KR102132365B1 - 철도 차량용 신호 송신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량의 이동을 감지해서 신호등의 동작을 유동적으로 제어하는 철도 차량용 신호 송신장치에 관한 것으로, 제1궤조의 선단면부와 상면 선단부로 이어진 내설홈에 함몰되되 역삼각 형상의 하단부는 제1궤조의 하방으로 돌출되고, 자화 재질의 상기 제1궤조와 면 접촉하는 배면이 모두 밀착하도록 알니코 자성막으로 도포된 내열성 센싱패널; 상기 센싱패널의 하단부의 하단 꼭지점에 설치되어서 진동을 감지하고 진동신호를 발신하는 노크센서; 상기 제1궤조의 상면 선단부에 위치하는 센싱패널의 상단부에 설치되어서 철도차량 바퀴의 가압을 감지하고 가압신호를 발신하는 압전센서; 상기 센싱패널의 상단부를 덮는 내열성 마감기판과, 다수의 저항체가 상기 마감기판 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계가 상기 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 상기 전류계별 전류값의 변화를 디텍터가 인지해서 인지신호를 발신하는 파손감지기;로 구성된 다수의 감지모듈: 서로 일렬로 배치된 상기 제1궤조와 제2궤조에서, 상기 제2궤조의 진동이 제1궤조에 전달되지 않도록 제1궤조의 선단면부와 마주하는 제2궤조의 후단면부에 설치된 내열성 완충재질의 완충패널: 상기 진동신호와 가압신호와 인지신호를 각각 감지해서 센싱패널의 진동크기 및 가압 확인과 내열성 마감기판의 파손 여부를 체크하고 감지정보로 데이터화하는 감지계: 상기 감지정보에 ID를 설정해서 전송하는 송신기:로 구성되고, 철도레일을 따라 서로 이격하게 설치되는 다수의 측정어셈블리, 상기 측정어셈블리로부터 수신된 ID별 감지정보를 거리별 진동크기의 표준값과 비교해서 해당 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리를 예측하여 예측정보를 생성하고, 상기 압전센서의 가압신호가 포함된 해당 측정어셈블리의 감지정보는 일정시간 동안 무시하는 거리계측모듈: 상기 예측정보와 가압신호가 포함된 결과정보에 따라 신호등의 신호를 제어하되, 다수의 측정어셈블리에서 첫번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제1예측정보와 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제2예측정보의 거리 차가 첫번째 측정어셈블리와 두번째 측정어셈블리 간의 실측거리와 허용범위 이내이면 첫번째 또는 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리변화를 기준으로 속도를 연산해서 예측정보에 따라 신호등의 신호를 제어하고, 상기 허용범위를 초과하면 예측정보는 무시하고 가압신호에 따라 신호등의 동작을 제어하며, 상기 인지신호의 감지정보를 확인하면 해당 측정어셈블리의 위치와 경고정보를 발신하는 관제모듈:로 구성된 관제어셈블리로 이루어진 것이다.

Description

철도 차량용 신호 송신장치{SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM ON RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 철도 차량의 이동을 감지해서 신호등의 동작을 유동적으로 제어하는 철도 차량용 신호 송신장치에 관한 것이다.

스위스의 SIC 보험 회사가 한 해 동안 세계에서 발생한 대형 사고를 분석한 결과를 보면(92년 기준) 하루 평균 0.8건에 1백 90명이 희생되는 것으로 나타났다. 사고 건수는 자연 재해가 1백 7건(35.9 %)으로 가장 많았고, 도로 및 철도 사고가 55건으로 18.5 %, 수상 사고가 43 건으로 14.4%, 대형 화재가 35건으로 11.7%, 항공 사고가 28 건으로 9.4 % 순 이었다. 그러나 사고 건수 보다 더욱 중요한 것은 인명 피해나 재산 피해가 어느 정도냐 하는 것이다.

이 자료에 따르면 이 같은 대형 사고로 인한 인명 피해(사망자)는 태풍과 홍수, 지진에 의한 자연 재해 다음으로 철도 사고가 1900여명의 인명 피해가 발생해 항공 사고 900 여명과, 대형 화재로 인한 450명에 두 배에서 네 배로 많은 인명 사고를 낸 것으로 조사되었다.

특히 열차 사고의 대부분은 후진국에서 발생하고 있으며, 사고의 원인은 신호 장치의 고장으로 인한 열차의 충돌이나 탈선 사고가 대부분이었다. 이와 같이 다수의 승객과 화물을 수송하는 철도 교통의 특징 상 신호 보안 장치의 고장으로 인한 안전 사고는 대형 인명 참사가 될 수 있고, 개인뿐만 아니라 국가적으로도 막대한 손해가 된다.

여기서, 철도 신호 보안 장치란 차량의 안전 운행을 위하여 관련된 각 장치, 즉 신호 장치, 연동 장치(기계연동, 전기 계전 연동), 폐색 장치, 열차 자동 제어 장치 등을 말하며, 하나의 시스템에 의해 자동적이고 체계적으로 작동하였다.

이 중 전기 계전 연동 장치에 소속된 궤도 회로 장치는 궤도 회로 송신기 장치, 본드(bond), 궤조 절연으로 구성되며, 궤도상에 운행하는 차량을 검지하고 다른 궤도로 전환할 수 없도록 레일 일정 구간에 전기회로를 만들어 주는 역할한다.

이를 위해 궤도 회로 장치는 크게 전원모듈, 송신장치, 수신장치, 계전기로 구성된다. 이때, 종래의 궤도회로 송신장치는 아날로그 형태의 AC 전원이 입력되게 되므로, 단순하게 퓨즈의 융단 상태를 검지하는 기능 정도의 장치였으며, 고장의 발생시에는 일일이 단자를 체크해야된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 궤도회로 송신장치는 서로 접촉된 궤조와 차량바퀴를 통해 철도 차량 관제어셈블리와 철도 차량이 통신하므로, 궤조와 차량바퀴 간의 접촉이 불량하면 궤도에 설치된 송신기와 철도 차량에 설치된 수신기 간의 통신이 단절되고, 이를 통해 철도 차량 관제어셈블리의 신호등 제어가 원활하게 이루어지지 못했다.

선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2016-0109346호(2016.09.21 공개)

이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 궤조와 차량바퀴 간의 접촉 여부에 상관없이 안정된 통신 상태를 유지하고 철도 차량의 진입 여부를 정확히 파악해서 철도 차량 관제어셈블리가 신호등를 제어할 수 있게 하는 철도 차량용 신호 송신장치의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

제1궤조의 선단면부와 상면 선단부로 이어진 내설홈에 함몰되되 역삼각 형상의 하단부는 제1궤조의 하방으로 돌출되고, 자화 재질의 상기 제1궤조와 면 접촉하는 배면이 모두 밀착하도록 알니코 자성막으로 도포된 내열성 센싱패널; 상기 센싱패널의 하단부의 하단 꼭지점에 설치되어서 진동을 감지하고 진동신호를 발신하는 노크센서; 상기 제1궤조의 상면 선단부에 위치하는 센싱패널의 상단부에 설치되어서 철도차량 바퀴의 가압을 감지하고 가압신호를 발신하는 압전센서; 상기 센싱패널의 상단부를 덮는 내열성 마감기판과, 다수의 저항체가 상기 마감기판 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계가 상기 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 상기 전류계별 전류값의 변화를 디텍터가 인지해서 인지신호를 발신하는 파손감지기;로 구성된 다수의 감지모듈: 서로 일렬로 배치된 상기 제1궤조와 제2궤조에서, 상기 제2궤조의 진동이 제1궤조에 전달되지 않도록 제1궤조의 선단면부와 마주하는 제2궤조의 후단면부에 설치된 내열성 완충재질의 완충패널: 상기 진동신호와 가압신호와 인지신호를 각각 감지해서 센싱패널의 진동크기 및 가압 확인과 내열성 마감기판의 파손 여부를 체크하고 감지정보로 데이터화하는 감지계: 상기 감지정보에 ID를 설정해서 전송하는 송신기:로 구성되고, 철도레일을 따라 서로 이격하게 설치되는 다수의 측정어셈블리, 및

상기 측정어셈블리로부터 수신된 ID별 감지정보를 거리별 진동크기의 표준값과 비교해서 해당 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리를 예측하여 예측정보를 생성하고, 상기 압전센서의 가압신호가 포함된 해당 측정어셈블리의 감지정보는 일정시간 동안 무시하는 거리계측모듈: 상기 예측정보와 가압신호가 포함된 결과정보에 따라 신호등의 신호를 제어하되, 다수의 측정어셈블리에서 첫번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제1예측정보와 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제2예측정보의 거리 차가 첫번째 측정어셈블리와 두번째 측정어셈블리 간의 실측거리와 허용범위 이내이면 첫번째 또는 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리변화를 기준으로 속도를 연산해서 예측정보에 따라 신호등의 신호를 제어하고, 상기 허용범위를 초과하면 예측정보는 무시하고 가압신호에 따라 신호등의 동작을 제어하며, 상기 인지신호의 감지정보를 확인하면 해당 측정어셈블리의 위치와 경고정보를 발신하는 관제모듈:로 구성된 관제어셈블리

로 이루어진 철도 차량용 신호 송신장치이다.

상기의 본 발명은, 궤조와 차량바퀴 간의 접촉 여부에 상관없이 안정된 통신 상태를 유지하고 철도 차량의 진입 여부를 정확히 파악해서 철도 차량을 신뢰도 있게 관제하며 신호등의 오작동을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 설치 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 신호 송신장치에 구성된 구성요소 간의 신호 통신 구조를 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 진동 현황을 개략적으로 도시한 그래프이고,
도 4는 본 발명에 따른 신호 송신장치가 궤조에 설치된 모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 신호 송신장치가 위치한 제1궤조와 제2궤조의 분해 모습을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 전류계와 송신기 및 전원장치를 탑재한 컨트롤박스와 센서 간의 전기적 연결 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 도 4에 도시한 신호 송신장치를 분해 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 감지패널에 파손감지기가 설치되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 9는 상기 파손감지기의 회로 모습을 도시한 회로도이고,
도 10은 철도차량의 바퀴가 본 발명에 따른 신호 송신장치의 압전센서를 경유하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 설치 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 신호 송신장치에 구성된 구성요소 간의 신호 통신 구조를 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 진동 현황을 개략적으로 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 신호 송신장치가 궤조에 설치된 모습을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 신호 송신장치가 위치한 제1궤조와 제2궤조의 분해 모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 전류계와 송신기 및 전원장치를 탑재한 컨트롤박스와 센서 간의 전기적 연결 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 4에 도시한 신호 송신장치를 분해 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시의 신호 송신장치는, 철도레일을 따라 이동하는 철도차량의 진동을 감지하는 측정어셈블리(1, 1')와, 측정어셈블리(1, 1')의 ID별 감지정보에 따라 신호등(30)의 동작을 제어하는 관제어셈블리(2)로 구성된다.

여기서 측정어셈블리(1, 1')는 철도레일을 따라 지정된 거리로 이격하게 설치되어서 자체 감지정보를 관제어셈블리(2)에 전송한다. 이를 위해 측정어셈블리(1, 1')는 다수의 감지모듈(100)과 완충패널(200)과 감지계(300)와 송신기(400)로 구성된다.

감지모듈(100)은, 침목(20)에 지지되는 제1궤조(10)의 선단면부(11a)와 상면 선단부(11b)로 이어진 내설홈(11)에 함몰되되 역삼각 형상의 하단부(111)는 제1궤조(10)의 하방으로 돌출된 내열성 센싱패널(110); 센싱패널(110)의 하단부(111)에 설치되어서 진동을 감지하고 진동신호를 발신하는 노크센서(120); 제1궤조(10)의 상면 선단부(11b)에 위치하는 센싱패널(110)의 상단부(112)에 설치되어서 철도차량 바퀴의 가압을 감지하고 가압신호를 발신하는 압전센서(130); 센싱패널(110)의 상단부(112)를 덮는 내열성 마감기판(141)과, 다수의 저항체(142)가 마감기판(141) 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계(143)가 상기 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 전류계(143)별 전류값의 변화를 디텍터(144)가 인지해서 인지신호를 발신하는 파손감지기(140);로 구성된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 센싱패널(110)은 도 4 및 도 7과 같이, 서로 일렬로 배치된 제1궤조(10)와 제2궤조(10') 사이에 배치되도록 제2궤조(10')와 마주하는 제1궤조(10)의 선단면부(11a)에 설치된다. 본 실시 예에서 제1궤조(10)는 선단면부(11a)와 상면 선단부(11b)로 이어진 구간에 내설홈(11)이 형성되고, 센싱패널(110)은 내설홈(11)에 삽입되도록 형성 및 설치된다. 센싱패널(110)은 내설홈(11)에 상응하게 형성되므로 센싱패널(110)은 내설홈(11)에 긴밀히 함몰되고, 이를 통해 센싱패널(110)은 제1궤조(10)의 선단면부(11a)와 상면 선단부(11b)에 돌출됨 없이 설치된다. 한편, 센싱패널(110)의 하단부(111)는 역삼각 형상을 이루며 제1궤조(10)의 하방으로 돌출되고, 제1궤조(10)의 가열에도 변형됨 없이 유지하는 내열성을 갖는다. 결국, 센싱패널(110)은 제1궤조(10)와의 긴밀한 밀착 상태를 유지하고, 이를 통해 게1궤조(10)의 진동은 센싱패널(110)에 그대로 전달된다. 참고로, 센싱패널(110)은 내열 재질인 방향족 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리이미다솔피롤론, 폴리벤조이미다졸, 폴리페닐렌옥시드 등이 적용될 수 있다.

한편, 센싱패널(110)은 내설홈(11)에 함몰된 상태에서 배면 전체가 제1궤조(10)의 선단면부(11a)와 상면 선단부(11b)에 밀착한 상태를 유지하도록, 상기 배면에 알니코 자성막(113)이 코팅된다. 알니코 자성막(113)은 자화 재질인 제1궤조(10)에 강한 자력으로 밀착되어서 센싱패널(110)의 배면 전체를 제1궤조(10)와 이격 없이 고정시킨다. 물론, 센싱패널(110)과 제1궤조(10)는 접착제 또는 별도의 체결부재(미 도시함)에 의해 1차 고정되나, 장기간에 걸친 진동과 가열 환경에서 접착제 또는 체결부재는 센싱패널(110)과 제1궤조(10) 간의 체결력을 상실한다. 따라서 센싱패널(110)과 제1궤조(10) 간의 밀착성을 유지시키기 위해 센싱패널(110)의 배면에 알니코 자성막(113)을 보강해서, 센싱패널(110)의 배면이 제1궤조(10)에 밀착 상태를 유지하고, 이를 통해 제1궤조(10)의 진동이 센싱패널(110)에 그대로 전달되도록 한다.

노크센서(120)는 센싱패널(110)의 하단부(111)에 설치되어서 진동을 감지하고 진동신호를 발신한다. 센싱패널(110)의 하단부(111)는 도 6와 같이 제1궤조(10)의 하방으로 돌출된 상태를 유지하므로, 상대적으로 운동성이 자유로운 하단부(111)는 제1궤조(10)에 설치된 부분의 진동을 받아 흔들리고, 특히 노크센서(120)는 하단부(111)에서 진동이 집중되는 역삼각형의 하단 꼭지점에 위치하므로 제1궤조(10)의 진동을 효율적으로 감지한다.

압전센서(130)는 제1궤조(10)의 상면 선단부(11b)에 위치하는 센싱패널(110)의 상단부(112)에 설치되어서 철도차량 바퀴의 가압을 감지하고 가압신호를 발신한다. 철도레일을 타고 이동하는 철도차량의 바퀴는 제1,2궤조(10, 10')를 밟으며 이동하므로, 압전센서(130)는 철도차량의 바퀴가 통과하면 상대적으로 강한 압력을 받는다. 따라서 압전센서(130)은 지정된 전기신호를 일으켜서 가압신호로 발신한다.

파손감지기(140)는, 센싱패널(110)의 상단부(112)를 덮는 내열성 마감기판(141)과, 다수의 저항체(142)가 마감기판(141) 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계(143)가 상기 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 전류계(143)별 전류값의 변화를 디텍터(144)가 인지해서 인지신호를 발신한다. 오랜시간 사용된 제1,2궤조(10, 10')는 마모가 발생하고, 이를 통해 센싱패널(110)의 상단부(112)는 외부로 노출된다. 이렇게 노출된 센싱패널(110) 및 압전센서(130)는 철도차량의 바퀴로부터 한계 초과의 중량을 받게 되고, 이는 곧 센싱패널(110)과 압선센서(130)의 파손을 야기한다. 파손감지기(140)는 이 시점의 하중을 받으면 자체 파손되며 인지신호를 발신한다. 결국, 관리자는 인지신호에 따라 후속 보수 처리를 진행한다. 파손감지기(140)의 구성에 대해서는 아래에서 좀 더 상세히 한다.

완충패널(200)은 서로 일렬로 배치된 제1궤조(10)와 제2궤조(10')에서, 제2궤조(10')의 진동이 제1궤조(10)에 전달되지 않도록 제1궤조(10)의 선단면부(11a)와 마주하는 제2궤조(10')의 후단면부에 설치된다. 완충패널(200)은 진동 완화를 위해서 완충재질을 이루고, 제2궤조(10')의 열기에 대응해서 내열성을 갖는다. 철도차량이 통과한 지점의 측정어셈블리(1, 1')는 진동 감지가 자제되어야 한다. 이는 통과한 철도차량의 진동을 후속 철도차량의 진동으로 인지하는 것을 방지해야 하기 때문이다. 따라서 완충패널(200)을 제1궤조(10)와 제2궤조(10') 사이에 배치해서, 제1,2궤조(10, 10')의 경계에서 진동을 급격히 저하시킨다. 즉, 후속 철도차량이 일으키는 진동은 궤조를 통과할수록 급격히 상승하고, 측정어셈블리(1, 1')를 통과한 후의 진동은 궤조를 통과할수록 급격히 하강하므로, 후속 철도차량이 가하는 진동과 이미 통과한 철도차량이 가하는 진동을 쉽게 구별할 수 있다.

감지계(300)는 상기 진동신호와 가압신호와 인지신호를 각각 감지해서 센싱패널(110)의 진동크기 및 가압 확인과 내열성 마감기판(141)의 파손 여부를 체크하고 감지정보로 데이터화한다. 노크센서(120)의 진동신호와 압전센서(130)의 가압신호와 파손감지기(140)의 인지신호는 모두 전기신호이므로, 감지계(300)는 진동신호와 가압신호와 인지신호를 지정된 프로세스에 따라 분석해서 데이터화한다. 일 예를 들어 설명하면, 상기 진동신호는 노크센서(120)가 감지하는 진동 크기가 증가할수록 지정된 크기의 전기신호인 진동신호를 발신하므로, 감지계(300)는 해당 진동신호에 따라 진동크기를 인식하고 데이터화한다. 또한 상기 가입신호는 기준치 이상으로 가압된 압전센서(130)가 발신하므로, 감지계(300)는 해당 가압신호에 따라 바퀴의 가압을 인식하고 데이터화한다. 또한 상기 인지신호는 지정 기준치 이상의 파손상태가 확인되면 파손감지기(140)가 발신하므로, 감지계(300)는 해당 인지신호에 따라 센싱패널(110)의 파손 또는 압전센서(130)의 위험을 인식하고 데이터화한다.

송신기(400)는 상기 감지정보에 ID를 설정해서 전송한다. 송신기(400)가 전송한 감지정보는 관제어셈블리(2)에 전송되는데, 이때 감지정보의 혼선 또는 기타 통신 불량 등을 방지하기 위해서 측정어셈블리(1, 1')와 관제어셈블리(2)는 케이블(C)을 매개로 유선통신한다.

참고로, 감지계(300)와 송신기(400)는 별도 케이스(B)에 내장 및 보호되고, 케이스(B)에 설치된 전원(P)으로부터 전력을 받아 동작한다. 이때 전원(P)은 외부로부터 전력을 받아 처리하는 파워서플라이 방식일수도 있고, 독립된 배터리일 수도 있다.

관제어셈블리(2)는 다수의 측정어셈블리(1, 1')로부터 전송된 감지정보를 지정된 프로세스에 따라 분석해서 후속 처리를 진행한다. 이를 위해 관제어셈블리(2)는, 측정어셈블리(1, 1')와 철도차량 간의 거리를 연산하고 수신되는 진동을 필터링해서 결과정보를 생성하는 거리계측모듈(500)과, 거리계측모듈(500)의 결과정보에 따라 신호등(30)의 동작을 제어하는 관제모듈(600)로 구성된다.

상기 구성을 좀 더 구체적으로 설명하면, 거리계측모듈(500)은 측정어셈블리(1, 1')로부터 수신된 ID별 감지정보를 거리별 진동크기의 표준값과 비교해서 해당 측정어셈블리(1, 1')와 철도차량 간의 거리를 예측하여 예측정보를 생성한다. 전술한 바와 같이 측정어셈블리의 감지정보는 진동신호의 크기를 데이터화한 것이므로, 거리계측모듈(500)은 감지정보를 통해 진동신호의 크기를 확인할 수 있고, 진동신호의 크기(진동크기)에 따라 거리를 설정한 표준값을 기준으로 해당 측정어셈블리(1, 1')와 진동을 일으킨 철도차량 간의 거리를 예측할 수 있다. 결국, 거리계측모듈(500)은 측정어셈블리(1, 1')로부터 실시간으로 수신되는 감지정보에 맞춰서 해당 측정어셈블리(1, 1')와 철도차량 간 거리의 카운트다운으로 예측하고, 관제모듈(600)은 철도차량과의 거리에 맞춰서 신호등(30)의 동작 제어 타이밍을 체크한다.

한편, 거리계측모듈(500)은 압전센서(130)의 가압신호에 대한 감지정보를 확인하면, 상기 가압신호를 발신한 측정어셈블리(1, 1')의 진동신호에 대한 감지정보는 무시한다. 즉, 상기 가압신호의 발신은 철도차량이 측정어셈블리(1, 1')를 통과하고 있음을 의미하므로, 측정어셈블리(1, 1')와의 거리를 예측하기 위한 진동신호의 감지정보는 불필요하기 때문이다. 또한, 상기 가압신호의 감지정보 확인 이후 일정시간 동안은 상대적으로 큰 크기의 진동신호가 확인되는데, 이는 측정어셈블리(1, 1')를 통과한 철도차량에 의한 진동신호이므로 해당 진동신호가 소멸되는 일정시간 동안은 진동신호의 감지정보를 무시한다. 상기 일정시간 이후 진동신호가 점차 증가하는 감지정보가 확인되면 후속 철도차량의 접근임을 인식하고 해당 진동신호를 주목하며 상기 예측정보를 생성한다.

관제모듈(600)은 상기 예측정보와 가압신호가 포함된 결과정보에 따라 신호등(30)의 신호를 제어한다. 전술한 바와 같이 예측정보는 측정어셈블리(1, 1')와 철도차량 간의 거리이므로, 예측된 상기 거리가 신호등(30)의 동작이 요구되는 거리인 것으로 확인되면 관제모듈(600)은 신호등(30)을 제어한다. 또한 상기 가입신호에 대한 결과정보가 확인되면 관제모듈(600)은 현재 철도차량이 위치한 측정어셈블리(1, 1')의 위치를 확인해서 신호등(30)의 동작이 요구되는 거리인 것으로 확인되면 관제모듈(600)은 신호등(30)을 제어한다.

한편, 측정어셈블리(1, 1')는 다수 개가 설치되고, 각각의 측정어셈블리(1, 1')가 서로 독립된 감지정보를 발신한다. 따라서 관제모듈(600)은 측정어셈블리(1, 1')로부터 서로 다른 감지정보를 받아서, 첫번째 측정어셈블리(1)와 철도차량 간의 거리 예측과, 두번째 측정어셈블리(1')와 철도차량 간의 거리 예측을 각각 수행한다. 이때, 첫번째 측정어셈블리(1)와 두번째 측정어셈블리(1') 간의 실측거리는 관제모듈(600)에 설정되었으므로, 첫번째 측정어셈블리(1)와 철도차량 간의 예측거리와, 두번째 측정어셈블리(1')와 철도차량 간의 예측거리의 차가 상기 실측거리와 허용범위 이내로 유사하면, 관제모듈(600)은 해당 예측정보를 기준으로 신호등(30)의 동작을 제어한다. 그러나, 실측거리와 예측거리들의 차가 허용범위를 초과하면 관제모듈(600)은 해당 예측정보는 무시하고 가압신호의 감지정보에 따라 신호등(30)의 동작을 제어한다. 또한 상기 표준값을 보정한다.

한편, 관제모듈(600)은 상기 인지신호의 감지정보를 확인하면 해당 측정어셈블리(1, 1')의 위치와 경고정보를 발신한다. 상기 인지신호는 측정어셈블리(1, 1')의 파손 및 해당 측정어셈블리(1, 1')가 설치된 궤조의 파손과 노후 상태 등을 통지하므로, 관제모듈(600)은 관리자에게 통지하기 위한 경고정보를 발신하는 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 신호 송신장치의 감지패널에 파손감지기가 설치되는 모습을 도시한 사시도이고, 도 9는 상기 파손감지기의 회로 모습을 도시한 회로도이고, 도 10은 철도차량의 바퀴가 본 발명에 따른 신호 송신장치의 압전센서를 경유하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시의 파손감지기(140)는 센싱패널(110)의 상단부(112)를 덮는 내열성 마감기판(141)과, 다수의 저항체(142)가 마감기판(141) 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계(143)가 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 전류계(143)별 전류값의 변화를 디텍터(144)가 인지해서 인지신호를 발신한다. 여기서 마감기판(141)은 강화 플라스틱 재질이나, 일정량 이상으로 가압되면 파손된다. 따라서 고중량의 철도차량 바퀴(R)가 통과하며 마감기판(141)을 일정치 이상의 충격으로 가압하면, 마감기판(141)은 파손된다. 이때, 통전라인의 기능을 하는 전도성 합성수지라인은 마감기판(141)에 도포되어 경화된 상태이므로, 마감기판(141)의 파손시 함께 파손되어서 분리될 수 있고, 이는 곧 저항값을 높이는 원인이 된다.

한편, 서로 병렬로 배치된 다수의 저항체(142)는 서로 동일한 저항값을 가지므로, 각 저항체(142)별로 인가되는 전류값 역시 일정하다. 그런데, 합성수지라인의 상기 파손을 통해 이격공간이 발생하면, 해당 합성수지라인의 저항값은 증가하므로, 전류계(143)에서 감지하는 해당 합성수지라인의 전류값은 다른 합성수지라인의 전류값보다 작아진다. 결국, 파손되는 합성수지라인이 증가할수록 디텍터(144)가 감지하는 전류값의 크기는 작아지므로, 기준치 이하로 전류값이 작아지면 디텍터(144)는 파손감지기(140)의 파손으로 간주하고 인지신호를 발신한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1, 1'; 측정어셈블리 2; 관제어셈블리 10; 제1궤조
10'; 제2궤조 30; 신호등
100; 감지모듈 110; 센싱패널 120; 노크센서
130; 압전센서 140; 파손감지기 200; 완충패널
300; 감지계 400; 송신기 500; 거리계측모듈
600; 관제모듈

Claims (1)

1. 제1궤조의 선단면부와 상면 선단부로 이어진 내설홈에 함몰되되 역삼각 형상의 하단부는 제1궤조의 하방으로 돌출되고, 자화 재질의 상기 제1궤조와 면 접촉하는 배면이 모두 밀착하도록 알니코 자성막으로 도포된 내열성 센싱패널; 상기 센싱패널의 하단부의 하단 꼭지점에 설치되어서 진동을 감지하고 진동신호를 발신하는 노크센서; 상기 제1궤조의 상면 선단부에 위치하는 센싱패널의 상단부에 설치되어서 철도차량 바퀴의 가압을 감지하고 가압신호를 발신하는 압전센서; 상기 센싱패널의 상단부를 덮는 내열성 마감기판과, 다수의 저항체가 상기 마감기판 상에 전도성 합성수지라인을 매개로 병렬 연결되고 전류계가 상기 합성수지라인별 전류값을 각각 측정하며 상기 전류계별 전류값의 변화를 디텍터가 인지해서 인지신호를 발신하는 파손감지기;로 구성된 다수의 감지모듈: 서로 일렬로 배치된 상기 제1궤조와 제2궤조에서, 상기 제2궤조의 진동이 제1궤조에 전달되지 않도록 제1궤조의 선단면부와 마주하는 제2궤조의 후단면부에 설치된 내열성 완충재질의 완충패널: 상기 진동신호와 가압신호와 인지신호를 각각 감지해서 센싱패널의 진동크기 및 가압 확인과 내열성 마감기판의 파손 여부를 체크하고 감지정보로 데이터화하는 감지계: 상기 감지정보에 ID를 설정해서 전송하는 송신기:로 구성되고, 철도레일을 따라 서로 이격하게 설치되는 다수의 측정어셈블리, 및
   상기 측정어셈블리로부터 수신된 ID별 감지정보를 거리별 진동크기의 표준값과 비교해서 해당 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리를 예측하여 예측정보를 생성하고, 상기 압전센서의 가압신호가 포함된 해당 측정어셈블리의 감지정보는 일정시간 동안 무시하는 거리계측모듈: 상기 예측정보와 가압신호가 포함된 결과정보에 따라 신호등의 신호를 제어하되, 다수의 측정어셈블리에서 첫번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제1예측정보와 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리인 제2예측정보의 거리 차가 첫번째 측정어셈블리와 두번째 측정어셈블리 간의 실측거리와 허용범위 이내이면 첫번째 또는 두번째 측정어셈블리와 철도차량 간의 거리변화를 기준으로 속도를 연산해서 예측정보에 따라 신호등의 신호를 제어하고, 상기 허용범위를 초과하면 예측정보는 무시하고 가압신호에 따라 신호등의 동작을 제어하며, 상기 인지신호의 감지정보를 확인하면 해당 측정어셈블리의 위치와 경고정보를 발신하는 관제모듈:로 구성된 관제어셈블리
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도 차량용 신호 송신장치.

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