KR102112040B1 - 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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류준형
조인호
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Abstract

타코미터간 통신을 통해 정보를 교환할 수 있도록 하여 이를 기반으로 철도차량의 차륜 직경(차륜경)을 보정할 수 있는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법이 개시된다. 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템은 일직선 상태 감지부, 통신부, 측정제어부, 회전수 측정부, 슬라이드 감지부, 비교부 및 출력부를 포함한다. 일직선 상태 감지부는 정차열차와의 일직선 상태를 감지한다. 통신부는 다른 차량과 타코미터 정보를 교환하고, 상대 열차 길이 정보를 수신한다. 측정제어부는 일직선 상태 감지부 또는 통신부에서 회전수 측정 시작 및 종료 정보를 제공받아 회전수 측정 시작 및 종료 신호를 출력한다. 회전수 측정부는 측정제어부에서 제공되는 회전수 측정 시작 신호에 응답하여 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 펄스를 근거로 차륜의 회전수를 측정한다. 슬라이드 감지부는 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출한다. 비교부는 슬라이드 발생 여부 정보와, 통신부에서 제공되는 다른 차량의 타코미터 정보와, 회전수 측정부에서 제공되는 차륜 회전수 정보를 근거로 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 산출한다. 출력부는 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)에 알림 처리한다.

Description

타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATION OF RAILWAY VEHICLE WHEEL DIAMETER INFORMATION BY USING TACHOMETER}
본 발명은 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타코미터간 통신을 통해 정보를 교환할 수 있도록 하여 이를 기반으로 철도차량의 차륜경(차륜 직경)을 보정할 수 있는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에서 타코미터는 열차의 이동에 따라 회전하는 차축의 1회전에 따라 정해진 펄스 수를 발생시키고 이를 통해 속도를 연산한다.
철도차량의 타코미터로부터 측정되는 속도는 열차종합제어장치(TCMS)를 통해 기관사에게 현시되는 속도와 연계가 없다. 열차종합제어장치(TCMS)에서 기관사에게 현시되는 속도는 견인전동기와 추진인버터로 구성된 추진제어장치와 연계되어 모터 주파수와 기어비, 열차종합제어장치(TCMS) 내 차륜경 정보 등을 통해 도출되고 있다.
열차종합제어장치(TCMS) 내 차륜경 정보를 현재 차륜경 상태를 반영하여 보정하기 위해서는 작업자가 직접 입력하는 수동방식이 있고 근래에는 별도로 열차종합제어장치(TCMS)가 추진제어장치와 연계하여 차륜경 보정 모드 상태에서 열차운행을 통해 차륜경을 현재 상태값으로 보정하고 있다.
차륜경의 정확한 값을 확인하는 것은 가속/제동에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 하지만 현재와 같은 보정방식은 별도의 보정 모드 운행을 필요로 하고 있음에 따라 유지보수에 효율적이지 못하다.
차륜에는 일반적으로 운행을 통해 많은 찰상과 마모가 발생한다. 운행에 따른 마모로 인해 차륜경이 변화하기도 하고, 찰상이 심할 때 차륜 절삭으로 인해 차륜경이 줄어들기도 한다. 또한 운행 상태에 따라 여러 대의 차량으로 구성된 동일 열차 한 개 편성 내 차륜간에도 마모 편차가 발생하여 차륜경 간 편차가 발생할 수 있는데 이때도 절삭 등을 통해 편차를 없애야 한다.
차륜경에 대해 정확한 현재 상태를 확인하지 못해 차륜경 차이를 제대로 관리하지 못하면 부하 불균형이 심해져 견인전동기의 절연파괴를 야기시키거나 견인전동기의 수명에 영향을 미친다. 더불어 슬립/슬라이드 발생 등 차량 운행의 안전성을 저해한다.
대한민국등록특허 제10-0862721호(2008.10.02.)(발명의 명칭 : 도시철도차량용 차륜경 측정 시스템 및 그 방법) 대한민국등록특허 제10-1446667호(2014.10.06.)(발명의 명칭 : 전동차의 휠 자동 보정방법) 대한민국등록특허 제10-0866613호(2007.09.12.)(발명의 명칭 : 열차바퀴 직경 자동설정장치 및 그 방법) 대한민국공개특허 제10-2006-0090517호(2005.02.07.)(발명의 명칭 : 고정선로를 주행하는 이동체 길이 및 이동체의 차륜경측정 장치 및 그 방법)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 타코미터간 통신을 통해 정보를 교환할 수 있도록 하여 이를 기반으로 철도차량의 차륜경(차륜 직경)을 보정할 수 있는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기한 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템을 이용한 철도차량 차륜경 보정 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템은 일직선 상태 감지부, 통신부, 측정제어부, 회전수 측정부, 비교부 및 출력부를 포함한다. 상기 일직선 상태 감지부는 정차열차와의 일직선 상태를 감지한다. 상기 통신부는 다른 차량과 타코미터 정보를 교환하고, 상대 열차 길이 정보를 수신한다. 상기 측정제어부는 상기 일직선 상태 감지부나 통신부에서 시작 및 종료 정보를 제공받아 회전수 측정 시작 신호 및 종료 신호를 출력한다. 상기 회전수 측정부는 상기 측정제어부에서 제공되는 회전수 측정 시작 신호에 응답하여 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 펄스를 근거로 회전수를 측정한다. 상기 비교부는 상기 통신부에서 제공되는 다른 차량의 타코미터 정보와, 상기 회전수 측정부에서 제공되는 회전수 정보를 근거로 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 산출한다. 상기 출력부는 상기 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)에 알림 처리한다.
일실시예에서, 상기 비교부는, 자기열차 길이 정보와, 다양한 열차길이에 따른 차륜경 및 회전수 데이터 테이블을 저장하는 DB 저장부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템은 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출하는 슬라이드 감지부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 비교부는, 상기 슬라이드 발생 여부 정보와, 상기 차륜경 측정값과, 상기 차륜 회전수 정보를 근거로 상기 차륜경 정보 및 상기 차륜경 간 편차 정보를 산출할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 철도차량 차륜경 보정 방법은, 정차열차와의 일직선 상태를 감지하는 단계; 동일 편성 내 다른 차량의 타코미터와 정보를 교환하고, 상대 정차열차 길이 정보를 수신하는 단계; 주행열차의 선두차량의 맨 앞 차축과 정차열차의 선두차량의 맨 앞 차축이 일직선 상태일 때 차륜 회전수 측정을 시작하고, 주행열차의 후미차량의 맨 뒤 차축과 정차열차의 후미차량의 맨 뒤 차축이 일직선 상태일 때 차륜 회전수 측정을 종료하는 단계; 다른 차량의 타코미터 정보와, 측정된 차륜 회전수를 근거로 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 산출하는 단계; 및 상기 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)에 알림 처리하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 철도차량 차륜경 보정 방법은, 상기 차륜 회전수 측정을 종료한 후, 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보는 슬라이드가 발생된 것으로 체크되면 측정 데이터는 미활용할 수 있다.
이러한 철도차량 차륜경 보정 시스템 및 그 방법에 의하면, 타코미터에 의한 회전수의 측정은 인접하는 정차열차의 선두차량과 일직선이 되는 순간 시작되고, 인접하는 정차열차의 후미차량과 일직선이 되는 순간 종료되고, 타코미터에 의해 측정된 회전수는 DB에 저장된 열차 길이에 따른 회전수 대비 차륜직경 정보 테이블을 근거로 차량별 차륜경을 도출하여 열차종합제어장치(TCMS)로 송부함으로써, 차륜경을 검수원이 수동으로 입력하거나 차륜경 보정 모드 상태에서 별도로 열차를 운행하는 것보다 유지보수 효율을 증대시킨다. 또한 거의 상시적인 차륜경 정보 보정을 통해 열차의 자동/무인 운전시에 정위치 정차 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 타코미터간 1차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따라 타코미터간 2차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
철도차량에서 타코미터는 열차의 이동에 따라 회전하는 차축의 1회전에 따라 정해진 펄스 수를 발생시키고 이를 통해 속도를 연산한다. 따라서 차축의 회전수에 대한 정보를 쉽게 알 수 있다.
또한 철도차량에서 타코미터들은 열차의 선두, 후미 T카의 차축에 붙어 있다. 이러한 타코미터들이 정보를 교환할 수 있는 형태로 구성되면 이를 이용하여 차륜경 현재 상태 보정작업을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 타코미터간 1차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다. 특히, 여러 차량들이 모여 한(1) 편성을 이루는 열차가 상행선로를 주행할 때 하행선로에 정차중인 열차와의 타코미터간 1차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, A열차는 선두차량인 A1차량부터 후미차량인 A2차량까지 여러 개의 차량으로 하나(1)의 동일 편성을 구성할 수 있으며, 일반적으로 도시철도 차량은 10량 1편으로 구성한다.
열차A는 선두차량이며 T카인 A1차량과 중간에 생략된 차량 및 후미차량이며 T카인 A2차량을 가지고 있고 관찰자 관점에서 왼쪽으로 이동하고 있는 열차이다. 점선으로 표시된 부분의 차축에 타코미터가 장착되어 있다. 즉, A1차량의 맨 앞 차축과 A2차량의 맨 뒤 차축에 타코미터가 각각 장착되어 있다.
열차B는 정차해 있는 열차로서 선두차량이며 T카인 B1차량과 후미차량이며 T카인 B2차량을 가지고 있다. 점선으로 표시된 부분의 차축에 타코미터가 장착되어 있다. 즉, B1차량의 맨 앞 차축과 B2차량의 맨 뒤 차축에 타코미터가 각각 장착되어 있다. 점선으로 표시된 B1차량의 맨 앞 차축의 타코미터와 B2차량의 맨 뒤 차축의 타코미터까지의 거리가 열차B의 길이가 된다.
정차되어 있는 열차B의 길이정보는 B1차량 및 B2차량 각각의 타코미터에 저장되어 있다가 이동하는 열차A가 근처에 오면 열차B의 길이 정보를 이동하고 있는 A1차량의 타코미터로 전송한다.
또한 도 1과 같이 가장 먼저 만나는 타코미터들의 위치가 일직선상으로 되는 순간부터 열차A의 A1차량 및 A2차량각각의 타코미터 펄스로부터 회전수 측정을 시작하게 된다.
도 2는 본 발명에 따라 타코미터간 2차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다. 특히, 여러 차량들이 모여 하나(1)의 동일 편성을 이루는 열차가 상행선로를 주행할 때 하행선로에 정차중인 열차와의 타코미터간 2차 정보 교환을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 이동하는 열차A가 정차한 열차B를 지나치는 것이 종료되는 시점으로 A2차량의 타코미터와 B2차량의 타코미터간 일직선상에 있는 순간 A1차량 및 A2차량각각의 타코미터 펄스로부터 회전수 측정을 종료하게 된다.
이렇게 측정된 회전수는 이미 데이터베이스로 구축되어 있는 열차길이에 따른 차륜경과 회전수 테이블에서부터 비교를 통해 현재 A1차량 및 A2차량에서 측정된 회전수를 기반으로 차륜경을 도출하게 된다.
표 1은 정차중인 열차B의 길이가 200m임을 가정하고 이동중인 열차A의 타코미터들로부터 측정한 회전수 대비 차륜경을 도출하기 위해 구축할 수 있는 데이터베이스의 예이다.
테이블은 원주율에 회전수를 곱하면 열차길이와 같으므로 단위를 고려하여 식(
Figure 112018123733912-pat00001
)을 적용하여 작성할 수 있다.

차륜경(mm)
차륜 회전수

860
74

850
75

840
76

830
77

820
78
표 1을 참조하면, 정차된 200m길이의 열차B를 지나친 A1차량의 차륜 회전수가 74회로 측정되면 A1차량의 차륜경은 현재 860mm인 것으로 열차종합제어장치(TCMS)에 송부한다. 또한 A2차량의 차륜 회전수가 75회로 측정되면 A2차량의 차륜경은 현재 850mm인 것으로 열차종합제어장치(TCMS)에 송부한다. 또한 A1 또는 A2차량의 차륜 회전수가 76회로 측정되면 A1 또는 A2차량의 차륜경은 현재 840mm인 것으로 열차종합제어장치(TCMS)에 송부한다. 또한 AA1 또는 2차량의 차륜 회전수가 77회로 측정되면 A1 또는 A2차량의 차륜경은 현재 830mm인 것으로 열차종합제어장치(TCMS)에 송부한다. 또한 A1 또는 A2차량의 차륜 회전수가 78회로 측정되면 A1 또는 A2차량의 차륜경은 현재 820mm인 것으로 열차종합제어장치(TCMS)에 송부한다.
견인전동기 및 추진제어시스템이 장착되어 있는 M카와 달리 이러한 장치가 장착되지 않은 T카에 타코미터가 장착되어 있기 때문에 M카에서만 발생가능한 슬립(차륜이 레일위에서 헛도는 것)을 고려하지 않아도 되나 제동시 T카에서 발생하는 슬라이드(차륜이 레일위에서 미끄러지는 것)는 반드시 고려해야 한다. 따라서 회전수를 측정하는 동안 열차제동에 의해 T카에서 간혹 발생할 수 있는 슬라이드 발생을 1회라도 감지하게 되면 현재 측정데이터를 사용하지 않도록 해야 한다. 슬라이드는 dV/dt를 통해 알 수 있다. 즉 짧은 순간의 속도 변화가 기설정된 기준값보다 클 경우 이를 슬라이드로 추정할 수 있다.
또한 이렇게 수집된 차륜경들 값 간의 편차를 비교할 수 있어 하나의 동일 열차 편성 내 차륜마모 편차 발생 유무를 알려줄 수도 있다. 이러한 편차 비교는 차량 운행방향을 고려하여 선두차량의 타코미터에서 수행하도록 한다. 즉, A1차량이 선두이면 A1차량의 타코미터가 A2차량의 타코미터로 부터 정보를 받아 편차 비교를 수행한다.
차륜경의 현재 상태를 정확하게 확인하지 못해 차륜경 차이를 제대로 관리하지 못하면, 부하 불균형이 심해져 견인전동기의 절연파괴를 야기시키거나 견인전동기 수명에 영향을 미친다. 더불어 슬립/슬라이드 발생 등 열차 운행의 안전성을 저해한다.
하지만, 본 발명에 따르면 현재의 차륜경을 운행중에도 손쉽게 확인하여 현재 차륜경을 보정하고 나아가 차륜간 편차까지 확인하여 절삭필요시점 등에 대한 알람을 제공함으로써, 차량 운행 안정성 및 유지보수 효율성을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템을 설명하기 위한 블럭도이다. 특히, 타코미터들간 정보 교환이 가능하도록 하여 차륜경 보정에 활용하기 위해 제안하는 시스템의 구성 다이어그램이 도시된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템은 일직선 상태 감지부(110), 통신부(120), 측정제어부(130), 회전수 측정부(140), 슬라이드 감지부(150), 비교부(160) 및 출력부(170)를 포함한다. 본 실시예에서 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템이 일직선 상태 감지부(110), 통신부(120), 측정제어부(130), 회전수 측정부(140), 슬라이드 감지부(150), 비교부(160) 및 출력부(170)로 구성된 것을 설명하였으나, 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을뿐 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다. 본 실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템은 하나의 동일 편성 열차의 선두차량 및 후미차량 각각에 배치될 수 있다. 철도차량 차륜경 보정 시스템이 선두차량에 배치되는 경우 맨 앞 차축에 장착된 타코미터와 시스템을 구성할 수 있고, 철도차량 차륜경 보정 시스템이 후미차량에 배치되는 경우 맨 뒤 차축에 장착된 타코미터와 시스템을 구성할 수 있다.
일직선 상태 감지부(110)는 반대편 선로에 정차중인 열차와 일직선 상태를 감지하고, 일직선으로 감지되면 시작 신호 또는 종료 신호를 측정 제어부(130)에 제공한다. 예를들어, 상행 노선을 주행하는 열차의 선두차량의 맨 앞 차축이 하행 노선 상에 정차중인 열차의 선두차량의 맨 앞 차축과 일직선 상태에 놓이면 이를 감지하여 시작 정보를 측정 제어부(130) 및 통신부(120)에 제공한다. 한편, 상행 노선을 주행하는 열차의 후미차량의 맨 뒷 차축이 하행 노선 상에 정차중인 열차의 후미차량의 맨 뒤 차축과 일직선 상태에 놓이면 이를 감지하여 종료 정보를 측정 제어부(130) 및 통신부(120)에 제공한다.
통신부(120)는 다른 차량과 타코미터 정보를 교환하고, 상대 열차 길이 정보를 수신한다. 즉, 통신부(120)를 포함한 철도차량 차륜경 보정 시스템이 선두 차량에 배치된 경우, 후미차량에 배치된 철도차량 차륜경 보정 시스템의 통신부와 타코미터 정보를 송수신하고 다른 열차의 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템과도 정보를 송수신 할 수 있다.
측정제어부(130)는 일직선 상태 감지부(110) 또는 통신부(120)에서 시작 정보 또는 종료 정보를 제공받아 카운트 시작 신호 또는 카운트 종료 신호를 회전수 측정부(140)에 출력하여 제어한다. 예를들어, 측정제어부(130)는 일직선 상태 감지부(110) 또는 통신부(120)에서 시작 정보가 제공되면 카운트 시작 신호를 회전수 측정부(140)에 출력하고, 일직선 상태 감지부(110) 또는 통신부(120)에서 종료 정보가 제공되면 카운트 종료 신호를 회전수 측정부(140)에 출력하여 제어한다.
회전수 측정부(140)는 측정제어부(130)에서 제공되는 카운트 시작 신호에 응답하여 타코미터 펄스 발생부(200)에서 제공되는 펄스를 근거로 회전수를 측정한다.
슬라이드 감지부(150)는 타코미터 펄스 발생부(200)에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출한다.
비교부(160)는 자기열차 길이 정보와, 다양한 열차길이에 따른 차륜경 및 회전수 데이터 테이블을 저장하는 DB 저장부(162)를 포함하고, 슬라이드 감지부(150)에서 제공되는 슬라이드 발생 여부 정보와, 통신부(120)에서 제공되는 다른 차량의 타코미터 정보와, 회전수 측정부(140)에서 제공되는 회전수 정보를 근거로 차륜경 정보 및 편차 정보를 산출하고, 산출된 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 출력부(170)에 제공한다.
출력부(170)는 비교부(160)에서 제공되는 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)(300)에 알림 처리한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 특히, A1차량이 선두차량이고 A2차량이 후미차량일 때 차륜경 간 편차 비교를 포함한 흐름도가 도시된다.
도 1 내지 도 4c를 참조하면, 선두차량인 A1차량의 통신부(120)에 의해 정차열차 길이 정보가 수신된다(단계 S100).
이어, A1차량의 일직선 상태 감지부(110)에 의해 반대편 노선에 정차중인 정차열차와의 일직선 상태가 감지된다(단계 S102). 예를 들어, 주행열차의 선두차량의 맨 앞 차축과 정차열차의 선두차량의 맨 앞 차축이 일직선 상태인 경우, A2차량의 일직선 상태 감지부(110)에 의해 일직선 상태가 감지되고, 주행열차의 후미차량의 맨 뒤 차축과 정차열차의 후미차량의 맨 뒤 차축이 일직선 상태인 경우, A1차량의 일직선 상태 감지부(110)에 의해 일직선 상태가 감지된다.
일직선 상태가 감지된 후, A1차량의 통신부(120)에 의해 정차열차 길이 정보 및 회전수 측정 시작 정보가 A2열차의 타코미터로 송신된다(단계 S104).
한편, 일직선 상태가 감지된 후, A1차량의 측정 제어부(130)에 의해 회전수 측정 시작이 제어된다(단계 S106).
이어, 타코미터 펄스 발생부(200)에서 제공되는 펄스를 근거로 A1차량의 회전수 측정부(140)에 의해 회전수 측정이 시작된다(단계 S108).
이어, A1차량의 통신부(120)에서 A2차량의 통신부에서 송신한 회전수 측정 종료 정보가 수신된다(단계 S110).
이어, A1차량의 측정 제어부(130)에 의해 회전수 측정 종료가 제어된다(단계 S112).
이어, A1차량의 회전수 측정부(140)에 의해 차륜 회전수의 측정이 종료된다(단계 S114).
이어, A1차량의 슬라이드 감지부(150)에 의해 슬라이드 감지 여부가 체크된다(단계 S116). 여기서, 슬라이드 감지는 회전 속도를 미분한 값이 기설정된 기준값보다 크거나 같은 것으로 체크되면 슬라이드가 발생된 것으로 추정하고 회전 속도를 미분한 값이 기설정된 기준값보다 작은 것으로 체크되면 슬라이드가 발생되지 않은 것으로 추정한다.
단계 S116에서 슬라이드가 감지되는 것으로 체크되면 측정 데이터는 미활용된다(단계 S118).
단계 S116에서 슬라이드가 감지되지 않은 것으로 체크되면 A1차량의 비교부(160)에 의해 정차열차 길이에 따른 A1차량의 차륜 회전수 대비 차륜경 테이블값이 확인된다(단계 S120).
이어, A1차량의 출력부(170)에 의해 열차종합제어장치(TCMS)로 차륜경 정보가 전송된다(단계 S122).
한편, 후미차량인 A2차량의 통신부(120)에 의해 정차열차 길이 정보 및 회전수 측정 시작 정보가 A1열차의 타코미터로부터 수신된다(단계 S200).
이어, A2차량의 측정 제어부(130)에 의해 회전수 측정 시작이 제어된다(단계 S202).
이어, A2차량의 회전수 측정부(140)에 의해 회전수 측정이 시작된다(단계 S204).
이어, A2차량의 일직선 상태 감지부(110)에 의해 정차열차와의 일직선 상태가 감지된다(단계 S206).
정차열차와의 일직선 상태가 감지된 후, A2차량의 통신부(120)에 의해 회전수 측정 종료 정보가 A1차량의 통신부로 송신된다(단계 S208).
한편, 정차열차와의 일직선 상태가 감지된 후, A2차량의 측정 제어부(130)에 의해 회전수 측정 종료가 제어된다(단계 S210).
이어, A2차량의 회전수 측정부(140)에 의해 차륜 회전수 측정이 종료된다(단계 S212).
이어, A2차량의 슬라이드 감지부(150)에 의해 슬라이드 감지 여부가 체크된다(단계 S214). 여기서, 슬라이드 감지는 회전 속도를 미분한 값이 기설정된 기준값보다 크거나 같은 것으로 체크되면 슬라이드가 발생된 것으로 추정하고 회전 속도를 미분한 값이 기설정된 기준값보다 작은 것으로 체크되면 슬라이드가 발생되지 않은 것으로 추정한다.
단계 S214에서 슬라이드가 감지되는 것으로 체크되면 측정 데이터는 미활용된다(단계 S216).
단계 S214에서 슬라이드가 감지되지 않은 것으로 체크되면 A2차량의 비교부(160)에 의해 정차열차 길이에 따른 A2차량의 차륜 회전수 대비 차륜경 테이블값이 확인된다(단계 S220).
단계 S220에서 차륜 회전수 대비 차륜경 테이블값이 확인된 후, A2차량의 출력부(170)에 의해 열차종합제어장치(TCMS)로 차륜경 정보가 전송된다(단계 S222).
단계 S220에서 차륜 회전수 대비 차륜경 테이블값이 확인된 후, A2차량의 통신부(120)에 의해 A1차량의 통신부(120)로 차륜경 측정 정보가 전송된다(단계 S224).
A1차량의 통신부(120)로 차륜경 측정 정보가 전송된 후, A1차량의 통신부(120)에 의해 A2차량의 차륜경 측정정보가 수신된다(단계 S300).
A2차량의 차륜경 측정정보가 수신되고 단계 S120인 A1차량의 차륜 회전수 대비 차륜경 테이블값이 도출된 후, A1차량의 비교부(160)에 의해 A1차량의 차륜경 측정값과 A2차량의 차륜경 측정값 간의 차이가 기설정된 기준값보다 크거나 같은지가 체크된다(단계 S302). 상기한 A1차량의 차륜경 측정값과 A2차량의 차륜경 측정값 간의 차이와 기설정된 기준값과의 비교는 비교부(160)에 의해 수행될 수 있다.
단계 S302에서 A1차량의 차륜경 측정값과 A2차량의 차륜경 측정값 간의 차이가 기설정된 기준값보다 크거나 값은 것으로 체크되면 출력부(170)에 의해 열차종합제어장치(TCMS)(300)로 하나의 동일 열차 편성 내 차륜마모 편차가 발생되었음을 알림 처리된다(단계 S304).
단계 S302에서 A1차량의 차륜경 측정값과 A2차량의 차륜경 측정값 간의 차이가 기설정된 기준값보다 작은 것으로 체크되면 마모 편차가 없음이 알림 처리된다(단계 S306).
이상에서는 정차된 차량을 기준으로 차륜경을 보정하는 것을 설명하였으나, 역과 역사이의 거리를 기준으로 차륜경을 보정할 수 있다. 즉, 역과 역사이의 거리를 알고 있다면 출발역에서 도착역까지의 차륜 회전수를 이용하여 동일한 방법으로 차륜경을 보정할 수 있다. 또한 선두 또는 후미 차량 이외의 차량에도 타코미터를 이용한 차륜경 보정시스템을 장착하여 차륜경 정보를 확인 할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 타코미터에 의한 회전수의 측정은 인접하는 정차열차의 선두차량과 일직선이 되는 순간 시작되고, 인접하는 정차열차의 후미차량과 일직선이 되는 순간 종료되고, 타코미터에 의해 측정된 회전수는 DB에 저장된 열차 길이에 따른 회전수 대비 차륜직경 정보 테이블을 근거로 차량별 차륜경을 도출하여 열차종합제어장치(TCMS)로 송부함으로써, 차륜경을 검수원이 수동으로 입력하거나 차륜경 보정 모드 상태에서 별도로 열차를 운행하는 것보다 유지보수 효율을 증대시킨다. 또한 거의 상시적인 차륜경 정보 보정을 통해 열차의 자동/무인 운전시에 정위치 정차 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 일직선 상태 감지부 120 : 통신부
130 : 측정제어부 140 : 회전수 측정부
150 : 슬라이드 감지부 160 : 비교부
162 : DB 저장부 170 : 출력부
200 : 타코미터 펄스 발생부 300 : 열차종합제어장치(TCMS)

Claims (6)

  1. 정차열차와의 일직선 상태를 감지하는 일직선 상태 감지부;
    다른 차량과 타코미터 정보를 교환하고, 상대 열차 길이 정보를 수신하는 통신부;
    상기 일직선 상태 감지부 또는 통신부에서 시작 및 종료 정보를 제공받아 회전수 측정 시작 신호 및 종료 신호를 출력하는 측정제어부;
    상기 측정제어부에서 제공되는 회전수 측정 시작 신호에 응답하여 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 펄스를 근거로 차륜 회전수를 측정하는 회전수 측정부;
    상기 통신부에서 제공되는 다른 차량의 차륜경 측정값과, 상기 회전수 측정부에서 제공되는 차륜 회전수 정보를 근거로 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 산출하는 비교부; 및
    상기 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)에 알림 처리하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비교부는, 자기열차 길이 정보와, 다양한 열차길이에 따른 차륜경 및 회전수 데이터 테이블을 저장하는 DB 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출하는 슬라이드 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비교부는, 상기 슬라이드 발생 여부 정보와, 상기 차륜경 측정값과, 상기 차륜 회전수 정보를 근거로 상기 차륜경 정보 및 상기 차륜경 간 편차 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 시스템.
  5. 정차열차와의 일직선 상태를 감지하는 단계;
    다른 차량과 타코미터 정보를 교환하고, 상대 열차 길이 정보를 수신하는 단계;
    주행열차의 선두차량의 맨 앞 차축과 정차열차의 선두차량의 맨 앞 차축이 일직선 상태일 때 차륜 회전수 측정을 시작하고, 주행열차의 후미차량의 맨 뒤 차축과 정차열차의 후미차량의 맨 뒤 차축이 일직선 상태일 때 차륜 회전수 측정을 종료하는 단계;
    다른 차량의 타코미터 정보와, 측정된 차륜 회전수를 근거로 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 차륜경 정보 및 편차 정보를 열차종합제어장치(TCMS)에 알림 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차륜 회전수 측정을 종료한 후, 타코미터 펄스 발생부에서 제공되는 회전 속도의 변화를 근거로 슬라이드 발생 여부 정보를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 차륜경 정보 및 차륜경 간 편차 정보는 슬라이드가 발생된 것으로 체크되면 측정 데이터는 미활용하는 것을 특징으로 하는 타코미터를 이용한 철도차량 차륜경 보정 방법.
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