KR101401566B1 - Apparatus for mornitoring wheel abrasion device using three dimension laser with axle counter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차륜찰상 감시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용하여 운행중인 열차의 차륜의 찰상을 감지함으로써 주행 중 발생할 수 있는 탈선을 방지하여 열차운행 안정성을 향상시킬 수 있는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 본 발명 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치는, 열차를 검지하는 복수의 열차검지용 차축 계산기(10); 상기 열차의 차륜을 스캔하는 차륜찰상 측정용 복수의 3차원 레이저(20); 상기 차축 계산기(10)와 상기 3차원 레이저(20)를 제어하여 스캔 데이터를 수집하는 제어함(30); 상기 제어함(30)으로부터 수집된 스캔 데이터에 따라 차륜찰상을 분석하는 차륜측정검지장치(40); 및 상기 분석된 차륜찰상 정보를 수집하는 운전취급실(50);을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.[0001] The present invention relates to a wheel scratch monitor, and more particularly to a wheel scratch monitor using a three-dimensional laser and an axle calculator to detect a scratch on a wheel of a train during operation, The present invention relates to a three-dimensional (3D) laser and an axle monitor using an axle calculator. According to the present invention, there is provided a wheel wrist-gap monitoring apparatus using a three-dimensional laser and an axle calculator, comprising: a plurality of train axle calculators (10) for detecting a train; A plurality of three-dimensional lasers (20) for measuring a wheel scratch that scans the wheels of the train; A control box (30) for controlling the axle calculator (10) and the 3D laser (20) to collect scan data; A wheel measurement sensor 40 for analyzing a wheel wipe according to the scan data collected from the control box 30; And an operation handling room (50) for collecting the analyzed wheel rim information.
Description
본 발명은 차륜찰상 감시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용하여 운행중인 열차의 차륜의 찰상을 감지함으로써 주행 중 발생할 수 있는 탈선을 방지하여 열차운행 안정성을 향상시킬 수 있는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a wheel scratch monitor, and more particularly to a wheel scratch monitor using a three-dimensional laser and an axle calculator to detect a scratch on a wheel of a train during operation, The present invention relates to a three-dimensional (3D) laser and an axle monitor using an axle calculator.
철도의 기술적 발전으로 열차사고의 빈도가 감소하고 있으나, 최근 고속열차의 개통과 기존선의 고속화 및 고밀화로 인하여 철도의 안전성은 더욱 중요시되고 있고 국내에서도 해외제품의 국산화 및 각종 안전설비의 개발이 이루어지고 있다.Although the frequency of train accidents is decreasing due to the technological development of railways, the safety of railway has become more important due to the opening of high-speed trains and the speeding up and densification of existing lines. Localization of overseas products and development of various safety equipments have.
차륜찰상에 대한 연구도 철도의 안전성 향상에 대한 분야로써 차륜과 레일의 마찰력 감소, 차륜과 레일의 재질 분석 등과 연구가 수행되어지고 있으나, 이는 차륜찰상의 빈도를 낮추는 것에 초점을 두고 있다. The study on wheel scratches has been carried out to reduce the frictional force of wheels and rails and to analyze the material of wheels and rails as a field for improving the safety of railway. However, this study focuses on lowering the frequency of wheel scratches.
그러나, 열차의 주행 중 차륜찰상의 발생을 검지할 수 있는 기술은 거의 전무한 상태이며, 이로 인하여 최근에는 탈선사고가 발생하지 않았으나 고속화, 고밀화되어지고 있는 철도에서 차륜찰상으로 인한 탈선사고 발생 시 이는 대형사고로 이어질 수밖에 없다.However, there is almost no technology that can detect the occurrence of wheel scratches during running of a train. Therefore, in case of a derailment due to wheel scratches on a railway which has been accelerated and densified, It is bound to lead to an accident.
현재 차륜검지는 열차의 정지상태에서 육안 또는 모니터링을 통하여 검지하는 수준이다.The current wheel detection is a level of visual detection or monitoring through the stop of the train.
대부분의 철도는 궤도회로도를 사용하여 열차를 검지하고 있다.Most railways use trajectory schemes to detect trains.
철도 안전설비분야의 종래기술로는 9개의 안전설비가 있으며 안전설비의 명칭 및 역할은 아래와 같다.There are 9 safety equipments in the field of railway safety equipments. The names and roles of safety equipments are as follows.
1. 차축온도검지장치1. Axle temperature detector
주행하는 고속열차의 차축(wheelset) 및 차륜(wheel)의 온도가 일정온도 이상으로 과열될 경우 이를 검지하여 CTC사령실로 관련 위험 정보를 전송하여 열차의 운행을 감속 또는 정지시킴으로서 열차 및 승객의 안전을 도모한다.If the temperature of the wheelset and wheels of the traveling high speed train is overheated to a certain temperature or more, it is detected and transmitted to the CTC command room to send the relevant risk information to slow down or stop the operation of the train so that the safety of trains and passengers .
2. 지장물검지장치2. obstacle detection device
낙석 또는 토사붕괴, 고속철도 위를 통과하는 고가차도 등 지장물(자동차 또는 낙석 등)로 인해 열차의 안전운행을 저해하는 사태가 발생했을 때 인접구간을 운행하는 열차에 정지신호를 전송하거나 감속운행을 유도하는 기능으로서 열차 및 승객의 안전을 도모한다.When a situation occurs that interferes with the safe operation of a train due to a collision (such as a car or a rockfall), such as falling rocks or landslides, or high-altitude roads passing over high-speed railway lines, a stop signal is transmitted to a train operating in an adjacent section, The safety of trains and passengers is promoted as a function of induction.
3. 끌림검지장치3. A drag detection device
주행하는 열차 부속품의 파손 또는 이탈로 인하여 차체에 돌출된 부분이 끌림검지장치와 접촉하면 검지장치가 동작하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 기능으로서 궤도 사이에 설비된 각종 시설물에 대한 파손을 예방한다.It is a function that makes it possible for the detection device to act when the protruding part of the train body comes into contact with the dragging detection device due to breakage or deviation of the traveling train parts, so as to prevent damage to various facilities installed between the tracks.
4. 지진감시시스템4. Earthquake Monitoring System
장대교량 및 장대터널 등의 주요 취약개소에 지진계측 설비를 설치하여 노선상의 지진동의 정보를 직접 감시할 수 있는 시스템을 구축하고 실시간으로 지진정보를 수집 및 분석하여 일정 수준 이상 검지 시 신속한 경보발령으로 열차의 안전운행과 승객을 보호한다.Establishment of a system capable of directly monitoring earthquake motion information on the route by installing earthquake measurement facilities at major vulnerable sites such as long bridges and long tunnels, collecting and analyzing earthquake information in real time, and promptly issuing alarms Protect the safe operation of trains and passengers.
5. 기상설비5. Weather equipment
집중호우로 인한 지반침하 및 침수, 태풍 및 폭설 등 선로변의 급격한 기상조건 악화는 열차 안전운행의 저해요인이 되므로 사전에 이를 검지하여 열차를 감속시키거나 정지시켜 사고를 미연에 예방한다.Deterioration of weather conditions such as ground subsidence, flooding, typhoon, and heavy snow due to heavy rainfall is an obstacle to safe operation of trains. Therefore, it is detected beforehand to prevent the accident by slowing or stopping trains.
6. 융설장치6. Snow melting apparatus
동절기에 강설이나 기온저하로 인하여 기본레일과 텅레일 사이에 결빙 또는 레일 표면의 결빙에 의해서 선로전환기의 전환불량 장애를 방지한다.In winter, due to snowfall or lowering of temperature, freezing between the base rail and the tongue rail or freezing of the surface of the rail prevents the failure of switching failure of the line switch.
7. 열차접근확인장치7. Train access confirmation device
보수자가 지정된 개소에서 선로를 횡단할 경우 접근하는 열차 유무를 확인하고, 접근 열차가 없음을 확인하는 신호가 현시되면 안전하게 선로를 횡단한다.If the trainer traverses the track at the designated location, check for the presence of the trains approaching and cross the track safely when a signal confirming the absence of the approach trains appears.
8. 터널경보장치8. Tunnel alarm system
터널 내에서 작업하는 보수자 및 순회자의 안전을 위하여 터널 내에 경보음 및 경보등으로 열차의 접근을 알려주어 보수자를 안전한 곳으로 대피한다.In order to ensure the safety of the maintainers and trainees working in the tunnel, the train is informed of the approach of the train by an alarm sound and an alarm in the tunnel, and the maintenance person is evacuated to a safe place.
9. 레일온도검지장치9. Rail temperature detector
급격한 레일온도 상승으로 인한 레일 장출에 대비하여 위험을 검지한다.
The danger is detected in preparation for raising the rail due to sudden rise in rail temperature.
한편 종래 기술로 대한민국 등록특허 10-1056465호(2011년 8월 12일 공고), '차륜이상검지장치 및 이를 이용한 차륜 검사 시스템'에서는 차량의 답면 전체의 기설정된 면적에 대한 2차원 영상을 획득하고, 획득된 2차원 영상의 영역별 명암 분포 및 찰상 및 박리 중 하나에 의해 발생하는 명암분포를 분석하여 차륜 답면의 찰상 또는 박리 중 하나 이상을 검지하도록 하는 기술이 게시(揭示)되어 있다. On the other hand, in Korean Patent Registration No. 10-1056465 (published on Aug. 12, 2011), a wheel abnormality detection apparatus and a wheel inspection system using the same, a two-dimensional image of a predetermined area of the entire surface of the vehicle is obtained , A technique of detecting at least one of scratching or peeling of the wheeled surface by analyzing the distribution of light and shade of the obtained two-dimensional image and the distribution of light and shade caused by one of the scratching and peeling.
그러나 이러한 종래기술은 2차원 영상에 대한 명암 분포 분석을 적용하여 명암 분포의 일치 정도를 통해서 찰상 또는 박리의 유무, 찰상 또는 박리의 크기, 모양에 대한 정보를 획득할 뿐이어서 차륜의 이상에 대하여 2차원적인 분석을 수행할 수밖에 없는 한계가 있다는 문제점이 있었다.However, according to the conventional technique, the contrast distribution analysis for the two-dimensional image is applied to obtain information on the presence or absence of scratches or peeling, size and shape of the scratches through the degree of correspondence of the light and dark distributions. There is a limitation that it is inevitable to carry out a dimensional analysis.
또한 기존의 공장 내에서 25km/h의 속도로 차륜찰상을 검지하는 차륜자동검사장치(AWMS) 기능이 있지만 이 역시도 현장이 아닌 공장내에서의 차륜찰상 감지이므로 탈선 방지를 위한 시험에 한계가 있었다.
In addition, there is a wheel automatic inspection system (AWMS) function that detects wheel scratches at a speed of 25 km / h in the existing factory. However, this is also a wheel scratch detection in the factory, not in the field.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 3차원 레이저와 차축계산기를 이용하여 운행중인 열차의 차륜의 찰상을 감지함으로써 주행 중 발생할 수 있는 탈선을 방지하여 열차운행 안정성을 향상시킬 수 있는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional laser and an axle calculator for detecting a scratch on a wheel of a train, And to provide a three-dimensional laser and a wheel snare monitor using the axle calculator which can improve the stability of train operation.
또한 본 발명은 차량의 차륜찰상을 사전에 발견하여 조치함으로써 탈선 등에 대한 열차사고를 방지하여 열차운행 안전성을 향상 및 더불어 주행소음 경감 및 승객의 승차감을 향상하여 승객 만족도를 향상시키는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
The present invention also relates to a three-dimensional laser system for improving passenger safety by preventing a train accident due to a derailment or the like by detecting and eliminating a wheel clearance of a vehicle in advance and enhancing passenger satisfaction by reducing driving noise and passenger comfort, Another purpose is to provide a wheel scratch monitor using a calculator.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치는, 열차를 검지하는 복수의 열차검지용 차축 계산기; 열차의 차륜을 스캔하는 차륜찰상 측정용 복수의 3차원 레이저; 차축 계산기와 3차원 레이저를 제어하여 스캔 데이터를 수집하는 제어함; 제어함으로부터 수집된 스캔 데이터에 따라 차륜찰상을 분석하는 차륜측정검지장치; 및 분석된 차륜찰상 정보를 수집하는 운전취급실;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring a wheel scratch using a three-dimensional laser and an axle calculator, comprising: a plurality of train axes for detecting a train; A plurality of three-dimensional lasers for measuring wheel scratches that scan the wheels of a train; A control box for collecting scan data by controlling an axle calculator and a 3D laser; A wheel measurement detecting device for analyzing a wheel scratch according to the scan data collected from the control box; And an operation handling room for collecting analyzed wheel rim information.
여기서, 차축 계산기와 3차원 레이저는 레일의 측면과 선로변에 설치됨이 바람직하다.
Here, it is preferable that the axle calculator and the three-dimensional laser are installed on the sides and line sides of the rail.
그리고, 3차원 레이저는 차륜의 좌우측면과 레일\과 접촉하는 차륜의 전면을 360°감지하도록 구성된 것이 바람직하다.The three-dimensional laser is preferably configured to detect 360 degrees of the front surfaces of the wheels contacting the left and right side surfaces of the wheel and the rail.
또한, 제어함은 차축 계산기에서 레일위의 열차가 검지되면 3차원 레이저를 이용해 스캔동작으로 차륜을 스캔하도록 제어하는 것이 바람직하다.In addition, when the train on the rail is detected in the axle calculator, it is preferable that the control box controls the scanning of the wheel by the scanning operation using the three-dimensional laser.
한편, 차축 계산기는 송신코일과 수신코일로 구성되며, 송신코일은 주파수 발생기, 감쇄기 조절기 및 전류 구동부로 구성되어 주파수 발생기, 감쇄기 조절기 및 전류 구동부의 순서로 작동하여 송신코일에서 자기장을 발생시키고, 수신코일은 송신코일에서 발생되어진 자기장을 수신기, 커브 트레이서 또는 스펙트럼 애널라이저를 통하여 수신받아 송신코일과 수신코일 사이로 열차의 차륜이 통과하면 순간적으로 주파수가 차단되어 열차를 검지하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the axle calculator is composed of a transmitting coil and a receiving coil. The transmitting coil is composed of a frequency generator, an attenuator controller, and a current driver. The frequency generator, the attenuator controller and the current driver operate in this order to generate a magnetic field in the transmission coil. Preferably, the coil receives the magnetic field generated by the transmission coil through the receiver, the curve tracer, or the spectrum analyzer, and instantly cuts off the frequency of the train when the wheel of the train passes between the transmission coil and the reception coil.
여기서, 3차원 레이저는 레이저 펄스가 레이저 소스 송신기에서 발사되어 차량의 차륜에서 반사되고, 반사된 펄스를 레이저 소스 수신기에서 수신하여 물체의 표면까지의 거리를 측정 후 스캔하여 물체의 형상을 획득하는 것이 바람직하다.
Here, the three-dimensional laser beam is emitted from the laser source transmitter, reflected by the vehicle's wheel, received at the laser source receiver, reflected at the laser source receiver, measured after measuring the distance to the surface of the object, desirable.
또한, 3차원 레이저에서 형상화된 데이터를 차륜측정검지장치에서 3차원 방식으로 모델링 및 3차원 방식으로 형상화하고, 이를 차륜측정검지장치에서 기 저장된 정상적인 차륜과의 대조과정을 거쳐 기준값 이상의 차륜찰상이 발생하면 운전취급실에 경보를 발생하는 것이 바람직하다.
In addition, data formed in a three-dimensional laser is modeled by a three-dimensional method and a three-dimensional method in a wheel measurement apparatus, and it is checked by a wheel measurement detection apparatus against a previously stored normal wheel, It is desirable to generate an alarm in the operation handling room.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.
첫째, 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상을 감시함으로써 차륜찰상으로 인한 탈선을 방지하고 신속히 발견 및 조치를 할 수 있으므로 열차운행에 대한 안전성을 향상시킬 수 있다.First, by observing wheel scratches using a three-dimensional laser and an axle calculator, it is possible to prevent derailment due to wheel scratches and to detect and take measures quickly, which can improve the safety of train operation.
둘째, 설비의 자동검지가 가능하고 차륜찰상정보를 기록할 수 있으므로 유지보수인력을 최소화하여 유지보수성 및 경제성을 향상시킬 수 있고 차륜찰상정보의 기록으로 인하여 차륜찰상에 대한 검수관리 시스템의 발전으로 이어질 수 있다.Second, it is possible to automatically detect the equipment and record the wheel scratch information, minimizing the maintenance manpower to improve the maintainability and economy, and lead to the development of the inspection management system for wheel scratches due to the recording of wheel scratch information .
셋째, 차륜찰상으로 인하여 열차주행시 소음이 발생하고 덜커덩거리는 현상이 발생하는 것을 차륜찰상 발생 시 신속히 조치함으로서 차륜찰상으로 인한 소음을 경감시키고 승객의 승차감을 향상시킬 수 있다.
Third, it is possible to reduce the noise caused by the wheel scratches and improve the ride quality of the passenger by quickly taking measures to prevent the occurrence of noise and rattling when the train is running due to wheel scratches.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치의 전체구성도,
도 2는 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치의 동작원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차축 계산기(Axle counter)에 의하여 열차의 차륜을 검지하는 원리를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 3차원 레이저에서 열차의 차륜을 스캔하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치를 이용하여 정상적인 차륜(또는 차륜찰상이 극히 조금한 경우 포함)과 찰상이 발생한 차륜의 판별과정을 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wheel scratch-shield monitoring apparatus using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention;
FIG. 2 is a view for explaining the principle of operation of a wheel scratch-shield monitoring apparatus using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention;
3 is a view for explaining the principle of detecting a wheel of a train by an axle counter according to the present invention,
4 is a view for explaining a method of scanning a wheel of a train in a three-dimensional laser according to the present invention,
5 to 8 are flowcharts showing a process of discriminating a normal wheel (or a wheel with a very small amount of wheel scratches) and a wheel having a scratch by using a wheel scratch monitor using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention Fig.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, It is to be understood that the present invention should be grasped as a meaning of a term that is not a name of the present invention. Further, in describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치의 전체구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an overall block diagram of a wheel scratch monitor using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention; FIG.
본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 열차를 검지하는 복수의 열차검지용 차축 계산기(10)와, 차축계산기(10)에서 열차를 검지하면 차륜을 스캔하는 차륜찰상 측정용 복수의 3차원 레이저(20)와, 차축 계산기(10)와 3차원 레이저(20)를 제어하여 스캔 데이터를 수집하는 제어함(30)과, 제어함(30)으로부터 수집된 스캔 데이터에 따라 차륜찰상을 분석하는 차륜측정검지장치(40) 및 분석된 차륜찰상 정보를 수집하는 운전취급실(50)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a wheel wrist-mount monitoring apparatus using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention includes a plurality of train-detecting
이러한 차축 계산기(10)와 3차원 레이저(20)는 레일(60)의 측면과 선로변의 공간을 활용하여 일반철도시설물과 같이 설치하도록 할 수 있다.The
이와 같이 레일(60) 측면에 열차검지용 차축 계산기(10)와 차륜찰상 측정용 3차원 레이저(20)를 복수개 설치하고, 차축 계산기(10)와 3차원 레이저(20)를 제어할 수 있는 제어함(30) 및 차륜찰상검지장치(40)를 설치하여 운전취급실(또는 기계실)(50)과 정보를 주고받을 수 있도록 구성하였다.
A plurality of
도 2는 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the operation principle of a wheel scratch-shield monitoring apparatus using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention.
본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치의 동작원리는 도 2에 나타낸 바와 같이, 차축 계산기(10)에서 레일(60)위의 열차가 검지되면 제어함(30)에서는 3차원 레이저(20)를 이용해 스캔동작으로 차륜을 검지하도록 한다. The operation principle of the wheel wrist-motion monitoring apparatus using the three-dimensional laser and the axle counter according to the present invention is as follows. As shown in FIG. 2, when the train on the
스캔 검지된 데이터는 제어함(30)을 통해 차륜찰상검지장치(40)에서 차륜찰상여부를 검지하게 되고, 복수개(바람직하게는 4개)의 세트로 3차원 레이저(20)를 구성하여 차륜의 좌우측과 앞뒤의 차륜단면을 감지한다.The scan-detected data is detected by the wheel-
여기서, 차축 계산기(10)와 3차원 레이저(20)는 도 1 및 도 2에서와 같이 레일(60)의 측면과 선로변의 공간을 활용하여 설치하되, 레일(60)에 접촉하는 차륜의 모든면을 360°스캔할 수 있도록 설치한다. 1 and 2, the
우선, 앞뒤의 차륜단면을 스캔할 수 있도록 하나의 레일(60)에 차축 계산기(10) 두 개를 설치하고, 두 개의 차축 계산기(10)의 서로 대응되는 부분 각각에 3차원 레이저(20)를 하나씩 설치한다. 따라서, 레일(60)이 두 개이므로 차축 계산기(10) 4개와 3차원 레이저(20) 4개가 설치되는 것을 나타내고 있다. 물론 이는 하나의 예일 뿐 보다 정밀한 스캔이 필요하다면 차륜의 좌우측만을 스캔하는 3차원 레이저를 더 추가할 수도 있다.First, two
이때, 도 2에서와 같이 차륜의 오른쪽에서 왼쪽으로 진행하는 경우에 대하여 설명하면, 우선 열차가 ①의 차축 계산기(10)를 통과하게 되면 ②의 3차원 레이저(20)가 동작하게 되며, 차륜의 ③면이 스캔되어지고, 스캔되어진 차륜단면은 제어함(30)을 통하여 차륜찰상검지장치(40)에서 차륜찰상을 판별하게 된다. 2, when the train passes through the
열차가 ④의 차축 계산기(10)를 통과하게 되면 ⑤의 3차원 레이저(20)가 동작하게 되며, 차륜의 ⑥면이 스캔되어지고, 스캔되어진 차륜단면은 제어함(30)을 통하여 차륜찰상검지장치(40)에서 차륜찰상을 판별하게 된다. When the train passes through the
③번과 ⑥번의 차륜단면이 차륜찰상으로 판단되어지는 경우 인근의 운전취급실(50)에 후속조치를 취할 수 있도록 차륜찰상 이상정보를 전송한다. 이러한 후속조치로는 차륜의 이상 상태에 따라, 운행 중지, 저속 운전 등이 있을 수 있는데, 이러한 후속조치는 차륜찰상 이상정보를 테이블과 하고 해당 테이블과 데이터를 비교하여 취득할 수 있다.If the wheel cross section of (3) and (6) is judged to be a wheel scratch, wheel runout abnormality information is transmitted so that subsequent actions can be taken in the nearby operation handling room (50). Such a follow-up measure may include suspension of operation, low-speed operation, etc. depending on the abnormal condition of the wheel. Such a follow-up measure can be obtained by comparing the abnormal information of wheel slippage with the table and the corresponding table and data.
이러한 과정은 좌우측 차륜이 동시에 진행이 되어지며, 감시장치 설치 개소를 통과하는 모든 열차의 차륜에 대하여 반복하여 수행한다.
This process is repeatedly performed for the wheels of all the trains passing through the monitoring device installation, where the left and right wheels are running at the same time.
도 3은 본 발명에 따른 차축 계산기(Axle counter)에 의하여 열차의 차륜을 검지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of detecting a wheel of a train by an axle counter according to the present invention.
본 발명에 따른 차축 계산기(Axle counter)에 의하여 열차의 차륜을 검지하는 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이 차축 계산기(10)의 기본원리은 자화(MM)방식의 자기센서의 원리로써 송신코일과 수신코일로 구성한다. 3, the basic principle of the
여기서 송신코일은 주파수 발생기, 감쇄기 조절기 및 전류 구동부로 구성할 수 있으며, 주파수 발생기, 감쇄기 조절기 및 전류 구동부의 순서로 작동하여 코일에서 자기장을 발생시킨다. 그리고, 수신코일은 송신코일에서 발생되어진 자기장을 수신기, 커브 트레이서 또는 스펙트럼 애날라이저를 통하여 수신받는다. Here, the transmission coil may be constituted by a frequency generator, an attenuator controller, and a current driver, and operates in the order of a frequency generator, an attenuator controller, and a current driver to generate a magnetic field in the coil. The receiving coil receives a magnetic field generated in the transmitting coil through a receiver, a curve tracer, or a spectrum analyzer.
이때 두 코일 사이로 자성물질(열차의 차륜)이 통과하면 순간적으로 주파수가 차단되며, 이러한 주파수 차단시 열차가 통과하는 것으로 인식하여 열차를 검지한다.
At this time, when a magnetic material (a wheel of a train) passes between the two coils, the frequency is instantaneously cut off, and the train is detected by recognizing that the train passes through this frequency cutoff.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 레이저에서 열차의 차륜을 스캔하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a method of scanning a wheel of a train in a three-dimensional laser according to the present invention.
본 발명에 따른 3차원 레이저에서 열차의 차륜 스캔 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 차축 계산기(10)에서 열차검지 시 3차원 레이저(20)가 동작한다. As shown in FIG. 4, in the method of scanning a wheel of a train in a three-dimensional laser according to the present invention, a three-
동작이 된 3차원 레이저(20)에서 레이저 펄스가 레이저 소스 송신기에서 발사되어 물체(차량의 차륜)에서 반사되고, 반사된 펄스를 수신기에서 수신하여 물체의 표면까지의 거리를 측정 후 스캔하여 물체의 형상을 획득하게 된다.In the three-
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치를 이용한 정상적인 차륜(또는 차륜찰상이 극히 조금한 경우 포함)과 찰상이 발생한 차륜의 판별과정을 설명하기 위한 도면이다.5 to 8 illustrate a process of discriminating a normal wheel (or a wheel with a very small amount of wheel scratches) using a wheel scratch monitor using a three-dimensional laser and an axle counter according to the present invention, and a wheel having a scratch Fig.
본 발명에 따른 3차원 레이저와 차축 계산기(Axle counter)를 이용한 차륜찰상 감시장치를 이용한 정상적인 차륜(또는 차륜찰상이 극히 조금한 경우 포함)과 찰상이 발생한 차륜의 판별과정은 3차원 레이저(20)에서 형상화된 데이터를 차륜측정검지장치(40)에서 도 5에서와 같이 3차원 방식으로 모델링하고, 도 6에서와 같이 3차원 방식으로 형상화하며, 이를 차륜측정검지장치(40)에서 도 7에서와 같이 정상적인 차륜과의 대조과정을 거쳐 기준값 이상의 차륜찰상이 발생하면 운전취급실(또는 기계실, 사업소 등)(50)에 경보를 발생하며, 이 데이터 값은 차륜측정검지장치(40)에 도 8과 같은 형식으로 저장하는 과정을 통하여 차륜찰상을 검지한다. The discrimination process of the normal wheel (or the case where the wheel scratch is extremely small) and the wheel with the scratch using the wheel scratch monitor using the three-dimensional laser and the axle counter according to the present invention is performed by the three-
이를 위하여 차륜측정검지장치(40)에는 정상적인 차륜의 3차원 형상 데이터가 기 저장되어 있도록 한다.For this purpose, the three-dimensional shape data of the normal wheel is stored in the wheel
이와 같은 본 발명에 따르면 대부분의 철도는 궤도회로도를 사용하여 열차를 검지하고 있으나 열차제어시스템이 철도의 고속화로 인하여 지상신호방식에서 차상신호방식으로 변경되어 가고 있으며, 이에 따라서 앞으로 신설노선에는 열차의 검지는 궤도회로방식보다는 차축 카운터로 적용할 가능성이 높으므로 이 기술의 도입 시 호환성이 높아 매우 유리할 것으로 예상된다. According to the present invention, most of the railroad tracks are detected by using the track circuit, but the railway control system is being changed from the terrestrial signal system to the onboard signal system due to the speeding up of the railway. Detection is more likely to be applied to axle counters than to track circuits, and it is expected to be highly advantageous because of its high compatibility with the introduction of this technology.
또한, 설비는 레일측면 또는 선로변에 설치함으로써 기존 철도노선에 추가의 공간이 필요하지 않고 데이터 기록 및 경보를 기존의 시스템(연동장치, 전기설비기술지원시스템 등)에 추가로 구축할 수 있으므로 확장성이 매우 우수할 것으로 판단된다.
In addition, since the facility is installed on the side of the rail or on the side of the rail, it does not require additional space on the existing railway line, and data recording and alarm can be additionally built in the existing system (interlocking device, We think it is very good.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 차축 계산기 20 : 3차원 레이저
30 : 제어함 40 : 차륜측정검지장치
50 : 운전취급실 60 : 레일10: axle calculator 20: three-dimensional laser
30: Control box 40: Wheel measurement detecting device
50: Operation handling chamber 60: Rail
Claims (7)
상기 열차의 차륜을 스캔하는 차륜찰상 측정용 복수의 3차원 레이저(20);
상기 차축 계산기(10)와 상기 3차원 레이저(20)를 제어하여 스캔 데이터를 수집하는 제어함(30);
상기 제어함(30)으로부터 수집된 스캔 데이터에 따라 차륜찰상을 분석하는 차륜측정검지장치(40); 및
상기 분석된 차륜찰상 정보를 수집하는 운전취급실(50);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치.
A plurality of train-sensing axle calculators (10) comprising a transmission coil for generating a magnetic field, and a reception coil for receiving a magnetic field generated in the transmission coil;
A plurality of three-dimensional lasers (20) for measuring a wheel scratch that scans the wheels of the train;
A control box (30) for controlling the axle calculator (10) and the 3D laser (20) to collect scan data;
A wheel measurement sensor 40 for analyzing a wheel wipe according to the scan data collected from the control box 30; And
And an operation handling room (50) for collecting the analyzed wheel wipe information.
상기 차축 계산기(10)와 상기 3차원 레이저(20)는 레일(60)의 측면과 선로변에 설치됨을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the axle calculator (10) and the three-dimensional laser (20) are installed on a side and a line side of a rail (60).
상기 3차원 레이저(20)는 차륜의 좌우측면과 레일(60)과 접촉하는 차륜의 전면을 360°감지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the three-dimensional laser (20) is configured to detect 360 degrees on the left and right sides of the wheel and the front face of the wheel contacting the rail (60).
상기 제어함(30)은 상기 차축 계산기(10)에서 레일(60)위의 열차가 검지되면 상기 3차원 레이저(20)를 이용해 스캔동작으로 차륜을 스캔하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치.
The method according to claim 1,
The control box 30 controls the three-dimensional laser 20 to scan the wheels in a scanning operation when a train on the rail 60 is detected by the axle calculator 10. Wheel scratch monitor using axle calculator.
상기 3차원 레이저(20)는 레이저 펄스가 레이저 소스 송신기에서 발사되어 상기 차량의 차륜에서 반사되고, 상기 반사된 펄스를 레이저 소스 수신기에서 수신하여 물체의 표면까지의 거리를 측정 후 스캔하여 물체의 형상을 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치.
The method according to claim 1,
The laser beam is emitted from a laser source transmitter and reflected by a wheel of the vehicle, receives the reflected pulse at a laser source receiver, measures the distance to the surface of the object, Of the vehicle is obtained by using the three-dimensional laser and the axle calculator.
상기 3차원 레이저(20)에서 형상화된 데이터를 상기 차륜측정검지장치(40)에서 3차원 방식으로 모델링 및 3차원 방식으로 형상화하고, 이를 상기 차륜측정검지장치(40)에서 기 저장된 정상적인 차륜과의 대조과정을 거쳐 기준값 이상의 차륜찰상이 발생하면 상기 운전취급실(50)에 경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 3차원 레이저와 차축계산기를 이용한 차륜찰상 감시 장치. The method according to claim 1,
Dimensional data of the three-dimensional laser 20 is modeled in a three-dimensional manner in the wheel measurement and detection apparatus 40 and is shaped in a three-dimensional manner. The data is stored in the wheel measurement and detection apparatus 40, And generates an alarm in the operation handling room (50) when a wheel wiping image larger than a reference value is generated through a verification process.
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