KR101164144B1

KR101164144B1 - 열차 종합 감시시스템

Info

Publication number: KR101164144B1
Application number: KR1020100084063A
Authority: KR
Inventors: 김봉택; 김효상
Original assignee: 김효상; 김봉택
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-07-11
Also published as: KR20120020441A

Abstract

열차운행을 자동 제어하는 열차자동제어장치(ATC)와, 열차를 자동으로 제동하기 위한 열차자동제동장치(ATS), 열차팬터그래프장치와, 열차의 곡선구간 주행시 틸팅제어하는 열차틸팅장치와, 열차의 운행에 필요한 전원공급을 제어하는 열차전원공급장치와, 열차의 냉난방을 위한 공조장치와, 열차를 자동으로 운전하기 위한 열차자동운전장치(ATO)와, 열차 자동방호시스템(ATP)과, 열차와 외부와의 상호 통신을 위한 차상안테나장치와, 열차의 화재를 감시하는 화재경보장치와, 열차의 운행시 선로 상의 장애물을 감지하는 장애물 감지장치와, 열차의 탈선을 감지하는 탈선 감지장치와, 열차의 운행시 안내 및 경고방송을 위한 방송장치와, 열차를 종합적으로 제어하여 감시하는 열차종합제어 감시장치(TCMS)와, 열차의 전기소모량을 측정하는 전기소모량 측정장치를 포함하는 열차 탑재장치들과 상호 데이터통신 가능하며, 열차 탑재장치들 각각에서 생성 및 획득되는 데이터를 전달받아 상기 열차 탑재장치들의 작동정보를 획득할 수 있도록 열차에 설치되는 통합 신호수신부와; 통합 신호수신부로부터 전달받은 정보들을 각 장치별로 분류하고, 장치별로 분류된 정보들을 판독하여 각 장치들의 상태를 감시하여 각 장치별 작동상태 및 열차의 전반적인 작동상태를 모니터링하여 이상여부를 판단하는 통합 판단제어부와; 열차에 설치되어, 열차의 운행시 열차의 전방, 후방 및 열차 차체의 외관 상황을 촬영하는 촬영장치와; 통합 신호수신부에서 수신된 각 장치별 정보 및 통합 판단제어부에서 판단된 정보들 및 촬영장치에서 촬영된 영상정보를 저장 관리하는 열차 블랙박스장치;를 포함하는 열차 통합 감시 시스템이 개시된다.

Description

열차 종합 감시시스템{SYSTEM FOR MONITORING THE TOTAL TRAIN}

본 발명은 열차 종합 감시시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 운행에 필요한 각종 장치들의 상태를 감시하고, 감시한 결과 데이터를 저장하여 보관관리할 수 있는 열차 종합 감시시스템에 관한 것이다.

열차는 일반 차량에 비하여 많은 승객을 운송시킬 수 있으며 동시에 많은 화물을 실어 날을 수 있기 때문에, 교통 및 물류에 있어서 매우 중요한 운송수단이다.

따라서, 최근에는 물류량이 많아지고 고속열차가 등장함에 따라서 열차 이용이 점차 증가하고 있는 추세이다.

이러한 열차는 전방의 동력차에 다수의 종동차를 연결하여 레일 위를 고속으로 운행하도록 되어 있기 때문에, 사고 발생시 많은 인명피해와 물적 피해를 볼 수 있다. 따라서 열차 운행에 있어서는 사고 발생의 예방을 위해서 열차의 각종 장치들의 상태를 점검하고, 예방하는 것이 매우 중요하며, 사고 발생시에는 그 원인을 찾아내어 재발을 방지하는 것이 무엇보다도 중요하다.

이에 따라서 열차에 설치되는 각종 탑재 장치들을 점검 및 감시하기 위한 시스템이 도입되고는 있지만, 열차의 종류도 다양하고 열차마다 운행시스템이 조금씩 다르므로 운행시스템이 다른 점을 감안하여 다양한 종류의 열차 감시시스템을 적용할 경우 비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 열차의 운행에 필요한 각종 장치들의 상태를 종합적으로 감시하고, 감시결과 및 운행 정보 데이터를 저장 관리하여 종합적으로 감시 관리할 수 있도록 개선된 열차 종합 감시 시스템에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 종합 감시 시스템은, 열차운행을 자동 제어하는 열차자동제어장치(ATC)와, 열차를 자동으로 제동하기 위한 열차자동제동장치(ATS), 열차팬터그래프장치와, 열차의 곡선구간 주행시 틸팅제어하는 열차틸팅장치와, 열차의 운행에 필요한 전원공급을 제어하는 열차전원공급장치와, 열차의 냉난방을 위한 공조장치와, 열차를 자동으로 운전하기 위한 열차자동운전장치(ATO)와, 열차 자동방호시스템(ATP)과, 열차와 외부와의 상호 통신을 위한 차상안테나장치와, 열차의 화재를 감시하는 화재경보장치와, 열차의 운행시 선로 상의 장애물을 감지하는 장애물 감지장치와, 열차의 탈선을 감지하는 탈선 감지장치와, 열차의 운행시 안내 및 경고방송을 위한 방송장치와, 열차를 종합적으로 제어하여 감시하는 열차종합제어 감시장치(TCMS)와, 열차의 전기소모량을 측정하는 전기소모량 측정장치를 포함하는 열차 탑재장치들과 상호 데이터통신 가능하며, 상기 열차 탑재장치들 각각에서 생성 및 획득되는 데이터를 전달받아 상기 열차 탑재장치들의 작동정보를 획득할 수 있도록 열차에 설치되는 통합 신호수신부와; 상기 통합 신호수신부로부터 전달받은 정보들을 각 장치별로 분류하고, 장치별로 분류된 정보들을 판독하여 각 장치들의 상태를 감시하여 각 장치별 작동상태 및 열차의 전반적인 작동상태를 모니터링하여 이상 여부를 판단하는 통합 판단제어부와; 열차에 설치되어, 열차의 운행시 열차의 전방, 후방 및 열차 차체의 외관 상황을 촬영하는 촬영장치와; 상기 통합 신호수신부에서 수신된 각 장치별 정보 및 상기 통합 판단제어부에서 판단된 정보들 및 상기 촬영장치에서 촬영된 영상정보를 저장 관리하는 열차 블랙박스장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 열차의 운행 종료시 상기 열차 블랙박스장치에 저장된 정보들을 열차 종합관리서버로 전송하는 통합 정보전송부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열차 블랙박스장치는, 하우징과; 상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 수신된 정보들을 저장하는 저장부와; 정보를 송/수신하는 송/수신부와; 상기 저장부, 송/수신부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리부와; 열차로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 배터리부의 충전을 위한 충전부와; 이상 발생시 비상신호를 출력하여 위치를 알려주는 신호발생부; 및 상기 저장부, 송/수신부, 배터리 및 신호발생부의 상태를 감지하고 제어하는 블랙박스 제어부를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 촬영장치는, 상기 열차의 전방측에 설치되어 열차 운행의 전방상황을 촬영하는 전방카메라와; 상기 열차의 후방측에 설치되어 열차 운행의 후방상황을 촬영하는 후방카메라와; 열차의 전방측에 설치되어 열차의 후방측 차체를 촬영하는 제1차체카메라; 및 열차의 후방측에 설치되어 열차의 전방측 차제를 촬영하는 제2차체카메라;를 포함하며, 상기 제1 및 제2차체카메라 각각은, 열차의 상부 외관을 촬영하도록 설치되는 상부카메라와, 열차의 측부 외관을 촬영하도록 설치되는 측부카메라를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 열차 종합 감시 시스템에 따르면, 열차의 종류 및 운행방식에 상관없이 모든 종류의 열차에 설치하여 해당 열차에 탑재된 장치들의 상태를 점검하고 종합적으로 감시할 수 있다.

따라서 모든 열차에 범용적으로 사용이 가능하므로, 생산, 설치 및 유지관리 비용이 절감될 수 있다.

또한, 열차 블랙박스장치를 구비하여 열차의 운행시 각종 장치들로부터 전달되는 정보와, 감시 및 판단정보는 물론 촬영 영상 정보를 저장하여 관리함으로써, 열차의 사고 발생시, 사고 발생 원인을 정확하게 확인하여 증거자료는 물론, 사고 재발 방지에 필요한 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다.

즉, 열차 블랙박스장치에는 열차의 운전내역과, 주요안전장치들의 동작내역은 물론, 열차의 운전시 소모된 운전에너지에 대한 정보들이 저장 관리됨으로써, 열차의 운행 상태를 추후에 종합적으로 모니터링 할 수 있으며, 따라서 사고 발생시에는 사고의 원인을 정확하게 판단할 수 있음은 물론, 열차 운행 후에는 열차의 운행상태를 종합적으로 판단할 수 있게 되어 안전장치 등의 이상발생으로 인한 사고를 미리 예방할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 종합 감시 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.
도 2는 열차에 설치된 촬영장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차 종합 감시 시스템을 자세히 설명하기로 한다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열차 종합 감시 시스템은, 열차(10)에 탑재되어 열차 운행에 필요한 기능을 각각 수행하는 열차 탑재장치(100)와 데이터 통신 가능한 통합 신호수신부(210)와, 통합 판단제어부(220)와, 촬영장치(230)와, 열차 블랙박스 장치(240)와, 통합 정보전송부(250)를 구비한다.

상기 통합 신호수신부(210)는 열차의 운행에 필요한 각종 장치들 각각에서 발생, 감지, 수신 또는 송신되는 신호들을 전달받아 각각의 장치들의 작동정보를 획득하기 위해 열차(10)에 설치된다.

여기서, 상기 열차의 운행에 필요한 각종 장치들(100)은, 열차 운행을 자동으로 제어하는 열차자동제어장치(101)(ATC;Automatic Train Controll)와, 열차를 자동으로 제동하기 위한 열차자동제동장치(103)(ATS;Automatic Train Stop), 열차팬터그래프장치(105), 열차의 곡선구간 주행시 틸팅제어하는 열차틸팅장치(107), 열차의 운행에 필요한 전원공급을 제어하는 열차전원공급장치(109), 열차의 냉난방을 위한 공조장치(111), 열차를 자동으로 운전하기 위한 열차자동운전장치(113)(ATO;Automatic Train Operation), 열차 자동방호시스템(115)(ATP;Automatic Train Protection), 열차와 외부와의 상호 통신을 위한 차상안테나장치(117), 열차의 화재를 감시하는 화재경보장치(119), 열차의 운행시 선로 상의 장애물을 감지하는 장애물 감지장치(121), 열차의 탈선을 감지하는 탈선 감지장치(123), 열차의 운행시 안내 및 경고방송을 위한 방송장치(125), 열차를 종합적으로 제어하여 감시하는 열차종합제어 감시장치(127)(TCMS) 및 전기소모량 측정장치(129)를 모두 포함한다.

상기 통합 신호수신부(210)는 상기와 같은 탑재장치들(100) 각각과 유선 또는 무선의 인터페이스를 통해 상호 신호 전달 가능하게 연결된다. 즉, 통합 신호수신부(210)는 열차의 종류에 관계없이, 상기에서 언급한 장치들(101～129) 중에서 통합 신호수신부(210)가 설치된 열차에 구비된 장치들과 모두 데이터 통신이 가능하며, 각각의 장치들(101～129) 중에서 해당 열차에 구비된 장치들로부터 데이터를 전송받아 통합 제어판단부(220)로 전달한다. 즉, 현재 운행되고 있는 다양한 종류의 열차가 있지만, 열차의 종류에 상관없이 본 발명의 열차종합 감시시스템을 열차에 설치하게 되면, 상기 각 장치들(101～129) 중에서 해당 열차에 구비된 탑재 장치와 통합 신호수신부(210)가 데이터 통신을 함으로써, 탑재 장치의 각 장치들(101～129)로부터 발생 및 감지되는 데이터를 수신할 수 있게 된다.

즉, 열차자동제어장치(101;ATC)로부터는 열차 운행을 자동으로 제어하는데 사용된 열차 자동 제어신호가 통합 신호수신부(210)로 실시간으로 전달되며, 통합 판단제어부(220)에서는 통합 신호수신부(210)에서 넘겨받은 열차자동제어장치(101)의 제어신호를 분석 및 감시하여 이상 여부를 판단함은 물론, 넘겨받은 제어신호 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리하게 된다.

상기 열차자동제동장치(103;ATS)로부터는 열차 운행시 열차의 자동 제동을 위해 발행된 자동 제동신호가 통합 신호수신부(210)로 실시간으로 전달된다. 따라서 통합판단제어부(220)는 통합 신호수신부(210)로부터 넘겨받은 열차자동제동장치(103)의 자동 제동신호를 분석 및 감시하여 이상 여부를 판단하고, 넘겨받은 자동 제동신호 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장 관리하게 된다.

상기 열차 팬터그래프장치(105)로부터는 열차 팬터그래프장치의 상태정보( 접속 여부, 접속상태, 전원 공급전압 등)가 통합 신호수신부(210)로 전달된다. 또한, 열차 팬터그래프장치(105)가 팬터그래프의 마모상태 등을 감지할 수 있는 감지기능을 가질 경우, 팬터그래프의 마모상태에 대한 감지정보도 통합 신호수신부(210)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 통합 신호수신부(210)를 통해 열차 팬터그래프장치(105)의 상태정보 및 감지정보 등을 넘겨받아 분석 및 이상 여부 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 열차 틸팅장치(107)는 열차가 곡선 구간을 주행시 속도를 줄이지 않고 일정한 속도를 유지하면서 열차 차체를 틸팅구동시키기 위한 장치로서, 선로 정보를 근거로 하여 열차의 틸팅각도를 주행속도에 대응하여 조정하도록 하는 구성을 가지며, 이러한 열차 틸팅장치(107)는 틸팅 열차에만 별도로 적용되어 운행되고 있다. 따라서 본 발명의 열차 종합 감시시스템이 틸팅 열차에 정착된 경우에는, 틸팅장치(107)로부터 틸팅구동에 따른 틸팅 제어신호 및 틸팅상태 감시정보 등이 통합 신호 수신부(210)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 열차 틸팅장치(107)의 틸팅 제어신호 및 틸팅상태 감시정보를 분석 및 이상 여부 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 열차전원공급장치(109)는 열차의 운행에 필요한 전원 및 각종 장치의 구동에 필요한 전원을 공급 및 제어하는 것으로서, 각각의 장치들로 필요한 전력을 공급하는 전원 제어신호와, 각 장치별로 적절한 전력량이 공급되고 있는 상태인지, 과부하가 걸리는 장치가 있는지, 전력선이 누전되거나 단전된 곳이 있는지 등에 대한 전반적인 상태를 감지하게 된다. 이와 같이 열차전원공급장치(109)에서 생성 및 감지된 정보들은 통합 신호수신부(210)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 열차 전원공급장치(109)로부터 제공된 정보들을 분석 및 이상 여부 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 공조장치(111)는 열차(10)의 실내 온도를 설정온도로 유지되도록 하는 장치로서, 기관사에 의해 설정된 온도, 또는 미리 설정된 온도에 따라서 실내온도를 유지시키도록 구동될 수 있으며, 기관사에 의해 수동으로 온/오프 동작되거나, 미리 설정된 기준온도에 도달시 자동으로 온/오프 구동될 수도 있다. 이와 함께, 공조 장치(111)는 정상적으로 구동되어 열차 실내 온도가 요구온도에 도달되는지, 설정온도를 유지하고 있는지를 자체 감지할 수 있다. 이와 같이 공조장치(111)의 구동에 따른 제어신호(설정온도, 온/오프 구동신호 등 포함)와, 정상적인 공조상태가 이루어져서 설정온도가 유지되고 있는지 등을 감지한 감지신호 등이 통합 신호수신부(210)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 공조장치(111)의 제어신호 및 자체 감지신호를 넘겨받아 분석 및 이상 여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

열차자동운전장치(113;ATO)는 열차의 운행이 자동으로 이루어지도록 하는 장치로서, 기관사의 운전조작 없이 열차의 운행을 자동으로 제어하도록 하는 장치이다. 이러한 열차자동운전장치(113)로부터는 열차 자동운전에 따른 자동운전 제어신호가 발생되어 통합 신호수신부(210)로 전달된다. 통합 제어판단부(220)는 열차자동운전장치(113)로부터 제공된 자동운전 제어신호를 넘겨받아 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 자동방호시스템(115;ATP)은 선행 및 후행 열차들 간의 간격을 자동으로 제어하여 운행되도록 제어하는 장치이다. 자동방호시스템(115)에서 발생되는 제어신호는 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달되고, 통합 제어판단부(220)는 전달받은 자동방호시스템(115)의 제어신호를 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 차상안테나 장치(117)는 열차의 운행시 지상에 설치되는 지상정보 발생장치와의 데이터 통신을 하고, 또는 위성통신 등을 통해 사령실 등에 구비된 관리서버 등과도 데이터 통신이 가능하다. 상기 차상안테나 장치(117)를 통해 송신 및 수신되는 정보들은 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전송된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 차상안테나 장치(107)로부터 제공된 정보들을 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 화재 경보장치(119)는 열차의 실내 및 각종 장치들, 화물칸 등의 화재발생을 감지하기 위한 것으로서, 열차의 복수의 지점에 설치된다. 이러한 화재 경보장치(119)에서 발생되는 화재 감시정보는 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 화재 경보장치(119)의 화재 감시정보를 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 장애물 감지장치(121)는 열차의 운행시 선로 상에 위치하는 장애물을 감지하기 위한 장치이다. 이러한 장애물 감지장치(121)는 장애물과의 충돌로 인한 충격 등을 감지하여 장애물 유무를 감지하는 것이다. 이러한 장애물 감지장치(121)에서 발생하는 감지정보는 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 장애물 감지장치(121)의 장애물 감지정보를 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 탈선 감지장치(123)는 열차의 운행시 선로의 이탈을 감지하기 위해 설치되어 감지하는 것으로, 선로의 이탈시 대형 사고를 방지하기 위해 열차를 자동으로 정지시키기 위한 것이다. 이러한 탈선 감지장치(123)에서 발생되는 감지정보는 열차 운행시 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 탈선 감지장치(123)의 탈선 감지정보를 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 방송장치(125)는 열차의 각 객실 등에 설치되는 스피커나, 디스플레이부를 통해 탑승객이나 승무원 등에게 각종 필요 정보를 제공하기 위한 것으로서, 방송장치(125)는 자동으로 또는 승무원의 조작에 의해 수동으로 온/오프 동작 가능하다. 이와 같이 방송장치(125)의 구동에 따른 정보 및 출력되어 제공되는 정보들은 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달된다. 따라서 통합 판단제어부(220)는 전달받은 반송장치(125)의 제어신호 및 출력된 정보들을 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 열차종합제어 감시장치(127)는 열차의 각종 장치들을 제어하고 감시하도록 열차에 장착된 것으로서, 이러한 열차종합제어 감시장치(127)에 기록된 정보를 근거로 하여 열차의 상태 및 운행상태를 판단하게 되는데, 상기와 같은 열차종합제어 감시장치(127) 또한 그 기능이 정상적으로 이루어지지 못할 경우, 열차를 제대로 감시할 수 없게 된다. 따라서 열차종합제어 감시장치(127)의 기능이 정상적으로 이루어지고 있는지에 대한 정보 즉, 감시장치(127)의 감시제어신호 및 판단제어신호 등의 발생신호는 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 제어판단부(220)로 전달된다.

따라서 통합 판단제어부(220)는 열차종합 감시장치(127)의 발생신호를 분석 및 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스장치(240)에 저장하여 관리한다.

상기 전기소모량 측정장치(129)는 열차에 설치되어 열차의 운행시 소모되는 전기에너지를 즉, 전기소모량을 측정한다. 상기 전기소모량 측정장치(129)에서 측정된 열차의 전기소모량을 근거로 하여 열차의 운전에너지를 계산할 수 있게 된다. 따라서 전시소모량 측정장치(129)의 기능이 정상적이지 못할 경우, 열차의 운전에너지를 정상적으로 측정 및 계산하지 못하여 전기에너지의 손실 및 비정상적인 운행에 대해 감시하지 못하게 된다. 따라서 전기소모량 측정장치(129)의 기능이 정상적으로 이루어지고 있는지에 대한 정보 즉, 전기소모량 측정장치(129)의 감시 제어신호, 측정 신호 등의 발생신호는 통합 신호수신부(210)를 통해 통합 판단제어부(220)로 전달된다.

따라서, 통합 판단제어부(220)는 전기소모량 측정장치(129)에서의 발생신호를 분석하여 운전에너지를 계산할 수 있으며, 전기소모량 측정장치(129)의 이상여부를 판단하고, 넘겨받은 정보 및 판단정보를 블랙박스 장치(240)에 저장하여 관리하게 된다.

이와 같이 상기 통합 판단제어부(220)는 통합 신호수신부(210)에서 수신된 정보들을 각 장치별(101～129)로 분류하고, 장치별(101～129)로 분류된 정보들을 판독하여 각 장치들(101～129)의 상태를 감시하여 각 장치별(101～129) 작동상태 및 열차의 전반적인 작동상태를 모니터링 하여 이상 여부를 판단한다.

또한, 통합 판단제어부(220)는 상기 각 장치별(101～129)로 전달받은 전송데이터 및 모니터링한 결과데이터를 상기 블랙박스 장치(240)로 전송하여, 블랙박스 장치(240)에서 저장 관리할 수 있도록 제어한다. 이와 같이 열차가 운행되는 동안에 각 장치별(101～129)로 전송된 전송데이터나 점검한 결과데이터가 블랙박스 장치(240)에 저장됨으로써, 열차의 운행 종료시 또는 열차의 사고 발생시에 블랙박스 장치(240)에 저장된 전송데이터와 결과데이터 등을 통해 운행되는 동안의 각 장치별(101～129) 이상발생 유무나, 사고 발생의 경우 사고 발생시점에서의 각 장치별(101～129) 상태를 확인함으로써, 사고 예방은 물론, 사고 발생 원인을 찾아낼 수 있게 된다.

또한, 상기 통합 판단제어부(220)는 상기 카메라장치(230)에서 촬영된 촬영 영상을 전달받아 각 촬영내용별(촬영 상황별)로 구분하여 블랙박스 장치(240)에 저장될 수 있도록 관리한다. 이와 같이 카메라장치(230)에서 촬영된 촬영 영상을 블랙박스장치(240)에 저장 관리함으로써, 열차 운행시의 열차 및 열차 주변의 상황을 확인할 수 있고, 특히 사고 발생시에는 사고 발생 전후의 영상을 획득하여 저장하도록 함으로써, 사고발생의 원인이 무엇인지 확인할 수 있는 결정적인 원인을 제공해 줄 수 있게 된다.

상기 블랙박스장치(240)는 통합 신호수신부(210)에서 수신된 각 장치별(101～129) 정보 및 통합 판단제어부(220)에서 판단된 정보들을 저장한다.

구체적으로, 상기 블랙박스장치(240)는 하우징(241)과, 하우징(241) 내부에 설치되는 저장부(242)와, 송/수신부(243), 배터리부(244) 및 블랙박스 제어부(245)를 구비한다.

상기 하우징(241)은 열차(10)에 설치되며, 바람직하게는 열차(10)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 하우징(241)은 내열성, 방수성, 내마모성이 우수하고, 진동이나 충격에 강한 특수합금 또는 우주선의 재료로 사용되는 재료들로 제작될 수 있다.

상기 저장부(242)는 열차의 운행시 상기 각 장치별(101～129)로 획득된 정보들을 구분하여 저장하며, 또한 상기 촬영장치(230)를 통해 획득된 영상정보도 저장된다. 상기 배터리부(244)는 열차(10)로부터 전원을 공급받아 충전 가능한 충전배터리 즉, 2차전지인 것이 바람직하다. 이를 위해 블랙박스장치(240)는 배터리부(244)를 충전하기 위한 충전부(246)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 열차 운행시에는 배터리부(244)가 열차(10)로부터 전원을 공급받아 배터리부(244)의 충전상태를 유지하게 된다. 이와 같이 배터리부(244)에 충전된 전원은 평상시에도 블랙박스장치(240)의 구동, 제어를 위한 전원으로 사용될 수 있으며, 특히 사고발생과 같은 비상시 열차로부터 전원을 공급받지 못할 경우, 배터리부(244)에 충전된 상태의 전원을 이용하여 일정 시간 동안 작동상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

상기 송/수신부(243)는 통합 제어판단부(220)를 통해 전달되는 데이터를 수신하고, 통합 제어판단부(220)에서의 데이터 요구시 저장부(242)에 저장된 데이터를 전송하는 역할을 한다.

상기 블랙박스제어부(245)는 송/수신부(243)를 통해 전달받은 데이터를 저장부(242)에 저장하도록 하고, 저장부(242)에 저장된 데이터를 송/수신부(243)를 통해 전송하도록 제어한다. 또한, 블랙박스제어부(245)는 충전부(246)를 제어하여 배터리부(244)의 충전을 제어할 수 있다.

또한, 블랙박스장치(240)는 비상시 비상신호를 발생시키는 신호발생부(247)를 더 구비할 수 있다. 상기 신호발생부(247)는 열차로부터의 전원공급이 차단되었을 때, 또는 배터리부(244)의 전원이 일정 충전량 이하일 경우(예를 들어 10% 이하의 충전량으로 낮아질 경우)에, 또는 사고 발생이나 이상발생 등으로 인하여 통합 판단제어부(220)로부터의 각 장치들(101～129)에 대한 데이터가 일정 시간 동안(예를 들어 운행하는 상태에서 5분 이상 데이터 수신이 되지 않을 경우) 수신되지 않는 경우, 비상신호를 발생하도록 블랙박스제어부(245)에 의해 제어된다. 따라서 열차 운행하는 동안 운전정보와, 주요 안전장치들에 대한 동작상태 내역정보 및 운전에너지에 대한 정보가 블랙박스 장치(240)에 저장되도록 할 수 있으며, 정보가 전달되지 않아 블랙박스 장치(240)에 저장되지 않는 경우에는, 비상신호를 발생함으로써, 운전자 또는 통합 제어판단부(220)에서 이를 감지하여 후속조치를 취하도록 함으로써, 운전시에 발생되는 각종 정보의 누락이 발생되지 않도록 하여 정확한 운행기록을 확보할 수 있게 된다.

이러한 신호발생부(247)는 일정한 파장대의 주파수를 발생시키는 주파수 발생부(미도시)를 포함할 수 있다. 따라서 사고 발생시에 블랙박스장치(240)의 신호발생부(247)에서 출력되는 비상용 주파수를 검지함으로써, 블랙박스장치(240)의 위치를 쉽게 확인할 수 있게 된다.

상기 촬영장치(230)는 열차(10)의 전방을 촬영하는 전방카메라(231), 열차의 후방을 촬영하는 후방카메라(232), 열차(10)의 차체를 전방향에서 후방으로 촬영하는 제1차체카메라(233) 및 열차(10)의 차체를 후방에서 전방향으로 촬영하는 제2차체카메라(235)를 구비한다.

상기 전방카메라(231)는 열차(10)의 전방 즉, 전동차에 설치되어 열차(10)가 운행될 전방의 상황을 촬영한다. 따라서 열차(10)의 운행시 전방상황을 실시간으로 녹화하여 저장함으로써, 전방의 상황 예를 들어, 장애물, 사고 발생, 선로 이상, 선로 파손, 선로 주변 상황 등에 대한 정보를 획득한다. 이와 같이 전방카메라(231)에서 촬영된 영상은 블랙박스장치(240)의 저장부(242)에 저장된다.

상기 후방카메라(232)는 열차의 최후단의 객차 또는 화물칸 등에 설치되어 열차의 후방상황을 촬영한다. 따라서 후방카메라(232)는 열차가 통과한 후의 선로 상황, 뒤이어 오는 다른 열차의 상황, 반대 방향으로 운행되는 열차의 상황 등에 대한 정보를 획득한다. 후방카메라(232)에서 촬영된 정보는 블랙박스장치(240)의 저장부(242)에 저장된다.

상기 제1차체카메라(233)는 열차(10)의 최전방 즉, 전동차에 설치되어 열차(10)의 후방 측을 촬영하도록 설치된다. 따라서 열차(10)의 운행시 열차(10)의 상태 즉, 팬터그래프 상태, 열차 상부에 설치되는 공조기기의 상태, 기타 전기장치 등의 외관 상태를 포함하여 열차(10) 차체의 이상 여부를 촬영하게 된다. 즉, 제1차체카메라(233)는 열차(10)의 외관을 촬영함으로써, 차체의 화재발생, 손상(파손), 이상 여부, 기타 장애물의 투하, 충돌 등의 상황을 촬영할 수 있다. 제1차체카메라(233)에서 촬영된 영상 정보는 블랙박스장치(240)의 저장부(242)로 전달되어 저장된다. 여기서, 바람직하게는 제1차체카메라(233)는 열차(10)의 상부를 촬영하는 상부 카메라(233a), 열차(10)의 양측을 각각 촬영하는 적어도 한 쌍의 측부 카메라(233b)를 구비하는 것이 바람직하다. 따라서 상부 카메라(233a)는 열차(10)의 상부의 각종 장치들의 상태 및 상부의 상황을 촬영하고, 측부 카메라(233b)는 열차(10)의 측면을 촬영함으로써, 출입문의 상태, 창문의 상태, 탑승객의 승하차 상황, 화물의 탑재 및 하역 상황 등을 촬영하여 획득할 수 있다.

또한, 상기 제2차체카메라(235)는 열차(10)의 최후방에 설치되어 열차(10)의 외관을 전방향 쪽으로 촬영한다. 이러한 제2차체카메라(235)는 제1차체카메라(233)와 마찬가지로 열차(10)의 상부 및 양측부 상황을 촬영하기 위한 것으로서, 상부 카메라(235a)와, 적어도 한 쌍의 측부 카메라(235b)를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성의 제2차체카메라(235)를 열차(10)의 후방에 설치하여 전방향 측으로 촬영하도록 함으로써, 열차 외관 상황에 대한 정보를 보다 정확하게 확보할 수 있게 된다.

이와 같이 열차(10)에 전방카메라(231), 후방카메라(232), 제1차체카메라(233) 및 제2차체카메라(235)를 설치함으로써, 열차 운행시, 열차의 전방상황, 후방상황, 열차 차체의 전체적인 상황을 종합적으로 획득하여 저장할 수 있게 된다. 이러한 구성에 의하면, 열차 운행시 전방측, 후방측 또는 열차의 차체에서 충돌사고나, 폭파사고, 파손사고, 화재 사고 등의 발생시, 그 사고 상황을 보다 정확하면서도 객관적으로 확보하여, 사고의 발생원인을 정확하게 찾아내서 처리할 수 있게 된다.

상기 통합 정보전송부(250)는 열차의 운행 종료시 열차 블랙박스장치(240)에 저장된 정보들을 열차 종합관리서버(300)로 전송할 수 있다. 즉, 하루 단위, 또는 일주일 단위 등으로 설정하여, 열차 블랙박스장치(240)에 저장된 열차의 종합적인 운행기록 및 점검기록이 열차 종합관리서버(300)로 전송되어 통합관리되도록 함으로써, 통합관리서버(300)에서는 열차(10)의 운행상태를 종합적으로 관리 및 점검할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열차 종합 감시 시스템은 열차의 종류 및 운행방식에 상관없이 모든 종류의 열차에 설치하여, 해당 열차에 탑재된 장치들의 상태를 점검하여 종합적으로 감시할 수 있게 된다. 따라서 모는 열차에 범용적으로 사용할 수 있게 되어, 생산, 설치 및 유지관리가 용이한 이점이 있다.

또한, 블랙박스장치(240)를 탑재하여 열차의 탑재장치들(안전장치들)을 감시한 정보(동작 내역)뿐만 아니라, 운행시 촬영한 촬영정보들을 함께 저장 관리함으로써, 사고 발생시에 사고원인을 정확하게 확인할 수 있게 되며, 운행 종료 후에도 열차의 운행상태를 점검하는데 필요한 정보를 제공할 수 있게 된다.

또한, 열차의 운행시 소모되는 전기에너지를 측정하고, 이를 모니터링하여 저장함으로써 운전에너지의 소모 상태를 모니터링하여 안전운행이 이루어질 수 있도록 종합적으로 판단하고 제어할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10..열차 101..열차자동제어장치
103..열차자동제동장치 105..열차팬터그래프장치
107..열차 틸팅장치 109..열차전원공급장치
111..공조장치 113..열차자동운전장치
115..열차자동방호시스템 117..차상안테나장치
119..화재 경보장치 121..장애물 감지장치
123..탈선 감지장치 125..방송장치
127..열차종합제어 감시장치 210..통합 신호 수신부
220..통합 제어판단부 230..촬영장치
231..정방카메라 232..후방카메라
233..제1차체카메라 235..제2차체카메라
240..블랙박스장치

Claims

열차 탑재장치들과 상호 데이터통신 가능하며, 상기 열차 탑재장치들 각각에서 생성 및 획득되는 데이터를 전달받아 상기 열차 탑재장치들의 작동정보를 획득할 수 있도록 열차에 설치되는 통합 신호수신부와;
상기 통합 신호수신부로부터 전달받은 정보들을 각 장치별로 분류하고, 장치별로 분류된 정보들을 판독하여 각 장치들의 상태를 감시하여 각 장치별 작동상태 및 열차의 전반적인 작동상태를 모니터링하여 이상여부를 판단하는 통합 판단제어부와;
열차에 설치되어, 열차의 운행시 열차의 전방, 후방 및 열차 차체의 외관 상황을 촬영하는 촬영장치와;
상기 통합 신호수신부에서 수신된 각 장치별 정보 및 상기 통합 판단제어부에서 판단된 정보들 및 상기 촬영장치에서 촬영된 영상정보를 저장 관리하는 열차 블랙박스장치;를 포함하며,
상기 열차탑재장치들은,
열차운행을 자동 제어하는 열차자동제어장치(ATC)와, 열차를 자동으로 제동하기 위한 열차자동제동장치(ATS), 열차팬터그래프장치와, 열차의 곡선구간 주행시 틸팅제어하는 열차틸팅장치와, 열차의 운행에 필요한 전원공급을 제어하는 열차전원공급장치와, 열차의 냉난방을 위한 공조장치와, 열차를 자동으로 운전하기 위한 열차자동운전장치(ATO)와, 열차 자동방호시스템(ATP)과, 열차와 외부와의 상호 통신을 위한 차상안테나장치와, 열차의 화재를 감시하는 화재경보장치와, 열차의 운행시 선로 상의 장애물을 감지하는 장애물 감지장치와, 열차의 탈선을 감지하는 탈선 감지장치와, 열차의 운행시 안내 및 경고방송을 위한 방송장치와, 열차를 종합적으로 제어하여 감시하는 열차종합제어 감시장치(TCMS)와, 열차의 전기소모량을 측정하는 전기소모량 측정장치를 포함하며,
열차의 운행 종료시 상기 열차 블랙박스장치에 저장된 정보들을 열차 종합관리서버로 전송하는 통합 정보전송부;를 포함하며,
상기 열차 블랙박스장치는,
하우징과;
상기 하우징 내부에 설치되며, 상기 수신된 정보들을 저장하는 저장부와;
정보를 송/수신하는 송/수신부와;
상기 저장부, 송/수신부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리부와;
열차로부터 제공되는 전원을 이용하여 상기 배터리부의 충전을 위한 충전부와;
이상 발생시 비상신호를 출력하여 위치를 알려주는 신호발생부; 및
상기 저장부, 송/수신부, 배터리 및 신호발생부의 상태를 감지하고 제어하는 블랙박스 제어부를 포함하며,
상기 촬영장치는,
상기 열차의 전방측에 설치되어 열차 운행의 전방상황을 촬영하는 전방카메라와;
상기 열차의 후방측에 설치되어 열차 운행의 후방상황을 촬영하는 후방카메라와;
열차의 전방측에 설치되어 열차의 후방측 차체를 촬영하는 제1차체카메라; 및
열차의 후방측에 설치되어 열차의 전방측 차제를 촬영하는 제2차체카메라;를 포함하며,
상기 제1 및 제2차체카메라 각각은,
열차의 상부 외관을 촬영하도록 설치되는 상부카메라와, 열차의 측부 외관을 촬영하도록 설치되는 측부카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 통합 운행 감시시스템.
삭제
삭제
삭제