KR101908314B1

KR101908314B1 - 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템

Info

Publication number: KR101908314B1
Application number: KR1020160134336A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 김노중; 심재석; 오정애; 김정훈
Original assignee: 서울교통공사
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-10-17
Also published as: KR20180042495A

Abstract

본 발명은 열차 승강장안전문이 설치되는 프레임의 모서리부에 센서모듈을 설치하여 승강장안전문이 닫혀 승강장안전문과 열차 출입문 사이에 인체 또는 사물이 끼이게 되는 안전사고를 미연에 방지토록 하는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템에 관한 것이다.

Description

열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템{Monitoring AND safety System for human body and object of platform screen door}

본 발명은 열차 승강장안전문과 승강장에 정차하는 열차의 출입문 사이에 형성되는 공간에 위치하면서 승강장안전문이 설치되는 프레임의 일측에 3차원의 위치가 상이한 2개 이상의 센서가 하우징에 일체로 구비되도록 센서모듈을 설치하여 승강장안전문이 닫혀 승강장안전문과 열차의 출입문 사이에 사람이나 물체가 끼이게 되는 안전사고를 미연에 방지토록 하는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템 지하철 PSD용 인체 감시 및 안전시스템에 관한 것이다.

철도 혹은 지하철 승강장(Platform)은 열차를 이용하고자 하는 많은 승객이 모이는 곳으로서, 승객의 부주의나 고의로 인한 안전사고가 빈번하게 발생되고 있다.

이에, 승강장과 선로부를 차단함으로써 안전사고를 방지 하는 한편, 역사 내 공조효율과 공기의 질을 향상시키는 승강장안전문(Platform Screen Door, PSD)을 설치한 승강장이 늘고 있다.

그리고, 상기 승강장안전문은 승강장 연단에 설치되는 고정 벽에 자동문을 설치하여 열차의 출입문과 자동문이 연동하여 개폐되도록 한 시설로서 승강장안전문의 개폐 동작을 살펴보면, 열차가 정위치에 정차함이 감지되면, 자동열차운전장치(Automatic Train Operation Device, ATO)의 차상제어수단과 지상제어수단 간에 정위치 정차신호를 교환(무선)한 후에 승강장안전문의 주제어반에 정위치 정차신호를 유선으로 전달한다.

또한, 열차 출입문 및 승강장안전문의 개별 조작반에 출입문 및 승강장안전문 개방 명령이 전송되고, 부져 경고등의 점등과 함께 열차의 출입문과 승강장안전문이 개방되면서 승객이 승하차 한 후, 설정시간이 경과되면 승강장안전문의 주제어반에서 열차의 출입문 및 승강장안전문 폐쇄명령(자동)을 전송하여 열차의 출입문 및 승강장안전문가 닫히게 된다.

그리고, 승강장안전문 폐쇄명령에 따라 승강장안전문이 닫힐 때, 승강장안전문과 열차 출입문 사이에 특정 두께 이상의 이물질이 끼게 되면 승강장안전문은 다시 열리게 되고, 자동열차운전장치(Automatic Train Operation Device, ATO), 자동열차제어장치(Automatic Train Control Device, ATC) 방식으로 운행하는 지하철의 열차나 일반 열차의 경우에, 열차 내부의 기관사 화면을 통해 승강장안전문에 이물질의 끼임을 감지하고, 열차가 출발하지 못하도록 하게 된다.

이와같은 기술과 관련되어 특허 제1186999호에 승강장안전문의 장애물 감지시스템의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1 및 도2에서와 같이, 승강장안전문(300)에 설치되는 레이저 센서부가 승강장안전문(300)의 고정도어의 상단부에 설치되어 S1, S2, S3, S4의 4개의 레이저 스크린을 조사토록 설치되고, 상기 레이져 센서부는 2차원 레이저 스캐너(200)로서 이루어지고, 상기 레이저 스캐너는 회전거울과 레이저 다이오드및 수광센서로서 이루어져 장애물을 감지토록 하는 것이다.

그러나, 상기 레이저 센서는, 송신부에서 일정간격으로 빛을 방출하여 검출하는 방식으로 기계적인 정밀모터가 사용되어 그 수명의 한계로 유지보수 비용이 증가하게 되고, 레이져 센서 자체의 원가 증가로 설치비용이 현저히 증가되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, IR-UWB Radar를 이용하여 물체를 감지토록 하고, 넓은 주파수 특성을 이용하여 먼지 및 이물질 및 전파방해에 상관없이 동작이 가능토록 하며, 공간에서 사람의 위치를 정확하게 감지할 수 있도록 하고, 간단한 구성으로 유지보수가 용이하게 이루어지도록 하는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 지하철 또는 철도의 승강장에 설치되는 승강장안전문과 승강장에 정차하는 열차의 출입문 사이에 형성되는 공간에 위치하면서 승강장안전문이 설치되는 프레임의 일측에 3차원의 위치가 상이한 2개이상의 센서가 하우징에 구비되는 센서모듈을 설치하고, 상기 센서모듈은 IR-UWB Radar가 사용되면서 송신용모듈이 더 구비되어 열차의 출입문제어부와 승강장의 승강장안전문제어부에 각각 구비되는 수신용모듈에 연결되어 승강장안전문과 열차의 출입문 사이에 사람이 끼이게 될 때 열차를 정지시키면서 승강장안전문와 열차의 출입문을 자동개방토록 설치되는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템을 제공한다.

더하여, 본 발명의 센서모듈은, 인체 또는 사물의 감지신호가 전달되면 송신용모듈을 통하여 열차출입문제어부와 승강장안전문제어부의 수신용모듈에 열차 및 승강장안전문의 OPEN 제어명령이 전달토록 설치되는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 센서모듈은, 프레임의 정면방향 및 측면방향에서 서로 다른 경사를 갖도록 하우징에 배치되는 2개 이상의 센서로 이루어지고, 송,수신안테나와 레이더칩, 증폭기 및 마이콤과 전원공급부가 임베디드형으로 구비되는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템을 제공한다.

그리고, 본 발명의 센서모듈은, 프레임의 상부면 또는 측면 중 선택되는 한곳에 복수개가 구비되는 구성, 상부면 및 측면 모두에 각각 복수개가 구비되는 구성 중에서 선택되며, 센서가 전방에서 서로 다른 각도이면서 측면에서도 서로 다른 각도를 갖도록 배치되는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, IR-UWB Radar를 이용하여 물체를 감지하고, 넓은 주파수 특성을 이용하여 먼지 및 이물질 및 전파방해에 상관없이 동작이 가능하며, 공간에서 사람 또는 사물 위치를 정확하게 감지하고, 간단한 구성으로 유지보수가 용이하게 이루어지는 효과가 있는 것이다.

도1 및 도2는 종래의 레이져 센서를 이용한 인체 또는 사물감지장치를 도시한 설치상태 및 동작상태도이다.
도3은 본 발명에 따른 지하철 PSD용 인체 또는 사물 감시 안전시스템의 설치상태를 도시한 설치상태도 이다.
도4는 본 발명에 따른 지하철 PSD용 인체 또는 사물 감시 안전시스템의 동작상태를 도시한 블럭도 이다.
도5 내지 도8는 각각 본 발명에 따른 센서모듈의 설치상태 및 감지범위를 도시한 개략도 이다.
도9는 본 발명의 다른실시예에 따른 설치상태를 도시한 설치상태도 이다.

이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.

본 발명은, 지하철 승강장과 승강장에 정차하는 전동차 사이에 설치되는 승강장안전문(750)의 내측에 형성되는 공간에 위치하면서 승강장안전문(750)가 설치되는 프레임의 모서리부 또는 일정 위치에 센서모듈(500)을 설치한다.

이때, 상기 센서모듈(500)은, IR-UWB Radar가 사용되면서 송신용모듈(560)이 더 구비되어 열차의 출입문제어부(700)와 승강장에 위치한 승강장안전문제어부(600)에 각각 구비되는 수신용모듈(710)(610)에 연결되어 승강장안전문(650)과 열차의 출입문 사이에 사람이 끼이게 될 때 열차를 정지시키면서 승강장안전문과 열차의 출입문을 자동개방토록 설치된다.

그리고, 상기 수신용모듈 및 송신용모듈은 출입문 제어부와 승강장안전문제어부에 유선 또는 무선으로 연결된다.

더하여, 상기 센서모듈(500)은, 인체 또는 사물의 감지신호가 전달되면 송신용모듈(560)을 통하여 열차 출입문제어부(700)와 승강장안전문제어부(600)의 수신용모듈(710)(610)에 열차 및 승강장안전문의 OPEN 제어명령이 전달토록 설치된다.

또한, 상기 센서모듈(500)은, 짧은파장 및 좁은빔폭을 형성하는 비발디 안테나 방사패턴이 적용되고, 상기 프레임(660)의 모서리부에 대각선, 상부면, 측면등 선택되는 어느 한 부분 이상에 설치된다.

이때, 상기 센서모듈(500)은, 마이콤(510)에 더 연결되어 레이더칩, 증폭기 및 전원공급부가 더 구비되는 임베디드형으로 이루어진다.

즉, 상기 센서모듈(500)은, 하나의 하우징(550) 내측에서 3차원위치(거리,각도)가 상이하도록 배치되는 적어도 2개 이상의 단위센서(501) 조합으로 이루어진다.

그리고, 상기 센서모듈(500)은, 프레임(660)의 상부면 또는 측면 중 선택되는 한 곳 이상에 각각 복수개가 구비되는 구성, 상부면 및 측면 모두에 각각 복수개가 구비되는 구성 중에서 선택되는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 단위센서(501)는 하우징(550)의 전방 또는 측방에서 각각 서로 다른 유지하도록 배치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도3 내지 도7에서 도시한 바와같이 본 발명의 센서모듈(500)은 마이콤(510)이 IR-UWB용 레이더칩과 직접 연결되어 이를 제어하는 장치로 사용자가 프로그래밍 한 소프트웨어에 의해 작동된다.

그리고, 상기 프로그램이 실행되어 전파를 송신하라는 명령이 시작되면 송신 안테나(521)를 통해 IR-UWB Radar신호를 방사를 시작하고, 우리가 감지하고자 하는 인체나 사물에 반사된 전파는 다시 수신안테나(523)로 수신된다.

계속하여, 수신된 신호는 기본적으로 처음에 방사한 신호보다 약한 신호이기 때문에 저잡음 신호 증폭기(미도시)를 거쳐서 한차례 신호를 증폭한 뒤에 IR-UWB용 레이더칩(미도시)으로 전송하고, 다시 돌아온 신호는 레이더칩를 통해 간단한 신호처리 과정을 거친 뒤에 마이콤(510)로 보내지게 된다.

이때, 상기 마이콤은, 레이더칩에서 전달된 신호를 다양한 알고리즘에 의한 신호처리 기술을 통한 신호 분석으로 인체 및 사물을 감지하게 된다.

그리고, 상기 센서모듈(500)에 사용되는 안테나는 승강장안전문과 열차 출입문 사이의 협소한 공간에서 사용토록 짧은파장 및 좁은빔폭을 형성하도록 비발디 안테나의 방사패턴이 적용된다.

또한, 상기 센서모듈(500)은, 인체 또는 사물의 감지신호가 전달되면 송신용모듈(560)을 통하여 열차 출입문제어부(700)와 승강장안전문제어부(600)의 수신용무선모듈(710)(610)에 열차 및 승강장안전문의 OPEN 제어명령이 전달토록 설치되면서 열차를 정지시키는 제어명령이 전달되어 끼임에 의한 안전사고를 미연에 방지한다.

더하여, 상기 센서모듈(500)은, 하나의 하우징(550) 내측에서 3차원 위치(거리,각도)가 상이하도록 배치되는 적어도 2개 이상의 단위센서(501) 조합으로 이루어져 종래의 하나의 단위센서를 사용할 경우 감지되는 사람의 3차원적 위치가 정확하게 측정되지 않았으나 본 발명에서는 공간에 위치하는 인체 또는 사물에 복수의 단위센서를 동시에 동작시켜 인체 또는 사물을 감지한 후 각 단위센서의 위치에서 감지되는 인체 또는 사물의 상대위치(거리 및 각도)를 적용하여 인체 또는 사물의 3차원 위치를 감지한다.

이때, 상기와 같은 복수의 단위센서(501)로 측정된 위치를 승강장안전문이 위치하는 정면감지영역(R1)에 위치하는 지를 비교한 후 감지영역(R)에 위치할 경우 감지센호를 전달하게 된다.

그리고, 상기 센서모듈(500)은, 프레임(660)의 상부면 또는 측면 중 선택되는 한곳에 복수개가 구비되는 구성, 상부면 및 측면 모두에 각각 복수개가 구비되는 구성 중에서 선택되어 더 정확한 감지가 이루어진다.

이때, 상기 단위센서(501)는 하우징(550)의 전방 또는 측방에서 각각 서로다른 각도를 갖도록 배치되어 승강장안전문의 정면에서의 위치 및 승강장안전문의 측면 방향에서의 3차원 위치가 측면감지영역(R2)에 위치하게 되는 것을 정확하게 감지토록 하는 것이다.

500 : 센서모듈
501 : 단위센서
600 : 승강장안전문제어부
700 : 열차 출입문제어부

Claims

열차 승강장의 승강장안전문과 승강장에 정차하는 열차의 출입문 사이에 형성되는 공간에 위치하면서 승강장안전문이 설치되는 프레임의 일측에 적어도 하나 이상의 센서모듈을 설치하고,
상기 센서모듈은, IR-UWB Radar가 사용되면서 송신용모듈이 더 구비되며,
상기 열차의 출입문을 제어하는 출입문제어부와 승강장의 승강장안전문을 제어하는 승강장안전문제어부에 각각 구비되는 수신용모듈에 연결되어 승강장안전문과 열차 출입문 사이에 사람이 끼이게 될 때 열차를 정지시키면서 승강장안전문과 열차 출입문을 자동개방토록 설치되고,
상기 센서모듈은,
a). 하나의 하우징 내측면 전방 또는 측방에서 3차원의 위치인 거리 및 각도가 각각 상이하도록 배치되는 복수의 단위센서 조합으로 이루어지고,
b). 프레임의 상부면 및 측면 모두에 각각 복수개가 구비되며,
c). 짧은파장 및 좁은빔폭을 형성하는 비발디 안테나 방사패턴이 적용되고, 송,수신안테나와 레이더칩, 증폭기 및 마이콤과 전원공급부가 임베디드형으로 구비되는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템.
제1항에 있어서, 상기 센서모듈은, 인체나 사물을 감지하는 감지신호가 전달되면 송신용모듈을 통하여 출입문제어부와 승강장안전문제어부의 수신용모듈에 열차 출입문 및 승강장안전문의 OPEN 제어명령 및 열차의 정지 제어명령이 전달토록 설치되는 것을 특징으로 하는 열차 승강장안전문용 인체 및 사물 감시 안전시스템.
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