KR101741780B1 - 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

다량의 객차에 설치되는 LED 램프의 수와 무관하게 통신회선의 수를 줄이면서도 디밍 제어를 할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템가 개시된다. 이와 같은 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템은, 제1 기관차와, 제2 기관차와; 상기 제1 기관차 또는 상기 제2 기관차의 전면창에 각각 장착된 적어도 하나 이상의 제1 및 제2 조도센서와; 상기 제1 및 제2 조도센서의 감지결과에 따라 다량의 상기 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 출력하는 제1 및 제2 중앙 조도제어기와; 상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 각각 출력하는 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기와; 상기 제1 및 제2 객차 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 사전에 설정된 다단계 조도레벨 중에서 선택된 조도값으로 조도가 조절되는 다수개의 제1 및 제2 LED 램프로 구성된다.

Description

철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템{Smart illumination control systems of railway passenger room}
본 발명은 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기관차가 이끄는 다량의 객차에 설치된 다수의 LED 램프의 조도를 디밍(dimming)방식으로 제어할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템에 관한 것이다.
현재 세계적으로 급격하게 증가되는 전기 에너지 소비를 충족시키고자 다양한 방식의 발전소를 이용하여 전기를 생산하고 있지만, 전기 에너지의 소비를 충족시키지 못할 뿐더러 신규 발전소의 건설에도 한계가 있다. 따라서, 발전소를 지속적으로 건설하기 보다는 전기 에너지를 절약하면서 사용하는 방안과 아울러 산업용 전기요금을 지속적으로 인상시키는 방식으로 전기 에너지의 수급을 조정하고 있다.
한편, 철도나 전동차를 운영하는 기관에서도 철도차량에서 사용되는 전기를 절감하기 위하여 승강장의 격등 제어 및 각종 전력 절감하거나, 사용자의 편리성을 향상시키기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.
예를들어, 대한민국 등록특허공보 제10-0780927호 (2007.11.23)에는 작은 공간을 차지하면서도 직류 및 교류를 사용하는 상향등 및 하향등을 온오프할 수 있고, 전등부하의 초기 도입전류를 제한함으로써 안정된 온오프가 가능하며, 광량에 따라 자동으로 상·하향등의 온오프가 가능한 광량센서를 이용한 전동차의 램프 자동제어장치 및 이를 이용한 자동제어방법이 기재되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1026217호 (2011.03.24)에는 고속철도의 고속주행에 따른 동력차이와 배터리 충전(battery charger)의 동작상태에 따라 고속철도의 테일라이트(tail light)와 헤드라이트(head light)는 물론 객실내의 조명을 효율적으로 제어하여, 터널구간과 비터널구간에서의 전력소모량을 최적화시킬 수 있도록 하는 고속철도의 조명 제어방법이 기재되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1064270호 (2011.09.05)에는 철도차량의 운전자가 철도차량의 운전실에 설치되어 있는 키 박스에서 시동키를 빼낸 경우, 운전실에 설치된 전등을 즉시 소등하지 않고 설정된 지연 시간이 경과한 후에 소등시킴으로써, 철도차량을 어두운 장소에 주차하는 철도차량 운전자의 시야를 확보하여 운전자의 하차시의 편의성을 증대시키고, 안전사고의 위험성을 저감시킬 수 있는 철도차량의 조명 제어장치가 기재되어 있다.
이상에서 설명한 종래기술들은 다량으로 이루어진 객차의 내부에 설치된 LED 램프의 조도를 자연채광 상태를 고려하여 최적의 조도를 갖도록 조절하여 사용자의 편리성과 전기 에너지를 절약하지는 기술을 제시하지는 못하였다.
이러한 업계의 요구에 부응하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-1305273호 (2013.09.02)에는 철도 차량의 객차에 설치된 램프들의 조도를 그룹별로 제어하는 단일 디바이스 형태의 조명제어모듈을 제공함으로써 기존 조명 장치 및 배선 설비를 그대로 이용할 수 있으면서도 불필요하게 낭비되는 전력을 절감할 수 있도록 한 철도 차량용 그룹조명 제어 장치가 기재되어 있다.
그러나, 종래의 제10-1305273호에 기재된 철도차량용 그룹조명 제어장치는 각각의 객차에 설치되는 조명제어모듈이 다량의 객차의 내부에 각각 설치된 다수개의 LED 램프와 양방향 통신이 가능하도록 연결되어 통신회선이 복잡할 뿐만 아니라 제어대상인 LED 램프의 수가 많아질수록 통신회선은 더욱 복잡하게 연결되어, 고장발생시나 점검시 인력 및 시간이 많이 들어가는 단점이 있었다.
또한, 다량의 객차의 내부에 설치된 다수의 LED 램프의 수명이 다해지거나 고장으로 인해 현재 조도가 설계범위에 미치지 못하는 경우, 마스터 중앙 조도제어기가 이를 고려하여 해당 객차에 설치된 다수의 LED 램프의 조도값을 조절할 수는 없었다.
또한, 철도차량의 맨 앞과 맨 뒤에 위치하는 두 량의 기관차에 각각 설치 및 운용되는 제1 및 제2 중앙 조도제어기 중 마스터 중앙 조도제어기에 이상이 있거나, 마스터 및 슬래이브 중앙 조도제어기 모두에 이상이있는 경우, 각각의 객실의 객실에 설치된 다수의 LED 램프의 조도를 조절할 수 있는 조절 시스템의 체계가 확립되지 않았다.
또한, 종래의 제10-1305273호에 기재된 철도차량용 그룹조명 제어장치는 사전에 설정된 다단계의 조도레벨의 조도값이 어두운 단계에서 밝은 단계로 변경될 때 조도가 갑작스럽게 바뀌는 것에 대해 승객들이 불편함을 느낄 수 밖에 없었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0780927호 (2007.11.23) 대한민국 등록특허공보 제10-1026217호 (2011.03.24) 대한민국 등록특허공보 제10-1064270호 (2011.09.05) 대한민국 등록특허공보 제10-1305273호 (2013.09.02)
본 발명은 이상에서 설명한 종래기술의 단점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다량의 객차에 설치되는 LED 램프의 수와 무관하게 통신회선의 수를 줄이면서도 디밍 제어를 할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다량의 객차의 내부에 설치된 다수의 LED 램프의 수명이 다해지거나 고장으로 인해 현재 조도가 설계범위에 미치지 못하는 경우, 해당 객차의 내부에 설치된 다수의 LED 램프의 조도값을 다음단계의 밝기를 갖는 조도값으로 조절할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 철도차량의 맨 앞과 맨 뒤에 위치하는 두 량의 기관차에 각각 설치 및 운용되는 제1 또는 제2 중앙 조도제어기의 동작상태에 따라 사전에 설정된 옵션으로 마스터 중앙 조도제어기나 슬래이브 중앙 조도제어를 지정할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 사전에 설정된 다단계의 조도레벨의 조도값이 어두은 단계에서 밝은 단계로 변경되는 경우, LED 램프의 조도가 자연스럽게 바뀌도록 제어할 수 있는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템은, 일측 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제1 객차를 견인하는 원동기가 장착된 제1 기관차와, 상기 제1 기관차와 대칭되는 다른 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제2 객차를 견인하는 원동기가 장착된 제2 기관차가 서로 대칭구조로 연결 편성된 철도 차량에 있어서, 상기 제1 기관차 또는 상기 제2 기관차의 전면창에 각각 장착된 적어도 하나 이상의 제1 및 제2 조도센서와; 상기 제1 기관차 및 상기 제2 기관차의 운행 조작부에 각각 설치되어, 상기 제1 및 제2 조도센서의 감지결과에 따라 다량의 상기 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 출력하는 제1 및 제2 중앙 조도제어기와; 상기 제1 및 제2 기관차, 상기 제1 객차 및 상기 제2 객차에 설치되며, 상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 각각 출력하는 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기와; 상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부에 서로 직렬제어방식으로 연계되도록 설치되며, 상기 제1 및 제2 객차 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 사전에 설정된 다단계 조도레벨 중에서 선택된 조도값으로 조도가 조절되는 다수개의 제1 및 제2 LED 램프로 구성되며; 상기 각각의 제1 및 제2 객차 조도제어기는 상기 조도제어신호를 첫번째로 연결된 제1 및 제2 LED 램프에게만 전송하여 상기 제1 및 제2 LED 램프가 상기 조도제어신호에 따라 조도값이 가변적으로 조절되고; 상기 첫번째 연결된 제1 및 제2 LED 램프에 이어서 연결된 다른 제1 및 제2 LED 램프들은 상기 조도제어신호가 연결된 순서로 순차적으로 전달되어, 상기 다른 제1 및 제2 LED 램프들이 상기 조도제어신호에 따라 조도값이 가변적으로 조절되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.
먼저, 각각의 객차에 설치되는 객차 조도제어기가 첫번째로 연결된 하나의 LED 램프와 양방향 통신이 가능하도록 연결되고, 나머지 LED 램프들은 직렬제어방식으로 연계되어, LED 램프의 수와 무관하게 제어회선의 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 각각의 객차에 설치된 LED 램프의 수가 많아지더라도 유지보수를 종래보다 편리하게 할 수 있을 뿐만 아니라 전체 제어회선의 구축비용을 줄일 수 있다.
또한, 다량의 객차의 내부에 설치된 다수의 LED 램프의 수명이 다해지거나 고장으로 인해 현재 조도가 설계범위에 미치지 못하는 경우, 해당 객차의 내부에 설치된 다수의 LED 램프의 조도값을 다음단계의 밝기를 갖는 조도값으로 조절할 수 있다. 이에 따라, LED 램프의 수명을 설계치 보다 더 연장시켜서 사용 할 수 있을 뿐만 아니라 철도차량이 주행도중에 LED 램프의 조도가 갑자기 낮아지거나 깜박거리는 경우에도 효과적으로 대응할 수 있다.
또한, 철도차량의 맨 앞과 맨 뒤에 위치하는 두 량의 기관차에 각각 설치 및 운용되는 제1 또는 제2 중앙 조도제어기의 동작상태에 따라 사전에 설정된 옵션으로 마스터 중앙 조도제어기를 지정할 수 있다. 이에 따라 철도차량의 운전자는 다량의 객실에 설치된 다수의 LED 램프의 조도를 상황에 따라 효과적으로 조절할 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 사전에 설정된 다단계의 조도레벨의 조도값이 어두운 단계에서 밝은 단계로 변경되는 경우, LED 램프의 조도가 자연스럽게 바뀌도록 제어할 수 있어, 철도차량의 객실에 있는 탑승객들에게 자연스런 조도환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템이 적용된 철도차량의 개괄적인 블럭 구성도이며;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 블럭 구성도이며;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 블럭 회로도이며;
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 객차에 설치된 다수의 LED 램프의 연결상태를 보인 회로도이며;
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 중앙 조도제어기 및 객차 조도제어기의 판넬을 도시한 도면이며;
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 LED 램프에 구비된 컨버터의 블럭 구성도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 밝기 변경 포인트를 히스테리시스 곡선특성을 보인 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템이 적용된 철도차량의 개괄적인 블럭 구성도이며; 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 블럭 구성도이며; 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 블럭 회로도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템은, 일측 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제1 객차(120:120a~120d)를 견인하는 원동기가 장착된 제1 기관차(110)와, 제1 기관차(110)와 대칭되는 다른 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제2 객차(220:220a~220d)를 견인하는 원동기가 장착된 제2 기관차(210)와, 하나 이상의 제1 및 제2 조도센서(130,230)와, 제1 기관차(110) 및 제2 기관차(210)의 운행 조작부에 각각 설치되는 제1 및 제2 중앙 조도제어기(140,240)와, 제1 및 제2 기관차(110,210), 제1 객차(120) 및 제2 객차(220)에 설치되는 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기(150:150a~150d,250:250a~250d)와, 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부에 서로 직렬통신방식(RS485)으로 연결되도록 설치되는 다수개의 제1 및 제2 LED 램프(160;160a,160b,160c,260:260a,260b,260c)으로 구성된다.
여기서, 제1 또는 제2 조도센서(130,230)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 기관차(110) 또는 제2 기관차(210)의 전면창(112,212)의 내부 또는 외부에 각각 장착되어, 태양광의 빛의 세기를 감지하고 감지된 조도값을 전기적신호로 변환하여 마스터 중앙 조도제어기로 전송한다. 예를들어, 제1 또는 제2 조도센서(130,230)는 감지된 조도값이 200 lx 이하, 200~1,000 lx 사이, 1,000 lx 이상의 레벨로 감지하여 이를 마스터 중앙 조도제어기로 전송한다.
여기서, 도 5a에 도시된 마스터 중앙 조도제어기는 주행되는 기관차로 부터 별도의 신호(HCR)를 받아 제1 및 제2 중앙 조도제어기(140,240) 중에서 선택되며, RS-485 통신방식을 통하여 슬래이브 중앙 조도제어기, 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)와 제어신호를 주고 받는다. 슬레이브 중앙 조도제어기는 마스터 중앙 조도제어기의 신호상태를 확인하면서 마스터 중앙 조도제어기의 신호가 들어오지 않거나 마스터 중앙 조도제어기와 연결이 되지 않는 것으로 판단되면 슬레이브 중앙 조도제어기는 자동으로 마스터 중앙 조도제어기로 변경이 되어 전체 조도제어시스템의 동작을 제어하도록 설정된다.
그러나, 만일 마스터 중앙 조도제어기 및 슬래이브 중앙 조도제어기가 모두 이상상태인 경우, 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부에 설치된 다수개의 제1 및 제2 LED 램프(160,260)의 조도레벨을 사전에 설정된 특정 조도값 (예를 들어, 설계치의 100%)으로 설정되도록 조절된다.
또한, 제1 또한 제2 중앙 조도제어기(140,240)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 조도센서(130,230)의 감지결과에 따라 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)로 각각 전송한다.
여기서, 제1 또한 제2 중앙 조도제어기(140,240)는 제1 및 제2 조도센서(130,230)의 감지결과에 따라 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 아래의 표 1에 따라 모든 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)로 동일하게 전송한다.
제1 스위칭 모드 제2 스위칭 모드 조도센서 측정값
100% 130% 200lx 이하
70% 100% 200 ~ 1000 lx
50% 70% 1,000lx 이상
표 1을 참조하면, 제1 또는 제2 스위칭 모드는 운전자나 관리자에 의해 선택될 수 있는데, 전체적인 LED 램프가 노후되어 정상적인 조도값이 출력되지 않는것으로 판단되면, 사전에 설정된 다단계의 조도값 (예를들어, 50%-70%-100%) 보다 사전에 설정된 추가 조도값(예를 들어, 20~30%) 만큼 더 밝게 조절되는 다단계의 조도값(예를들어, 70%-100%-130%)으로 조절된다.
또한, 도 5b에 도시된 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 또는 제2 중앙 조도제어기(140,240)에서 전송한 조도제어신호를 수신하고, 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부 조도를 각각 제어하기 위한 조도제어신호를 가장 먼저 연결된 첫번째 제1 및 제2 LED 램프(160a,260a)로 전송한다.
예를 들어, 현재 스위칭 모드가 제1 스위칭 모드로 선택된 경우, 위에서 설명한 표 1에서와 같이, 제1 또는 제2 조도센서(130,230)가 감지된 조도값이 200 lx 이하이면 LED 램프의 설계 조도값이 100%로 조절되고, 200~1,000 lx 사이이면 LED 램프의 설계 조도값의 70%로 조절되고, 1,000 lx 이상이면 LED 램프의 설계 조도값의 50%로 조절될 수 있는 반면, 현재 스위칭 모드가 제2 스위칭 모드로 선택된 경우, 제1 또는 제2 조도센서(130,230)가 감지된 조도값이 200 lx 이하이면 LED 램프의 설계 조도값이 130%로 조절되고, 200~1,000 lx 사이이면 LED 램프의 설계 조도값의 100%로 조절되고, 1,000 lx 이상이면 LED 램프의 설계 조도값의 70%로 조절될 수 있으나, 조절범위는 프로그램에 따라 가변적으로 적용될 수 있다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 LED 램프에 구비된 컨버터의 블럭 구성도이다. 도 6을 참조하면, 다수개의 제1 및 제2 LED 램프(160;160a,160b,160c,260:260a,260b,260c)는 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부에 서로 직렬통신방식(RS485)으로 연계되도록 각각 설치되며, 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)에서 전송한 조도제어신호에 따라 사전에 설정된 다단계 조도레벨 중에서 선택된 조도값으로 직렬방식으로 연결된 순서대로 조절된다. 즉, 각각의 제1 및 제2 LED 램프(160;160a,160b,160c,260:260a,260b,260c)는 각각의 객차 조도제어기(150,250)의 제어에 따라 밝기를 가변시키는 객실등으로서, RS-485 통신을 이용하여 내부에 장착된 리피터를 통하여 무한대로 연결이 가능하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
철도차량의 운행이 시작되면 운행방향에 따라 제1 기관차(110) 또는 제2 기관차(210)에 장착된 제1 또한 제2 중앙 조도제어기(140,240) 중 하나가 마스터 중앙 조도제어기로 동작되면, 제1 기관차(110) 또는 제2 기관차(210)의 전면창(112,212)의 내부 또는 외부에 각각 장착된 제1 및 제2 조도센서(130,230)가 태양광의 빛의 세기를 감지하고 감지된 조도값을 전기적신호로 변환하여 마스터 중앙 조도제어기로 전송한다(S110).
이때, 마스터 중앙조도제어기는 제1 및 제2 조도센서(130,230)의 감지결과에 따라 다량의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)로 각각 전송한다(S120).
이때, 철도차량의 최초 출발시에는 조도제어신호는 운전자 또는 관리자가 설정한 스위칭 모드에 따라 제1 다단계(예를들어, 50%-70%-100%) 또는 제2 다단계(예를들어, 70%-100%-130%) 중에서 현재 감지한 조도값과 매칭되는 하나의 조도값으로 조절되는 제어신호를 갖는다.
이어서, 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)는 제1 또는 제2 중앙 조도제어기(140,240)에서 전송한 조도제어신호를 수신하고, 수신된 조도제어신호를 첫번째로 연결된 제1 및 제2 LED 램프(160a,260a)로 전송한다(S130).
이때, 각각의 LED 램프(160,260)의 내부에 구비된 컨버터를 통하여 조도제어신호에 따라 사전에 설정된 다단계의 조도값 중 매칭되는 조도값으로 조절되는데, 컨버터에 구비된 마이컴이 PWM 방식으로 입력전압을 가변적으로 인가하여 LED 램프의 조도를 조절할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)에 첫번째로 연결된 제1 및 제2 LED 램프(160a,260a)는 제1 조도제어신호를 두번째로 연결된 각각의 제1 및 제2 LED 램프(160b,260b)로 각각 전송하며, 두번째로 연결된 제1 및 제2 LED 램프(160b,260b)는 제2 조도제어신호를 세번째로 연결된 각각의 제1 및 제2 LED 램프(160c,260c)로 각각 전송하는 직렬제어방식을 반복적으로 실행한다(S140).
따라서, 각각의 제1 및 제2 객차(120,220)의 내부에 LED 램프(160,260)의 수가 증가되어도 전체적인 통신제어회선이 간단하게 구성될 수 있을 뿐만 아니라 통신제어회선을 증설, 감설, 및 유지보수도 간편하게 할 수 있다.
한편, 현재 스위칭 모드가 제2 스위칭 모드로 설정된 경우, 제1 또는 제2 중앙 조도제어기(140,240)는 제1 스위칭 모드에서 사전에 설정된 제1 다단계의 조도값 보다 사전에 설정된 추가 조도값 만큼 더 밝게 조절되는 사전에 설정된 제2 다단계의 조도값으로 조절되는 조도제어신호를 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기(150,250)로 전송한다.
예를 들어, 표 1에서 제1 또는 제2 조도센서(130,230)가 200 lx 이하를 감지한 경우, 현재 스위칭모드가 제2 스위칭모드로 설정된 경우라면 설계치의 100%가 아닌 설계치의 130% 조도값으로 조절되는 것이다.
이와 같은 방식으로 LED 램프의 조도량을 조절하는 경우, LED 램프의 수명을 더 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 철도차량의 운행 도중에 특정 객실의 조도량이 갑작스럽게 나빠지는 경우에도 특별한 장비를 사용하지 않고도 이상상태의 LED 램프를 효과적으로 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 다단계의 조도값이 어두운단계에서 밝은단계로 변경될 때 조도량이 갑작스럽게 변경되지 않고 부드럽게 변경되도록, 밝기 변경 포인트를 히스테리시스 곡선 그래프 특성을 가지도록 설계되는 것이 바람직하다.
도 7a에 도시된 그래프에서 자동모드에서 객실등은 밝기가 3단계로 변경되도록 사전에 설정된 경우, 조도 단계의 변경시 밝기가 급격히 변경되지 않고 서서히 변경됨을 알 수 있으며, 도 7b에 도시된 그래프에서는 밝기 변경시의 기준값이 히스테리시스 특성을 가지도록 설계를 하여 밝기의 플리커가 없도록 제어됨을 알 수 있다.
이와 같은 조도레벨의 설정은 제1 또는 제2 중앙 조도제어기와 다량의 객차 조도제어기의 전면 판넬에는 통신 포트를 장착되어 있어서 운전자가 다단계의 조도레벨을 조정하도록 프로그램할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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 할 것이다.
110,210 : 기관차
120,220 : 객차
130,230 : 조도센서
140, 240 : 중앙 조도제어기
150,250 : 객차 조도제어기
160, 260 : LED 램프

Claims (4)

  1. 일측 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제1 객차를 견인하는 원동기가 장착된 제1 기관차와, 상기 제1 기관차와 대칭되는 다른 방향으로 운행되도록 동력을 발생하여 연결된 다량의 제2 객차를 견인하는 원동기가 장착된 제2 기관차가 서로 대칭구조로 연결 편성된 철도 차량에 있어서,
    상기 제1 기관차 또는 상기 제2 기관차의 전면창에 각각 장착된 적어도 하나 이상의 제1 및 제2 조도센서와;
    상기 제1 기관차 및 상기 제2 기관차의 운행 조작부에 각각 설치되어, 상기 제1 및 제2 조도센서의 감지결과에 따라 다량의 상기 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 출력하는 제1 및 제2 중앙 조도제어기와;
    상기 제1 및 제2 기관차, 상기 제1 객차 및 상기 제2 객차에 설치되며, 상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부 조도를 제어하기 위한 조도제어신호를 각각 출력하는 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기와;
    상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부에 서로 직렬제어방식의 RS485 통신으로 연결되도록 설치되며, 상기 제1 및 제2 객차 조도제어기에서 전송한 상기 조도제어신호에 따라 사전에 설정된 다단계 조도레벨 중에서 선택된 조도값으로 조도가 조절되는 다수개의 제1 및 제2 LED 램프로 구성되며;
    상기 사전에 설정된 다단계의 조도레벨은 어두운 단계에서 밝은 단계로 변경될 때 조도값이 갑작스럽게 변경되지 않고 부드럽게 변경되도록, 밝기 변경 포인트가 히스테리시스 곡선 그래프 특성을 가지도록 설계되며;
    상기 각각의 제1 및 제2 객차 조도제어기는 상기 조도제어신호를 첫번째로 연결된 제1 및 제2 LED 램프에게만 전송하여 상기 제1 및 제2 LED 램프가 상기 조도제어신호에 따라 조도값이 가변적으로 조절되고;
    상기 첫번째 연결된 제1 및 제2 LED 램프에 이어서 직렬제어방식의 RS485 통신으로 연결된 다른 제1 및 제2 LED 램프들은 상기 조도제어신호가 연결된 순서로 순차적으로 전달되어, 상기 다른 제1 및 제2 LED 램프들이 상기 조도제어신호에 따라 조도값이 가변적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기는, 사전에 설정된 밝기대로 출력하는 제1 스위칭 모드 또는 사전에 설정된 밝기 보다 더 밝기로 출력하는 제2 스위칭 모드 중에서 현재 스위칭 모드가 상기 제2 스위칭 모드로 설정된 경우,
    상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기는 상기 제1 스위칭 모드에서 사전에 설정된 제1 다단계의 조도값 보다 사전에 설정된 추가 조도값 만큼 더 밝게 조절되는 사전에 설정된 제2 다단계의 조도값으로 조절되는 조도제어신호를 상기 다수개의 제1 및 제2 객차 조도제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기관차 중 현재 운행되는 기관차에 설치된 상기 제1 또는 제2 중앙 조도제어기가 마스터 중앙 조도제어기로 동작되면 나머지 하나는 슬래이브 중앙 조도제어기로 설정되며;
    상기 마스터 중앙 조도제어기가 이상 상태인 경우 상기 슬래이브 중앙 조도제어기가 마스터 중앙 조도제어기로 동작되며;
    상기 마스터 중앙 조도제어기 및 상기 슬래이브 중앙 조도제어기가 모두 이상상태인 경우, 상기 다량의 제1 및 제2 객차의 내부에 설치된 다수개의 제1 및 제2 LED 램프의 조도레벨을 사전에 설정된 특정 조도값으로 제어하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실등의 스마트 조도 제어시스템.
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