KR102119434B1 - System for monitoring abnormal state of pantograph and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 전기철도 차량이 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는지 검출하는 차량 진입 검출부; 상기 전기철도 차량의 팬터그래프를 향하여 조명하는 조명부; 적어도 둘 이상의 이미지 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상 및 집전판의 형상에 대한 이상을 검출하는 제1 이상 검출부; 적어도 하나 이상의 스캔 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔하는 제2 이상 검출부; 및 상기 전기철도 차량의 진입 시 상기 조명부를 제어하여 조명하고, 상기 제1 이상 검출부에서 촬영된 영상과 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출하며, 또한 상기 제2 이상 검출부에서 스캔한 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출하는 제어부;를 포함한다.The present invention relates to a system for monitoring an abnormal state of a pantograph, a vehicle entry detection unit configured to detect whether an electric railway vehicle enters a lower portion of the pantograph abnormal state monitoring system; An illumination unit which illuminates toward the pantograph of the electric railway vehicle; A first anomaly detection unit configured to detect anomalies in the shape of the pantograph and the shape of the current collector plate using at least two image sensors; A second abnormality detector that scans the shape of the pantograph using at least one scan sensor; And when the electric railway vehicle enters, the lighting unit is controlled to illuminate, and an abnormality is detected by comparing an image photographed by the first abnormality detection unit with a pantograph shape stored in the shape database unit, and also scanned by the second abnormality detection unit. It includes; a control unit for detecting an abnormality by comparing the scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the shape database unit.

Figure R1020180121743
Figure R1020180121743

Description

팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템 및 그 제어 방법{SYSTEM FOR MONITORING ABNORMAL STATE OF PANTOGRAPH AND CONTROL METHOD THEREOF}System for monitoring an abnormal condition of a pantograph and its control method{SYSTEM FOR MONITORING ABNORMAL STATE OF PANTOGRAPH AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기철도 차량의 고속 운행 속도에서도 팬터그래프의 이상상태를 보다 정확하게 검출할 수 있도록 하는, 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for monitoring an abnormal state of a pantograph and a control method thereof, and more specifically, to monitor the abnormal state of the pantograph more accurately even at a high speed of operation of an electric railway vehicle. It relates to a control method.

일반적으로 팬터그래프(pantograph)는 전기철도 차량의 지붕에 장치한 마름모꼴로 접을 수 있게 짠 틀 위에 가선(架線)과 접촉하는 집전부를 갖춘 것인데 스프링 또는 압축공기의 힘으로 가선이 밀착하도록 밀어 올리고 있다. In general, a pantograph is equipped with a current collector in contact with a wire on a woven frame that can be folded into a lozenge mounted on the roof of an electric railway vehicle, and is pushed up to close the wire with the force of a spring or compressed air.

상기 팬터그래프는 각종 집전기중에서 고속차량에 적합하다. The pantograph is suitable for high-speed vehicles among various current collectors.

예컨대 싱글암 팬터그래프는 더블암 팬터그래프 마름모꼴 틀의 반쪽 부분만 있는 것을 의미하고, 더블암 팬터그래프보다 가볍고 공기 저항이 작아 일본, 유럽 등지에서 널리 이용되고 있다.For example, a single arm pantograph means that there is only a half portion of a double arm pantograph, and it is widely used in Japan, Europe, and the like because it is lighter and has less air resistance than a double arm pantograph.

이러한 팬터그래프는 전기철도의 급전시스템에서 전기철도 차량에 필요한 전기를 전차선과의 접촉을 통해 차량에 전달하는 중요한 설비이다. Such a pantograph is an important facility that delivers electricity required for an electric railroad vehicle to a vehicle through contact with a lane in a power supply system of the electric railroad.

이러한 팬터그래프는 철도차량의 속도가 증가함에 따라 전차선과의 이선이 증가하여 아크와 충격으로 인한 집전판과 팬터그래프의 파손 사례가 증가하고 있다. 또한 동일한 전차선로 상에서 다양한 종류의 전기차량이 운행하고 있고, 특히 유럽의 경우 다른 나라의 철도차량이 운행함에 따라 팬터그래프의 이상으로 인한 전차선로의 사고 예방과 원인규명에 있어서, 팬터그래프의 이상상태를 판단하는 시스템의 필요성이 증가되고 있다.In the pantograph, as the speed of the railroad vehicle increases, the number of breakages of the current collector plate and the pantograph due to arcs and impacts increases due to the increase in the distance from the tram line. In addition, various types of electric vehicles are operating on the same tram line, and in particular, in Europe, as railway vehicles in other countries operate, it is possible to judge the abnormal state of the pantograph in preventing accidents and identifying the cause of the tram line due to the abnormality of the pantograph. The need for such a system is increasing.

현재 국내에서도 광역철도 일부구간에서는 운행사가 다른 복수의 전기철도 차량이 운행 중이며, 따라서 팬터그래프 이상으로 인한 사고가 발생하여 이에 따른 복구 및 원인 규명에 많은 어려움을 겪은 사례가 있다. Currently, in some areas of the metropolitan railway, there are several electric railway vehicles with different operators, and thus there are cases in which an accident occurs due to an abnormal pantograph, and thus there are many difficulties in recovering and identifying the cause.

따라서 전기철도 차량의 고속 운행 중에도 이러한 팬터그래프의 이상상태를 판단할 수 있는 시스템 개발이 필요한 상황이다. Therefore, there is a need to develop a system capable of determining the abnormality of such a pantograph during high-speed operation of an electric rail vehicle.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0041296호(2014.04.04. 공개, 팬터그래프 집전판의 손상위치 검측장치)에 개시되어 있다. Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0041296 (2014.04.04. disclosure, damage location detection device of the pantograph current collector).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전기철도 차량의 고속 운행 속도에서도 팬터그래프의 이상상태를 보다 정확하게 검출할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다. According to one aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, and has an object to enable more accurate detection of an abnormal condition of a pantograph even at a high speed of an electric rail vehicle.

본 발명의 일 측면에 따른 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템은, 전기철도 차량이 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는지 검출하는 차량 진입 검출부; 상기 전기철도 차량의 팬터그래프를 향하여 조명하는 조명부; 적어도 둘 이상의 이미지 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상 및 집전판의 형상에 대한 이상을 검출하는 제1 이상 검출부; 적어도 하나 이상의 스캔 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔하는 제2 이상 검출부; 및 상기 전기철도 차량의 진입 시 상기 조명부를 제어하여 조명하고, 상기 제1 이상 검출부에서 촬영된 영상과 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출하며, 또한 상기 제2 이상 검출부에서 스캔한 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An abnormal state monitoring system of a pantograph according to an aspect of the present invention includes: a vehicle entry detection unit that detects whether an electric railroad vehicle enters a lower portion of the pantograph abnormal state monitoring system; An illumination unit which illuminates toward the pantograph of the electric railway vehicle; A first anomaly detection unit configured to detect anomalies in the shape of the pantograph and the shape of the current collector plate using at least two image sensors; A second abnormality detector that scans the shape of the pantograph using at least one scan sensor; And when the electric railway vehicle enters, the lighting unit is controlled to illuminate, and an abnormality is detected by comparing an image photographed by the first abnormality detection unit with a pantograph shape stored in the shape database unit, and also scanned by the second abnormality detection unit. And a control unit that detects an abnormality by comparing the scan information and the scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the shape database unit.

본 발명에 있어서, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류는, 상기 제어부가 통신부를 통해 관제센터의 서버로부터 해당 시간대에 선로를 주행하는 차량의 종류에 대한 정보를 미리 수신하여 인지하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the type of the electric railway vehicle entering the lower part of the pantograph abnormal state monitoring system, the control unit receives information on the type of the vehicle driving the track in the corresponding time zone from the server of the control center in advance through the communication unit. It is characterized by recognizing.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류에 대한 정보에 기초하여 해당 전기철도 차량의 팬터그래프 정보를 인지하며, 상기 전기철도 차량의 팬터그래프 정보는, 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit recognizes the pantograph information of the electric railway vehicle based on information on the type of the electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system, and the pantograph information of the electric railway vehicle is It is characterized by including information on the shape of the pantograph for each vehicle and the installation angle of the pantograph for each vehicle.

본 발명에 있어서, 상기 제1 이상 검출부에서 촬영된 영상은 3차원(3D) 영상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the image captured by the first abnormality detection unit is characterized in that it comprises a three-dimensional (3D) image.

본 발명에 있어서, 상기 형상 데이터베이스부는, 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보로서, 영상 정보, 3차원 영상 정보, 스캔 정보, 및 기준 패턴 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 기준 패턴 정보는, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장을 진단하기 위한 것임을 특징으로 한다.In the present invention, the shape database unit includes information on at least one of image information, three-dimensional image information, scan information, and reference pattern information, as information about a vehicle-specific pantograph shape and a vehicle-specific pantograph installation angle. The reference pattern information is characterized in that it is for diagnosing the own failure of the pantograph abnormality monitoring system.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량별 팬터그래프의 이상이 검출될 경우, 이때 검출된 영상 정보와 스캔 정보를 통신부를 통해 관제센터의 서버에 전송하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the abnormality of the vehicle-specific pantograph is detected, the control unit transmits the detected image information and scan information to a server of a control center through a communication unit.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 동일한 팬터그래프에 대한 이력을 누적 저장하고, 이 누적 저장된 이력 정보를 바탕으로 레포트(report)를 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit is characterized in that it accumulates and stores history for the same pantograph, and outputs a report based on the accumulated history information.

본 발명에 있어서, 상기 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템은, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 조명부, 제1 이상 검출부, 및 제2 이상 검출부에 대한 자체적인 고장을 수시로 또는 주기적으로 진단하는 자체 고장 진단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the abnormality monitoring system of the pantograph includes: a self-failure diagnosis unit that periodically or periodically diagnoses its own failures of the lighting unit, the first abnormality detection unit, and the second abnormality detection unit of the pantograph abnormality monitoring system; Characterized in that it further comprises.

본 발명에 있어서, 상기 자체 고장 진단부는, 조명부를 제어하여 정상적인 온오프가 되는지 체크하고, 상기 제1, 제2 이상 검출부를 통해 상기 기준 패턴에서 검출한 정보와 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 바탕으로 자체 고장을 진단하며, 또한 상기 제1 이상 검출부가 설치된 기구 각도를 지정된 각도로 조정한 후, 상기 제1 이상 검출부와 연동하여, 상기 기구 각도를 조정 후 촬영된 기준 패턴 영상을 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 바탕으로 비교 분석하여 자체 고장을 진단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the self-diagnosis unit controls the lighting unit to check whether it is turned on and off normally, and detects information detected in the reference pattern through the first and second abnormality detection units and reference pattern information stored in the shape database unit. Diagnosing a self-defect on the basis of this, and also adjusting the angle of the instrument where the first anomaly detection unit is installed to a specified angle, interlocking with the first anomaly detection unit, adjusting the instrument angle, and then taking the reference pattern image taken after the shape database It is characterized by diagnosing its own fault by comparative analysis based on the reference pattern information stored in the part.

본 발명에 있어서, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체적인 고장이 진단될 경우, 상기 제어부는, 통신부를 통해 관제센터의 서버에 고장 상태를 전송하고, 또한 경보부를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the own failure of the pantograph abnormality monitoring system is diagnosed, the control unit transmits the failure status to the server of the control center through the communication unit, and also detects the failure status or location from the outside through the alarm unit. It is characterized by outputting an alarm using sound or light so that it can be seen.

본 발명은, 상기 제1 이상 검출부가 설치되는 기구 부분의 각도를, 상기 전기철도 차량의 팬터그래프의 형상이나 설치 각도에 대응하여, 전동 모터 방식이나 유압 방식을 이용하여 조정하는 기구 각도 조정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention, the angle of the mechanism portion to which the first abnormality detection unit is installed, corresponding to the shape and installation angle of the pantograph of the electric railway vehicle, the mechanism angle adjustment unit for adjusting by using an electric motor method or a hydraulic method; It is characterized by including.

본 발명의 다른 측면에 따른 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법은, 제어부가 전기철도 차량이 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는지 체크하는 단계; 상기 전기철도 차량이 진입할 경우, 상기 제어부가 조명부를 제어하여 진입 상태에 있는 차량의 팬터그래프에 조명하는 단계; 상기 제어부가 제1 이상 검출부에 의해 상기 팬터그래프의 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 제어부가 제1 이상 검출부에서 촬영된 상기 팬터그래프의 영상과 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출하는 단계; 및 상기 제어부가 제2 이상 검출부에서 스캔한 상기 팬터그래프의 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A control method of a pantograph abnormal state monitoring system according to another aspect of the present invention includes: a control unit checking whether an electric railway vehicle enters a lower portion of the pantograph abnormal state monitoring system; When the electric railway vehicle enters, the control unit controls the lighting unit to illuminate the pantograph of the vehicle in the entering state; Acquiring image information of the pantograph by the control unit by the first abnormality detection unit; Detecting, by the controller, an abnormality by comparing the image of the pantograph photographed by the first abnormality detection unit with the pantograph shape stored in the shape database unit; And comparing the scan information of the pantograph scanned by the control unit with the second anomaly detection unit and the scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the shape database unit to detect an abnormality.

본 발명에 있어서, 상기 전기철도 차량이 진입하는지 체크한 결과, 전기철도 차량이 진입 전 상태일 경우, 상기 제어부가 진입할 차량의 팬터그래프 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 진입할 차량의 팬터그래프 정보에 기초하여, 제1 이상 검출부가 상기 팬터그래프의 형상과 설치 각도에 대응하여 이상을 정확하게 검출할 수 있는 촬영 각도로 상기 제1 이상 검출부가 설치된 기구 각도를 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, as a result of checking whether the electric railway vehicle enters, when the electric railway vehicle is in a pre-entry state, the controller obtains pantograph information of the vehicle to enter; And the control unit based on the pantograph information of the vehicle to be entered, the first abnormality detection unit is the first angle detection unit installed at an angle that can accurately detect the anomaly corresponding to the shape and installation angle of the pantograph, the angle of the mechanism installed Adjusting; characterized in that it further comprises.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법은, 전기철도 차량의 주행 시간대가 아닌 경우, 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어부가 조명부의 온오프가 정상적으로 동작하는지 체크하는 단계; 상기 제어부가 제1 이상 검출부가 설치된 기구 각도를 미리 지정된 각도로 제어하고, 상기 제1 이상 검출부에 의해 획득한 기준 패턴의 영상이 정상인지 체크하는 단계; 상기 제어부가 제2 이상 검출부에 의해 획득한 기준 패턴의 스캔 정보가 정상인지 체크하는 단계; 상기 제어부가 상기 제1, 제2 이상 검출부를 통해 상기 기준 패턴에서 검출한 정보와 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 이용하여 자체적인 고장을 진단하는 단계; 및 자체적인 고장을 진단한 결과를 자체 고장이 것으로 진단된 경우, 상기 제어부가 경보부를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control method of the abnormality monitoring system of the pantograph according to another aspect of the present invention includes the steps of: checking whether the on/off of the lighting unit normally operates when the control unit of the abnormality monitoring system of the pantograph is not in a driving time zone; Controlling, by the control unit, an angle of a mechanism in which the first abnormality detection unit is installed at a predetermined angle, and checking whether an image of a reference pattern obtained by the first abnormality detection unit is normal; Checking whether the scan information of the reference pattern acquired by the second abnormality detection unit is normal; Diagnosing a failure by the control unit using the information detected in the reference pattern through the first and second abnormality detection units and the reference pattern information stored in the shape database unit; And outputting an alarm using sound or light so that the control unit can know the location of the failure or the location of the failure externally through the alarm unit when the result of diagnosing the failure itself is diagnosed as a failure itself. It is characterized by.

본 발명에 있어서, 상기 기준 패턴 정보는, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장을 진단하기 위한 것으로서, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부의 레일, 지면, 지지물, 및 시설물 중 적어도 하나에 상기 제1, 제2 이상 검출부의 촬영 각도나 스캔 각도에 대응하는 위치에 부착되거나 도시되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the reference pattern information is for diagnosing a self-failure of the pantograph abnormality monitoring system, wherein the first pattern is applied to at least one of a rail, a ground, a support, and a facility under the pantograph abnormality monitoring system. , Attached to or illustrated at a position corresponding to a photographing angle or a scanning angle of the second abnormality detection unit.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전기철도 차량의 고속 운행 속도에서도 팬터그래프의 이상상태를 보다 정확하게 검출할 수 있도록 한다.According to one aspect of the present invention, the present invention enables to more accurately detect an abnormal state of a pantograph even at a high speed of an electric railway vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 형상을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 is an exemplary view showing a schematic configuration of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing a schematic shape of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart for explaining a control method of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view showing a schematic configuration of a pantograph abnormal state monitoring system according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flow chart for explaining the self-diagnostic method of the pantograph abnormality monitoring system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an exemplary embodiment of a pantograph abnormal state monitoring system and a control method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템은, 전기철도 차량이 운행하는 선로의 상부에 설치된다. 그리고 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부에 전기철도 차량이 진입하면, 이 전기철도 차량의 팬터그래프에 대한 이상 상태를 분석한다.Hereinafter, a pantograph abnormal state monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention is installed on an upper portion of a track on which an electric railroad vehicle operates. Then, when an electric railroad vehicle enters the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system according to the present embodiment, the abnormality of the pantograph of the electric railway vehicle is analyzed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도이다. 1 is an exemplary view showing a schematic configuration of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)은, 차량 진입 검출부(110), 제1 이상 검출부(120), 제2 이상 검출부(130), 제어부(140), 조명부(150), 자체 고장 진단부(160), 통신부(170), 경보부(180), 및 형상 데이터베이스부(190)를 포함한다. As illustrated in FIG. 1, the pantograph abnormal state monitoring system 100 according to the present embodiment includes a vehicle entrance detection unit 110, a first abnormality detection unit 120, a second abnormality detection unit 130, and a control unit 140 , The lighting unit 150, a self-diagnosis unit 160, a communication unit 170, an alarm unit 180, and a shape database unit 190.

상기 차량 진입 검출부(110)는, 전기철도 차량이 본 실시예에 따른 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는지 검출한다. The vehicle entry detection unit 110 detects whether the electric railway vehicle enters the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment.

이때 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류는, 상기 제어부(140)가 상기 통신부(170)를 통해 관제센터의 서버(미도시)로부터 해당 시간대에 선로를 주행하는 차량의 종류에 대한 정보를 미리 수신하여 인지할 수 있다.At this time, the type of the electric railway vehicle entering the lower part of the pantograph abnormal condition monitoring system 100, the control unit 140 runs the track from the server (not shown) of the control center through the communication unit 170 at the appropriate time zone It can be recognized by receiving in advance the information on the type of the vehicle.

상기 제어부(140)는 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류에 대한 정보에 기초하여 해당 전기철도 차량의 팬터그래프 정보(예 : 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보)를 미리 알 수 있다.The control unit 140 is based on the information on the type of the electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormal state monitoring system 100, such as the pantograph information of the electric railway vehicle (e.g., pantograph shape for each vehicle and pantograph of each vehicle) Information about the installation angle).

상기 조명부(150)는, 상기 제어부(140)의 제어에 따라, 본 실시예에 따른 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 팬터그래프를 향하여 조명한다.The lighting unit 150, under the control of the control unit 140, illuminates toward the pantograph of the electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment.

또한 상기 조명부(150)는 상기 전기철도 차량의 팬터그래프 전방이나 후방에서 조명을 실시하며, 차량의 전방 운전석을 향하여 조명되지 않도록 조명 온 시점을 제어할 수 있다.In addition, the lighting unit 150 may illuminate from the front or rear of the pantograph of the electric railway vehicle, and may control the time when the lighting is turned on so as not to be illuminated toward the front driver's seat of the vehicle.

상기 제1 이상 검출부(120)는, 적어도 둘 이상의 이미지 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상 및 집전판 등의 형상에 대한 이상을 검출한다.The first anomaly detection unit 120 detects an abnormality in a shape of a pantograph and a shape of a current collector plate using at least two image sensors.

예컨대 상기 제1 이상 검출부(120)는 적어도 둘 이상의 카메라를 이용하여 팬터그래프의 형상(예 : 구조물) 및 집전판 등을 집중 촬영한다. 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영한 영상은 상기 제어부(140)에 전달되고, 상기 제어부(140)는 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영된 영상과 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출한다.For example, the first abnormality detection unit 120 intensively photographs a shape (eg, a structure) and a current collector plate of a pantograph using at least two or more cameras. The image photographed by the first abnormality detection unit 120 is transmitted to the control unit 140, and the control unit 140 is stored in the image taken by the first abnormality detection unit 120 and the shape database unit 190. An abnormality is detected by comparing the shape of the pantograph.

또한 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영한 영상은 3차원(3D) 영상을 포함한다.In addition, the image photographed by the first abnormality detection unit 120 includes a three-dimensional (3D) image.

상기 제2 이상 검출부(130)는, 적어도 하나 이상의 스캔 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔한다.The second anomaly detection unit 130 scans the shape of the pantograph using at least one scan sensor.

예컨대 상기 제2 이상 검출부(130)는 빛을 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔하는 레이저(또는 라이다 등) 센서를 이용하여 팬터그래프의 이상 부분(예 : 깨짐, 비틀어짐, 마모, 부착 각도 등)을 검출하기 위한 것으로, 상기 제2 이상 검출부(130)에서 스캔한 스캔정보는 상기 제어부(140)에 전달되고, 상기 제어부(140)는 상기 제2 이상 검출부(130)에서 스캔한 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출한다.For example, the second abnormality detecting unit 130 uses a laser (or lidar, etc.) sensor that scans the shape of the pantograph using light to detect an abnormal portion of the pantograph (eg, broken, twisted, worn, attached angle, etc.). For detection, the scan information scanned by the second abnormality detection unit 130 is transmitted to the control unit 140, and the control unit 140 scan information and the shape scanned by the second abnormality detection unit 130. Anomaly is detected by comparing scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the database 190.

참고로 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)에서 상기 카메라는 적어도 2048*1088 의 해상도를 가지며, 상기 레이저는 200mW, 830nm, IR 타입이며, 상기 제어부는 8G 메모리, 512G SSD의 스펙을 가짐으로써 원활하게 시스템 동작이 수행될 수 있도록 한다.For reference, in the pantograph anomaly monitoring system 100 according to the present embodiment, the camera has a resolution of at least 2048*1088, and the laser is 200mW, 830nm, IR type, and the controller controls the specifications of 8G memory and 512G SSD. By having it, the system operation can be performed smoothly.

상기 형상 데이터베이스부(190)는, 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보)를 저장한다. The shape database unit 190 stores information (for example, image information and scan information) about a vehicle-specific pantograph shape and an installation angle of a vehicle-specific pantograph.

이때 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장되는 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보)는 3차원(3D) 정보를 포함한다.At this time, information (eg, image information and scan information) stored in the shape database unit 190 includes 3D (3D) information.

상기 제어부(140)는 상기 전기철도 차량이 진입할 경우, 상기 조명부(150) 및 제1, 제2 이상 검출부(120, 130)를 제어하여 상기 전기철도 차량의 팬터그래프 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보)를 검출하고, 상기 검출한 팬터그래프 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보)와 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 정보를 바탕으로 차량별 팬터그래프의 이상을 검출한다.When the electric railway vehicle enters, the control unit 140 controls the lighting unit 150 and the first and second anomaly detection units 120 and 130 to provide pantograph information (eg, image information, scan of the electric railway vehicle). Information), and detects an abnormality of a vehicle-specific pantograph based on the detected pantograph information (eg, image information and scan information) and information stored in the shape database unit 190.

이때 상기 제어부(140)는 상기 차량별 팬터그래프의 이상을 검출하는 것에 그치지 않고, 동일한 팬터그래프에 대한 이력을 누적 저장하고, 이 누적 저장된 이력 정보를 바탕으로 레포트(report)를 출력할 수도 있다.At this time, the control unit 140 is not only to detect an abnormality of the vehicle-specific pantograph, but may accumulate and store the history of the same pantograph, and output a report based on the accumulated stored history information.

또한 상기 제어부(140)는, 차량별 팬터그래프의 이상이 검출될 경우, 이때 검출된 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보 등)를 상기 통신부(170)를 통해 관제센터의 서버(미도시)에 전송한다.In addition, when an abnormality of a vehicle-specific pantograph is detected, the control unit 140 transmits the detected information (eg, image information, scan information, etc.) to a server (not shown) of a control center through the communication unit 170. do.

아울러 상기 제어부(140)는, 자체 고장 진단부(160)를 운영하여, 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 자체적인 고장을 수시로(또는 주기적으로) 검출한다.In addition, the control unit 140, by operating the self-diagnosis unit 160, frequently (or periodically) detects its own failure of the pantograph abnormal state monitoring system 100 according to this embodiment.

예컨대 상기 자체 고장 진단부(160)는 차량이 주행하지 않는 시간대를 이용하여, 조명부(150)를 제어하여 정상적인 온오프가 되는지 체크하고, 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부(예 : 레일, 지면, 지지물, 시설물 등)의 상기 제1, 제2 이상 검출부(120, 130)의 검출 각도에 대응하는 위치에 기준 패턴(미도시)을 부착(또는 도시)하고, 상기 제1, 제2 이상 검출부(120, 130)를 통해 상기 기준 패턴(미도시)에서 검출한 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보 등)와 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 정보(즉, 기준 정보)를 바탕으로 자체 고장을 검출한다.For example, the self-failure diagnosis unit 160 controls the lighting unit 150 using a time zone during which the vehicle does not drive, and checks whether it is normally turned on and off, and the lower part of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment A reference pattern (not shown) is attached (or illustrated) to a position corresponding to the detection angles of the first and second abnormality detectors 120 and 130 (for example, rails, ground, supports, facilities, etc.), and the agent is 1, information detected in the reference pattern (not shown) through the second abnormality detection units 120 and 130 (eg, image information, scan information, etc.) and information stored in the shape database unit 190 (ie, reference information) ) To detect its own failure.

상기 자체 고장 진단부(160)를 통해 본 발명에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 자체적인 고장이 검출될 경우, 상기 제어부(140)는 상기 통신부(170)를 통해 관제센터의 서버(미도시)에 고장 상태를 전송한다. When the self failure of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present invention is detected through the self failure diagnosis unit 160, the control unit 140 through the communication unit 170, the server of the control center (not shown) City).

아울러 상기 제어부(140)는 상기 경보부(180)를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력한다.In addition, the control unit 140 outputs an alarm using sound or light so as to know a failure state or a location of a failure from the outside through the alarm unit 180.

또한 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)은 방수 및 방진 기능이 적용된다.In addition, the pantograph abnormal state monitoring system 100 according to the present embodiment is applied with a waterproof and dustproof function.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 형상을 보인 예시도로서, 도 2의 (a)와 (b)는 서로 다른 방향에서 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 형상을 촬영한 예시도이다.Figure 2 is an exemplary view showing a schematic shape of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention, Figures 2 (a) and (b) is a pantograph abnormal state monitoring according to this embodiment in different directions This is an example of the shape of the system.

이에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부에는 전기철도 차량 상부에 부착된 팬터그래프 형상이 도시되어 있고, 그 상부에 설치된 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)은, 하측으로 약간 꺾인 양측 날개 부분에 설치된 제1 이상 검출부(120)를 통해 팬터그래프의 좌우측을 촬영하고, 중심부에 설치된 제2 이상 검출부(130)를 통해서 하부로 레이저(예 : 라인 레이저)를 방사하여 팬터그래프의 집전판의 형상에 대한 이상 상태를 감지한다.As shown in the figure, the pantograph abnormality monitoring system according to the present embodiment installed on the upper part of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment is illustrated on the upper part of the electric railway vehicle. 100) photographs the left and right sides of the pantograph through the first abnormality detection unit 120 installed on both wing portions slightly bent downward, and the laser downwards through the second abnormality detection unit 130 installed in the center (eg, line laser) By radiating to detect the abnormal state of the shape of the current collector plate of the pantograph.

또한 도면에 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 상기 중심부의 양측으로는 적어도 둘 이상의 카메라가 장착되어 상기 제2 이상 검출부(130)의 레이저의 기능을 보완하거나, 상기 제1 이상 검출부(120) 이외에 추가적으로 팬터그래프의 영상을 촬영함으로써, 상기 제어부(140)가 보다 상세한 영상을 이용해 팬터그래프의 이상 상태를 검출할 수 있도록 한다.Also, although not specifically shown in the drawings, at least two or more cameras are mounted on both sides of the center to complement the function of the laser of the second anomaly detection unit 130, or in addition to the first anomaly detection unit 120, a pantograph is additionally provided. By taking an image of, the controller 140 can detect an abnormal state of the pantograph using a more detailed image.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a control method of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제어부(140)는 차량 진입 검출부(110)를 통해 전기철도 차량이 본 실시예에 따른 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는지 체크한다(S101). Referring to FIG. 3, the control unit 140 checks whether the electric railway vehicle enters the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment through the vehicle entry detection unit 110 in operation S101.

상기 체크(S101) 결과, 전기철도 차량이 진입 전 상태이면(S101의 아니오), 상기 제어부(140)는 진입할 차량의 팬터그래프 정보(예 : 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보)를 획득한다(S102).As a result of the check (S101), if the electric railroad vehicle is in a state before entering (No in S101), the control unit 140 provides information about the pantograph of the vehicle to be entered (for example, the shape of the pantograph for each vehicle and the installation angle of the pantograph for each vehicle). ) Is obtained (S102 ).

상기 팬터그래프 정보는, 상기 제어부(140)가 상기 통신부(170)를 통해 관제센터의 서버(미도시)로부터 해당 시간대에 선로를 주행하는 차량의 종류에 대한 정보를 미리 수신하여 인지할 수 있다.The pantograph information may be recognized by the control unit 140 receiving, in advance, information on a type of a vehicle driving on a track at a corresponding time from a server (not shown) of a control center through the communication unit 170.

그리고 상기 제어부(140)는 상기 진입할 차량의 팬터그래프 정보에 기초하여 제1 이상 검출부(120)가 상기 팬터그래프의 이상을 검출할 수 있는 기구 각도로 조정한다(S103)(도 4의 200 참조).In addition, the control unit 140 adjusts the mechanism angle at which the first abnormality detection unit 120 can detect the abnormality of the pantograph based on the pantograph information of the vehicle to be entered (S103) (see 200 in FIG. 4 ).

상기와 같이 전기철도 차량이 진입하기 전, 상기 제1 이상 검출부(120)가 설치된 기구 각도를 상기 진입할 차량의 팬터그래프의 이상을 정확하게 검출할 수 있는 기구 각도로 조정한다.As described above, before the electric railway vehicle enters, the mechanism angle at which the first abnormality detection unit 120 is installed is adjusted to a mechanism angle capable of accurately detecting an abnormality in the pantograph of the vehicle to be entered.

상기와 같이 차량별 팬터그래프에 대응하는 기구 각도로 조정된 상태에서 전기철도 차량이 진입할 경우(S101의 예), 상기 제어부(140)는 조명부(150)를 제어하여 진입 상태에 있는 차량의 팬터그래프에 조명한다(S104).When the electric railroad vehicle enters in a state adjusted to an angle corresponding to a vehicle-specific pantograph as described above (YES in S101), the control unit 140 controls the lighting unit 150 to enter the pantograph of the vehicle in the entry state. It is illuminated (S104).

그리고 상기 제어부(140)는 상기 제1 이상 검출부(120)에 의해 팬터그래프 정보를 획득하여 상기 제어부(140)에 전달한다(S105). Then, the control unit 140 acquires pantograph information by the first anomaly detection unit 120 and transmits the pantograph information to the control unit 140 (S105).

보다 구체적으로, 상기 제1 이상 검출부(120)는 적어도 둘 이상의 카메라를 이용하여 팬터그래프의 형상(예 : 구조물) 및 집전판 등을 집중 촬영하고, 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영한 영상은 상기 제어부(140)에 전달되며, 상기 제어부(140)는 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영된 영상과 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출한다(S107).More specifically, the first anomaly detection unit 120 intensively photographs the shape of a pantograph (eg, a structure) and a current collector plate using at least two or more cameras, and the image captured by the first anomaly detection unit 120 is It is transmitted to the control unit 140, and the control unit 140 detects an abnormality by comparing the image captured by the first abnormality detection unit 120 with the pantograph shape stored in the shape database unit 190 (S107).

이때 상기 제1 이상 검출부(120)에서 촬영한 영상은 3차원(3D) 영상을 포함한다.At this time, the image captured by the first abnormality detection unit 120 includes a 3D (3D) image.

또한 상기 제어부(140)는 제2 이상 검출부(130)에 의해 팬터그래프 정보를 획득하여 상기 제어부(140)에 전달한다(S106).In addition, the control unit 140 acquires pantograph information by the second abnormality detection unit 130 and transmits the pantograph information to the control unit 140 (S106).

보다 구체적으로, 상기 제2 이상 검출부(130)는 빛을 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔하는 레이저(또는 라이다 등) 센서를 이용하여 팬터그래프의 이상 부분(예 : 깨짐, 비틀어짐, 마모, 부착 각도 등)을 검출하기 위한 것으로, 상기 제어부(140)는 상기 제2 이상 검출부(130)에서 스캔한 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출한다(S107).More specifically, the second abnormality detecting unit 130 uses a laser (or lidar, etc.) sensor that scans the shape of the pantograph using light, such as an abnormal portion of the pantograph (eg, broken, twisted, worn, attached angle) Etc.), the control unit 140 compares the scan information scanned by the second abnormality detection unit 130 with the scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the shape database unit 190 to detect an abnormality. It is detected (S107).

또한 상기 제어부(140)는 동일한 팬터그래프에 대한 이력을 누적 저장하고, 이 누적 저장된 이력 정보를 바탕으로 레포트(report)를 출력하며, 차량별 팬터그래프의 이상이 검출될 경우, 상기 팬터그래프의 이상 분석 결과(예 : 영상 정보, 스캔 정보 등)를 통신부(170)를 통해 관제센터의 서버(미도시)에 전송한다(S108).In addition, the control unit 140 accumulates and stores the history of the same pantograph, outputs a report based on the accumulated history information, and when an abnormality of the pantograph for each vehicle is detected, an abnormality analysis result of the pantograph ( For example: image information, scan information, etc.) is transmitted to a server (not shown) of the control center through the communication unit 170 (S108).

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 상기 도 1에 도시된 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)에서 기구 각도 조정부(200)를 더 포함한다.Figure 4 is an exemplary view showing a schematic configuration of a pantograph abnormal state monitoring system according to another embodiment of the present invention, the pantograph abnormal state monitoring system 100 shown in Figure 1 further includes an instrument angle adjustment unit 200 do.

상기 기구 각도 조정부(200)는 상기 제1 이상 검출부(120)가 설치되는 기구 부분(일명 날개 부분)의 각도를 전동 모터(미도시) 방식이나 유압 방식을 이용하여 조정한다. 왜냐하면 팬터그래프의 형상은 차량별로 차이가 있기 때문에 팬터그래프의 정확한 형상을 촬영하기 위해서는 차량별 팬터그래프의 형상에 따라 상기 제1 이상 검출부(120)가 설치된 기구 부분(일명 날개 부분)의 각도를 조정할 필요가 있는 것이다.The mechanism angle adjustment unit 200 adjusts the angle of the mechanism portion (aka the wing portion) to which the first abnormality detection unit 120 is installed using an electric motor (not shown) or a hydraulic method. Because the shape of the pantograph is different for each vehicle, in order to photograph the exact shape of the pantograph, it is necessary to adjust the angle of the mechanism portion (aka the wing portion) in which the first abnormality detection unit 120 is installed according to the shape of the pantograph for each vehicle. will be.

이때 이미 상술한 바와 같이, 상기 제어부(140)는 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류에 대한 정보에 기초하여 해당 전기철도 차량의 팬터그래프 정보(예 : 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보)를 미리 알 수 있다.At this time, as already described above, the control unit 140 is based on the information on the type of the electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormal state monitoring system 100, the pantograph information of the electric railway vehicle (for example, by vehicle The information on the shape of the pantograph and the installation angle of the pantograph for each vehicle) can be known in advance.

따라서 상기 제어부(140)는 상기 차량별 팬터그래프 정보를 바탕으로 상기 차량이 진입하기 전에 미리 상기 기구 각도 조정부(200)를 조정하고, 상기 기구 각도(즉, 제1 이상 검출부가 설치된 기구 부분의 각도)가 조정된 상태에서 차량이 진입하면 이상을 검출한다.Therefore, the control unit 140 adjusts the instrument angle adjusting unit 200 in advance before the vehicle enters based on the vehicle-specific pantograph information, and the instrument angle (that is, the angle of the instrument portion where the first abnormality detection unit is installed). When the vehicle enters in the adjusted state, an abnormality is detected.

한편 상기 자체 고장 진단부(160)는 차량이 주행하지 않는 시간대를 이용하여, 기구 각도 조정부(200)를 제어하여 원하는 각도로 조정되는지 체크한다. Meanwhile, the self-diagnosis unit 160 controls whether the instrument is adjusted to a desired angle by controlling the instrument angle adjusting unit 200 using a time zone during which the vehicle does not travel.

이때 기구 각도가 원하는 각도로 조정되었는지 체크하기 위하여, 상기 제어부(140)는 상기 제1 이상 검출부(120)와 연동하여, 기구 각도를 조정 후 촬영된 기준 패턴 영상을 분석하여 체크할 수 있다. At this time, in order to check whether the instrument angle is adjusted to a desired angle, the controller 140 may check by analyzing the reference pattern image photographed after adjusting the instrument angle in conjunction with the first abnormality detector 120.

여기서 상기 기준 패턴은 상기 기구 각도에 대응하는 맞은 편 위치(예 : 레일, 지면, 지지물, 시설물 등)에 부착(또는 도시)될 수 있다.Here, the reference pattern may be attached (or illustrated) to an opposite position (eg, rail, ground, support, facility, etc.) corresponding to the instrument angle.

한편 본 실시예에서 상기 제어부(140)는 상기 자체 고장 진단부(160)의 기능을 통합하여 기능할 수도 있다.Meanwhile, in this embodiment, the control unit 140 may function by integrating the functions of the self-diagnosis unit 160.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a self-diagnostic method of a pantograph abnormal state monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제어부(140)는 전기철도 차량의 주행 시간대를 체크하여, 현재 시간이 전기철도 차량의 주행 시간대가 아니면(S201의 아니오), 우선 조명부(150)의 온오프가 정상적으로 동작하는지 체크한다(S202).Referring to FIG. 5, the control unit 140 checks the driving time zone of the electric railway vehicle, and if the current time is not the driving time zone of the electric railway vehicle (No in S201), first, whether the lighting unit 150 is normally turned on or off. Check it (S202).

또한 상기 제어부(140)는 제1 이상 검출부(120)가 설치된 기구 각도를 기구 각도 조정부(200)를 통해 미리 지정된 각도로 제어하고(S203), 상기 제1 이상 검출부(120)에 의해 획득한 기준 패턴의 영상이 정상인지 체크한다(S204).In addition, the control unit 140 controls the angle of the instrument where the first anomaly detection unit 120 is installed to a predetermined angle through the instrument angle adjustment unit 200 (S203), and the criteria obtained by the first anomaly detection unit 120 It is checked whether the image of the pattern is normal (S204).

이때 상기 기준 패턴은, 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 하부(예 : 레일, 지면, 지지물, 시설물 등)에 상기 제1, 제2 이상 검출부(120, 130)의 검출 각도에 대응하는 위치에 부착(또는 도시)된다.At this time, the reference pattern, the detection angle of the first and second abnormality detection units 120 and 130 in the lower part (eg, rail, ground, support, facility, etc.) of the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment It is attached (or shown) to a position corresponding to.

또한 상기 제어부(140)는 제2 이상 검출부(130)에 의해 획득한 기준 패턴의 스캔 정보가 정상인지 체크한다(S205)In addition, the control unit 140 checks whether the scan information of the reference pattern obtained by the second abnormality detection unit 130 is normal (S205).

상기 제어부(140)는 상기 제1, 제2 이상 검출부(120, 130)를 통해 상기 기준 패턴(미도시)에서 검출한 정보(예 : 영상 정보, 스캔 정보 등)와 형상 데이터베이스부(190)에 저장된 정보(즉, 기준 패턴 정보)를 이용하여 자체 고장을 진단한다(S206).The control unit 140 includes information detected in the reference pattern (not shown) through the first and second abnormality detection units 120 and 130 (eg, image information, scan information, etc.) and the shape database unit 190. Diagnose itself using the stored information (ie, reference pattern information) (S206).

또한 상기 제어부(140)는 본 실시예에 따른 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템(100)의 자체적인 고장 여부를 진단한 결과를 관제센터의 서버(미도시)에 전송하고(S207), 만약 자체 고장인 것으로 진단된 경우 경보부(180)를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력한다(S208).In addition, the control unit 140 transmits the result of diagnosing whether the pantograph abnormality monitoring system 100 according to the present embodiment has its own failure to a server (not shown) of the control center (S207), and if it is a self failure, When diagnosed, the alarm unit 180 outputs an alarm using sound or light so as to know the failure state or the location of the failure from the outside (S208).

상기와 같이 본 실시예는 전기철도 차량의 고속 운행 속도에서도 팬터그래프의 이상상태를 보다 정확하게 검출할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, this embodiment has an effect of more accurately detecting an abnormal state of the pantograph even at a high speed of operation of an electric railroad vehicle.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art pertains may have various modifications and other equivalent embodiments. You will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

110 : 차량 진입 검출부 120 : 제1 이상 검출부
130 : 제2 이상 검출부 140 : 제어부
150 : 조명부 160 : 자체 고장 진단부
170 : 통신부 180 : 경보부
190 : 형상 데이터베이스부110: vehicle entry detection unit 120: first abnormality detection unit
130: second abnormality detection unit 140: control unit
150: lighting unit 160: self-diagnosis unit
170: communication unit 180: alarm unit
190: shape database unit

Claims (15)

전기철도 차량이 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는지 검출하는 차량 진입 검출부;
상기 전기철도 차량의 팬터그래프를 향하여 조명하는 조명부;
적어도 둘 이상의 이미지 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상 및 집전판의 형상에 대한 이상을 검출하는 제1 이상 검출부;
적어도 하나 이상의 스캔 센서를 이용하여 팬터그래프의 형상을 스캔하는 제2 이상 검출부;
상기 전기철도 차량의 진입 시 상기 조명부를 제어하여 조명하고, 상기 제1 이상 검출부에서 촬영된 영상과 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프 형상을 비교하여 이상을 검출하며, 또한 상기 제2 이상 검출부에서 스캔한 스캔정보와 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 팬터그래프의 형상에 대응한 스캔정보를 비교하여 이상을 검출하는 제어부; 및
상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 조명부, 제1 이상 검출부, 및 제2 이상 검출부에 대한 자체적인 고장을 수시로 또는 주기적으로 진단하는 자체 고장 진단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
A vehicle entry detection unit that detects whether the electric railway vehicle enters a lower portion of the pantograph abnormality monitoring system;
An illumination unit which illuminates toward the pantograph of the electric railway vehicle;
A first abnormality detection unit configured to detect abnormalities in a shape of a pantograph and a shape of a current collector plate using at least two image sensors;
A second abnormality detector that scans the shape of the pantograph using at least one scan sensor;
When the electric railroad vehicle enters, the lighting unit is controlled to illuminate, and an abnormality is detected by comparing an image photographed by the first abnormality detection unit and a pantograph shape stored in the shape database unit, and also a scan scanned by the second abnormality detection unit A control unit for detecting an abnormality by comparing information with scan information corresponding to the shape of the pantograph stored in the shape database unit; And
And a self-failure diagnosis unit for periodically or periodically diagnosing its own failures with respect to the lighting unit, the first abnormality detection unit, and the second abnormality detection unit of the pantograph abnormality monitoring system.
제 1항에 있어서, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류는,
상기 제어부가 통신부를 통해 관제센터의 서버로부터 해당 시간대에 선로를 주행하는 차량의 종류에 대한 정보를 미리 수신하여 인지하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1, The type of electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormality monitoring system,
The control unit through the communication unit from the server of the control center receives the information about the type of vehicle driving the track in advance at the time zone, characterized in that the pantograph abnormality monitoring system.
제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 하부로 진입하는 전기철도 차량의 종류에 대한 정보에 기초하여 해당 전기철도 차량의 팬터그래프 정보를 인지하며,
상기 전기철도 차량의 팬터그래프 정보는, 차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 2, The control unit,
Recognizing the pantograph information of the electric railway vehicle based on the information on the type of the electric railway vehicle entering the lower portion of the pantograph abnormal condition monitoring system,
The pantograph information of the electric railway vehicle includes a pantograph shape for each vehicle and an installation angle of the pantograph for each vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 제1 이상 검출부에서 촬영된 영상은 3차원(3D) 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The abnormal state monitoring system of the pantograph, characterized in that the image captured by the first abnormality detection unit includes a three-dimensional (3D) image.
제 1항에 있어서, 상기 형상 데이터베이스부는,
차량별 팬터그래프 형상 및 차량별 팬터그래프의 설치 각도에 대한 정보로서, 영상 정보, 3차원 영상 정보, 스캔 정보, 및 기준 패턴 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 기준 패턴 정보는,
상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장을 진단하기 위한 것임을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1, wherein the shape database unit,
As information about the pantograph shape for each vehicle and the installation angle of the pantograph for each vehicle, includes at least one of image information, 3D image information, scan information, and reference pattern information,
The reference pattern information,
An abnormal state monitoring system of a pantograph, characterized in that it is for diagnosing a malfunction of the pantograph abnormal state monitoring system.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
차량별 팬터그래프의 이상이 검출될 경우, 이때 검출된 영상 정보와 스캔 정보를 통신부를 통해 관제센터의 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When an abnormality of a pantograph for each vehicle is detected, the abnormality monitoring system of the pantograph is characterized in that the detected image information and scan information are transmitted to a server of the control center through a communication unit.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
동일한 팬터그래프에 대한 이력을 누적 저장하고, 이 누적 저장된 이력 정보를 바탕으로 레포트(report)를 출력하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
The method of claim 1, wherein the control unit,
An abnormal state monitoring system of a pantograph, characterized in that the history of the same pantograph is accumulated and stored and a report is output based on the accumulated history information.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 자체 고장 진단부는,
조명부를 제어하여 정상적인 온오프가 되는지 체크하고,
상기 제1, 제2 이상 검출부를 통해 기준 패턴에서 검출한 정보와 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 바탕으로 자체 고장을 진단하며, 또한
상기 제1 이상 검출부가 설치된 기구 각도를 지정된 각도로 조정한 후, 상기 제1 이상 검출부와 연동하여, 상기 기구 각도를 조정 후 촬영된 기준 패턴 영상을 상기 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 바탕으로 비교 분석하여 자체 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1, The self-diagnosis unit,
Control the lighting unit to check if it is on or off normally,
The first and second anomaly detection units diagnose their own failures based on the information detected in the reference pattern and the reference pattern information stored in the shape database.
After adjusting the angle of the instrument where the first anomaly detection unit is installed to a specified angle, interlocking with the first anomaly detection unit, adjusting the instrument angle to adjust the photographed reference pattern image based on reference pattern information stored in the shape database unit. An abnormal state monitoring system of a pantograph, characterized by diagnosing its own fault by comparative analysis.
제 1항에 있어서, 상기 팬터그래프 이상상태 모니터링 시스템의 자체적인 고장이 진단될 경우,
상기 제어부는,
통신부를 통해 관제센터의 서버에 고장 상태를 전송하고,
또한 경보부를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1, When the own failure of the pantograph abnormality monitoring system is diagnosed,
The control unit,
Sends the fault status to the server in the control center through the communication unit,
In addition, an abnormality monitoring system of a pantograph, characterized in that it outputs an alarm using sound or light so that the failure state or location of the failure can be known from the outside through the alarm unit.
제 1항에 있어서,
상기 제1 이상 검출부가 설치되는 기구 부분의 각도를,
상기 전기철도 차량의 팬터그래프의 형상이나 설치 각도에 대응하여,
전동 모터 방식이나 유압 방식을 이용하여 조정하는 기구 각도 조정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템.
According to claim 1,
The angle of the mechanism portion to which the first anomaly detection unit is installed,
Corresponding to the shape or installation angle of the pantograph of the electric railway vehicle,
An abnormal state monitoring system of a pantograph, further comprising; an angle adjustment unit for adjusting the mechanism using an electric motor method or a hydraulic method.
삭제delete 삭제delete 전기철도 차량의 주행 시간대가 아닌 경우, 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어부가 조명부의 온오프가 정상적으로 동작하는지 체크하는 단계;
상기 제어부가 제1 이상 검출부가 설치된 기구 각도를 미리 지정된 각도로 제어하고, 상기 제1 이상 검출부에 의해 획득한 기준 패턴의 영상이 정상인지 체크하는 단계;
상기 제어부가 제2 이상 검출부에 의해 획득한 기준 패턴의 스캔 정보가 정상인지 체크하는 단계;
상기 제어부가 상기 제1, 제2 이상 검출부를 통해 상기 기준 패턴에서 검출한 정보와 형상 데이터베이스부에 저장된 기준 패턴 정보를 이용하여 자체적인 고장을 진단하는 단계; 및
자체적인 고장을 진단한 결과를 자체 고장이 것으로 진단된 경우, 상기 제어부가 경보부를 통해 외부에서 고장 상태나 고장 위치를 알 수 있도록 소리나 빛을 이용하여 경보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법.
If the electric vehicle is not in the driving time zone, the control unit of the abnormality monitoring system of the pantograph checks whether the on/off of the lighting unit is operating normally;
Controlling, by the control unit, an angle of a mechanism in which the first abnormality detection unit is installed at a predetermined angle, and checking whether an image of a reference pattern obtained by the first abnormality detection unit is normal;
Checking whether the scan information of the reference pattern acquired by the second abnormality detection unit is normal;
Diagnosing a failure by the control unit using the information detected in the reference pattern through the first and second abnormality detection units and the reference pattern information stored in the shape database unit; And
And outputting an alarm using sound or light so that the control unit can know the location of the failure or the location of the failure from the outside through the alarm unit when the result of diagnosing the failure is diagnosed as a failure itself. Pantograph abnormality monitoring system control method.
제 14항에 있어서, 상기 기준 패턴 정보는,
상기 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 자체 고장을 진단하기 위한 것으로서,
상기 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 하부의 레일, 지면, 지지물, 및 시설물 중 적어도 하나에 상기 제1, 제2 이상 검출부의 촬영 각도나 스캔 각도에 대응하는 위치에 부착되거나 도시되는 것을 특징으로 하는 팬터그래프의 이상상태 모니터링 시스템의 제어 방법.15. The method of claim 14, The reference pattern information,
For diagnosing the own failure of the abnormal monitoring system of the pantograph,
A pantograph, characterized in that attached to or illustrated at a position corresponding to a shooting angle or a scan angle of the first and second abnormality detection units on at least one of a rail, a ground, a support, and a facility under the abnormality monitoring system of the pantograph. Control method of abnormal condition monitoring system.
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