KR101528780B1 - 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 내를 주행하는 차량의 주행풍을 이용하여 에너지를 생산하여 동작 전원으로 사용하고 주행 속도를 검출하여 허용된 주행속도를 초과하는 경우 조명등의 색상을 이용하여 운전자에게 주행속도를 표시하여 안전운전하도록 유도하는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템에 관한 것으로 차량이 운행하는 터널 내의 좌측 벽면 일부와 우측 벽면 일부에 각각 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 설치되고 차량 주행으로 발생하는 주행풍 에너지에 의하여 회전에너지를 발생하며 회전에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 풍력발전부; 상기 풍력발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 1 직류전압변환부; 상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제 1 직류정전압부; 상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 1 전압레벨 검출부; 상기 터널 내의 바닥면에 설치되고 상기 차량이 운행하는 선로와 선로를 구분하는 차선을 따라 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 구비되는 차선안내부에 설치되며 차량의 바퀴와 접촉에 의한 충격에너지를 전기에너지로 변환 출력하는 압전발전부; 상기 압전발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 2 직류전압변환부; 상기 제 2 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제 2 직류정전압부; 상기 제 2 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 2 전압레벨 검출부; 상기 제 1 전압레벨 검출부와 상기 제 2 전압레벨 검출부에 각각 접속하고 각각 입력되는 직류전압의 레벨변화를 분석하여 차량의 운행속도와 차선변경상태를 각각 검출하고 상기 각 기능부의 운용상태를 감시하며 제어하는 속도표시제어부; 및 상기 속도표시제어부에 접속하고 해당 제어신호에 의하여 적색, 녹색, 황색의 엘이디 중에서 선택된 어느 하나의 색 또는 어느 하나 이상의 색이 발광하는 발광모듈부; 를 포함하되, 상기 차선안내부는 길이방향의 양쪽 측면이 각각 대응되게 경사진 사다리꼴 상자 형상을 하고, 상부면에 상기 발광모듈부의 적색, 녹색, 황색 엘이디가 순차 설치되며, 상기 양쪽 측면과 내부면에 상기 압전발전부가 설치되고, 상기 압전발전부는 상기 차선안내부의 일측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 1 충격판; 상기 차선안내부의 타측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 2 충격판; 상기 제 1 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 1 압전모듈어세이; 및 상기 제 2 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 2 압전모듈어세이; 를 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 압전모듈어세이 또는 제 2 압전모듈어세이는 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 일부에 일측 끝단이 고정되고 상기 차선안내부의 내부에 타측 끝단이 고정 지지되며 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 부분을 탄지하여 차선안내부를 구성하는 몸체부의 경사면 외측으로부터 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판이 균일한 간격으로 이격 설치된 상태를 유지시키는 제 1 완충스프링; 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 가운데 부분에 설치되고 상기 차량의 바퀴가 상기 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 충격입력판; 상기 충격입력판의 하단면 중앙 위치에 상기 충격입력판의 하단면과 직각 방향으로 돌출 설치되는 원형막대 형상의 충격전달봉; 상기 충격전달봉의 길이 방향 외주면에 균일한 간격으로 설치되고 직각 삼각체 형상을 하는 하나 이상 다수의 걸쇠; 상기 걸쇠의 삼각체 모서리 끝 부분에 일측단이 위치하고 타측단은 고정설치되는 하나 이상 다수의 압전소자; 상기 압전소자의 타측단을 상기 차선안내부의 내부 일측에 고정시키는 하나 이상 다수의 고정브라켓; 및 상기 충격전달봉의 하단에 일측 끝단이 고정 설치되고 타측 끝단은 상기 차선안내부의 내부에 고정 지지되어 상기 충격전달봉을 탄지하는 제 2 완충스프링; 을 포함하는 특징이 있다.
Description
본 발명은 도로 터널 내 안전관리와 유지비용 절감 기술 분야 중에서 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 터널을 주행하는 차량에서 생성되는 주행풍은 터널의 구조로 인하여 차량 진행 방향과 반대 방향으로 긴 터널 내부를 이동하므로 이러한 에너지를 이용하는 것이 일반 도로보다는 유리한 측면이 있는 것이다. 따라서 이러한 터널 내의 차량 주행 풍을 이용하여 유지 관리 비용을 절감하기 위한 본 발명은 더욱 상세하게는 도로 터널 내를 주행하는 차량의 주행속도를 검출하고 허용된 주행속도, 주행영역 범위를 벗어나는 경우 조명등의 색상을 이용하여 운전자가 현재 운행중인 상태에서 주행속도, 주행영역 범위를 쉽게 알 수 있도록 시각적으로 표시하므로 교통사고 발생을 방지하고 도로 터널의 안전 유지관리 효율을 높이는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템에 관한 것이다.
도로는 사람, 우마차, 자전거, 차량 등이 안전하게 이동, 이송, 운행하도록 하는 길이며, 터널은 도로의 연장이면서 땅속, 산, 바다, 강 등을 뚫어서 만든 통로이며 도로, 철로, 수로 등으로 사용되는 것이 일반적이다.
즉, 터널은 도로의 연장이면서 산, 언덕 등이 많은 지역에서 도로와 도로를 연결하는데 많이 사용되고 길이가 길며 입구과 출구를 제외하고 출입을 위한 통로가 없으므로 구조적으로 사고 발생에 매우 취약하다. 그러므로 도로와 터널의 유지관리에 절감된 비용에 의한 안전관리가 가장 중요하다.
도로를 주행하는 차량은 사람, 화물 등을 지정 위치로부터 목적 위치까지 비교적 빠른 속도로 지상을 통하여 안전하게 이동시키는 수단이고, 출발지로부터 목적지까지의 이동구간 중에는 평야, 들이 포함되는 개활지, 산, 강, 언덕, 계곡 등이 다수 위치할 수 있으며, 이동구간 중에는 필요에 의하여 다리와 터널 등이 있을 수 있다.
터널은 입구와 출구를 제외하고 전체가 밀폐된 공간으로 이루어지며, 이러한 터널 내에서 사고 발생시 대피 경로가 매우 제한되어 피해발생을 크게 하는 문제가 있으므로 교통사고 발생 방지를 위하여 주행속도를 비교적 엄격하게 제한하고 교량 등과 같은 특정지역의 도로 등에서도 차선변경과 주행영역 등을 제한할 수 있다.
한편, 터널 내부는 사람이 심리적으로 비교적 안정되도록 하고 들뜨는 분위기가 형성되도록 하며, 비교대상 물체가 부족하여 지상 도로와 비교할 때 주행속도의 감각이 저하되므로 과속 운전하기 쉽고, 외부로부터 자연광의 유입이 제한되므로 조명을 이용하여 교통신호, 교통안내문 등을 표시하는 것이 운전자의 눈에 잘 보이게 된다. 또한, 지상의 개활지, 교량 등의 위, 안개 또는 비가 많이 오는 도로 등에서도 여러가지 이유에 의하여 과속 운전 및 부당한 차선변경이 자주 발생할 수 있다.
그러므로 터널 내에서 안전운행을 위한 주행속도를 시각적으로 표시하여 운전자가 쉽게 알아보도록 하는 기술을 개발할 필요성이 있다.
이러한 필요에 의한 종래기술의 일 실시 예로 대한민국 특허 등록번호 제10-0763512호(2007.09.27.)에 의한 것으로 “주행안전을 위한 패턴이 형성된 내벽면을 가지는 터널”이 있다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 기능 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술을 상세히 설명하면 터널(1)의 내부 좌우측 벽면에 각각 제1패턴층(10), 제2패턴층(20), 제3패턴층(30)과 각 패턴층(10,20,30)사이에 마하밴드(40)를 형성하는 구성이고 제1패턴층(10), 제2패턴층(20), 제3패턴층(30)은 순차적으로 명도가 높아지거나 낮아지도록 도료로 칠하거나 색상 타일 등을 부착할 수 있다.
종래기술은 패턴과 패턴 사이의 마하밴드(40)를 운전자가 뚜렷하고 선명하게 인지하며 마하밴드의 역동적 변화와 호기심 유발에 의하여 운전자에게 적당한 긴장감과 안정된 주행을 가능하게 하는 장점이 있는 것이다.
그러나 종래기술은 운전자의 운전에 의한 주행속도가 정해진 속도의 범위를 지키고 있는지 또는 허용된 속도보다 빠르게 주행하고 있는지 등을 표시하지 못하는 문제가 있으며, 한편, 터널과 같은 제한된 도로에서만 사용할 수 있는 기술이므로 지상의 도로, 교량 등과 같은 다양한 도로 환경에서 저렴한 비용으로 안전운전을 유도하지 못하는 문제가 있는 것이다.
또한, 종래기술은 운전자가 각 패턴을 쉽게 인식하도록 하기 위하여 별도의 조명장치를 설치 운용하여야 하므로 유지관리의 비용이 많이 소요되는 등의 문제가 있다.
따라서 터널 유지관리 측면에서 터널 내를 운행하는 차랑의 주행속도를 체크하고 허용된 주행속도 범위 안에서 운행(주행)하고 있는지의 여부를 체크하여 운전자가 쉽게 확인할 수 있도록 빛 신호로 시각적 표시를 하므로 운전자가 쉽게 확인하여 터널 내부에서의 교통사고를 줄이므로 터널 유지관리 비용이 비교적 적게 소요되는 기술을 개발할 필요가 있는 것이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 도로 또는 터널 내를 주행하는 차량과 같은 운송수단의 주행으로 발생하는 주행풍을 이용하여 발전하고 이와 같이 발전된 동력(에너지)을 동작 전원으로 변환 사용하므로 도로 터널의 유지관리비용을 줄일 수 있는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 도로 또는 터널 내를 주행하는 차량의 주행풍으로 발전된 전력의 레벨 변화를 분석하므로 차량의 주행(운행)속도를 검출하고 검출된 운행속도를 허용속도의 범위, 과속, 저속으로 구분하여 안전운행을 위한 색상의 빛 메시지로 주행방향의 전방에 출력 표시하는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 도로 또는 터널 내를 주행하는 차량이 차선을 변경하거나 차선을 밟고 운행하는 차선변경 상태를 검출 및 발전하고 차선변경 상태를 주행방향의 전방에 색상 빛 신호에 의한 경고메시지로 표시하는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템은 차량이 운행하는 터널 내의 좌측 벽면 일부와 우측 벽면 일부에 각각 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 설치되고 차량 주행으로 발생하는 주행풍 에너지에 의하여 회전에너지를 발생하며 회전에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 풍력발전부; 상기 풍력발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 1 직류전압변환부; 상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제 1 직류정전압부; 상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 1 전압레벨 검출부; 상기 터널 내의 바닥면에 설치되고 상기 차량이 운행하는 선로와 선로를 구분하는 차선을 따라 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 구비되는 차선안내부에 설치되며 차량의 바퀴와 접촉에 의한 충격에너지를 전기에너지로 변환 출력하는 압전발전부; 상기 압전발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 2 직류전압변환부; 상기 제 2 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제2직류정전압부; 상기 제 2 직류전압 변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 2 전압레벨 검출부; 상기 제 1 전압레벨 검출부와 상기 제 2 전압레벨 검출부에 각각 접속하고 각각 입력되는 직류전압의 레벨변화를 분석하여 차량의 운행속도와 차선변경상태를 각각 검출하고 상기 각 기능부의 운용상태를 감시하며 제어하는 속도표시제어부; 및 상기 속도표시제어부에 접속하고 해당 제어신호에 의하여 적색, 녹색, 황색의 엘이디 중에서 선택된 어느 하나의 색 또는 어느 하나 이상의 색이 발광하는 발광모듈부; 를 포함하되, 상기 차선 안내부는 길이방향의 양쪽 측면이 각각 대응되게 경사진 사다리꼴 상자 형상을 하고, 상부면에 상기 발광모듈부의 적색, 녹색, 황색 엘이디가 순차 설치되며, 상기 양쪽 측면과 내부면에 상기 압전발전부가 설치되고, 상기 압전발전부는 상기 차선 안내부의 일측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 1 충격판; 상기 차선안내부의 타측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 2 충격판; 상기 제 1 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 1 압전모듈어세이; 및 상기 제 2 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 2 압전모듈어세이; 를 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 압전모듈어세이 또는 제 2 압전모듈어세이는 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 일부에 일측 끝단이 고정되고 상기 차선 안내부의 내부에 타측 끝단이 고정 지지되며 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 부분을 탄지하여 차선 안내부를 구성하는 몸체부의 경사면 외측으로부터 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판이 균일한 간격으로 이격 설치된 상태를 유지시키는 제 1 완충스프링; 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 가운데 부분에 설치되고 상기 차량의 바퀴가 상기 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 충격입력판; 상기 충격입력판의 하단면 중앙 위치에 상기 충격입력판의 하단면과 직각 방향으로 돌출 설치되는 원형막대 형상의 충격전달봉; 상기 충격전달봉의 길이 방향 외주면에 균일한 간격으로 설치되고 직각 삼각체 형상을 하는 하나 이상 다수의 걸쇠; 상기 걸쇠의 삼각체 모서리 끝 부분에 일측단이 위치하고 타측단은 고정설치되는 하나 이상 다수의 압전소자; 상기 압전소자의 타측단을 상기 차선 안내부의 내부 일측에 고정시키는 하나 이상 다수의 고정브라켓; 및 상기 충격전달봉의 하단에 일측 끝단이 고정 설치되고 타측 끝단은 상기 차선 안내부의 내부에 고정 지지되어 상기 충격전달봉을 탄지하는 제 2 완충스프링; 을 포함할 수 있는 구성이다.
상기 풍력발전부는 사보니우스 날개가 하나 이상 다수 포함되어 이루어지는 수직축형 사보니우스날개; 상기 수직축형 사보니우스날개가 다수 결합하여 무게중심을 이루면서 상기 수직축형 사보니우스 날개가 바람의 힘에 의하여 발생한 운동에너지를 회전운동에너지로 변환하는 수직회전축부; 상기 수직회전축부에 접속하고 상기 수직회전축부로부터 입력된 회전속도를 2 내지 10 배수의 범위에서 선택적으로 배속시키는 회전속도배속부; 상기 회전속도배속부에 접속하여 배속된 회전속도에 의한 회전운동에너지를 외부로 출력하는 배속회전축부; 상기 배속회전축부에 접속하고 출력된 상기 회전운동에너지를 입력하여 전기에너지에 의한 전력을 발전하여 출력하는 발전부; 가 포함되어 이루어질 수 있는 것이다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 터널 내를 주행하는 차량의 주행으로 발생하는 주행풍으로 회전하는 풍차의 회전속도를 기어비율에 의하여 증폭하고, 풍차의 증폭된 회전속도로 발전기를 구동하여 발전하며, 발전된 동력(에너지)을 동작 전원으로 변환 사용하므로 터널 내부에서의 안전을 위한 유지관리 비용을 줄이는 효과가 있는 것이다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 터널 내를 주행하는 차량의 주행풍으로 발전된 전력의 레벨 변화를 분석하여 차량의 운행속도를 검출하고 안전운행을 위하여 운행속도에 대응되는 메시지를 색상의 빛 메시지로 출력하므로 운전자가 쉽게 확인하고 터널 내에서 안전운전을 유도하여 교통사고 발생을 줄이므로 터널 내부에서 안전 유지관리의 효율을 높이는 효과가 있는 것이다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 터널 내를 주행하는 차량이 차선을 변경하거나 차선을 밟고 운행하는 차선변경 상태, 위치, 시간을 검출 저장하고 주행방향의 전방에 경고메시지로 표시하므로 차선변경 상태를 운전자가 쉽게 확인하도록 하여 터널 내에서 교통사고 발생을 줄여 유지관리 효율을 높이는 효과가 있는 것이다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 안전모듈 어세이의 상세 기능 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 차선안내부와 풍력발전부의 상세 기능 구성도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 안전모듈 어세이의 상세 기능 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 차선안내부와 풍력발전부의 상세 기능 구성도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 설명에서 운행속도, 주행속도, 이송속도, 이동속도는 같은 의미로 해석하기로 하고 문맥의 매끄러움을 위하여 선택적으로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 터널에 제한되지 아니하고 개활지, 도심지, 교량이 포함되는 모든 종류의 도로에 적용되지만 설명의 간단함과 쉽게 이해하도록 하기 위하여 터널을 위주로 설명하기로 한다.
그리고 이하에서 상세히 설명하지 아니하는 구성과 작용 및 기술은 일반적으로 알 수 있는 기술이므로 설명과 이해를 쉽게하기 위하여 생략할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 안전모듈 어세이의 상세 기능 구성도 이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템을 구성하는 차선안내부와 풍력발전부의 상세 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템(100)은 풍력발전부(1000), 제 1 직류전압변환부(1100), 제 1 직류정전압부(1200), 제 1 전압레벨검출부(1300), 압전발전부(1400), 제 2 직류전압변환부(1500), 제 2 직류정전압부(1600), 제 2 전압레벨 검출부(1700), 속도표시제어부(1800), 발광모듈부(1900), 차선안내부(2000), 압전모듈어세이(3000)를 포함하는 구성이다.
풍력발전부(1000)는 차량이 운행하는 터널 내의 좌측 벽면 일부와 우측 벽면 일부에 각각 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 설치되고 차량 주행으로 발생하는 주행풍 에너지에 의하여 회전에너지를 발생하며 회전에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 것이다.
풍력발전부(1000)는 수직축형 사보니우스날개(1100), 수직회전축부(1120), 회전속도배속부(1130), 배속회전축부(1140), 발전부(1150)를 포함하는 구성이다.
풍력발전 장치에는 수직축형 날개를 사용하는 기술과 수평축형 날개를 사용하는 기술이 있고 이하에서는 설명의 간단함과 쉽게 이해하도록 하기 위하여 수직축형의 사보니우스 날개를 위주로 설명하기로 하지만, 풍력을 이용하여 발전하는 기술적 사상에 의하여 다른 방식을 모두 사용, 적용할 수 있음은 매우 당연하다.
수직축형 사보니우스날개(1100) 또는 사보니우스 풍력 터빈은 S 자 형상으로 생긴 두개의 날개를 수직회전축부(1120)의 양측에 각각 설치하고 바람의 힘에 의하여 발생된 운동 에너지를 회전운동에너지로 변환하여 수직회전축부(1120)로 출력하는 구성이다. 풍차를 이용한 바람의 운동 에너지를 회전운동에너지로 변환하는 구성으로 비교적 널리 알려져 있고, 구성이 간단하며 가격이 저렴한 장점이 있다.
수직축형 사보니우스날개(1100)는 수직회전축부(1120)에 2 개 이상 5 개 이하의 범위에서 구비할 수 있고, 3 개로 구성하는 것이 비교적 바람직하다.
수직회전축부(1120)는 원형 막대형상을 하고 하나 이상 다수의 수직축형 사보니우스날개(1100)를 외주면에 고정설치하며, 수직축형 사보니우수날개(1100)의 회전에 의하여 발생된 에너지를 회전운동 에너지로 변환하고, 변환된 회전운동 에너지를 축방향으로 전달한다.
회전속도배속부(1130)는 다수의 톱니기어가 상호 대응되는 구성으로 이루어지며, 수직회전축부(1120)로부터 전달된 회전운동 에너지의 회전속도를 선택적으로 배속시키는 구성이고, 일반적으로 잘 알려진 구성을 사용할 수 있다. 즉, 다단 기어의 결합 및 기어 비율을 이용하여 회전속도를 선택적으로 배속시킬 수 있다.
한편, 기어를 사용하지 아니하고 마찰력을 사용하며 다단 구성의 결합에 의하여 회전속도를 선택적으로 배속시킬 수 있는 기술적 구성이면 모두 사용할 수 있다.
회전속도배속부(1130)는 수직회전축부(1120)로부터 입력된 회전속도를 선택에 의하여 2 내지 10 배수의 범위로 배속시키며, 3 내지 5 배속의 범위에서 선택적으로 회전속도를 배속하는 것이 비교적 바람직하다. 3 배속 미만으로 배속하는 경우 회전속도 배속의 이득이 없어 시설비만 소요되는 문제가 있고, 6 배속 이상으로 회전속도를 배속하는 경우는 회전에 의한 토르크가 부족하여 바람이 약한 경우 활용하지 못하는 문제가 있다. 따라서 3 내지 5 배속의 범위에서 회전속도를 선택적으로 배속한다.
다른 일 실시 예로, 회전속도배속부(1130)의 전자제어에 의하여 동작하는 변속부를 구비하여 비교적 바람의 속도(풍속)가 약한 경우 3 배속으로 선택되고 변속되어 배속되도록 제어하며, 어느 정도의 토르크를 확보한 경우 6 내지 8 배속 범위로 선택되어 변속되도록 배속하는 구성을 구비할 수도 있다. 이러한 경우 전자제어는 속도표시제어부(1800)에서 처리할 수 있음은 매우 당연하다.
배속회전축부(1140)는 원형 막대형상을 하고 회전속도배속부(1130)로부터 배속되어 출력된 회전속도 또는 회전수에 의한 회전운동 에너지를 발전부(1150)에 전달한다.
배속회전축부(1140)는 동력 에너지의 전달을 분리되어 차단하거나 연결되어 전달하는 클러치 구성을 포함할 수 있으며 이러한 클러치는 속도표시 제어부(1800)로부터 인가되는 해당 제어신호에 의하여 제어되고 감시될 수 있다. 이러한 클러치 구성은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 하지 아니하기로 한다.
발전부(1150)는 배속회전축부(1140)로부터 전달된 회전운동 에너지에 의하여 발전하고 발전된 전기에너지에 의한 전력을 출력한다. 발전부(1150)는 직류 또는 교류의 전력을 발전하는 구성 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 이하의 설명에서는 간단하게 설명하기 위하여 발전부(1150)가 50 또는 60 헤르츠(Hz)의 교류 전력을 발전하여 출력하는 구성으로 설명한다.
제 1 직류전압변환부(1100)는 풍력발전부(1000)로부터 발전된 교류전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환 출력한다.
제 1 직류정전압부(1200)는 제 1 직류전압변환부(1100)에 접속하여 직류전압을 입력하고 일정한 레벨의 직류전압 또는 직류정전압으로 변환하여 출력한다.
일반적으로 제 1 직류전압변환부(1100)에서 출력되는 직류전압에는 맥류전압이 포함되므로 평활시키고 전압변동이 없는 고정된 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력할 필요가 있으며, 제 1 직류정전압부(1200)에서 이러한 기능을 포함 수행할 수 있다.
제 1 전압레벨검출부(1300)는 제 1 직류전압변환부(1100)에 접속하여 직류전압을 입력하고, 입력되는 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력한다. 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 구성은 일반적으로 잘 알려져 있으므로 상세히 설명하지 아니하기로 한다.
풍력발전부(1000)는 바람에 의하여 전력을 생산하는 발전장치 구성이고, 바람은 터널 내부를 주행하는 차량에 의하여 발생되며, 차량의 주행속도 차이에 의하여 주행풍의 풍속이 달라지므로 풍력발전부(1000)가 발전하는 전압의 레벨이 순간순간 차이가 있다.
즉, 제 1 전압레벨검출부(1300)는 풍력발전부(1000)가 발전하는 전압의 레벨 변화를 검출하고, 이러한 레벨의 변화는 속도표시제어부(1800)에 인가되고 분석되어 주행하는 차량의 이동속도를 검출할 수 있게 되며 이하에서 상세히 다시 설명하기로 한다.
속도표시제어부(1800)는 일반적으로 알 수 있는 다양한 해당 프로그램에 의하여 각 기능부를 제어하고 감시하며 해당 제어신호를 출력하고 또한, 도면에서는 설명을 간단하게 하기 위하여 도시하지 아니하였으나 무선부를 통하여 다양한 종류의 앱, 데이터 등을 다운로드 받고 갱신받으며 원격제어 될 수 있고 필요에 의하여 검출되거나 운용되는 모든 정보를 제공할 수 있다.
압전발전부(1400)는 터널 내의 바닥면에 설치되고 차량이 운행하는 각각의 선로와 선로를 구분하는 차선을 따라 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 구비되는 차선 안내부에 설치되며, 차량의 바퀴와 접촉에 의한 충격에너지를 전기에너지로 변환하여 출력한다.
압전발전부(1400)는 제 1 충격판(1410), 제 2 충격판(1420), 제 1 압전모듈어세이(1430), 제 2 압전모듈어세이(1440)를 포함하는 구성이다.
제 1 압전모듈어세이(1430)와 제 2 압전모듈어세이(1440)는 동일한 구성 및 작용을 하며, 구성 설명의 간편화를 위하여 압전모듈어세이(3000)로 함께 설명하기로 한다.
제 1 충격판(1410)은 전체적으로 마름모꼴 상자 형상을 하는 차선 안내부(2000)의 일측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력한다.
제 2 충격판(1420)은 차선안내부(2000)의 타측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력한다.
즉, 마름모꼴 상자 형상을 하는 차선안내부(2000)의 경사진면 양쪽에 각각 제 1 충격판(1410)과 제 2 충격판(1420)이 설치된다.
여기서 제 1 충격판(1410)과 제 2 충격판(1420)은 충격입력판(3200)과 접촉하는 각각의 하측면 일부에 하나 이상 다수의 삼각뿔 형상 또는 사각뿔 형상으로 돌출된 돌기(3110)를 형성한다. 이러한 돌기(3110)은 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 인가된 외부의 충격 에너지를 충격입력판(3200)에 잘 전달시키는 작용을 하며, 필요에 의하여 반구형상, 원통 형상, 다각 뿔 또는 다각 봉 형상을 할 수 있음은 매우 당연하다. 또한, 제 1 충격판(1410)과 제 2 충격판(1420)의 표면(상측면) 일부에는 빛을 비교적 많이 반사하는 반사판(1450)이 설치되어 외부로부터 인가되는 빛을 반사한다.
제 1 압전모듈어세이(1430)는 제 1 충격판(1410)의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 직류의 전원 에너지로 변환한다.
제 2 압전모듈어세이(1440)는 제 2 충격판(1420)에 인가되는 외부의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 직류의 전원 에너지로 변환한다.
여기서 외부의 충격에너지는 차량의 바퀴와 접촉하여 발생되는 진동, 충격으로 설명하기로 한다.
제 1 압전모듈어세이(1430)와 제 2 압전모듈어세이(1440)는 동일한 구성, 작용을 하므로 이하에서 압전모듈어세이(3000)로 설명하기로 한다.
압전모듈어세이(3000)는 제 1 완충스프링(3100), 충격입력판(3200), 충격전달봉(3300), 걸쇠(3400), 압전소자(3500), 고정브라켓(3600), 보호캡(3700), 제 2 완충스프링(3800)을 포함하는 구성이다.
제 1 완충스프링(3100)은 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)의 하단 일부에 일측 끝단이 고정되고 사다리꼴 상자 형상을 하는 차선안내부(2000)의 내부에 타측 끝단이 고정 지지된다.
제 1 완충스프링(3100)은 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)의 하단 부분을 탄지하여 차선안내부(2000)를 구성하는 몸체부(2100)의 경사면 외측으로부터 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)이 균일한 간격으로 이격 설치된 상태를 유지시킨다.
충격입력판(3200)은 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)의 하단 가운데 부분에 설치되고 차량의 바퀴가 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력한다.
충격전달봉(3300)은 충격입력판(3200)의 하단면 중앙 위치에 충격입력판(3200)의 하단면과 직각 방향으로 돌출 설치되고 원형막대 형상을 한다. 한편, 필요에 의하여 다각 막대형상 중 어느 하나의 형상을 하여 휨강도를 높일 수도 있다.
충격전달봉(3300)은 충격입력판(3200)으로 인가되는 진동 또는 충격을 길이방향으로 전달한다.
걸쇠(3400)는 충격전달봉(3300)의 길이 방향 외주면에 균일한 간격으로 이격 설치되고 직각 삼각체 형상을 하며 하나 이상 다수로 이루어지고, 이하의 설명에서는 제 1 내지 제 6 걸쇠(3410, 3420, 3430, 3440, 3450, 3460)로 이루어지는 것으로 설명한다. 한편, 걸쇠(3400)는 사각 상자체 형상 또는 다각 상자체 형상을 할 수 있으나 삼각 상자체 형상을 하는 것이 무게를 가볍게 하는 장점이 있다.
제 1 내지 제 6 걸쇠(3410, 3420, 3430, 3440, 3450, 3460)로 이루어지는 걸쇠(3400)는 충격전달봉(3300)으로 인가되는 외부의 진동 또는 충격 에너지를 압전소자(3500)에 전달하는 구성이다.
압전소자(3500)는 걸쇠의 삼각체 형상 모서리 끝 부분에 일측단이 위치하고 타측단은 고정설치되며 하나 이상 다수로 이루어지고, 이하의 설명에서는 제 1 내지 제 6 압전소자(3510, 3520, 3530, 3550, 3560)로 이루어지는 것으로 설명한다.
압전소자(3500)는 소정 길이가 있는 막대 형상을 하는 것으로 설명하고, 압전효율 향상을 위하여 소정 길이의 판 평상, 원형 막대 형상, 다각 막대 형상 중에서 선택된 어느 하나의 형상을 할 수 있다.
고정브라켓(3600)은 제 1 내지 제 6 압전소자(3510, 3520, 3530, 3540, 3550, 3560)로 이루어지는 압전소자(3500)의 타측단을 차선 안내부(2000)의 내부 일측에 고정시키며, 하나 이상 다수로 이루어지고, 이하의 설명에서는 제 1 내지 제 6 고정브라켓(3610, 3620, 3630, 3650, 3660)으로 이루어지는 것으로 설명한다.
제 1 내지 제 6 고정브라켓(3610, 3620, 3630, 3650, 3660)으로 이루어지는 고정브라켓(3600)은 일반적으로 알 수 있는 구성, 형상이 포함된다.
보호캡(3700)은 제 1 내지 제 6 보호캡(3710, 3720, 3730, 3740, 3750, 3760)로 이루어지고, 압전소자(3500)의 일측단을 상하좌우로 빈틈없이 둘러싸 외부의 물리적 충격으로부퍼 압전소자(3500)의 일측단이 파손되지 않도록 보호하는 구성이고, 금속재료 또는 강화 플라스틱 등로 이루어지는 것이 바람직하다.
제 2 완충스프링(3800)은 충격전달봉(3300)의 하단에 일측 끝단이 고정 설치되고 타측 끝단은 차선안내부(2000)의 내부에 고정 지지되어 충격전달봉(3300)을 도면에서의 상방향으로 탄성지지(탄지) 한다.
걸쇠(3400), 압전소자(3500), 고정브라켓(3600), 보호캡(3700)은 6 개로 이루어지는 것으로 설명하고 도면에 도시하고 있으나 필요에 의하여 가감할 수 있음은 매우 당연하다.
그리고 압전모듈어세이(3000)는 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 하나만 구비되는 것으로 도면과 설명하고 있으나 필요에 의하여 2 개 이상 다수로 구성될 수 있다.
차선안내부(2000)는 터널 내의 차량이 주행하는 바닥면에 설치되고 차량이 운행하는 선로와 선로를 구분하는 차선을 따라 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 설치된다.
차선안내부(2000)는 전체적으로 마름모꼴 상자 형상을 하는 몸체부(2100)와 경사진 양쪽 측면에 제 1 충격판(1410)과 제 2 충격판(1420)을 각각 구비하며, 상측면에는 발광모듈부(1900)를 구성하는 적색엘이디(LED)모듈부(1910), 녹색엘이디(LED)모듈부(1920), 황색엘이디(LED)모듈부(1930)가 설치되어 발광되는 색상이 외부로 출력되어 운전자가 용이하게 볼 수 있도록 구성된다.
여기서 적색엘이디(LED) 모듈부(1910), 녹색엘이디(LED) 모듈부(1920), 황색엘이디(LED) 모듈부(1930)는 발광된 빛이 출력되는 방향 또는 해당 면에 산란판, 오목렌즈, 볼록렌즈 중에서 선택된 어느 하나 또는 어느 하나 이상이 설치되어 운전자의 시각으로 쉽게 볼 수 있도록 구성될 수 있다.
제 2 직류전압변환부(1500)는 압전발전부(1400)로부터 발전된 전력을 입력하여 잡음을 제거하고 안정된 상태의 직류전압에 의한 전력으로 변환하여 출력한다.
제 2 직류정전압부(1600)는 제 2 직류전압변환부(1500)에 접속하여 직류전압을 입력하고 일정한 레벨, 즉 레벨이 균일한 직류전압 또는 직류정전압으로 변환하여 출력한다.
일반적으로 제 2 직류전압변환부(1500)에서 출력되는 직류전압에는 차량의 이동속도(주행속도) 차이에 의하여 발전되는 전압의 주파수(헤르츠, 사이클)에 차이가 있게 되고, 이러한 차이가 맥류전압이 되어 포함되므로 평활시키고 전압변동이 없는 고정되며 안정된 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력할 필요가 있으며, 제 2 직류정전압부(1600)에서 이러한 기능을 포함 수행할 수 있다.
제 2 전압레벨검출부(1700)는 제 2 직류전압변환부(1500)에 접속하여 직류전압을 입력하고, 입력되는 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력한다.
여기서 제 2 직류전압변환부(1500), 제 2 직류정전압부(1600), 제 2 전압레벨검출부(1700)의 구성과 작용은 제 1 직류전압변환부(1100), 제 1 직류정전압부(1200), 제 1 전압레벨검출부(1300)와 각각 동일하므로 더 이상의 상세한 설명을 생략하여 중복기재하지 않기로 한다.
한편, 제 1 직류정전압부(1200)와 제 2 직류정전압부(1600)는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템(100)을 구성하고 동작전원의 공급이 필요한 각 기능부에 동작전원을 안정적으로 공급한다. 따라서 본 발명의 구성은 외부로부터 별도의 동작 전원을 공급받지 않고 자체적으로 발전된 전원을 동작전원으로 사용하므로 유지비용이 적게 소요되는 장점이 있는 것이다.
또한, 속도표시제어부(1800)는 제 1 전압레벨 검출부(1300)와 제 2 전압레벨 검출부(1700)에 각각 접속하고 각각으로부터 입력되는 직류전압의 레벨변화를 분석하여 차량의 운행속도와 차선변경상태를 각각 검출하며, 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템(100)을 구성하는 각 기능부의 운용상태를 감시하며 해당 제어신호를 출력하므로 제어하는 것이다.
속도표시제어부(1800)의 상세한 작용은 이하에서 다시 설명하기로 한다.
또한, 발광모듈부(1900)는 속도표시제어부(1800)에 접속하고 해당 제어신호에 의하여 적색, 녹색, 황색의 엘이디 중에서 선택된 어느 하나의 색 또는 어느 하나 이상의 색이 발광되어 출력되는 것이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.
이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 풍력발전부(1000), 제 1 직류전압변환부(1100), 제 1 직류정전압부(1200), 제 1 전압레벨검출부(1300), 압전발전부(1400), 제 2 직류전압변환부(1500), 제 2 직류정전압부(1600), 제 2 전압레벨 검출부(1700), 속도표시제어부(1800), 발광모듈부(1900), 차선안내부(2000), 압전모듈어세이(3000)를 포함하여 이루어지고 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템(100)의 운용방법에 있어서, 속도표시제어부에 의한 것으로 제 1 전압레벨검출부로부터 제 1 전압레벨이 검출되었는지 판단한다(S110).
속도표시제어부는 제 1 전압레벨검출부로부터 제 1 전압레벨이 검출되는 경우 제 1 전압레벨을 분석하므로 터널 내부를 주행하는 해당 차량의 운행속도로 변환 및 분석하고 분석된 해당 결과를 시간, 위치에 의한 좌표정보를 포함시켜 지정된 데이터베이스의 할당된 영역에 저장한다(S120). 여기서 위치에 대한 좌표정보는 사전에 할당된 메모리 영역에 데이터베이스 방식으로 저장하고 있는 정보를 활용하거나 도면에 도시하지 않았지만, 일반적으로 알 수 있는 GPS 신호 분석에 의한 GPS 좌표정보 또는 LBS 방식에 의한 좌표정보를 수신하는 기능부를 제어하여 수신된 정보를 활용할 수 있다.
속도표시제어부는 분석된 차량의 운행속도 정보를 지정된 데이터와 비교하여 허용된 운행속도 범위 이내에 포함되는지 또는 포함되지 않는지를 판단한다(S130).
지정된 데이터는 테이블 형식으로 해당 메모리에 저장되고 검색하여 대비하는 것으로 설명하며 이하에서 동일하게 적용된다.
속도표시제어부는 이러한 분석에 의하여 터널 내부를 운행하는 차량이 허용된 운행속도 범위 이내에서 주행 중에 있는 것으로 판단되면, 현재 위치에서 전방 50 미터 이내에 위치한 차선안내부를 제어하여 녹색엘이디모듈부가 점등되도록 제어하고 감시한다(S140).
이러한 점등은 점등 상태가 계속 지속되는 방식과 1.5 초 내지 2.5 초 간격으로 점멸되는 방식 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다. 여기서 1.5 초의 시간 간격보다 짧은 경우는 운전자에게 피로감을 유발할 수 있는 문제가 있고, 2.5 초의 시간 간격보다 긴 경우에는 운전자가 확인하지 못하게 될 수 있는 문제가 있다. 이러한 점등을 정상 점등방식 또는 안전운전상태 표시신호로 설명하기로 하며, 이하에서 동일하게 적용되는 것으로 한다.
한편, 속도표시제어부에 의하여 분석된 차량의 운행속도 정보가 지정된 데이터와 비교하여 허용된 운행속도 범위에 포함되지 아니하는 경우, 허용된 운행속도 범위를 초과하는 과속 인지의 여부를 판단한다(S150).
속도표시제어부에 의하여 터널 내부를 운행하는 차량이 허용된 운행속도 범위를 초과하는 과속으로 운행중인 것으로 판단되면 현재 위치에서 전방 50 미터 이내에 위치한 차선안내부를 제어하여 적색엘이디모듈부가 점등되도록 제어하고 감시한다(S160).
이러한 경우의 점등은 0.5 초 내지 1.5 초 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값에 의한 시간 간격으로 점멸이 반복되는 경보 점등방식이며, 이하에서 경보 점등방식으로 설명하는 경우 동일하게 적용된다.
그리고 속도표시제어부에 의하여 분석된 차량의 운행속도 정보가 지정된 데이터와 비교하여 허용된 운행속도 범위에 포함되지 아니하고 또한, 허용된 운행속도 범위를 초과하지 아니하는 것으로 확인되는 경우 해당 도로에서 허용된 최저 운행속도보다 낮은 허용범위 미만의 저속운행 여부를 판단한다(S170).
속도표시제어부에 의하여 허용된 최저 운행속도보다 낮은 허용범위 미만의 저속운행으로 판단되면 현재 위치에서 전방 50 미터 이내에 위치한 차선안내부를 제어하여 황색엘이디모듈부가 점등되도록 제어하고 감시한다(S180). 속도표시제어부는 이러한 제어가 완료되면 초기 단계(S110)로 궤환한다.
여기서 황색엘이디모듈부의 점등은 0.5 초 내지 1 초 범위 중에서 선택된 어느 하나의 값에 의한 시간 간격으로 점멸이 반복되는 방식으로 점등시키는 것이 운전자에게 주의를 유도 또는 환기시키기 적합하다.
한편, 속도표시제어부는 제 1 전압레벨검출부로부터 제 1 전압레벨이 검출되지 아니하는 경우, 제 2 전압레벨검출부로부터 제 2 전압레벨이 검출되는지를 분석하므로 터널 내부를 주행하는 해당 차량이 차선을 넘거나 중앙선을 침범하고 있는지의 여부를 판단한다(S190).
속도표시제어부에 의하여 제 2 전압레벨검출부로부터 제 2 전압레벨이 검출되는 것으로 판단되면, 현재 위치로부터 전방 100 미터 이내의 범위에 위치하는 차선안내부에 설치된 발광모듈부를 제어하여, 녹색, 적색, 황색의 색상을 발광하는 엘이디모듈 모두가 경보점등방식으로 점등되도록 제어하고 감시한다(S200).
한편, 속도표시제어부는 도면에 도시하지 않았으나 일반적으로 쉽게 알 수 있는 이동통신 방식 또는 유선통신 방식 기능부와 영상촬영부를 제어하여 경보 점등방식이 운용되는 상태정보 즉, 발생시간, 발생 위치정보, 촬영된 영상정보를 지정된 통제소, 안전센터 또는 도로관제소 등에 전송할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템
1000 : 풍력발전부 1110 : 수직축형사보니우스날개
1120 : 수직회전축부 1130 : 회전속도배속부
1140 : 배속회전축부 1150 : 발전부
1100 : 제 1 직류전압변환부 1200 : 제 1 직류정전압부
1300 : 제 1 전압레벨검출부 1400 : 압전발전부(1400)
1410 : 제 1 충격판 1420 : 제 2 충격판
1430 : 제 1 압전모듈어세이 1440 : 제 2 압전모듈어세이
1500 : 제 2 직류전압변환부 1600 : 제 2 직류정전압부
1700 : 제 2 전압레벨 검출부 1800 : 속도표시제어부
1900 : 발광모듈부 1910 : 적색엘이디모듈부
1920 : 녹색엘이디모듈부 1930 : 황색엘이디모듈부
2000 : 차선안내부 3000 : 압전모듈어세이
3100 : 제 1 완충스프링 3200 : 충격입력판
3300 : 충격전달봉 3400 : 걸쇠
3410 : 제 1 걸쇠 3420 : 제 2 걸쇠
3430 : 제 3 걸쇠 3440 : 제 4 걸쇠
3450 : 제 5 걸쇠 3460 : 제 6 걸쇠
3500 : 압전소자 3510 : 제 1 압전소자
3520 : 제 2 압전소자 3530 : 제 3 압전소자
3540 : 제 4 압전소자 3550 : 제 5 압전소자
3560 : 제 6 압전소자 3600 : 고정브라켓
3610 : 제 1 고정브라켓 3420 : 제 2 고정브라켓
3630 : 제 3 고정브라켓 3440 : 제 4 고정브라켓
3650 : 제 5 고정브라켓 3460 : 제 6 고정브라켓
3700 : 보호캡 3710 : 제 1 보호캡
3720 : 제 2 보호캡 3730 : 제 3 보호캡
3740 : 제 4 보호캡 3750 : 제 5 보호캡
3760 : 제 6 보호캡 3800 : 제 2 완충스프링
1000 : 풍력발전부 1110 : 수직축형사보니우스날개
1120 : 수직회전축부 1130 : 회전속도배속부
1140 : 배속회전축부 1150 : 발전부
1100 : 제 1 직류전압변환부 1200 : 제 1 직류정전압부
1300 : 제 1 전압레벨검출부 1400 : 압전발전부(1400)
1410 : 제 1 충격판 1420 : 제 2 충격판
1430 : 제 1 압전모듈어세이 1440 : 제 2 압전모듈어세이
1500 : 제 2 직류전압변환부 1600 : 제 2 직류정전압부
1700 : 제 2 전압레벨 검출부 1800 : 속도표시제어부
1900 : 발광모듈부 1910 : 적색엘이디모듈부
1920 : 녹색엘이디모듈부 1930 : 황색엘이디모듈부
2000 : 차선안내부 3000 : 압전모듈어세이
3100 : 제 1 완충스프링 3200 : 충격입력판
3300 : 충격전달봉 3400 : 걸쇠
3410 : 제 1 걸쇠 3420 : 제 2 걸쇠
3430 : 제 3 걸쇠 3440 : 제 4 걸쇠
3450 : 제 5 걸쇠 3460 : 제 6 걸쇠
3500 : 압전소자 3510 : 제 1 압전소자
3520 : 제 2 압전소자 3530 : 제 3 압전소자
3540 : 제 4 압전소자 3550 : 제 5 압전소자
3560 : 제 6 압전소자 3600 : 고정브라켓
3610 : 제 1 고정브라켓 3420 : 제 2 고정브라켓
3630 : 제 3 고정브라켓 3440 : 제 4 고정브라켓
3650 : 제 5 고정브라켓 3460 : 제 6 고정브라켓
3700 : 보호캡 3710 : 제 1 보호캡
3720 : 제 2 보호캡 3730 : 제 3 보호캡
3740 : 제 4 보호캡 3750 : 제 5 보호캡
3760 : 제 6 보호캡 3800 : 제 2 완충스프링
Claims (2)
- 차량이 운행하는 터널 내의 좌측 벽면 일부와 우측 벽면 일부에 각각 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 설치되고 차량 주행으로 발생하는 주행풍 에너지에 의하여 회전에너지를 발생하며 회전에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 풍력발전부;
상기 풍력발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 1 직류전압변환부;
상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제 1 직류정전압부;
상기 제 1 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 1 전압레벨 검출부;
상기 터널 내의 바닥면에 설치되고 상기 차량이 운행하는 선로와 선로를 구분하는 차선을 따라 하나 이상 다수가 균일한 간격으로 돌출 구비되는 차선안내부에 설치되며 차량의 바퀴와 접촉에 의한 충격에너지를 전기에너지로 변환 출력하는 압전발전부;
상기 압전발전부로부터 발전된 전력을 입력하여 직류전압의 전력으로 변환하는 제 2 직류전압변환부;
상기 제 2 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류 정전압으로 변환하여 출력하는 제 2 직류정전압부;
상기 제 2 직류전압변환부에 접속하여 상기 직류전압을 입력하고 직류전압의 레벨 변화를 검출하여 출력하는 제 2 전압레벨 검출부;
상기 제 1 전압레벨 검출부와 상기 제 2 전압레벨 검출부에 각각 접속하고 각각 입력되는 직류전압의 레벨변화를 분석하여 차량의 운행속도와 차선변경상태를 각각 검출하고 상기 각 기능부의 운용상태를 감시하며 제어하는 속도표시제어부; 및
상기 속도표시제어부에 접속하고 해당 제어신호에 의하여 적색, 녹색, 황색의 엘이디 중에서 선택된 어느 하나의 색 또는 어느 하나 이상의 색이 발광하는 발광모듈부; 를 포함하되,
상기 차선안내부는 길이방향의 양쪽 측면이 각각 대응되게 경사진 사다리꼴 상자 형상을 하고, 상부면에 상기 발광모듈부의 적색, 녹색, 황색 엘이디가 순차 설치되며, 상기 양쪽 측면과 내부면에 상기 압전발전부가 설치되고,
상기 압전발전부는
상기 차선안내부의 일측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 1 충격판;
상기 차선안내부의 타측 경사면을 형성하며 탄성스프링에 의하여 탄지된 상태로 설치되어 차량의 바퀴가 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 제 2 충격판;
상기 제 1 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 1 압전모듈어세이; 및
상기 제 2 충격판의 충격에너지를 다수 압전소자에 동시 전달하여 전원 에너지로 변환하는 제 2 압전모듈어세이; 를 포함하여 이루어지고,
상기 제 1 압전모듈어세이 또는 제 2 압전모듈어세이는
상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 일부에 일측 끝단이 고정되고 상기 차선안내부의 내부에 타측 끝단이 고정 지지되며 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 부분을 탄지하여 차선안내부를 구성하는 몸체부의 경사면 외측으로부터 상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판이 균일한 간격으로 이격 설치된 상태를 유지시키는 제 1 완충스프링;
상기 제 1 충격판 또는 제 2 충격판의 하단 가운데 부분에 설치되고 상기 차량의 바퀴가 상기 제 1 충격판(1410) 또는 제 2 충격판(1420)에 접속하면서 발생하는 충격에너지를 입력하는 충격입력판;
상기 충격입력판의 하단면 중앙 위치에 상기 충격입력판의 하단면과 직각 방향으로 돌출 설치되는 원형막대 형상의 충격전달봉;
상기 충격전달봉의 길이 방향 외주면에 균일한 간격으로 설치되고 직각 삼각체 형상을 하는 하나 이상 다수의 걸쇠;
상기 걸쇠의 삼각체 모서리 끝 부분에 일측단이 위치하고 타측단은 고정설치되는 하나 이상 다수의 압전소자;
상기 압전소자의 타측단을 상기 차선안내부의 내부 일측에 고정시키는 하나 이상 다수의 고정브라켓; 및
상기 충격전달봉의 하단에 일측 끝단이 고정 설치되고 타측 끝단은 상기 차선안내부의 내부에 고정 지지되어 상기 충격전달봉을 탄지하는 제 2 완충스프링;을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 풍력발전부는
사보니우스 날개가 하나 이상 다수 포함되어 이루어지는 수직축형 사보니우스날개;
상기 수직축형 사보니우스날개가 다수 결합하여 무게중심을 이루면서 상기 수직축형 사보니우스 날개가 바람의 힘에 의하여 발생한 운동에너지를 회전운동에너지로 변환하는 수직회전축부;
상기 수직회전축부에 접속하고 상기 수직회전축부로부터 입력된 회전속도를 2 내지 10 배수의 범위에서 선택적으로 배속시키는 회전속도배속부;
상기 회전속도배속부에 접속하여 배속된 회전속도에 의한 회전운동에너지를 외부로 출력하는 배속회전축부;
상기 배속회전축부에 접속하고 출력된 상기 회전운동에너지를 입력하여 전기에너지에 의한 전력을 발전하여 출력하는 발전부; 가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템.
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| KR1020150060917A KR101528780B1 (ko) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템 |
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| KR1020150060917A KR101528780B1 (ko) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | 도로 터널 유지관리 비용을 절감하기 위한 안전운전 주행속도 관리 시스템 |
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|---|---|
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