일 높이차 센서

200 : 데이터 수집장치 201 : 메인 콘트롤러

202 : 전원부 203 : 데이터 입력부

204 : 표시부 205 : 메모리

206 : 데이터 변환부 300 : 이력 관리장치

301 : 메인 콘트롤러 302 : 메모리

303 : 데이터 변환부 304 : 표시부

305 : 키 조작부 310 : 기준 데이터 DB

320 : 관리 구간 데이터 DB 330 : 측정 데이터 DB

본 발명은 전차선 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기철도 차량으로 전력을 공급하는 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차 등을 측정하는 전차선 측정 시스템에 관한 것이다.

전기철도 차량은 전기를 에너지원으로 하기 때문에 공해를 발생시키지 않아서 환경친화적인 교통수단으로서 널리 이용되고 있는데, 이러한 전기철도 차량은 선로에 설치된 전차선으로부터 전력을 공급받아 움직인다.

전차선은 전기철도 시설 규정에 따라 일정한 높이와 편위를 갖도록 설치되는데, 통상 전차선과 직접 접촉하는 전기철도 차량의 판타그래프 상부면이 균일하게 마모될 수 있도록 지그재그로 가선된다.

이와 같이 전차선이 전기철도 차량의 판타그래프와 직접 접촉하여 전력을 공급하도록 되어 있기 때문에 판타그래프와 비접촉되는 부분이 없도록 정확한 위치에 오도록 조정하는 것이 매우 중요하다.

그런데, 종래에 사용되던 전차선 측정장치는 전주가 서 있는 곳의 궤도 위에 설치한 후 본체에 설치된 가로 눈금자와 세로 눈금자를 이용하여 각각 전차선의 편위와 높이를 측정하도록 되어 있기 때문에 정확한 측정이 이루어지지 못하는 문제가 있다.

또한, 부피가 크고 무게가 많이 나가기 때문에 차량을 이용하여 운반해야 하고, 궤도 위에 설치하는 것이 매우 힘이 들며, 한 지점에서 전차선의 높이와 편위를 측정한 후 다른 지점으로 이동하는 것이 불편하다는 문제가 있다.

또한, 작업하는 도중에 열차가 통과하게 되면 이 열차가 통과하는 동안 전차선 측정장치를 궤도 밖으로 옮기기 위하여 항상 여러 명의 작업인원이 대기해야 하는 문제가 있었고, 더욱이 대피장소가 없는 다리나 터널에서는 매우 위험하다는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 부피가 적고 무게가 적게 나가서 이동이 간편하고, 레이저를 이용하여 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차 등을 정확하게 측정할 수 있도록 함은 물론 각 측정데이터를 효율적으로 관리할 수 있도록 하여 전차선이 가선된 선로에 대한 유지 보수가 용이하도록 하는 전차선 측정 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 전차선 측정 시스템은, 전기철도 차량에 전력을 공급하기 위한 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정 시스템에 있어서, 레일상의 임의의 지점에 선택적으로 설치되어 양 레일 사이를 좌우로 이동하면서 선로에 가선된 전차선 의 위치를 측정하는 전차선 측정장치; 상기 전차선 측정장치에 대한 측정 동작을 제어함과 더불어 각 측정데이터를 수집하는 데이터 수집장치; 및 상기 데이터 수집장치에 의해 수집된 측정데이터를 전달받아 데이터베이스화하여 관리하는 이력 관리장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전차선 측정장치는, 전주와 양 레일 중 전주와 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서; 양 레일 사이를 이동하면서 전차선을 탐색하여 레일로부터 전차선까지의 높이 또는 전차선이 중심으로부터 벗어난 편위를 측정하는 전차선 위치 센서; 양 레일간의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서; 상기 데이터 수집장치로부터 전달되는 전차선 측정 명령에 따라 상기 전주거리 센서, 전차선 위치 센서, 레일 높이차 센서를 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전차선 위치 측정부의 좌우측 이동을 제한하는 위치 제한 센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 콘트롤러는 전차선의 높이 또는 편위 측정 명령이 하달되면 상기 전차선 위치 측정부를 상기 위치 제한 센서의 센싱 신호를 근거로 가장 좌측으로 이동시킨 후에 전차선 폭의 85% 내지 95%가 되는 간격 만큼 점차 우측으로 단계적으로 이동시켜가면서 전차선을 탐색하고, 최초 전차선이 감지되면 0.5mm 내지 1.5mm 거리 만큼 조밀하게 탐색하여 가다가 상기 조밀 탐색 회수가 5 내지 7번인 때의 지점을 전차선의 중심으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 수집장치는, 사용자에 의해 조작되는 다수의 기능키를 구비하는 데이터 입력부; 상기 전차선 측정장치로부터 전달된 측정 데이터를 저장하는 메모리; 상기 전차선 측정장치 또는 이력 관리장치와의 데이터 통신을 위해 데이터 변환을 수행하는 데이터 변환부; 현재 동작 상황을 표시하거나 사용자에 의해 요구된 데이터를 출력하기 위한 표시부; 상기 전차선 측정장치 또는 이력 관리장치와 데이터 통신을 수행하면서 사용자에 의해 입력되는 전차선 측정 명령에 따라 상기 전차선 측정장치를 구동 제어함과 더불어 사용자가 요구하는 데이터를 상기 표시부로 출력 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 수집장치는 사용자에 의해 전차선 측정 명령이 입력되면 해당 전주에 의해 지지되는 지점의 전차선 기준 편위 데이터를 상기 전차선 측정장치로 전송하고, 상기 전차선 측정장치의 메인 콘트롤러는 상기 데이터 수집장치로부터 전송된 전차선 기준 편위 데이터에 해당하는 지점으로 상기 전차선 위치 측정부를 이동시킨 후 전차선의 높이 또는 편위를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 수집장치는 상기 전차선 기준 편위 데이터를 참조하여 상기 전차선 위치 측정부를 이동시킨 후 전차선이 감지되지 않게 되면, 상기 위치 제한 센서의 센싱신호를 근거로 가장 좌측으로 이동 제어하여 전차선 탐색 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 수집장치의 메모리는 각 전주번호, 각 전주에 의해 지지되는 지점의 전차선에 대한 높이 또는 편위 데이터, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차에 대한 기준데이터가 더 저장되고, 상기 데이터 수집장치의 메인 콘트롤러는 사용자의 데이터 출력 요구에 따라 전주에 대한 상기 기준데이터와 측정데이터를 비교 처리하여 상기 표시부로 출력 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 이력 관리장치는, 사용자에 의해 조작되는 다수의 키를 구비하는 키 조작부; 현재의 동작 상황을 표시하거나 사용자에게 요구된 데이터를 표시하는 표시부; 각 전주에 대한 기준 데이터를 저장 관리하는 기준데이터 DB; 상기 데이터 수집장치로부터 전송되는 각 전주에 대한 측정 데이터를 저장 관리하는 측정데이터 DB; 사용자의 지시에 따라 상기 데이터 수집장치와 데이터 통신을 수행하면서 각 전주에 대한 이력 관리를 수행 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성되고, 상기 메인 콘트롤러는 사용자로부터 전주에 대한 데이터가 요구되면 상기 기준 데이터 DB와 측정 데이터 DB를 참조하여 해당 전주의 기준 데이터와 측정 데이터를 비교 처리한 후 상기 표시부로 출력 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 전차선 측정장치는, 양측 레일의 상부에 얹혀지는 지지부에 의해 지지되는 본체가 설치되고, 상기 본체의 일측에 콘트롤박스가 설치되되, 상기 콘트롤박스에는 상기 본체의 가설방향으로 향하는 스크류로드를 동작시키기 위한 모터가 설치되고, 상기 본체에는 상기 스크류로드의 회전에 따라 안내홈을 슬라이딩 이동하면서 양 레일을 기준하여 수직한 방향으로 레이저 빔을 발산하고 그 반사광을 수신하는 것에 의해 전차선의 위치를 측정하는 전차선 위치 센서가 설치되어, 전차선 위치를 측정하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 본체에는 상기 전차선 위치 측정부의 측정구간을 제한하는 위치 제한 센서가 더 설치되는 것이 가능하다.

상기 본체는 양 레일간의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서가 더 설치되 고, 상기 콘트롤박스에는 전주와 양 레일 중 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서가 더 설치되어, 레일 높이차 또는 전주 거리를 측정하도록 되는 것이 가능하다.

상기 본체에는 이동을 위한 손잡이가 더 설치되는 것이 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전차선 측정 시스템에 대한 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에서의 전차선 측정장치에 대한 전기적인 블록 구성도이며, 도 3은 도 1에서의 전차선 측정장치에 대한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 전차선 측정장치로서 전차선의 중심을 탐색하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1에서의 데이터 수집장치에 대한 전기적인 블록 구성도이고, 도 6은 도 1에서의 이력관리장치에 대한 전기적인 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 전차선 측정 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 전차선의 높이 또는 편위를 측정하고자 하는 지점의 전주와 일직선상의 레일 위에 선택적으로 설치되어 가선된 전차선의 높이나 편위 등 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정장치(100)와 전차선 측정장치(100)에 대한 측정 동작을 제어함과 더불어 측정된 측정데이터를 수집하는 PDA(Persnal Digital Assistant) 등의 휴대 단말기로 구현되는 데이터 수집장치(200), 그리고 데이터 수집장치(200)에 의해 수집된 수집데이터를 전달받아 데이터베이스화하여 전차선의 높이 또는 편위에 대한 기준데이터를 근거로 관리하는 이력 관리장치(300)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전차선 측정 시스템은 선로에 가선된 레일위의 측정하고자 하는 지점에 전차선 측정장치(100)를 손쉽게 이동 설치하여 전차선의 높이 또는 편위를 측정하는 것이 가능하다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하여 보면, 사용자는 소형 경량의 본 발명에 따른 전차선 측정장치(100)를 운반하여 측정하고자 하는 전차선의 수직 하방 레일위에 전차선 측정장치를 설치한다. 이어서, 데이터 수집장치(200)는 사용자에 의해 입력된 측정 명령에 따른 제어신호를 RS-232C 통신방식에 의거하여 전차선 측정장치(100)로 전달하게 되고, 전차선 측정장치(100)는 데이터 수집장치(200)의 제어신호에 따라 해당 지점의 전차선을 탐색하여 전차선의 높이 또는 편위를 측정하게 된다.

한편, 전차선 측정장치(100)는 상기한 바와 같이 전차선의 높이 또는 편위를 측정함과 더불어 데이터 수집장치(200)의 요구에 따라 전차선을 지지하고 있는 전주와 양 레일 중 전주와 가까운 레일간의 거리(또는 전주 건식 게이지라고 함) 또는 전차선 측정장치(100)가 설치되어 있는 양 레일간의 높이차를 측정할 수 있다.

이어서, 전차선 측정장치(100)는 측정 데이터를 데이터 수집장치(200)로 전달하게 되고, 데이터 수집장치(200)는 전차선 측정장치(100)로부터 전달된 측정 데이터를 소정의 메모리에 저장하게 된다. 이후, 데이터 수집장치(200)는 이력 관리장치(300)와 USB 포트를 통해 연결된 후, 이력 관리장치(300)의 명령에 따라 상기 메모리에 저장되어 있는 측정데이터를 이력 관리장치(300)로 전송하게 되고, 이력 관리장치(300)는 데이터 수집장치(200)에서 전송되어 온 측정데이터와 해당 전차선 의 기준데이터 또는 기존에 측정하였던 전차선 측정데이터를 데이터베이스화하여 관리하게 된다.

상기 전차선 측정장치(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 데이터 수집장치(200)와 데이터 통신을 수행하면서 전차선 측정장치(100)에 대한 전반적인 제어를 수행하는 메인 콘트롤러(101), 동작 전원을 공급하는 전원부(102), 데이터 수집장치(200)와의 원할한 데이터 통신을 위하여 데이터 변환을 수행하는 데이터 변환부(103), 초음파를 이용하여 해당 지점의 전차선을 지지하여 주는 전주와 양 레일중 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서(104), 양 레일의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서(105), 레이저를 이용하여 전차선의 높이를 측정하는 전차선 위치 센서(106), 현재의 동작 상태를 나타내기 위한 다수의 LED로 구성된 표시부(107), 전차선 위치 센서(106)의 최초 동작점을 나타내기 위한 원점 센서(108), 전차선 위치 센서(106)의 동작점을 제한하는 센서로서, 왼쪽 동작제한점과 오른쪽 동작제한점을 나타내기 위한 위치 제한 센서(109), 메인 콘트롤러(101)의 제어하에 전차선 위치 센서(106)를 좌측 또는 우측으로 이동시키기 위한 센서 이동부(110)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전차선 측정장치는 전체적으로 소형 경량이기 때문에 사용자에 의해 용이하게 이동 설치가 가능하다. 사용자에 의해 레일상에 설치된 전차선 측정장치(100)는 사용자의 조작에 따라 동작하는 데이터 수집장치(200)로부터 전달되는 측정 명령에 따라 해당 전차선의 높이 또는 편위를 측정하게 되는데, 메인 콘트롤러(101)는 데이터 변환부(103)를 통해 데이터 수집장치 (200)로부터 전차선의 높이 또는 편위를 측정하라는 명령이 하달되면 센서이동부(110)를 이동 제어하여 전차선 위치 센서(106)를 좌측 또는 우측으로 이동시켜 전차선을 탐색하게 된다. 이어서, 전차선이 탐색되면 해당 전차선의 높이 또는 편위를 측정하여 이 측정된 데이터를 데이터 변환부(103)를 통해 데이터 수집장치(200)로 전달하게 된다.

그리고, 전차선 측정장치(100)는 데이터 수집장치(200)로부터 전주와의 거리 또는 양 레일간의 높이차를 측정하라는 명령이 하달되면 전주 거리 센서(104)를 이용하여 전주와 양 레일 중 전주와 가까운 레일간의 거리를 측정하고, 레일 높이차 센서(105)를 이용하여 전차선 측정장치(100)가 위치하고 있는 지점의 양 레일의 높이차를 측정하여 데이터 수집장치(200)로 전달하게 된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 전차선 측정장치(100)의 기구적인 구성을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 본 발명에 따른 전차선 측정장치(100)는 본체(150)의 중앙 상부에 좌우 이동을 안내하기 위한 안내홈(161)을 따라 모터(170)에 의해 동작하는 스크류(152)의 회전력에 의해 좌우 이동하면서 전차선을 탐색한 후 전차선의 높이 또는 편위를 측정하는 전차선 위치 센서부(153)가 설치되고, 전차선 위치 센서부(153)의 우측 하방으로 전차선 위치 센서부(153)의 우측 이동거리를 제한하는 우측 제한센서(159)와 좌측 하방으로 전차선 위치 센서부(153)의 좌측 이동거리를 제한하는 좌측 제한센서(160)가 설치되며, 본체(150)의 중심부에는 레일(157)의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서(163)가 설치되고, 본체(150)의 일측에 데이터 수집장치(200)와 데이터 통신을 수행하면서 모터(170) 등을 구비하여 전차선 위치 센서부(153)의 동작을 제어하는 콘트롤박스(151)가 설치되고, 콘트롤박스(151)의 일측에는 전주와 양 레일 중 전주와 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서(162)가 설치되고, 본체(150)의 타측에 콘트롤박스(151)와 전차선 위치 센서부(153) 등에서 사용되는 동작 전원을 공급하는 전원부(158), 본체(150)의 하부에 본 발명에 따른 전차선 측정장치(100)를 양 레일위에 안착시켜 고정 지지하기 위한 지지부(154, 155)를 포함하여 구성된다. 그리고, 전차선 측정장치(100)는 운반이 용이하도록 손잡이(164a, 164b)가 설치될 수 있고, 레일위에서 이동이 용이하도록 지지부(154, 155)에 바퀴가 설치될 수 있다. 또한, 전차선 측정장치(100)는 별도의 이동대차를 이용하여 운반하는 것이 가능한데, 상기 이동대차는 각 레일에 얹혀지는 바퀴와 전차선 측정장치(100)를 설치할 수 있는 일정 공간이 형성된 설치부를 갖추어 전차선 측정장치를 싣고 레일위를 미끄러지면서 이동하는 것이 가능하다. 그리고, 상기 이동대차는 데이터 수집장치(200)로부터 인가되는 제어신호에 따라 바퀴를 구동 제어하여 전후 이동을 하도록 하는 것이 가능하다.

상기와 같이 구성된 전차선 측정장치(100)는, 데이터 수집장치(200)와 데이터 통신을 수행하는 콘트롤박스(151)의 제어하에 전차선 위치 센서부(153)를 좌우로 이동시키면서 전차선을 탐색하여 전차선의 높이 또는 편위를 측정하게 되는데, 콘트롤박스(151)는 좌우측 제한센서(160, 159)로부터 입력되는 센싱신호에 따라 전차선 위치 센서부(153)가 좌측 또는 우측으로 일정거리 이상 벗어나는 것을 제한하게 된다.

일반적으로 전차선의 높이나 편위를 측정하기 위해서는 먼저 원하는 지점에 위치한 전차선을 탐색한 후 그 전차선의 중심을 찾아야 되는데, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전차선 측정장치(100)는, 메인 콘트롤러(101)가 데이터 수집장치(200)로부터 입력되는 전차선 탐색 명령에 따라 센서이동부(110)를 구동제어하여 위치 제한 센서(109)의 데이터를 근거로 전차선 위치 센서(106)를 좌측 이동제한점까지 이동시킨 후 그 지점부터 우측으로 전차선 폭의 85% 내지 95% 간격으로 단계적으로 이동 제어하면서 전차선을 탐색하게 된다. 이때 전차선의 폭은 고속선의 경우 15.10mm이고, 일반선의 경우 12.20mm로서 서로 다르므로 전차선의 탐색 간격은 해당 전차선 폭의 약 90%에 해당하는 거리가 바람직하다.

상기와 같이 좌측에서부터 탐색해 나가면서 최초 전차선이 탐색되면 이때부터는 센서부를 1mm 간격으로 조밀하게 이동 제어하면서 전차선의 중심을 찾게 된다. 통상의 전차선의 폭을 감안하였을 때 1mm 간격으로 약 15번을 이동하면 전차선의 가장 우측 지점까지 탐색 가능하게 되는데, 본 발명에 따른 전차선 탐색장치(100)는 최초 전차선의 좌측 부위가 탐색된 지점부터 7번째 지점을 전차선의 중심으로 인식하여 전차선 중심 탐색을 종료하게 된다. 이때, 상기한 바와 같이 전차선을 조밀하게 탐색하다가 7번째 지점을 전차선의 중심으로 인식하는 것은 전차선의 폭을 통상적으로 사용되는 전차선의 폭이 15.10mm인 것으로 간주하였기 때문인데, 이것은 전차선의 폭이 이보다 좁거나 넓은 경우에는 전차선 중심으로 인식하는 조밀탐색회수를 다르게 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 전차선 중심으로 인식하는 조밀탐색회수를 별도로 설정하지 않고, 전차선을 조밀탐색한 이후에 총 탐색회수의 1/2 지점을 전차선의 중심으로 인식하도록 하는 것이 가능하다.

이어서, 메인 콘트롤러(101)는 전차선의 중심을 탐색하게 되면 그 지점에서 전차선의 높이와 전차선이 중심에서 벗어난 편위를 측정한 후 측정된 높이와 편위 데이터를 데이터 수집장치(200)로 전송하게 된다. 메인 콘트롤러(101)는 전차선의 높이 또는 편위를 측정 완료하게 되면 전차선 위치 센서(106)를 최초 동작 지점인 원점으로 이동 복귀시키게 된다. 이때 전차선의 높이는 전차선 위치 센서(106)에서 측정된 거리와 레일과 전차선 위치 센서(106)와의 거리를 합한 값이 되는 것이 타당하다.

한편, 상기 데이터 수집장치(200)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 이력 관리장치(300) 또는 전차선 측정장치(100)와 데이터 통신을 수행 제어하면서 사용자의 기능키 조작에 따라 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 레일의 높이차에 대한 측정 동작을 제어하는 메인 콘트롤러(201), 각 부의 동작 전원을 공급하는 전원부(202), 사용자에 의해 조작이 가능하도록 다수의 기능키가 구비된 데이터 입력부(203), 현재의 동작 상황이나 각 전주에 대한 측정데이터를 표시하기 위한 표시부(204), 전차선 측정장치(100)를 구동 제어하기 위한 기본적인 데이터나 전차선 측정장치(100)에 의해 측정되어 전달된 측정데이터를 저장하는 메모리(205), 이력 관리장치(300) 또는 전차선 측정장치(100)와 데이터 송수신을 위해 데이터변환을 수행하는 데이터 변환부(206)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 데이터 입력부(203)에 구비되는 다수의 기능키는 본 발명에서와 같이 PDA의 경우 통상 터치스크린을 이용하여 구현된다.

상기 메모리(205)에 저장되는 데이터는 전차선 측정장치(100)에서 전달된 측 정데이터와 더불어 측정이 요구되는 각 지점의 전차선 편위에 관한 기준 데이터가 저장될 수 있다. 상기와 같이 사전에 메모리(205)에 저장되게 되는 기준 편위 데이터는, 예컨대 사용자에 의해 데이터 수집장치(200)로 전차선 측정 명령이 입력되었을 때 데이터 수집장치(200)는 메모리(205)에 저장되어 있는 해당 지점의 전차선 기준 편위 데이터를 참조하여 전차선 위치 센서(106)를 해당 지점으로 곧바로 이동시킴으로써 전차선 탐색 시간을 단축할 수 있도록 활용하는 것이 가능하다. 이때, 데이터 수집장치(200)는 예컨대, 기준 편위 데이터가 +200mm이었다면 전차선의 실제 편위가 변환되었을 가능성에 대비하여 +150mm 지점으로 근사적으로 이동시킨 후 전차선 탐색 동작을 수행하도록 제어하는 것이 바람직하다. 그리고, 데이터 수집장치(200)는 기준 편위 데이터에 근거하여 전차선 위치 센서(106)를 이동한 후 전차선을 탐색하였을 때 해당 지점(또는 일정 구간)에서 전차선이 탐색되지 않게 되면, 좌측 제한 센서(160)의 센싱신호를 근거로 전차선 위치 센서(106)를 가장 좌측으로 이동시킨 후 전술한 바와 같은 전차선 탐색 동작을 수행 제어하게 된다.

상기와 같이 구성된 데이터 수집장치(200)는, 사용자로부터 데이터 입력부(203)를 통해 전차선 측정이 입력되면 데이터변환부(206)를 통해 전차선 측정장치(100)를 제어하여 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차를 측정하여 메모리(205)에 저장한다. 그리고, 데이터 수집장치(200)는, 사용자의 요구에 따라 아래의 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 하나의 전주에 대하여 전주번호, 전차선 높이, 전차선 편위, 높이차, 전주 거리 등을 표시부(204)를 통해 표시할 수 있고, 아래의 [표 2]에 나타낸 바와 같이 다수의 전주에 대하여 전주번호, 전차선 높이, 전차선 편위, 높이차, 전주 거리 등을 표시할 수 있다. 이때, 데이터 수집장치(200)는 표시부(204)를 통해 표시되는 데이터의 성격을 따라 서로 다른 색상으로 표시할 수 있다. 예컨대, 측정 데이터의 성격이란 기준 데이터와 측정 데이터간의 오차에 의해서 결정되어지는 것으로서, TV(Target Value), NI(No Intervention), AV(Alert Value), IV(Intervention Value) 등으로 구분하여 식별이 용이하도록 표시할 수 있다. TV(Target Value)는 조정 작업시 목표값을, NI(No Intervention)는 보수가 필요없는 값을, AV(Alert Value)는 운용에 위험은 없지만 보수가 필요한 값을, IV(Intervention Value)는 설비의 안전에 대한 위험이 있으므로 정기보수계획을 수립하지 않고 즉시 보수가 요구되는 값을 나타낸다.

전주번호

107-19

측정	측정치(mm)	변위(mm)	평가
전차선 높이	5070	-10	TV
전차선 편위	우220	20	IV
레일 높이차	15	5
전주거리	237	15

날짜	2004-11-15

전주번호	전차선 높이	전차선 편위	높이차	전주거리
107.11	5090	좌200	1	2306
107.12	5095	좌195	0	2300
107.13	5065	우210	2	2227
107.14	5080	우180	5	2459

한편, 상기 이력 관리장치(300)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 데이터 수집장치(200)와 데이터 통신을 제어함은 물론 데이터 수집장치(200)로부터 전달되어 온 측정데이터를 처리하는 메인 콘트롤러(301)와 메인 콘트롤러(301)의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장하는 메모리(302), 데이터 수집장치(200)와의 데이터 통신을 위한 데이터 변환부(303), 현재 동작 상황을 표시하는 표시부(304), 사용자에 의해 키 입력이 이루어지는 키조작부(305), 각 전주번호, 측정이 요구되는 지점의 전차선 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일간의 높이차, 기준점(예컨대, 서울)으로부터의 거리 등의 기준 데이터가 저장 관리되는 기준 데이터 DB(310), 전주번호, 전기사무소 정보, 전기분소 정보 등의 관리구간 정보를 저장 관리하는 관리구간 DB(320), 전주번호, 측정데이터, 측정일, 측정시간, 메모 등의 정보를 저장 관리하는 측정 데이터 DB(330)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 이력 관리장치(300)는, 데이터 수집장치(200)와 데이터 통신을 통해 각 전주에 대한 측정 데이터를 전달받아 저장 관리하면서 사용자의 요구에 따라 각 전주 데이터를 표시부(304)를 통해 출력하게 된다.

한편, 기준 데이터 DB(310)는 아래의 [표 3]에 나타낸 바와 같이, 각 전주에 대한 전주번호, 전차선 높이, 표준 편위, 전주 거리, 레일 높이차, KP 정보 등의 기준 데이터를 저장 관리하고, 측정 데이터 DB(330)는 실제로 측정된 각 전주에 대한 측정 데이터를 저장 관리하게 되는데, 메인 콘트롤러(301)는 사용자의 요구에 따라 임의의 전주에 대한 측정 데이터를 출력할 때 기준 데이터 DB(310)에 의해 관리되는 기준 데이터와 측정 데이터 DB(330)에 의해 관리되는 측정 데이터를 비교 처리하여 아래의 [표 4]에 나타낸 바와 같이, 해당 전주에 대한 전주번호, 측정일시, 전차선 높이, 전차선 편위, 높이차, 전주 거리 등의 정보를 각 데이터의 성격에 맞게 서로 색상을 달리하여 식별이 용이하도록 표시부(304)를 통해 표시 제어하게 된다.

전주번호	전차선높이	전차선 편위		전주 거리	높이차	KP 정보
84-45	5080	좌	200	2643	0	84.410
84-47	5080	우	200	2645	0	84.455
84-49	5080	좌	200	2642	0	84.505
85-1	5080	우	200	2642	0	85.040
85-3	5080	좌	200	2543	0	85.085
85-5	5080	우	200	2642	2	85.120
85-7	5130	좌	350	2642	3	85.170
85-7	5080	좌	150	2642	5	85.176
85-9	5080	좌	100	2642	8	85.220
85-9	5080	우	100	2642	6	85.230
85-11	5080	우	150	2642	2	85.270
85-11	5130	우	300	2642	1	85.275
85-13	5080	좌	200	2642	0	85.320
85-15	5080	우	200	2642	0	85.350

전주번호	107-19
일시	전차선높이	전차선편위	높이차	전주거리
2004-11-15 20:00	5081	좌201	0	2306
2004-10-15 20:00	5095	우199	1	2306
2004-09-15 20:00	5065	좌190	3	2227
2004-08-15 20:00	5080	우180	1	2459

또한, 메인 콘트롤러(301)는 아래의 [표 5]에 나타낸 바와 같이, 사용자의 요구에 따라 측정날짜를 기준으로 하여 다수의 전주에 대한 각 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 메인 콘트롤러(301)는 아래의 [표 6]에 나타낸 바와 같이, 사용자의 요구에 따라 다수의 전주에 대한 각 전차선 편위 데이터를 그래프와 도표로서 출력함으로써 각 전주에 대한 정보를 용이하게 숙지할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

날짜	2004-11-15
전주번호	전차선높이	전차선편위	높이차	전주거리
105.01	5121	좌201	0	2306
105.03	5135	우199	1	2306
107.05	5065	좌190	3	2227
107.07	5080	우180	1	2459

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

본 발명에 따른 전차선 측정 시스템은 레이저나 초음파를 이용하여 전차선의 높이나 편위, 전주와 레일간의 거리, 양 레일간의 높이차를 매우 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 부피가 적고 무게가 적게 나가기 때문에 선로로 운반하거나 선로에서 다른 측정 지점으로의 이동을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 적은 수의 인원으로 전차선 측정 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전기철도 차량에 전력을 공급하기 위한 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정 시스템에 있어서,

레일상의 임의의 지점에 설치되어, 양 레일 사이를 죄우로 이동하면서 선로에 가선된 전차선의 위치를 측정하는 전차선 측정장치와;

상기 전차선 측정장치에 대한 측정 동작을 제어함과 더불어 각 측정데이터를 수집하는 데이터 수집장치; 및

상기 데이터 수집장치에 의해 수집된 측정데이터를 전달받아 일정 선로 구간에 대한 전차선 위치 정보의 이력으로 관리하는 이력 관리장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 전차선 측정장치는,

전주와 양 레일 중 전주와 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서;

양 레일 사이를 이동하면서 전차선을 탐색하여 레일로부터 전차선까지의 높 이 및 전차선이 중심으로부터 벗어난 편위를 측정하는 전차선 위치 센서;

양 레일의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서;

데이터 수집장치로부터 인가되는 제어신호에 따라 상기 전주거리 센서, 전차선 위치 센서, 레일 높이차 센서의 구동을 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 전차선 위치 측정부의 이동구간을 제한하는 위치 제한 센서를 더 포함하여 구성되고,

상기 메인 콘트롤러는 상기 위치 제한 센서로부터의 센싱신호에 따라 상기 전차선 위치 측정부의 좌우측 이동구간을 제한하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템
제 4 항에 있어서,

상기 메인 콘트롤러는 전차선의 높이 또는 편위 측정 명령이 하달되면 상기 전차선 위치 측정부를 상기 위치 제한 센서의 센싱 신호를 근거로 가장 좌측으로 이동시킨 후에 전차선 폭의 85% 내지 95%가 되는 간격 만큼 점차 우측으로 단계적으로 이동시켜가면서 전차선을 탐색하고, 최초 전차선이 감지되면 0.5mm 내지 1.5mm 거리 만큼 조밀하게 탐색하여 가다가 상기 조밀 탐색 회수가 5 내지 7번인 때의 지점을 전차선의 중심으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 데이터 수집장치는,

사용자에 의해 조작되는 다수의 키를 구비하는 데이터 입력부;

상기 전차선 측정장치로부터 전달된 측정 데이터를 저장하는 메모리;

상기 전차선 측정장치와의 데이터 통신을 위해 데이터 변환을 수행하는 데이터 변환부;

현재 동작 상황을 표시하거나 사용자에 의해 요구된 데이터를 출력하기 위한 표시부;

상기 전차선 측정장치와 데이터 통신을 수행하면서 사용자에 의해 입력되는 전차선 측정 명령에 따라 상기 전차선 측정장치를 구동 제어함과 더불어 사용자가 요구하는 데이터를 상기 표시부로 출력 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 데이터 수집장치는 사용자에 의해 전차선 측정 명령이 입력되면 해당 전주에 의해 지지되는 지점의 전차선 기준 편위 데이터를 상기 전차선 측정장치로 전송하고,

상기 전차선 측정장치의 메인 콘트롤러는 상기 데이터 수집장치로부터 전송된 전차선 기준 편위 데이터에 해당하는 지점으로 상기 전차선 위치 측정부를 이동 시킨 후 전차선의 높이 또는 편위를 측정하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 데이터 수집장치는 상기 전차선 기준 편위 데이터에 의하여 상기 전차선 위치 센서를 이동시킨 후 전차선이 감지되지 않게 되면, 상기 위치 제한 센서의 센싱신호를 근거로 가장 좌측으로 이동 제어하여 전차선 탐색 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 데이터 수집장치의 메모리는 각 전주번호, 각 전주에 의해 지지되는 지점의 전차선에 대한 높이 또는 편위 데이터, 전주와 레일간의 거리, 양 레일의 높이차에 대한 기준데이터가 더 저장되고,

상기 데이터 수집장치의 메인 콘트롤러는 사용자의 데이터 출력 요구에 따라 전주에 대한 상기 기준데이터와 측정데이터를 비교 처리하여 상기 표시부로 출력 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 이력 관리장치는,

사용자에 의해 조작되는 다수의 키를 구비하는 키 조작부;

현재의 동작 상황을 표시하거나 사용자에게 요구된 데이터를 표시하는 표시부;

각 전주에 대한 기준 데이터를 저장 관리하는 기준데이터 DB;

상기 데이터 수집장치로부터 전송되는 각 전주에 대한 측정 데이터를 저장 관리하는 측정데이터 DB;

사용자의 지시에 따라 상기 데이터 수집장치와 데이터 통신을 수행하면서 각 전주에 대한 이력 관리를 수행 제어하는 메인 콘트롤러;를 포함하여 구성되고,

상기 메인 콘트롤러는 사용자로부터 전주에 대한 데이터가 요구되면 상기 기준 데이터 DB와 측정 데이터 DB를 참조하여 해당 전주의 기준 데이터와 측정 데이터를 비교 처리한 후 상기 표시부로 출력 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 측정 시스템.
양측 레일의 상부에 얹혀지는 지지부에 의해 지지되는 본체가 설치되고, 상기 본체의 일측에 콘트롤박스가 설치되되,

상기 콘트롤박스에는 상기 본체의 가설방향으로 향하는 스크류로드를 동작시키기 위한 모터가 설치되고,

상기 본체에는 상기 스크류로드의 회전에 따라 안내홈을 슬라이딩 이동하면서 양 레일을 기준하여 수직한 방향으로 레이저 빔을 발산하고 그 반사광을 수신하는 것에 의해 전차선의 위치를 측정하는 전차선 위치 센서부가 설치되며,

상기 본체에는 상기 전차선 위치 측정부의 이동구간을 감지하는 위치 제한 센서가 더 설치되어, 상기 전차선 위치 센서부가 측정구간을 벗어나서 이동하는 것을 제한하면서 상기 전차선 위치를 측정하도록 된 것을 특징으로 하는 전차선 측정장치.
삭제
제 11 항에 있어서,

상기 본체는 양 레일간의 높이차를 측정하는 레일 높이차 센서가 더 설치되고,

상기 콘트롤박스에는 전주와 양 레일 중 가까운 레일간의 거리를 측정하는 전주 거리 센서가 더 설치된 것을 특징으로 하는 전차선 측정장치.
제 11 항에 있어서,

상기 본체에는 이동을 위한 손잡이가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 전차선 측정장치.