KR101205964B1 - 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 - Google Patents

철도차량용 주행안정성 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101205964B1
KR101205964B1 KR1020110012507A KR20110012507A KR101205964B1 KR 101205964 B1 KR101205964 B1 KR 101205964B1 KR 1020110012507 A KR1020110012507 A KR 1020110012507A KR 20110012507 A KR20110012507 A KR 20110012507A KR 101205964 B1 KR101205964 B1 KR 101205964B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
distance
rail
distance measuring
measuring device
distance information
Prior art date
Application number
KR1020110012507A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120092446A (ko
Inventor
문형석
서승일
권태수
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020110012507A priority Critical patent/KR101205964B1/ko
Publication of KR20120092446A publication Critical patent/KR20120092446A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101205964B1 publication Critical patent/KR101205964B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • G01M17/10—Suspensions, axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/60—Testing or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0816—Indicating performance data, e.g. occurrence of a malfunction
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량의 차축과 레일 상면 사이의 수직거리를 이용하여 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉 여부 및 차륜의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써 운행구간의 레일 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 있어서, 대차의 액슬박스에 연결 설치되어 차축과 레일 사이의 수직거리를 측정하는 거리측정수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

철도차량용 주행안정성 측정 시스템{System for measuring driving stability for railway vehicles}
본 발명은 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량의 차축과 레일 상면 사이의 수직거리를 이용하여 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉 여부 및 차륜의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써 운행구간의 레일 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 레일 위를 주행하는 열차의 속도가 증가함에 따라 철도차량의 주행안정성(Stability)과 안전성(Safety)의 확보가 더욱 요구되고 있다. 철도차량의 주행안정성이 나빠지면 승차감이 저하되어 승객에게는 안락감을 주지 못하고, 화물의 손상을 초래하게 된다. 철도차량의 주행안정성을 저해하는 가장 중요한 요인이 탈선이며, 열차가 탈선하면 대형사고로 이어져 막대한 인적 및 물적 손실을 가져온다. 특히, 탈선문제는 오래전부터 많은 연구자들에 의해 연구되어 왔음에도 불구하고 열차탈선사고가 종종 일어나고 있다.
열차의 탈선은 차륜 플랜지가 레일에 접촉할 때 발생하는 횡방향의 힘이 커져 윤중의 일정 비율 이상이 되면 차륜이 레일을 이탈하는 현상을 뜻하는 것으로, 탈선 또는 주행안정성을 평가하는 기준은 횡압과 윤중의 비율인 탈선계수이다.
즉, 차량의 탈선안전성을 판단하는 탈선계수를 구하기 위해서는 횡압(Q), 윤중(P)이라 부르는 차륜과 레일 상에 일어나는 횡방향과 수직방향의 접촉력 측정이 필요한데, 철차륜이 철레일 위를 고속으로 전동하는 철도시스템에서는 이러한 힘을 측정하는 것이 많은 준비시간, 고도의 측정기술과 고가의 비용이 들기 때문에 쉽지 않고 특수측정장비들이 필요하므로 탈선계수측정을 생략하거나 자주 측정하지 못하고 있는 원인이 되는 것이다.
지금까지 횡압과 윤중을 측정하는 방법에는 차륜에 스트레인게이지를 부착하여 측정하는 간헐법과 연속법의 2가지 방법이 이용되어 왔다. 하지만, 간헐법은 차륜 1회전에 최대 4회의 측정치밖에 얻을 수 없었고, 연속법은 횡압에 대하여 연속된 출력을 얻을 수 있는 장점이 있지만 차륜에서 열변형과 노이즈에 의하여 감도가 떨어지고 영점이 이동하여 출력된 횡압과 윤중의 음과 양이 반전되는 경우가 발생하는 결점을 가지고 있다.
이와 같이, 탈선계수를 측정하는 데는 많은 시간과 비용 및 기술적인 측정상의 에러가 발생할 수 있기 때문에 더욱 힘이 들고, 측정에 사용된 시험 윤축은 정밀도 및 게이지 부착상태를 감안할 때 장기간 사용할 수 없기 때문에 지속적인 윤중과 횡압 측정에 애로사항이 있는 것이다.
따라서, 이러한 탈선계수의 측정과는 별개로 주행 중에 철도차량의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 시스템의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 철도차량의 차축과 레일 상면 사이의 수직거리를 이용하여 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉여부를 판단할 수 있도록 함으로써 철도차량의 탈선을 예방하고 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉 여부 및 차륜의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있어 운행구간의 레일 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
철도차량용 주행안정시스템에 있어서, 대차의 액슬박스에 연결 설치되어 차축과 레일 사이의 수직거리를 측정하는 거리측정수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 거리측정수단은, 차축과 레일 사이의 수직거리를 측정하는 거리측정장치와, 상기 거리측정장치와 액슬박스 사이에 연결 설치되는 연결부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거리측정장치는 레일의 수평면 양측 단부 상에 각각 위치하는 제1 및 제2거리측정장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 연결부재는 길이조절이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부재에는 거리측정장치를 보호하기 위한 보호프레임이 설치된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 거리측정수단은 측정된 수직거리를 전송하기 위한 거리정보 송신수단을 더 포함하여 구성되고, 철도차량의 운전석에는 상기 거리정보 송신수단으로부터 전송되는 거리정보를 수신하는 거리정보 수신수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 거리정보 송신수단은 거리측정장치로부터 계측되는 거리 정보를 디지털 정보로 변환시키는 A/D컨버터와, 상기 A/D컨버터에서 변환된 거리 정보를 거리정보 송신수단으로 전송하는 제1인터페이스부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거리정보 수신수단은 거리정보 송신수단으로부터 전송되는 거리정보를 수신하는 제2인터페이스부와, 상기 제2인터페이스부를 통해 수신된 거리정보를 모니터링할 수 있도록 하는 디스플레이부 및 상기 제2인터페이스부를 통해 수신된 거리정보가 기준범위를 벗어난 경우에 경고음을 발생시키는 경고음발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 단순한 구성에 의해 차륜의 플랜지 부분과 레일의 측면 사이의 접촉여부를 실시간으로 파악할 수 있도록 하여 차륜의 내구성을 향상시킴과 동시에 탈선사고를 미연에 예방하고, 열차의 주행안정성을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉 여부 및 차륜의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있어 운행구간의 레일 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 중 거리측정장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 정면도.
도 3 내지 도 6은 도 1에 나타낸 본 발명 중 차륜과 레일의 접촉 상태에 따른 거리측정장치의 위치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 중 거리정보 송신수단과 거리정보 수신수단을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 도 7에 나타낸 본 발명 중 디스플레이부에서 표시되는 그래프를 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 중 거리측정장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 정면도이며, 도 3 내지 도 6은 도 1에 나타낸 본 발명 중 차륜과 레일의 접촉 상태에 따른 거리측정장치의 위치를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 중 거리정보 송신수단과 거리정보 수신수단을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7에 나타낸 본 발명 중 디스플레이부에서 표시되는 그래프를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 철도차량의 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리를 이용하여 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜(20)의 플랜지(22) 부분과 레일(40) 사이의 접촉 여부 및 차륜(20)의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써 운행구간의 레일(40) 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것으로, 그 구성은 크게 거리측정수단(100)을 포함하여 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 거리측정수단(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 대차의 차축(10)에 구비되는 액슬박스(30)에 연결 설치되어 차축(10)과 레일(40)의 상면 사이의 수직거리(L)를 측정함으로써 상기 수직거리(L)의 변화에 의해 차륜(20)의 플랜지(22) 부분이 레일(40)의 측면에 접촉하거나, 차륜(20)의 플랜지(22) 부분이 레일(40)의 헤드 부분을 타고 올라가는 현상을 감지할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 거리측정수단(100)은 거리측정장치(110)와 연결부재(120)를 포함하여 구성되는데, 상기 거리측정장치(110)는 레일(40)의 상부에 형성되는 수평면(42)의 외측 단부 상에 위치하여 차축(10)과 레일(40)의 상면 사이의 수직거리(L)를 측정하는 역할을 하는 것으로, 일반적으로 사용되는 레이저 또는 초음파를 이용한 비접촉 방식의 거리측정장치(110)가 사용된다.
다음, 상기 연결부재(120)는 거리측정장치(110)와 액슬박스(30)의 사이에 연결 설치되어 거리측정장치(110)를 고정시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 상기 연결부재(120)에는 거리측정장치(110)가 삽입 결합되는 체결부(121)가 하향 돌출 형성되어 있다.
이때, 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템은 실제로 거리측정장치(110)에서 측정되는 거리의 변화를 통해 차륜(20)과 레일(40) 사이의 위치관계를 파악하여 주행안정성을 평가하는 것이므로, 실제로는 연결부재(120)의 체결부(121)에 고정 설치된 거리측정장치(110)와 레일(40) 상면 사이의 수직거리를 측정하게 되지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 차축(10)과 레일(40)의 상면 사이의 수직거리(L)를 기준거리로 설정하여 거리측정장치(110)가 차축(10)과 동일한 높이에 위치되도록 설치되는 것으로 가정하여 설명하기로 하겠다.
한편, 상기 연결부재(120)는 차륜(20)의 크기에 의해 거리측정장치(110)의 설치위치가 제한을 받지 않도록 하기 위하여 길이조절이 가능하도록 구성되는데, 그 일실시예로 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 연결부재(120)의 일측 단부에 나사부(122)가 형성되고, 상기 나사부(122)가 액슬박스(30)에 형성되는 나사공(32)에 나사결합되도록 함으로써 연결부재(120)의 길이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 상기 거리측정장치(110)는 철도차량의 주행시 외부로부터 받는 압력을 최소화하기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이, 차륜(20)의 뒤쪽에 위치하도록 설치되는데, 본 발명의 거리측정수단(100)이 차륜(20)의 크기에 상관없이 모든 철도차량에 적용되기 위해서는 레일(40)과 나란한 방향으로 설치되는 연결부재(120)의 길이를 조절할 수 있도록 함으로써 거리측정장치(110)가 차륜(20)에 구애받지 않고 정확히 레일(40)의 상부에 형성되는 수평면(42)의 외측 단부 상에 위치하도록 하는 것이다.
이때, 도시하지는 않았지만, 상기 연결부재(120)로 피스톤과 같은 길이조절이 가능한 수단을 사용할 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 연결부재(120)는 거리측정장치(110)가 레일(40)의 상부에 형성되는 수평면(42)의 외측 단부 상에 정확히 위치될 수 있도록 절곡 형성되어 있다.
그리고, 상기 액슬박스(30)와 연결부재(120)의 사이에는 처짐방지수단(140)이 부가 설치될 수도 있는데, 상기 처짐방지수단(140)은 액슬박스(30)와 연결부재(120)의 하부 사이에 연결 설치되어 연결부재(120)를 지지하는 역할을 하게 된다.
다음, 상기 연결부재(120)에는 보호프레임(130)이 하측으로 돌출되도록 설치되는데, 상기 보호프레임(130)은 연결부재(120)의 체결구(121) 하부로부터 일정거리 이격되도록 연결 설치되어 거리측정장치(110)를 하부로부터 감싸도록 구성됨으로써 외부의 충격으로부터 거리측정장치(110)를 보호하는 역할을 하는 것이다.
즉, 철도차량이 고속으로 주행하는 경우 바람의 압력이나 도상 자갈 등에 의해 거리측정장치(110)의 설치 위치가 변경되거나 파손될 우려가 있는데, 상기 보호프레임(130)을 거리측정장치(110)의 하부로부터 외측을 감싸도록 설치함으로써 외부의 충격으로부터 거리측정장치(100)를 보호할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 거리측정장치(110)의 하부에 위치하는 보호프레임(130)에는 관통공(132)을 형성하여 거리측정장치(110)가 보호프레임(130)의 영향을 받지 않고 상기 관통공(132)을 통해 정확히 차축(10)과 레일(40) 사이의 수직거리(L)를 측정할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 거리측정장치(110)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 레일(40) 상에 형성되는 수평면(42) 양측 단부 상에 각각 위치하는 제1 및 제2거리측정창치(110a,110b)로 구성될 수도 있는데, 이는 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)의 측정을 통해 차륜(20)과 레일(40) 사이의 위치관계를 보다 정확히 판단할 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 철도차량이 주행 중에 탈선을 일으키게 되는 원인은 차륜(20)의 플랜지(22)가 레일(40)을 타고 올라가는 경우 이외에도, 차륜(20)이 갑자기 점프(jump)하게 되는 경우도 포함되는데, 거리측정장치(110)가 하나만 설치된 경우에는 거리측정장치(110)에서 측정된 거리가 갑자기 증가하게 되는 경우 차륜(20)의 플랜지(22)가 레일(40)을 타고 올라가는 상황이 발생하였는지, 아니면 차륜(20)이 갑자기 점프하게 되어 측정거리가 갑자기 증가하였는지를 제대로 판단하기 어려운 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
보다 상세히 설명하면, 제1거리측정장치(110a)로부터 측정되는 거리가 서서히 증가하고, 제2거리측정장치(110b)로부터 측정되는 거리가 일정한 경우(도 4 참조)는 차륜(20)이 바깥쪽으로 서서히 이동하여 차륜(20)의 플랜지(22) 부분이 레일(40)의 측면부에 접촉함을 나타내는 것이고, 제1거리측정장치(110a)로부터 측정되는 거리가 갑자기 크게 증가하고, 제2거리측정장치(110b)로부터 측정되는 거리가 일정거리, 즉 차륜(20)의 플랜지(22) 높이만큼 증가한 경우(도 5 참조)는 차륜(20)의 플랜지(22)가 레일(40)을 타고 올라간 상황을 나타내는 것이며, 제1거리측정장치(110a)로부터 측정되는 거리와 제2거리측정장치(110b)로부터 측정되는 거리가 동시에 모두 어느 정도 증가하였다가 원위치로 복귀한 경우(도 6 참조)는 차륜(20)이 갑자기 점프(jump)한 경우임을 용이하게 파악할 수 있는 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이, 레일(40) 상에 형성되는 수평면(42)의 외측 단부 상에는 제1거리측정장치(110a)가 위치되도록 설치하고, 레일(40) 상에 형성되는 수평면(42)의 내측 단부 상에는 제2거리측정장치(110b)가 위치되도록 설치함으로써 제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)에서 각각 측정되는 거리의 변화를 통해 차륜(20)과 레일(40) 사이의 위치관계를 보다 정확히 판단할 수 있게 되는 것이다.
이때, 도시하지는 않았지만, 운전자가 제1거리측정장치(110a)로부터 측정되는 거리와, 제2거리측정장치(110b)로부터 측정되는 거리를 보다 명확히 구분할 수 있도록 하기 위하여 연결부재(120)에 형성되는 체결구(121)의 돌출 길이를 서로 다르게 하여 제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)의 설치 높이를 서로 다르도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
다음, 상기 거리측정수단(100)은 거리측정장치(110)에 의해 측정된 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)를 운전석으로 전송할 수 있도록 하는 거리정보 송신수단(150)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 거리정보 송신수단(150)은 도 7에 나타낸 바와 같이, A/D 컨버터(152)와 제1인터페이스부(154)를 포함하여 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 A/D 컨버터(152)는 거리측정장치(110)에 의해 측정된 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L) 정보를 디지털 정보로 변환하는 역할을 하는 것이고, 상기 제1인터페이스부(154)는 A/D 컨버터(152)에 의해 변환된 디지털 형식의 수직거리(L) 정보를 후술할 거리정보 송신수단(150)으로 전송하는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 제1인터페이스부(154)로는 유선 또는 무선 방식이 모두 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템은 철도차량의 운전석에 설치되어 거리정보 송신수단(150)으로부터 송신되는 차축(10)과 레일(40)의 상면 사이의 수직거리(L) 정보를 수신하는 거리정보 수신수단(200)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 거리정보 수신수단(200)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2인터페이스부(210), 디스플레이부(220) 및 경고음발생부(230)를 포함하여 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제2인터페이스부(210)는 거리정보 송신수단(150)의 제1인터페이스부(154)로부터 송신되는 디지털화된 수직거리(L) 정보를 수신하는 역할을 하는 것이고, 상기 디스플레이부(220)는 제2인터페이스부(210)를 통해 수신된 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L) 정보를 운전자가 모니터링 할 수 있도록 디스플레이하는 역할을 하는 것이며, 상기 경고음발생부(230)는 제2인터페이스부(210)를 통해 수신되는 수직거리(L)가 기준이 되는 수직거리(L)의 범위를 벗어나는 경우 경고음을 발생시켜 운전자가 이를 확인할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 디스플레이부(220)를 통해 디스플레이되는 수직거리(L) 정보는 도 8에 나타낸 바와 같이, 시간에 따른 수직거리(L)의 변화 그래프로 나타나도록 함으로써 운전자가 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L) 변화를 한눈에 용이하게 파악할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경고음발생부(230)는 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)가 변화되는 경우 경고음을 발생시킬 수 있도록 설정되어 운전자가 디스플레이부(220)를 모니터링 하지 못한 경우에도 경고음을 통해 차륜(20)의 플랜지(22)와 레일(40) 측면 사이의 접촉 사실을 확인할 수 있도록 하게 된다.
이때, 전술한 바와 같이, 제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)로부터 수신되는 거리로부터 파악되는 차륜(20)과 레일(40) 사이의 위치관계에 따라 서로 다른 경고음을 출력할 수 있도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 거리정보 수신수단(200)으로 경고음발생부(230)의 경고음 발생범위를 설정할 수 있도록 하는 제어부를 더 포함하도록 할 수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템이 설치되는 철도차량의 차륜(20) 크기에 따라 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)가 달라질 수 있으므로, 상기 제어부를 통해 경고음발생부(230)에서 경고음이 발생되지 않는 수직거리(L)의 범위를 설정할 수 있도록 하여 철도차량의 차륜(20) 크기에 따라 경고음이 발생되는 수직거리(L)의 범위를 조정할 수 있도록 하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템의 작동관계를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 철도차량이 주행하기 전에 연결부재(120)의 길이를 조절하여 제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)가 차륜(20)의 영향을 받지 않고, 레일(40) 상에 형성되는 수평면(42) 양측 단부 상에 정확히 위치되도록 하고, 거리측정장치(110)를 이용하여 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)를 측정한 후 제어부를 통해 경고음발생부(230)에서 경고음이 발생되는 오차범위를 설정한다.
그 후, 철도차량이 주행을 시작하면 제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)는 차축(10)과 레일(40) 상면 사이의 수직거리(L)를 지속적으로 측정하여 측정된 수직거리(L)를 거리정보 송신수단(150)을 통해 운전석에 구비되는 거리정보 수신수단(200)으로 송신하게 된다.
이때, 도 3에 나타낸 바와 같이, 차륜(20)의 플랜지(22) 부분이 레일(40)의 측면과 일정거리를 유지한 상태로 안정되게 주행하는 경우에는 운전석에 설치된 디스플레이부(220)에서 표시되는 그래프는 시간에 따라 오차범위 내에서 변화하는 기울기가 일정한 그래프를 나타내게 된다.
그리고, 철도차량이 곡선구간을 주행하거나 기타 다른 이유로 차륜(20)의 플랜지(22) 부분이 도 4에 나타낸 바와 같이, 레일(40)의 측면에 접촉하게 되거나 레일(40)의 측면을 타고 약간 올라가는 경우에는 레일(40)의 상면에 형성되는 기울기에 의해 제1거리측정장치(110a)로부터 측정되는 길이가 서서히 증가하게 되고, 제2거리측정장치(110b)로부터 측정되는 길이는 일정한 상태로 유지하게 되므로, 이러한 경우 운전석에 설치된 디스플레이부(220)에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1거리측정장치(110a)로부터 측정된 수직거리(L)만 약간 증가한 그래프가 디스플레이되어 운전자는 모니터링을 통해 이와 같은 상황을 인지하게 되고, 이를 운전사령실에 통보하여 타열차가 문제지점을 통과하는 경우 주의운전하도록 통보하거나, 선로보수 담당자 또는 차량정비 담당자에게 통보하여 해당 선로 또는 차량을 보수하도록 한다.
또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 플랜지(22)를 포함한 차륜 전체가 레일(40)의 상면으로 타고 올라간 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1거리측정장치(110a)로부터 측정된 수직거리(L)가 급격히 증가하게 되고, 제2거리측정장치(110b)로부터 측정된 수직거리는 차륜(20)의 플랜지(22) 높이만큼 일정거리가 증가한 상태를 유지하게 되며, 도 6에 나타낸 바와 같이, 차륜(20) 전체가 레일(40)의 상부로 점프(jump)한 경우는 도 8에 나타낸 바와 같이제1 및 제2거리측정장치(110a,110b)로부터 측정된 거리가 모두 순간적으로 증가하였다가 감소하게 되므로 운전석에 설치된 디스플레이부(220)에 이러한 상황을 나타내는 그래프가 디스플레이되어 운전자는 모니터링을 통해 이와 같은 상황을 인지할 수 있게 된다.
이때, 도시하지는 않았지만 별도의 무선 또는 유선 송수신 모듈을 이용하여 거리측정장치(110)에서 측정되는 수직거리(L)가 변화하게 증가하는 경우, 이러한 이상 데이터 검출위치가 자동으로 운전사령실로 통보되도록 하는 시스템을 추가로 구성할 수도 있음은 물론이다.
또한, 운전석에 구비된 경고음발생부(230)에서도 이와 같이 거리측정장치(110)에서 측정되는 수직거리(L)가 초기에 설정된 오차범위를 벗어나 급격하게 변화되는 경우 경고음을 발생시켜 운전자가 디스플레이부(220)를 모니터링 하지 못한 경우에도 차륜(20)의 플랜지(22)와 레일(40) 측면 사이의 접촉을 인지할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 의하면 단순한 구성에 의해 차륜(20)의 플랜지(22) 부분과 레일(40)의 측면 사이의 접촉여부를 실시간으로 파악할 수 있도록 하여 차륜(20)의 내구성을 향상시킴과 동시에 탈선사고를 미연에 예방하고, 열차의 주행안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜(20)의 플랜지(22) 부분과 레일(40) 사이의 접촉 여부 및 차륜(20)의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있어 운행구간의 레일(40) 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖게 되는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량의 차축과 레일 상면 사이의 수직거리를 이용하여 철도차량의 주행중에 발생하는 차륜의 플랜지부분과 레일 사이의 접촉 여부 및 차륜의 점프 현상 등의 주행안정성을 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써 운행구간의 레일 상태 등의 자료를 확보할 수 있도록 함과 동시에 확보된 자료를 토대로 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 관한 것이다.
10 : 차축 20 : 차륜
22 : 플랜지 30 : 액슬박스
32 : 나사공 40 : 레일
42 : 수평면 100 : 거리측정수단
110 : 거리측정장치 110a :제1거리측정장치
110b : 제2거리측정장치 120 : 연결부재
121 : 체결부 122 : 나사부
130 : 보호프레임 132 : 관통공
140 : 처짐방지수단 150 : 거리정보 송신수단
152 : A/D 컨버터 154 : 제1인터페이스부
200 : 거리정보 수신수단 210 : 제2인터페이스부
220 : 디스플레이부 230 : 경고음발생부

Claims (8)

  1. 철도차량용 주행안정성 측정 시스템에 있어서,
    대차의 액슬박스에 연결 설치되어 차축과 레일 사이의 수직거리를 측정하는 거리측정수단을 포함하여 구성되되,
    상기 거리측정수단은, 차축과 레일 사이의 수직거리를 측정하는 거리측정장치와, 상기 거리측정장치와 액슬박스 사이에 연결 설치되는 연결부재를 포함하여 구성되며,
    상기 거리측정장치는 레일의 수평면 양측 단부 상에 각각 위치하는 제1 및 제2거리측정장치로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재는 길이조절이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재에는 거리측정장치를 보호하기 위한 보호프레임이 설치된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 거리측정수단은 측정된 수직거리를 전송하기 위한 거리정보 송신수단을 더 포함하여 구성되고, 철도차량의 운전석에는 상기 거리정보 송신수단으로부터 전송되는 거리정보를 수신하는 거리정보 수신수단이 구비된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 거리정보 송신수단은 거리측정장치로부터 계측되는 거리 정보를 디지털 정보로 변환시키는 A/D컨버터와, 상기 A/D컨버터에서 변환된 거리 정보를 거리정보 송신수단으로 전송하는 제1인터페이스부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 거리정보 수신수단은 거리정보 송신수단으로부터 전송되는 거리정보를 수신하는 제2인터페이스부와, 상기 제2인터페이스부를 통해 수신된 거리정보를 모니터링할 수 있도록 하는 디스플레이부 및 상기 제2인터페이스부를 통해 수신된 거리정보가 기준범위를 벗어난 경우에 경고음을 발생시키는 경고음발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 주행안정성 측정 시스템.
KR1020110012507A 2011-02-11 2011-02-11 철도차량용 주행안정성 측정 시스템 KR101205964B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110012507A KR101205964B1 (ko) 2011-02-11 2011-02-11 철도차량용 주행안정성 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110012507A KR101205964B1 (ko) 2011-02-11 2011-02-11 철도차량용 주행안정성 측정 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120092446A KR20120092446A (ko) 2012-08-21
KR101205964B1 true KR101205964B1 (ko) 2012-11-28

Family

ID=46884474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110012507A KR101205964B1 (ko) 2011-02-11 2011-02-11 철도차량용 주행안정성 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101205964B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102837709B (zh) * 2012-08-30 2015-04-15 北京交通大学 用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置
CN105539487B (zh) * 2015-12-30 2018-03-13 中车长江车辆有限公司 基于侧架定位的脱轨检测装置及其检测方法
CN105480249B (zh) * 2015-12-30 2018-04-03 中车长江车辆有限公司 基于承载鞍定位的脱轨检测装置及其检测方法
CN105480250B (zh) * 2015-12-30 2018-04-03 中车长江车辆有限公司 基于承载鞍定位检测的防脱轨转向架及脱轨检测方法
CN205344914U (zh) * 2015-12-30 2016-06-29 中车长江车辆有限公司 基于侧架定位检测的防脱轨转向架
KR101992275B1 (ko) 2018-02-08 2019-06-24 충남대학교산학협력단 주행 열차의 윤중 분포와 크기를 측정하는 열차 윤중 측정장치
ES2868523A1 (es) * 2020-04-21 2021-10-21 Patentes Talgo S L U Sistema de detección de una condición de descarrilamiento de un vehículo ferroviario

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120092446A (ko) 2012-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101205964B1 (ko) 철도차량용 주행안정성 측정 시스템
US7081824B2 (en) Track monitoring equipment
US8305567B2 (en) Rail sensing apparatus and method
WO2017211068A1 (zh) 一种轨道交通车辆精确测速系统和方法
EP1180175B1 (en) Track monitoring equipment
EP2602168B1 (en) Method and system for detection and analysis of railway bogie operational problems
AU2005265414B2 (en) Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset
CN1724300A (zh) 列车脱轨报警系统
KR101259088B1 (ko) 철도차량의 주행 안정성 분석 시스템
US20210394805A1 (en) Method and Device for Detecting a Derailed State of a Rail Vehicle
CN107655513A (zh) 一种铁路接触网动态监测装置
KR100921547B1 (ko) 철도차량용 대차의 피로도 감시장치 및 이를 이용한철도차량 보호방법
JP4935469B2 (ja) 鉄道車両の走行異常検知方法及び装置
GB2400442A (en) Railway track cant monitoring equipment
KR100948960B1 (ko) 전차선의 접촉력 및 충격가속도 검측 시스템
CN215572684U (zh) 一种用于铁道工程轨枕间距的测量装置
CN209978772U (zh) 一种铁路脱轨器的检测装置
CN102879133A (zh) 非接触测量轮轨横向力式装置及其测量方法
CN213168085U (zh) 一种轨道车辆脱轨检测装置
KR20070008887A (ko) 차량의 윤중 측정장치
WO2007007122A1 (en) Track monitoring equipment
KR101104886B1 (ko) 주행속도 측정 장치
KR20240107385A (ko) 주행열차의 차축에 작용하는 외력을 이용한 탈선 거동예측 검측장치
CN117455229A (zh) 一种高速列车车轮跳轨风险等级评价方法、终端及系统
KR20060077588A (ko) 전기철도차량의 속도와 위치에 따른 변압기 온도측정시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171026

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee