KR102086011B1 - Train access warning system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열차 접근 경보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자에게 열차의 접근정보를 효율적으로 알려줄 수 있도록 하는 열차 접근 경보 시스템에 관한 것이다.
본 발명이 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템은, 선로 작업영역 내에 배치되어, 진동 센서를 이용하여 진동 데이터를 획득하는 접근 감지부와, 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버 및 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고, 서버는 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 접근 경보부로 전송하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a train approach alarm system, and more particularly, to a train approach alarm system that can inform the operator of the access information of the train efficiently.
Train approach alarm system according to an embodiment of the present invention is disposed in the track work area, the approach detection unit for obtaining vibration data using a vibration sensor, and the characteristics of the train entry by analyzing the vibration data obtained by the access detection unit A server for calculating train access information by matching a pattern with previously stored data and an access alarm unit for outputting an alarm signal according to train access information calculated by the server, wherein the server matches the vibration data with previously stored learning data, and matches According to the result, the evacuation notification providing command signal is transmitted to the access alarm unit.
Description
본 발명은 열차 접근 경보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자에게 열차의 접근정보를 효율적으로 알려줄 수 있도록 하는 열차 접근 경보 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a train approach warning system, and more particularly, to a train approach alarm system that can effectively inform the access information of the train to the operator.
철도는 사전적 정의에 따르면 침목 위에 철제의 궤도를 설치하고, 그 위로 차량을 운전하여 여객과 화물을 운송하는 시설을 일컫는다.Railroads, by definition, refer to a facility that places steel tracks on a sleeper and drives a vehicle over it to transport passengers and cargo.
이와 같이 철도는 정해진 궤도를 따라 열차가 이동하는 바, 항상 외부에 노출된 선로는 이를 보수하기 위한 작업이 수시로 이루어지고 있다.In this way, the railroad trains move along a predetermined track, and the work that is always exposed to the outside tracks are often performed to repair them.
일반적으로 철도의 선로 변에서 선로나 신호 설비에 대한 유지 보수 작업을 위한 작업 현장에는 작업자의 안전을 위한 일환으로, 선로 변 작업 영역을 기준으로 일정 거리에 작업자와는 별도의 안전 요원을 배치하여, 열차와의 충돌 사고를 예방하는 방안이 활용되고 있다. In general, as a part of the safety of the worker at the work site for maintenance work on the track or signal equipment on the railroad side of the railway, by placing a safety personnel separate from the worker at a certain distance from the track side work area, Measures to prevent collisions with trains are being used.
안전 요원은 선로 변의 작업 영역에 열차가 접근하는지 여부를 감시하여 열차의 접근이 인식되면 작업자에게 열차 접근에 대한 경고 알림을 제공한다. The safety officer monitors whether the train is approaching the work area along the track, and alerts the operator of the train's approach when the train is recognized.
예컨대 안전 요원은 낮의 경우 깃발을 이용한 수신호를 이용해 작업자에게 열차의 접근 정보를 전달하고, 밤의 경우에는 경광등을 이용한 수신호를 이용해 작업자에게 열차의 접근 정보를 전달한다.For example, the security personnel use the hand signals using flags to deliver the train's access information to the worker during the day, and in the night, the driver's access information is transmitted to the worker using the hand signals using the warning lights.
한편, 작업자는 대부분 지속적으로 단조로운 유지보수 작업을 수행하게 된다. On the other hand, most of the workers are constantly performing a monotonous maintenance work.
따라서, 작업자는 선로 변의 작업영역을 기준으로 일정거리에 위치한 안전요원을 통해 열차접근의 경보 신호를 받더라도, 감각차단(感覺遮斷) 현상이 발생하여 깃발 또는 경광등에 의한 안전요원의 경보신호를 인지하지 못하는 경우가 빈번하게 발생된다.Therefore, even if the worker receives the alarm signal of the train approach through the safety personnel located at a certain distance from the work area of the track side, a sensory block occurs and the alarm signal of the safety personnel by the flag or the warning light is recognized. Failure to do this occurs frequently.
이로 인해 작업자는 열차가 유지 보수 작업 영역 인근까지 접근하여도 열차의 접근을 인식하지 못하여 열차와의 충돌로 인한 사상사고가 발생하고 있는 실정이다.As a result, even when the train approaches the maintenance work area, the worker does not recognize the approach of the train, causing accidents due to the collision with the train.
또한 상술한 바와 같이 철도의 선로변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수 작업 현장에 안전 요원을 배치하여 이의 안전사고를 방지하고 있지만, 인력을 이용하는 방법은 사람에게 안전을 전적으로 담당시키는 것으로 사람의 실수로 인하여 매우 위험한 상황을 초래할 수 있다.In addition, as described above, safety personnel are prevented by arranging safety personnel at the maintenance work site of the track or signal equipment on the railroad side of the railway, but the method of using manpower is responsible for the safety of the person. This can cause a very dangerous situation.
특히, 작업자는 유지 보수 작업을 하는 중에도 지속적으로 안전요원자의 수신호 등을 인식해야 하므로 유지 보수 작업의 효율성도 저하됨은 물론 작업자 이외에도 별도의 안전요원을 다수 더 배치해야 하므로 인건비의 상승이 유발되는 문제점도 있다.In particular, since the operator must continuously recognize the hand signal of safety personnel during maintenance work, the efficiency of maintenance work is lowered and a number of additional safety personnel must be arranged in addition to the worker, which leads to an increase in labor costs. have.
또한, 안전경보자 역시 열차의 접근 유무를 지속적으로 감시해야 함에도 집중력 저하 등의 감각차단 현상에 의해 정확한 열차의 접근 유무를 전달하지 못하여 신뢰성을 가지는 열차 접근에 대한 정보를 제공하지 못하는 문제점도 있다.In addition, even if the safety alarm must constantly monitor the access of the train, there is a problem that can not provide information on the access to the train with reliability because it can not deliver the accurate access of the train due to sensory blockage phenomenon such as concentration deterioration.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 작업자가 열차의 접근을 인지하지 못하여 발생하는 사상사고를 방지할 수 있도록 작업자에게 열차의 접근 정보를 용이하게 전달할 수 있는 열차 접근 경보 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a train access alarm system that can easily pass the access information of the train to the operator to prevent accidents caused by the operator does not recognize the approach of the train. There is a purpose.
본 발명이 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템은, 선로 작업영역 내에 배치되어, 진동 센서를 이용하여 진동 데이터를 획득하는 접근 감지부와, 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버 및 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고, 서버는 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 접근 경보부로 전송하는 것을 특징으로 한다. The train approach alarm system according to the embodiment of the present invention is disposed in a track work area, and includes a proximity sensing unit for acquiring vibration data using a vibration sensor, and analyzing the vibration data acquired by the approach sensing unit to characterize train entry. A server that calculates train access information by matching the pattern with pre-stored data, and an access alarm unit that outputs an alarm signal according to train access information calculated by the server, wherein the server matches the vibration data with pre-stored learning data, and matches. According to the result, the evacuation notification providing command signal is transmitted to the access alarm unit.
본 발명에 따르면, 작업 영역 내에 진동 센서를 배치하여 물체(열차) 이동에 따른 진동을 감지하고, 감지된 진동 데이터의 특성 패턴을 추출함으로써, 감지된 진동을 야기한 이동 물체가 무엇인지 식별하고, 이동하는 물체의 속도와 작업 영역과의 거리 정보를 식별하여, 해당 이동 물체(열차)의 접근에 대한 경보를 작업 영역 내의 작업자에게 제공함으로써, 작업 구간 외 지역에 직접 열차를 감지하는 수단을 배치하지 않고, 작업 구간 내에서 감지되는 진동 데이터를 분석한 결과에 따라 열차 접근 경보를 제공하는 것이 가능한 효과가 있다. According to the present invention, by placing a vibration sensor in the work area to detect the vibration according to the movement of the object (train), and extracts the characteristic pattern of the detected vibration data, to identify what moving object caused the detected vibration, and to move By identifying the speed of the object and distance information from the work area, alerting the worker within the work area of the approach of the moving object (train), without deploying means to detect the train directly outside the work area. In addition, it is possible to provide a train approach alarm according to the result of analyzing the vibration data detected in the work area.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득을 위한 열차 감지 수단을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 사용 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 경보부의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a train detecting means for obtaining reference data of the train approach alarm system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a reference data acquisition state of a train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a reference data acquisition configuration of the train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a state of use of the train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of an access alarm unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, advantages and features of the present invention, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the following embodiments are provided to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is merely provided to easily show the configuration and effects, the scope of the invention is defined by the claims.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.Meanwhile, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or devices in which the mentioned components, steps, operations and / or devices are known. Or does not exclude addition.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득을 위한 열차 감지 수단을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a train detection means for obtaining reference data of the train approach alarm system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 상태를 나타낸 개략도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a reference data acquisition state of the train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 구성을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a reference data acquisition configuration of the train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재 접근하는 열차를 식별하고 그 접근에 대한 대피 알림을 작업 영역의 작업자에게 알리기 위해, 먼저 열차의 종류, 이동속도, 작업 영역과의 거리를 판별하기 위한 레퍼런스 데이터를 획득한다. According to an embodiment of the present invention, in order to identify a train currently approaching and notify the worker of the work area about the evacuation notification of the approach, first, reference data for determining the type of train, the moving speed, and the distance to the work area are provided. Acquire.
도 2를 참조하면, 작업 영역 외 열차가 이동하는 구간에 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)가 배치되고, 작업 영역 내에는 진동 데이터 획득부(400)가 배치된다. Referring to FIG. 2, a
진동 데이터 획득부(400)는 제1 진동 센서(S1) 및 제2 진동 센서(S2)를 포함하여 구성된다. The vibration
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)에서 획득된 감지 데이터와, 진동 데이터 획득부에서 획득된 진동 데이터는 서버(300)로 전송되며, 동기화가 이루어진다. The sensed data acquired by the
서버(300)는 작업 영역 외에 배치되는 중앙 관제 서버인 것이 바람직하며, 필요에 따라 작업 영역 내에 배치되어 중앙 서버로 해당 데이터를 전송하는 중개 서버인 것 역시 가능하다. The
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)는 작업 영역을 기준으로 기설정 거리(예: 1Km, 1.5Km. 2Km, 3Km, 5Km 등)에 배치되어, 선로를 따라 진입하는 열차를 감지한다. The
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1케이스(110), 감지부(120), 영상부(130), 감지 판단부(140) 및 데이터전송부(150)를 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the
제1케이스(110)는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.The
제1케이스(110)는 수용공간에 열차의 접근감지를 위한 각종 부품들을 수납하여 철도의 선로 변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수작업을 위한 작업현장의 작업영역을 기준으로 기설정된 거리에 배치된다. The
이는, 열차의 종류 및 그에 따른 이동 속도와 연관하여, 작업 영역 및 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)의 이격 거리에 따라 작업 영역 내 작업자가 대피할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있도록 하기 위함이다. This is to ensure sufficient time for an operator to evacuate in the work area according to the distance between the work area and the
감지부(120)는 일부가 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 상태로 제1케이스(110)의 수용공간에 수납된다.The
그리고 감지부(120)는 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 영역이 선로를 따라 진입하는 열차를 감지한다.In addition, the
더욱 상세하게는 감지부(120)는 제1센서(121)와 제2센서(122)를 포함한다.In more detail, the
제1센서(121)는 제1케이스(110)에서 열차가 진입하는 방향으로, 선로 변을 향해 배치된다.The
그리고, 제2센서(122)는 제1센서(121)의 인접한 위치에서 선로 변과 마주하는 방향에 배치된다.The
따라서, 감지부(120)는 열차가 진입하는 방향으로부터 열차가 진입하게 되면 제1센서(121)가 그 진입 여부를 먼저 감지하고, 그 후에 제2센서(122)가 열차의 진입 여부를 감지하게 된다.Therefore, when the train enters from the direction in which the train enters, the
이렇게 감지부(120)가 감지한 감지정보는 감지 판단부(140)에 의해 열차 진입 경보 신호인지 판단하게 된다.The detection information detected by the
영상부(130)는 일부가 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 상태로 제1케이스(110)의 수용공간에 수납된다.The
그리고 영상부(130)는 선로를 따라 진입하는 열차를 촬영하여 영상정보를 생성한다.The
이렇게 영상부(130)가 쵤영한 영상정보는 감지 판단부(140)에 의해 열차 진입 신호인지 여부에 대한 판단에 이용된다.The image information taken by the
감지 판단부(140)는 제1케이스(110)의 내부에 수납되는 것으로서, 기설정된 정보를 감지부(120)가 감지한 정보와 비교하여 감지부(120)의 감지정보가 열차 진입 경보 신호인지 판단한다.The
즉, 제1센서(121)가 감지한 시간으로부터 제2센서(122)가 감지한 시간까지 걸린 시간을 분석하고, 감지 판단부(140)에 기설정된 정보와 비교하여 감지부(120)에서 감지된 정보가 열차 진입 경보 신호인지 판단한다.That is, the
제1센서(121) 및 제2센서(122)에서 감지된 시간 정보를 기준으로 열차 진입 경보 신호 여부를 판단하게 되는데, 예컨대 감지 판단부(140)는 제1센서(121)가 선로변에서 미확인물체를 감지한 후, 제2센서(122)가 감지할 때까지 경과된 시간이 기설정된 값의 범위 내에 포함되지 않거나, 제1센서(121) 또는 제2센서(122)에서만 미확인물체가 감지된 경우에는 감지부(120)에서 감지된 감지정보가 열차 진입에 의한 것이 아닌 것으로 판단한다.The
반면, 감지 판단부(140)는 제1센서(121)가 선로 변에서 미확인물체를 감지한 후, 제2센서(122)가 감지할 때까지 경과된 시간이 감지 판단부(140)에 기설정된 값의 범위 내에 포함되는 경우, 감지부(120)에서 감지된 감지정보가 열차 진입 경보 신호인 것으로 판단한다.On the other hand, the
전술한 예에 따르면, 제1 센서 및 제2 센서에서 감지된 시간 정보의 간격, 즉 감지 시간의 차이가 기설정 값의 범위 내에 포함되는 경우 감지 정보를 열차 진입에 의한 것으로 판단하는 것으로 서술하였으나, 이는 날씨, 철도 공사, 운행 지연 시간 등 열차 운행 정보를 종합적으로 고려하여 기설정 범위 내에 해당 감지 시간의 차이가 포함되면 열차 진입에 의한 것으로 판단하는 것이 가능하다. According to the above example, when the interval between the time information detected by the first sensor and the second sensor, that is, the difference in the detection time is included in the range of the preset value, it is described that the detection information is determined as entering the train, This may be determined by entering the train when the difference in the detection time is included within the preset range in consideration of train operation information such as weather, railway construction, and operation delay time.
예컨대 열차 선로 이상에 의해 일시적으로 열차가 저속 주행할 수 있는데, 서버(300)는 이에 대한 열차 운행 정보를 저장함으로써, 열차 진입 판단 여부에 대한 오류 발생을 방지한다. For example, the train may temporarily travel at a low speed due to an abnormal train track, and the
감지 판단부(140)는 영상부(130)가 촬영한 영상정보를 분석하여 영상부(130)가 촬영한 영상정보가 열차진입에 의한 감지정보인지 판단하는 것이 가능하다. The
한편, 접근 감지부(100)은 감지부(120) 또는 영상부(130) 중 어느 하나만 사용하거나, 감지부(120)와 영상부(130)를 모두 사용함도 가능하다.Meanwhile, the
감지부(120)와 영상부(130)를 모두 사용함으로써, 열차 진입 경보 신호의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.By using both the
데이터전송부(150)는 제1케이스(110)의 내부 또는 외측면에 배치되는 것으로서, 감지 판단부(140)로부터 감지부(120)가 감지한 정보가 열차진입에 의한 정보인 것으로 판단되면 그 감지 정보를 서버(300)로 송신한다. The
데이터전송부(150)는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.The
서버(300)는 데이터전송부(150)를 통해 획득한, 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)의 감지 신호와, 해당 시점에서 진동 데이터 획득부(400)가 획득한 진동 데이터를 동기화하여 저장함으로써, 작업 영역에서 기설정 이격 거리 떨어진 지점을 열차가 지나고 있을 때의 진동 데이터를 획득함이 가능하다.The
서버(300)는 진동 데이터 획득부(400)를 통해 현장에서 획득한 데이터를 축적한 레퍼런스 데이터 패턴을 생성한다. The
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 작업 구간 내 작업자에게 대피에 필요한 충분한 시간을 확보하는 것이므로, 경보 통보로부터 대피 시간까지의 시간을 1분으로 정한 경우를 예를 들어 설명한다. The technical problem to be solved by the present invention is to secure a sufficient time required for evacuation to the worker in the work zone, so that the time from the alarm notification to the evacuation time is set as an example will be described.
예컨대 열차와 작업 구간 까지의 거리가 1km이고, 이동 열차의 운행 속도가 60Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 1.5km이고, 이동 열차의 운행 속도가 90Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 2km이고, 이동 열차의 운행 속도가 120Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 3km이고, 이동 열차의 운행 속도가 180Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 5km이고, 이동 열차의 운행 속도가 300Km/h인 경우, 각 상황별로 획득된 특성 패턴에 대한 데이터쉬트를 획득하며, 이러한 데이터쉬트는 서버(300) 내 또는 별도의 데이터베이스에 저장된다. For example, if the distance between the train and the work zone is 1km, the traveling speed of the moving train is 60km / h, and the distance between the train and the working zone is 1.5km, and the traveling speed of the moving train is 90km / h, If the distance to the work zone is 2km and the traveling speed of the moving train is 120Km / h, if the distance between the train and the working zone is 3km and the traveling speed of the moving train is 180Km / h, When the distance is 5 km and the traveling speed of the moving train is 300 km / h, a data sheet for the characteristic pattern obtained for each situation is obtained, and the data sheet is stored in the
이 때, 데이터쉬트 획득 및 실제 현장에서 열차 접근 감지를 위해서는, 기설정 거리(예: 10미터) 이격된 제1 진동 센서(S1) 및 제2 진동 센서(S2)를 배치하여 진동 데이터를 획득함이 전술한 바와 같다. At this time, in order to acquire a data sheet and detect a train approach at an actual site, vibration data is acquired by disposing a first vibration sensor S1 and a second vibration sensor S2 spaced apart from a predetermined distance (for example, 10 meters). This is as described above.
데이터쉬트는 아래 [표 1]과 같이, 주파수 데이터, 진폭 데이터, 위상 데이터, 파형의 왜곡률 데이터를 포함한다. The data sheet includes frequency data, amplitude data, phase data, and distortion data of a waveform as shown in Table 1 below.
거리Between train and workshop
Street
운행 속도Moving train
Running speed
본 발명은 진동 데이터를 단순 적분하여 열차의 접근 감지 여부를 이진법적으로 해석하는 것에 그치지 아니하고, 진동 데이터의 특성 패턴을 생성하고 이를 활용하여 열차의 종류, 이동 속도, 작업 영역 까지의 거리 및 안전한 대피를 위한 대피 알림 경보 시간을 산출하는 것이 가능하다. The present invention is not only binary analysis of the approach detection of the train by simply integrating the vibration data, but also generates the characteristic pattern of the vibration data and utilizes the train type, moving speed, distance to the work area and safe evacuation. It is possible to calculate the evacuation reminder alarm time for.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 사용 상태를 나타낸 개략도이다. Figure 4 is a schematic diagram showing a state of use of the train approach warning system according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 진동 데이터 획득부(400)는, 진동 센서를 포함하여 구성되어, 열차가 작업 영역 쪽으로 접근하는 경우, 열차의 이동에 따른 진동을 감지하여 이를 송수신 모듈을 통해 AP(Access Point)를 거쳐 서버(300)로 전송하고, 서버(300)는 진동 데이터를 분석하여, 작업 중인 작업자에게 열차 접근에 대한 예보 또는 경보 제공에 대한 명령을 접근 경보부(200)로 전송한다. The vibration
도 4은 작업 영역 외부에 서버(300)가 위치하는 것을 예를 들어 도시한 것이나, 이는 당업자의 이해를 돕기 위해 도시한 것에 불과하며, 후술하는 바와 같이 진동 데이터 획득부(400), 송수신 모듈, 접근 경보부(200)가 단말에 포함되는 것이 가능하다. 4 illustrates an example in which the
아울러, 접근 경보부(200)는 별도의 모듈로서 작업 영역 내에 배치되거나 또는 접근 감지부와 하나의 단말에 구성되어 경고음이나 경고 문구를 출력하는 구성에 제한되는 것이 아니며, 작업자가 소지한 스마트폰 등을 이용하여 열차 접근에 대한 알림 및 대피 경보를 알리는 구성으로 적용되는 것 역시 가능하다. In addition, the
진동 데이터 획득부(400)에 포함되는 진동 센서는 열차 레일에 직접 부착되거나, 레일에 인접하여 배치되어 고정된다. The vibration sensor included in the vibration
전술한 바와 같이, 진동 데이터 획득부(400)와 접근 경보부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 상이한 구성으로서 따로 배치될 수 있으나, 다른 예로서 단일 단말 내에 포함되어, 열차 접근을 감지 및 해당 접근 감지 정보를 활용한 경보를 작업 영역 내의 작업자에게 제공하는 것이 가능하고, 접근 경보부(200)는 작업자가 소지한 스마트폰 등 작업자 단말을 활용하여 접근 경보를 제공하는 것 역시 가능하다. As described above, the vibration
본 발명의 실시예에 따른 서버(300)는 진동 센서를 통해 현장에서 획득한 데이터를 축적한 데이터 패턴 분석 결과를 활용하여 이는 전술한 [표 1]과 같다. The
현장에서 진동 데이터 획득부(400)를 통해 획득된 데이터쉬트는 서버(300) 또는 별도의 데이터베이스에 저장된다. The data sheet acquired through the vibration
현장에서 취득된 진동 파형에 대하여는 푸리에 급수를 이용하여 기본 파형을 획득하고, 해당 기본 파형의 주파수, 진폭, 위상 등 특성 패턴 및 전술한 왜곡률 데이터를 획득한다. For the vibration waveform acquired in the field, a fundamental waveform is obtained by using a Fourier series, and a characteristic pattern such as frequency, amplitude, phase, etc. of the basic waveform and the above-described distortion data are obtained.
푸리에 변환은 시간에 대한 함수를 함수를 구성하고 있는 주파수 성분으로 분해하는 것이다. The Fourier transform is the decomposition of the function of time into the frequency components that make up the function.
시간의 함수가 푸리에 변환이 되면, 주파수의 복소 함수가 되고, 이들의 절대값은 원래 함수를 구성하는 주파수 성분의 양을, 편각은 기본 사인 곡선과의 위상차(Phase Offset)을 나타낸다. When the function of time is Fourier transformed, it becomes a complex function of frequencies, the absolute value of which represents the amount of frequency components constituting the original function, and the declination represents the phase offset from the basic sinusoid.
본 발명의 실시예에 따르면, 작업 영역 내에서 제1 및 제2 진동 센서(S1, S2)를 배치하여 물체(열차) 이동에 따른 진동을 감지하고, 서버(300)는 감지된 진동 데이터의 특징 패턴을 추출하고, 이를 기저장된 데이터쉬트의 데이터와 비교하여 매칭되는 패턴 특성을 조회한다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the first and second vibration sensors S1 and S2 are disposed in the work area to detect vibration due to the movement of the object (train), and the
시간에 따른 진동 주파수를 획득하고, 이에 대한 푸리에 변환을 수행하여, 기본 주파수를 획득하고, 진폭, 주파수, 위상차, 파형의 왜곡률을 획득한다. The oscillation frequency is acquired over time, and Fourier transform is performed to obtain the fundamental frequency, and the amplitude, frequency, phase difference, and distortion rate of the waveform are obtained.
매질이 일정할 때에는 같은 파형이 획득되겠지만, 레일의 이격 부위에 따라서 파형의 왜곡이 발생한다.When the medium is constant, the same waveform will be obtained, but distortion of the waveform will occur depending on the spacing of the rails.
예컨대, 본 발명에서는 파형의 왜곡률을 고려하여, 진동 주파수의 특성 패턴을 매칭하여 열차 접근 정보를 획득한다. For example, in the present invention, train access information is obtained by matching a characteristic pattern of a vibration frequency in consideration of a distortion ratio of a waveform.
시간에 대한 진동 파형의 방정식을 푸리에 급수로 표현하면, 아래 [수학식 1]과 같다. When the equation of the vibration waveform with respect to time is expressed by the Fourier series, it is expressed by Equation 1 below.
이 때, A는 진폭에 대한 실효값이다. At this time, A is an effective value for amplitude.
파형의 왜곡률(D)은 아래 [수학식 2]와 같이 산출된다. The distortion rate D of the waveform is calculated as in Equation 2 below.
매칭되는 패턴 특성에 따라, 감지된 진동을 야기한 이동 물체가 무엇인지 식별하고, 이동하는 물체의 속도와 위치 정보를 식별하여, 해당 이동 물체(열차)의 접근에 대한 경보를 작업자에게 제공하는 것이 가능하다. According to the matching pattern characteristic, it is possible to identify what moving object caused the sensed vibration, identify the speed and position information of the moving object, and provide an alert to the worker about the approach of the moving object (train). Do.
본 발명의 실시예에 따른 서버(300)는 관리자 단말 또는 작업자 단말을 통해 작업의 종류에 대한 정보를 입력 받는다.
즉, 현장에서 큰 구조물을 이용한 진단 작업이 수행되고 있을 경우, 대피를 위한 시간을 열차 접근 1분 전에 알려줄 필요가 있고, 작업자가 간단한 진단 작업을 수행하고 있을 경우, 대피를 위한 시간을 열차 접근 30초 전에 알려주면 된다고 가정한다. In other words, if a diagnosis using large structures is being performed on the site, the evacuation time needs to be informed 1 minute before the train approach. If the operator is performing a simple diagnosis, the time for evacuation is required. Suppose you want to tell us seconds ago.
서버(300)는 입력된 작업 종류에 따라, DB에 저장된 레퍼런스 데이터와, 진동 데이터 획득부(400)를 통해 획득된 진동 데이터의 비교를 상이하게 수행한다. The
즉, 해당 작업 종류에 따라 대응되는 레퍼런스 데이터를 호출하고, 이를 현재 획득된 진동 데이터의 특성 패턴과 비교하여, 기설정된 대피 알림 시간을 두고 열차 접근 경보를 알리도록 경보 제공 명령 신호를 접근 경보부(200)로 전송한다.That is, the corresponding reference data according to the operation type is called, and compared with the characteristic pattern of the currently acquired vibration data, the alarm providing command signal to notify the train approach alarm for a predetermined evacuation notification time, the
전술한 바와 같이, 접근 경보부(200)는 별도의 모듈로서 작업 영역 내에 배치되거나 또는 진동 데이터 획득부(400)와 하나의 단말에 구성되어 경고음이나 경고 문구를 출력하는 구성에 제한되는 것이 아니며, 작업자가 소지한 스마트폰 등을 이용하여 열차 접근에 대한 알림 및 대피 경보를 알리는 구성으로 적용되는 것 역시 가능하다. As described above, the
당업자의 이해를 돕기 위해서, 이하에서는 도 5를 참조하여 접근 경보부(200)의 별도의 디바이스로 배치되는 경우 그 구성을 예를 들어 설명한다. For better understanding by those skilled in the art, the configuration of the case where the device is arranged as a separate device of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 경보부의 구성을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a configuration of an access alarm unit according to an embodiment of the present invention.
접근 경보부(200)은 철도의 선로변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수작업을 위한 작업자의 선로변 작업영역에 설치된 것으로서, 서버(300)로부터 수신된 열차 진입 경보 신호를 수신 받아 이를 외부로 경고 알림의 형태로 출력한다.
이러한 접근 경보부(200)은 제2케이스(210)와 수신부(220)와 경보신호출력부(230) 및 신호제어부(240)를 포함한다.The
제2케이스(210)는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.The
제2케이스(210)는 수용공간에 열차의 접근경보를 위한 각종 부품들을 수납하여 작업영역에 배치된다.The
수신부(220)는 제2케이스(210)의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 서버(300)로부터 전송된 열차 진입 경보 신호를 수신한다.The
한편, 수신부(220)는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.On the other hand, the
경보신호출력부(230)는 수신부(220)를 통해 열차 진입 경보 신호가 수신되면 선로변 작업영역의 작업자가 인지할 수 있도록 경고정보를 출력한다.The alarm
이러한 경보신호출력부(230)는 스피커(231) 및 경광등(232)으로 이루어진다.The alarm
스피커(231)는 수신부(220)로부터 열차 진입 경보 신호가 수신되면 경보신호출력부(230)를 제어하는 신호제어부(240)의 제어에 따라 스피커(231)를 통해 경고음이 출력된다.When the
그리고 경광등(232)은 수신부(220)로부터 열차 진입 경보 신호가 수신되면 신호제어부(240)의 제어에 따라 빛이 점멸된다.In addition, when the
따라서, 경고음이 출력되는 스피커(231)와 빛이 절멸되는 경광등(232)으로 인해, 작업영역의 작업자가 이를 확인 및 열차가 접근중임을 인식하고 신속하게 대처할 수 있다.Therefore, due to the
한편, 경보신호출력부(230)는 스피커(231) 또는 경광등(232) 중 어느 하나만 사용하거나, 스피커(231) 및 경광등(232)을 모두 사용함도 가능하다.Meanwhile, the alarm
스피커(231) 및 경광등(232)을 모두 사용함으로써, 작업영역의 작업자가 이를 더욱 명확하게 확인할 수 있고, 열차가 접근중임을 더욱 명확하게 인식할 수 있다.By using both the
또한, 곡선구간 또는 산간지역과 같이 서버(300)가 외부 영역에 있는 경우, 또는 산과 같은 장애물이 존재하는 경우에는 서버(300)로부터 열차 진입 경보 신호가 제대로 전달되지 않게 되는 경우가 발생된다.In addition, when the
이를 방지하기 위해 본 발명의 실시예에서는 서버(300)와 접근 경보부(200) 사이에 중계기가 설치된다.In order to prevent this, in the embodiment of the present invention, a repeater is installed between the
중계기는 서버(300)와 접근 경보부(200) 사이에 배치되어 열차 진입 경보 신호를 접근 경보부(200)으로 재송신한다. The repeater is disposed between the
이러한 중계기는 제3케이스와 경보신호수신부 및 경보신호송신부를 포함한다.The repeater includes a third case, an alarm signal receiver and an alarm signal transmitter.
제3케이스는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.The third case is a body formed in a cylindrical or quadrangular shape, the receiving space is formed therein.
제3케이스는 수용공간에 열차의 접근감지 및 접근경보를 위한 각종 부품들을 수납한다. The third case accommodates various components for approach detection and approach alarm of the train in the accommodation space.
경보신호수신부는 제3케이스의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 서버(300)로부터 전송되는 열차 진입 경보 신호를 수신한다.The alarm signal receiving unit is disposed on the inner or outer surface of the third case and receives a train entrance warning signal transmitted from the
한편, 경보신호수신부는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.On the other hand, the alarm signal receiving unit may be made of any one of a wired transmission module or a wireless transmission module.
경보신호송신부는 제3케이스의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 경보신호수신부가 수신한 열차 진입 경보 신호를 열차가 작업영역으로 접근하고 있음을 알리기 위한 경보신호를 원격지의 선로변 작업영역에 설치된 접근 경보부(200)로 송신한다.The alarm signal transmitter is disposed on the inner or outer surface of the third case, and an alarm signal is installed at a remote track work area to indicate that the train is approaching the work area. It transmits to the
또한, 곡선구간 또는 산간지역과 같이 산과 같은 장애물이 존재하는 경우에는 중계기를 장애물의 완곡점 영역에 설치한다.In addition, when there is an obstacle such as a mountain, such as a curved section or a mountainous region, a repeater is installed in the soft point area of the obstacle.
이로 인해 송신된 열차 진입 경보 신호신호는 장애물을 피해 중계기를 거쳐 접근 경보부(200)로 용이하게 전달될 수 있다.As a result, the transmitted train entrance warning signal signal may be easily transmitted to the
이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. So far looked at the center of the embodiments of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
100: 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부 110: 제1케이스
120: 감지부 121: 제1센서
122: 제2센서 130: 영상부
140: 감지 판단부 150: 데이터전송부
200: 접근 경보부 210: 제2케이스
220: 제1경보신호수신부 230: 경보신호출력부
231: 스피커 232: 경광등
240: 신호제어부 300: 서버
400: 진동 데이터 획득부100: train detection unit for obtaining reference data 110: the first case
120: detector 121: first sensor
122: second sensor 130: image portion
140: detection determination unit 150: data transmission unit
200: access alarm unit 210: second case
220: first alarm signal receiving unit 230: alarm signal output unit
231: speaker 232: warning lights
240: signal controller 300: server
400: vibration data acquisition unit
Claims (5)
상기 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버; 및
상기 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고,
상기 서버는 상기 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 상기 접근 경보부로 전송하되, 상기 진동 데이터를 분석하여 주파수, 진폭, 위상 및 레일의 이격 부위에 의한 파형의 왜곡률에 대한 데이터를 획득하고, 이를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 상기 작업영역과 열차와의 거리 정보 및 상기 열차의 이동 속도 정보를 획득하고, 상기 거리 정보 및 이동 속도 정보를 활용하여 상기 접근 경보부로 열차 접근 정보를 전송하고,
상기 서버는 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여, 상기 파형의 왜곡률로 산출하여 특성 패턴을 획득하고, 이를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여 상기 열차 접근 정보를 전송하고,
[수학식 1]
[수학식 2]
여기서, 수학식 1은 시간에 대한 진동 파형의 방정식을 푸리에 급수로 표현한 수식이고, A는 진폭에 대한 실효값이며, D는 파형의 왜곡률임,
상기 접근 감지부는 열차가 진입하는 방향으로 선로 변을 향해 배치되는 제1센서 및 선로 변과 마주하는 방향에 배치되는 제2센서에서 감지된 시간 정보의 간격이 기설정 값의 범위 내에 포함되는 경우 감지 정보를 열차 진입에 의한 것으로 판단하되, 날씨, 철도 공사, 운행 지연 시간을 포함하는 열차 운행 정보를 고려하여 상기 기설정 값의 범위 내에서 감지 시간의 차이가 포함되면 열차 진입에 의한 것으로 판단하는 것
인 열차 접근 경보 시스템.
An access detector disposed in the track work area to obtain vibration data using a vibration sensor;
A server configured to analyze the vibration data obtained by the approach detecting unit and calculate train access information by matching a characteristic pattern for entering a train with previously stored data; And
It includes an access alarm unit for outputting an alarm signal according to the train access information calculated by the server,
The server matches the vibration data with pre-stored learning data, and transmits an evacuation notification command signal to the approach alarm unit according to a matching result, and analyzes the vibration data to determine the frequency, amplitude, phase, and distance from the rail. Acquire data on the distortion rate of the waveform and match it with previously stored learning data to obtain distance information between the work area and the train and movement speed information of the train, and utilize the distance information and the movement speed information. Send train access information to the access alarm,
The server obtains a characteristic pattern by calculating the distortion rate of the waveform using Equation 1 and Equation 2, and transmits the train access information by matching it with previously stored learning data.
[Equation 1]
[Equation 2]
Here, Equation 1 is a formula representing the equation of the vibration waveform with respect to time as a Fourier series, A is the effective value for the amplitude, D is the distortion of the waveform,
The approach detecting unit detects when the interval of the time information detected by the first sensor disposed toward the line side in the direction in which the train enters and the second sensor arranged in the direction facing the line side is within a range of a preset value. Determining the information by the train entry, if the difference in the detection time within the range of the predetermined value in consideration of the train operation information including weather, railway construction, operation delay time to determine that the train entry
Train approach alarm system.
상기 서버는 입력되는 작업 종류에 따라 대피 알림을 위한 시간 정보를 조정하고, 대피 알림을 위한 시간 정보를 고려하여 기저장된 레퍼런스 데이터를 호출하여, 현재 획득되는 진동 데이터와 비교 분석하여 상기 열차 접근 정보를 전송하는 것
인 열차 접근 경보 시스템.
The method of claim 1,
The server adjusts time information for evacuation notification according to the type of work inputted, calls previously stored reference data in consideration of time information for evacuation notification, and compares and analyzes the train access information with vibration data currently obtained. To transmit
Train approach alarm system.
상기 접근 경보부는 상기 열차 접근 정보를 수신하여, 안전한 대피까지 남은 시간을 포함한 열차 접근 경보를 제공하는 것
인 열차 접근 경보 시스템. The method of claim 1,
The approach alarm unit receives the train access information to provide a train approach alert including the time remaining until safe evacuation
Train approach alarm system.
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