KR102008966B1 - 철도 승강장 추락사고 대응 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 승강장 추락 대응 시스템에 관한 것으로서, 열차 자체에 구비된 센서를 이용하여 선로부의 장애물을 감지함으로써 열차와의 충돌사고를 예방할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 열차(50)의 전면부에 설치되고, 선로부의 상측으로 전파 또는 레이저를 발사한 후 선로부의 장애물(60)에서 반사되는 반사파를 감지하여 장애물(60)의 유무를 감지하고 장애물(60)과의 거리를 계측하는 센서(10)와; 장애물과의 거리에 따라 충돌 위험도를 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송하는 위험도 검출부(21)와, 충돌 위험도가 높아질 경우 열차(50)의 속도를 강제 감속하거나 열차(50)를 정지시키는 속도제어부(22)를 구비한 열차용 컴퓨터(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 승강장 추락사고 대응 시스템{Response System For a Fall From Railroad Platform}

본 발명은 철도 승강장에서 승객이 선로부에 추락하거나 투신하였을 때 열차를 정지시켜 인명피해를 줄일 수 있도록 하는 철도 승강장 추락사고 대응 시스템에 관한 것으로서, 특히 열차의 전면부에 구비된 광선 레이더 또는 레이저 센서를 이용하여 선로부의 장애물을 감지함으로써 신속한 대응이 가능하고 대형 사고를 예방할 수 있도록 한 철도 승강장 추락사고 대응 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 열차나 지하철의 승강장은 승객들의 원활한 승하차를 위하여 선로에 근접하게 설치된다.

이에 따라 빈혈환자나 시각장애인, 음주로 인한 만취 승객 등이 승강장에서 추락하여 선로부에 진입하는 열차와 충돌하는 사고가 가끔 발생하고 있다.

또한 선로부에 진입하는 열차를 향해 승객이 선로부로 직접 투신하는 사고도 발생하고 있다.

이와 같이 승객이 선로부에 추락하거나 투신하는 경우, 현재에는 이를 인지한 다른 승객이 승강장 내에 설치된 비상정지 스위치를 눌러 승강장 입구에 설치된 신호등이 점등되도록 하고 있다.

이로써 열차가 승강장쪽으로 진입하는 것을 중지시켜 추락 또는 투신한 승객을 구조하도록 하고 있다.

그런데 상기한 종래의 방식에 의하면, 발견자가 승객이 추락 또는 투신하는 것을 인지하고 비상정지 스위치를 눌러 열차의 진입을 차단하기까지는 상당한 시간이 소요되므로, 인명사고를 피하기가 어려운 문제점이 있다.

특히, 승객의 투신은 열차가 승강장 쪽으로 근접한 상태에서 발생하기 때문에 위 방식에 의하면 투신자를 구조하기가 거의 불가능하게 된다.

따라서, 최근에는 지하철이나 전철의 경우, 승강장과 선로부를 분리하여 승객이 선로부에 추락하거나 투신하는 것을 원천적으로 방지할 수 있도록 스크린 도어를 설치하고 있다.

그러나 설치 비용 등의 문제로 아직까지 모든 역에 스크린 도어가 설치되지는 못하고 있다.

이에 따라 스크린 도어가 설치되지 않은 역에서는, 선로부에 추락하거나 투신하는 승객을 구조하기 위해, 안전요원을 배치하거나 카메라를 이용하여 선로 주변을 모니터링하고 있다.

하지만 안전요원이 충분히 배치되지 않고 있을 뿐 아니라, 안전요원이 승강장의 모든 부분을 계속 확인하기에는 한계가 있다.

또한 카메라와 모니터를 이용하여 육안으로 승강장의 영상을 확인하는 경우에는, 순간적으로 발생하는 돌발상황에 빠르게 대처하지 못하는 문제점이 있다.

또한 스크린 도어가 설치된 역의 경우에도, 스크린 도어가 정상적으로 작동하지 않거나 승객이 스크린 도어를 강제로 개방함으로써 추락 사고가 발생할 수 있으며, 정비사가 스크린 도어를 정비하는 도중에 열차가 승강장 내로 진입하여 사고가 발생하기도 한다.

한편, 최근에는 철도 승강장 안전 시스템으로서, 승강장에 열화상 카메라나 도플러 센서, 모션 캡쳐 등을 설치하여 승강장의 상황을 실시간으로 감시하고, 카메라의 영상이나 센서 등의 신호를 분석하여 추락 여부를 판단하며, 돌발상황 발생시 경보신호를 발생함과 아울러 관제센터나 상황실로 전파하여, 관제센터나 상황실에서 선로부를 따라 운행하는 차량의 열차에 비상신호를 보내거나 승강장의 입구에 설치된 신호등을 작동시켜 차량이 정지하도록 하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 이러한 승강장 안전 시스템은, 승강장의 상황을 확인한 후에야 열차에 비상신호를 전파하도록 되어 있어, 열차의 승무원이 대처하기까지 시간이 걸릴 수밖에 없고, 승무원의 대처가 미숙할 경우 사고를 방지하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 승강장을 감시구역으로 하면서 열이 없는 물체와 열이 있는 물체를 서로 다른 색상으로 촬영하는 열화상카메라와; 전동차가 승강장의 진입구 일측에 위치하여 전동차가 통과될 때 경보발생부의 기능을 디세이블(disable)하는 진입 검출센서 및 승강장의 진출구 일측에 위치하여 전동차가 통과될 때 경보발생부의 기능을 인에이블(enable)하는 진출 검출센서로 이루어진 전동차 감지센서와; 열화상카메라를 제어하는 열화상카메라 관리부와, 열화상카메라에서 촬영되는 열이 있는 물체의 영상 감도를 조절하는 감도조절부와, 열화상카메라에서 촬영된 영상에서 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 통해 돌발상황을 감지하는 영상분석부를 구비하는 관리센터;를 포함하며, 사람이 선로부에 있는 경우에만 정확하게 돌발상황으로 분리할 수 있는 열화상카메라를 이용한 승강장의 추락자 자동검지 시스템을 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 복수의 스테레오 비디오카메라로부터 승강장 모니터링 영역에 대한 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 모니터링 영역에 대한 영상의 픽셀마다 통계적 데이터를 구하는 단계; 상기 모니터링 영역에 다른 물체가 등장하였는지를 판단하여 이미 분석한 배경영상과 비교하여 실제 물체와 배경을 분리하는 단계; 상기 분리된 물체에 해당하는 픽셀로 물체의 크기 및 부피를 추정하는 단계를 포함하여 스테레오 비디오카메라를 이용하여 감시하고자 하는 영역과 물체를 3차원으로 표현하여 물체인식의 성능을 높이기 위한 인지기술 및 지하철의 신호시스템과 연계하여 진입열차를 정지시키고 신속한 대응을 할 수 있도록 한, 스테레오 비디오카메라를 이용한 지하철 승강장 모니터링 시스템을 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 열차가 진입하는 열차 영역을 포함한 모니터링 영역에 대한 영상 정보를 획득하기 위한 스테레오 카메라; 모니터링 영역에 대한 열화상 정보를 획득하기 위한 열화상 카메라; 영상 정보와 열화상 정보 중 적어도 어느 하나에 기초하여, 열차 영역 중 물체가 추락하여 정상적인 열차 운행에 지장을 줄 수 있는 영역으로 미리 설정되는 위험 영역 내에서 추락물체를 검출하는 추락물체 검출모듈; 및 추락물체 검출모듈에 의해 위험 영역 내에서 추락물체가 검출되면, 영상 정보와 열화상 정보에 기초하여 추락물체가 정상적인 열차 운행에 지장을 주는 위험물체인지 여부를 판단하는 위험물체 판단모듈을 포함하며, 위험물체에 대한 신속한 판단이 가능하면서도 위험물체에 대한 판단 오류를 최소화하여 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한, 스테레오 카메라 및 열화상 카메라를 이용한 승강장모니터링 시스템 및 그 방법을 개시하고 있다.

특허문헌 4는, 마이크로파를 발송한 뒤에 반사되는 마이크로파를 수신하여 주파수를 비교하는 도플러 센서와, 상기한 도플러 센서와 무선으로 연결되어 있으며 상기한 도플러센서의 ID를 식별하는 게이트웨이와, 상기한 게이트웨이와 유선으로 연결되어 있는 역무실 모니터링 장치와, 상기한 게이트웨이와 무선으로 연결되어 있는 긴급신호 방송장치와, 상기한 긴급신호 방송장치와 무선으로 연결되어 있는 긴급신호 수신장치와, 상기한 역무실 모니터링 장치와 외부망을 통해 연결되어 있는 중앙관제 컴퓨터와, 상기한 중앙관제 컴퓨터와 열차를 자동으로 정지시키기 위한 ATS(Automatic Train Stop) 시스템으로 연결되어 있는 열차 컴퓨터를 포함하며, 상대적으로 넓은 지역에서의 추락을 감지할 수 있고 정상적인 승객들에 의한 오감지를 배제할 수 있는, 철도 승강장의 추락사고 대응 시스템을 개시하고 있다.

KR 10-0661263 B1 KR 10-2007-0065480 A KR 10-2010-0010734 A KR 10-1211676 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선로부에 승객이 있는지의 여부를 승강장 측에서 확인하지 않고 열차에서 직접 확인하도록 함으로써, 승객의 추락에 따른 대응조치가 신속하게 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 승객이 선로부로 투신하는 경우에도 열차와 충돌하는 것을 최대한 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열차의 전면부에 설치되고 선로부의 상측으로 광선 레이더 또는 레이저를 발사한 후 선로부의 장애물에서 반사되는 반사파를 감지하여 장애물의 유무를 감지하고 장애물과의 거리를 계측하는 센서와; 장애물과의 거리에 따라 충돌 위험도를 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송하는 위험도 검출부와, 충돌 위험도가 높아질 경우 열차의 속도를 강제 감속하거나 열차를 정지시키는 속도제어부를 구비한 열차용 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열차용 컴퓨터는, 상기 위험도 검출부에서 판단된 위험 신호를 상황실 또는 역무실로 전송하는 신호전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열차용 컴퓨터는, 장애물과의 거리에 따라 안전 단계와, 기관사에게 경고하는 주의 단계, 열차의 속도를 감속하는 위험 단계 및 열차를 정지시키는 충돌 단계로 구분하여 대응하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열차용 컴퓨터는, 위험 단계 이상의 경우에 상황실 또는 역무실로 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열차용 컴퓨터는, 센서에 의해 감지된 장애물의 크기가 일정 이상일 경우에만 충돌 위험도를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 센서는, 광선 라이다(Lidar) 또는 레이저 센서(Laser Seonsor)로 이루어지고, 열차가 승강장으로부터 일정 거리 이내에 접근한 경우에만 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열차의 전면부에 카메라가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템에 의하면, 열차의 전면부에 설치된 광선 레이더 또는 레이저 센서를 이용하여 선로부의 장애물 유무를 판단함과 아울러, 장애물과의 거리를 파악하여 열차용 컴퓨터에 전달하고 열차용 컴퓨터가 충돌 위험도를 판단하여 기관사에게 전파하게 되므로, 승객의 추락이나 투신사고가 발생할 경우, 신속한 대처를 통해 승객이 열차와 충돌하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 장애물과의 충돌 위험이 있는 경우, 이를 역무실이나 상황실에도 전파함으로써 후속 사고를 예방할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 일정 크기 이상의 장애물에 대해서만 충돌 위험도를 판단하여 대응하게 되므로, 작은 생물이나 물체로 인해 차량이 정지되어 발생하는 혼란을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 열차가 승강장으로부터 일정 거리 이내에 접근한 경우에만 센서가 작동하게 되므로, 센서를 작동시키는데 필요한 에너지 소비가 감소하게 되는 효과가 있다.

또한 선로부의 장애물을 감지하여 열차를 제어하게 되므로 열차끼리의 충돌사고를 예방할 수 있고, 승강장이 아닌 지역에서의 추락이나 투신사고에 대해서도 대응할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템이 설치된 승강장을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템을 이용한 사고 대응 과정 순서도.

이하, 본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 철도 승강장 추락사고 대응 시스템은, 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 열차(50)의 전면부에 설치되고, 선로부의 상측으로 광선 레이더 또는 레이저를 발사한 후 선로부의 장애물(60)에서 반사되는 반사파를 감지하여 장애물(60)의 유무를 감지하고 장애물(60)과의 거리를 계측하는 센서(10)와; 장애물과의 거리에 따라 충돌 위험도를 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송하는 위험도 검출부(21)와, 충돌 위험도가 높아질 경우, 열차(50)의 속도를 강제 감속하거나 열차(50)를 정지시키는 속도제어부(22)와, 상기 위험도 검출부(21)에서 판단된 위험 신호를 상황실 또는 역무실로 전송하는 신호전송부(23)를 구비한 열차용 컴퓨터(20);를 포함하여 이루어진다.

상기 센서(10)는 광선 라이다(Lidar) 또는 레이저 센서(Laser Seonsor)로 이루어지는 것이 바람직하다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 센서는 다양하게 구성될 수 있다.

또한 상기 열차(50)의 전면부에 카메라(도시 생략)가 더 설치되어, 상기 센서(10)가 인식하지 못하는 먼 거리의 물체까지 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 열차용 컴퓨터(20)는, 장애물(60)과의 거리에 따라 안전 단계와, 기관사에게 경고하는 주의 단계, 열차(50)의 속도를 감속하는 위험 단계 및 열차(50)를 정지시키는 충돌 단계로 구분하여 대응하도록 구성되며, 위험 단계 이상의 경우에 상황실 또는 역무실로 신호를 전송하도록 구성된다.

또한, 상기 열차용 컴퓨터(20)는, 레이더 센서(10)에 의해 감지된 장애물(60)의 크기가 일정 이상일 경우에만 충돌 위험도를 판단하고, 상기 센서(10)는, 열차(50)가 승강장으로부터 일정 거리 이내에 접근한 경우에만 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 철도 승강장 추락사고 대응 시스템의 작동 관계를 도 3을 참조하여 설명한다.

열차(50)가 승강장에 근접하게 되면, 우선 열차(50)의 전면부에 구비된 센서(10)가 작동하여 선로부에 장애물(60)이 있는지를 확인한다.

이때 열차(50)의 전면부에 구비된 카메라에 의해, 상기 센서(10)가 감지하지 못하는 먼 거리의 장애물도 인식하도록 하는 것이 바람직하다.

선로부에 장애물(60)이 없으면 안전 단계로 파악하여 열차가 승강장에 자유롭게 진입할 수 있도록 하고, 선로부에 장애물(60)이 있으면 장애물(60)의 크기와 거리를 파악한다.

만약, 장애물(60)이 일정 크기 이하인 경우, 즉 쥐와 같은 작은 생물이거나 크기가 작은 물체인 경우에는 충돌 위험도를 판단하지 않고 안전 단계로 인식하여, 열차가 승강장에 정상적으로 진입할 수 있도록 한다.

하지만 장애물(60)이 일정 크기 이상이어서 열차와의 충돌 위험이 있는 경우, 즉 승객이 추락하거나 투신한 경우 또는 일정 크기 이상의 물체가 선로부에 존재하여 장애물(60)이 크게 인식되는 경우에는, 장애물(60)과의 거리에 의해 충돌 위험도를 판단하여 열차(50)의 속도를 조절한다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 선로부의 장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 설정치 b보다 커서 충분한 경우에는, 주의 단계로 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송함으로써, 기관사가 충돌 위험을 회피할 수 있는 속도로 열차를 운행하도록 한다.

그리고, 장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 일정 범위 내(설정치 a와 설정치 b 사이)에 있는 경우에는, 위험 단계로 판단하여 열차(50)의 속도를 강제 감속시킴으로써, 장애물(60)과의 충돌이 일어나기 전에 열차(50)를 정지시킬 수 있도록 한다.

만약, 장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 설정치 a보다 작아서 근접한 경우에는, 충돌 단계로 판단하여 열차(50)를 강제 정지시킴으로써 열차(50)가 장애물(60)에 충돌하지 않도록 한다.

상기한 방식에 의해, 열차(50)가 장애물(60)에 충돌하여 발생하는 인적, 물적 피해를 예방 또는 최소화할 수 있게 된다.

즉 본 발명에 의하면, 광선 라이다 또는 레이저 센서를 열차의 전면부에 구비하고, 열차용 컴퓨터에 의해 선로부의 장애물의 크기 및 거리를 즉시 파악할 수 있다.

또한 연차의 전면부에 구비된 카메라에 의해 센서가 감지하지 못하는 먼 곳의 장애물도 인식할 수 있다.

이에 따라 선로부에 장애물이 감지된 경우 무조건 적으로 열차를 정지시키는 것이 아니라, 장애물의 크기 및 거리에 따라 그에 맞게 대처할 수가 있다.

그리고, 위험 단계 또는 충돌 단계에서는, 열차용 컴퓨터(20)에서 역무실이나 상황실에 신호를 전파함으로써, 추락 또는 투신한 승객을 신속히 구조하고, 후속 차량의 진입을 제한하는 등의 대응을 통해 추가 사고의 발생을 방지할 수 있다.

이상에서는 열차(50) 자체에 구비된 센서(10)에 의해 승강장의 선로부에 있는 장애물을 감지하여 충돌사고를 예방하는 것에 대하여 설명하였으나, 열차(20)에 구비된 센서(10)를 상시 작동시킴으로써 승강장이 아닌 구역에서도 장애물을 감지하여 열차의 속도를 제어할 수도 있다.

이와 같이 센서(10)를 상시 작동시켜 장애물을 감지하도록 하면, 선로부에 놓인 장애물로 인한 열차의 탈선 사고와 같은 대형 사고를 예방할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시 예를 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...센서(Sensor)
20...열차용 컴퓨터
21...위험도 검출부
22...속도제어부
23...신호전송부
50...열차
60...장애물

Claims (7)

1. 열차(50)의 전면부에 설치되고, 선로부의 상측으로 전파 또는 레이저를 발사한 후 선로부의 장애물(60)에서 반사되는 반사파를 감지하여, 장애물(60)의 유무를 감지하고 장애물(60)과의 거리를 계측하는 센서(10)와;
   장애물(60)과의 거리에 따라 충돌 위험도를 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송하는 위험도 검출부(21)와, 충돌 위험도가 높아질 경우 열차(50)의 속도를 강제 감속하거나 열차(50)를 정지시키는 속도제어부(22)를 구비한 열차용 컴퓨터(20);를 포함하는 철도 승강장 추락사고 대응 시스템에 있어서,
   상기 열차용 컴퓨터(20)는,
   상기 위험도 검출부(21)에서 판단된 위험 신호를 상황실 또는 역무실로 전송하는 신호전송부(23);를 더 포함하고,
   상기 열차용 컴퓨터(20)는,
   장애물(60)과의 거리에 따라 안전 단계와, 기관사에게 경고하는 주의 단계, 열차(50)의 속도를 감속하는 위험 단계 및 열차(50)를 정지시키는 충돌 단계로 구분하여 대응하며,
   상기 열차용 컴퓨터(20)는,
   위험 단계 이상의 경우에 상황실 또는 역무실로 신호를 전송하고,
   센서(10)에 의해 감지된 장애물(60)의 크기가 일정 이상일 경우에만 충돌 위험도를 판단하며,
   상기 센서(10)는 라이다(Lidar) 또는 레이저 센서(Laser Seonsor)로 이루어지고, 열차(50)가 승강장으로부터 일정 거리 이내에 접근한 경우에만 작동되도록 하며,
   상기 열차(50)의 전면부에 카메라가 더 구비되어 상기 센서(10)가 감지하지 못한 먼 거리의 장애물도 인식하도록 하며,
   선로부의 장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 설정치 b보다 커서 충분한 경우에는, 주의 단계로 판단하여 기관사에게 경고 신호를 전송함으로써, 기관사가 충돌 위험을 회피할 수 있는 속도로 열차를 운행하도록 하고,
   장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 설정치 a와 설정치 b 사이에 있는 경우에는, 위험 단계로 판단하여 열차(50)의 속도를 강제 감속시킴으로써, 장애물(60)과의 충돌이 일어나기 전에 열차(50)를 정지시킬 수 있도록 하며,
   장애물(60)과 열차(50) 사이의 거리가 설정치 a보다 작아서 근접한 경우에는, 충돌 단계로 판단하여 열차(50)를 강제 정지시키는 것을 특징으로 하는 철도 승강장 추락사고 대응 시스템.
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