KR102145473B1 - 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템 - Google Patents

열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작업자의 선로 내 유지 보수 작업 수행 중 철도 차량(모터카 등) 접근시 작업자가 용이하게 인지 가능한 발광경보 또는 경보음 등을 발생시켜 안전사고 발생 가능성을 미연에 방지하도록 하는 선로작업자용 안전경보시스템에 관한 것이다.
본 발명은 자기센서를 이용한 열차감지센서를 사용하고, 선로내 철도차량(모터카 등)의 진입을 열차감지기에 구성된 지연회로 또는 시??스제어부를 통해 정확하게 판단하여 불필요한 작업공간에 경고음 등의 발생등으로 인해 작업방해나 소음유발등을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템{The railroad safety assisting system via train entry inspection sensor}
본 발명은 작업자의 선로 내 유지 보수 작업 수행 중 철도 차량(모터카 등) 접근시 이를 명확하게 감지하고, 열차가 선로에 진입이 확실하다고 판단되면 작업자가 용이하게 인지 가능한 발광경보 또는 경보음 등을 발생시켜 안전사고 발생 가능성을 미연에 방지하도록 하는 선로작업자용 안전경보시스템에 관한 것이다.
철도(모터카 등)는 선로 위를 통행할 수 있도록 하는 특수한 교통수단으로서, 통상적인 선로는 외부환경에 노출되어 있고 철도의 하중이 주기적으로 가해짐으로 인해 노후화되고 변형·파손되는 부분이 발생하게 된다.
따라서, 이를 보수하기 위한 작업이 수시로 이루어지는데, 선로 보수는 철도의 안전주행과 직접적인 관련이 있고 선로에서의 작업 지연은 철도의 운행 지연을 초래하기 때문에 작업자들은 사고위험을 무릅쓰고 선로에서 작업을 하고 있다.
이러한 철도선로 주변에는 신호기, 선로전환 장치, 궤도회로 장치, 연동장치 및 건널목 보안장치 등과 같이 철도의 안전운행을 위한 다양한 장치들이 설치되어 있으나, 상기한 장치들은 선로변에서 작업하는 작업자의 안전을 보장하기 위해 설치된 것이 아니라, 철도의 안전주행을 위해 설치된 것일 뿐이다.
이와 같은 작업환경에서, 작업자가 선로에서 보수작업을 수행하다가 철도에 치여 사망하는 사고가 비일비재하게 발생되고 있다.
한편, 선로가 외부에 거의 노출되지 않는 지하철의 경우에도 차량 운행에 따라 선로의 보수작업이 필요하다.
상기와 같은 철도와 작업자 간의 충돌사고를 방지하기 위해 지금까지 다양한 기술들이 제안되었는데, 무선을 통한 알람 방식을 이용하는 기술이 제시된다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0219500호(발명의 명칭: 열차 접근 경보 시스템'과 같은 기술들이 개발되었다.
기재된 열차 접근 경보 시스템은 철도의 진행방향으로 무선전파를 발신하기 위해 철도에 설치되는 발신장치와, 상기 무선전파가 수신되면 작업자에게 경고할 수 있도록 작업자의 안전모나 안전띠에 부착되는 수신장치로 구성되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 선로 작업자에 대한 경보시스템에는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫번째로, 철도 차량(모터카 등)에는 각각 무선전파를 발신하기 위한 발신장치가 설치되어야 하는데, 이에 대한 비용이 상당하다는 경제적인 문제점이 있다.
두번째로, 이러한 지하철이나 철도 등의 선로작업의 주요 작업시간은 운행이 되지 않는 야간에 중점적으로 작업이 이루어지며, 작업자들은 선로 보수 작업을 위한 작업도구(지장물)을 가지고 작업공간에 진입을 하게 된다.
그러나, 야간 선로작업 등의 특성상 졸음이 발생하기 쉽고 집중력 저하현상이 발생하기 쉬위, 실질적으로 작업이 종료된 이후에도 작업도구가 보수작업을 진행하는 작업공간에 방치되는 일이 다수로 발생하게 된다.
이러한 작업도구가 특히 선로에 방치가 되는 경우에는, 철도나 모터카의 진입시에 큰 사고로 이어질수 있어 이에 대한 문제점도 대두대고 있는 실정이다.
세번째로, 철도 차량(모터카 등)이 작업공간에 접근하더라도, 작업에 불필요한 경고나 알람 등으로 인해 오히려 작업자들의 작업에 대한 집중력을 떨어뜨리고 소음을 유발하는 경우에 대한 개선에 관한 문제점도 대두되고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 국내등록특허공보 제20-0219500호(공고일자: 2001.04.02) 특허문헌 2: 국내등록특허공보 제10-1817529호(공고일자: 2018.01.11) 특허문헌 3: 국내특허공개공보 제10-2010-0044339호(공개일자: 2010.04.30)
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 작업자의 철도차량(모터카 등)과의 추돌사고 가능성 감소 및 대피시간 확보, 그리고 선로작업도구로 인한 철도차량 사고 발생 가능성을 낮추어 안전사고 등의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 구성된 선로내 작업자 안전지원 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 작업자가 야간 졸림이나 집중력 감퇴 등의 원인으로 인한 실수로 작업도구(지장물)를 선로작업 공간에 방치하게 되면서 발생되는 작업도구로 인한 차량 사고 발생 가능성을 예방할 수 있도록 구성된 선로내 작업도구 방치 예방 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 선로를 이동하는 철도차량(모터카 등)의 내부에 장착되는 발신장치로 인한 전체적인 시스템의 설치비용증가의 문제를 해결하도록 구성된 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 선로내 철도차량(모터카 등)의 진입을 정확하게 판단하여 불필요한 작업공간에 경고음 등의 발생등으로 인해 작업방해나 소음유발 등을 예방할 수 있도록 구성된 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선로내 작업자 안전을 지원하기 위한 시스템에 있어서, 철도차량 진입 선로 근처에 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 전송하는 제1열차감지센서; 상기 제1열차감지센서의 진입신호를 수신하여 철도차량의 선로 진입여부를 판단하여 신호를 출력하며, 또한 상기 제1열차감지센서의 해제신호를 수신하면 신호를 출력하는 열차감지기; 상하행선 선로측에 각각 배치되며, 상기 열차감지기에서 전송되는 특정주파수를 갖는 신호만 선별적으로 수신하도록 구성된 중계기; 및 상기 중계기에서 전송되는 신호를 수신하면 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에는 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된 작업자용 통신경보장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템을 제시한다.
상기 제1열차감지센서에는, 선로에 철도차량이 진입시에 자기장의 변화에 따라 발생하는 유도기전력에 의해 생성되는 유도전압생성부; 상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 소비하는 부하; 상기 유도전압생성부에서 전압이 생성되는 경우에 진입신호를 발생하며, 생성된 전압이 소멸되는 경우에 해제신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어부에서 발생된 진입신호와 해제신호를 각각 송신하는 송신부;를 포함하여 구성된다.
상기 열차감지기는, 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호와 해제신호를 각각 입력받아 디지털 신호로 변환하는 입력부; 상기 입력부에서 변환된 각각의 디지털 신호를 입력받아 내장된 래치회로에 입력하는 신호처리부가 구성된 마이크로컨트롤러; 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제1타이머회로; 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제2타이머회로; 및 상기 제1타이머회로와 제2타이머회로를 통해 출력되는 신호가 입력되며, 어느 하나의 신호가 입력되더라도 출력신호가 발생하도록 구성된 OR게이트;를 포함하여 구성된다.
상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호를 지연시켜 상기 제1타이머회로에 입력되도록 구성한 지연회로;를 포함하여 구성된다.
상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호와 해제신호를 수신하게 되는 경우에 각각 상기 마이크로컨트롤러에서 출력되는 트리거신호에 의해 턴온되는 트랜지스터; 상기 트랜지스터가 턴온되면서 상기 OR게이트를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터; 상기 모듈레이터에 의한 변조신호에 주파수를 발진시켜 변조신호에 주파수를 실는 발진부; 상기 변조신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기에서 증폭된 변조신호를 방사시켜 상기 중계기로 알람신호를 전송하는 안테나;를 포함하여 구성되며, 상기 중계기는, 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 수신하는 경우에 상기 열차감지기로부터 알람 신호를 수신하며, 다시 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 수신할 때까지 통신범위에 있는 상기 통신경보장치로 신호를 보내도록 구성된다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선로내 작업자 안전을 지원하기 위한 시스템에 있어서, 철도차량 진입 선로 근처에 선로를 따라 이격되어 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 전송하는 제1열차감지센서와 제2열차감지센서; 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에서 각각 전송되는 진입신호와 해제신호를 수신하면 각각 신호를 출력하는 열차감지기; 상기 열차감지기에서 전송되는 각기 다른 주파수를 수신하도록 구성되며, 상행선측에 배치된 상행선측 중계기와 하행선측에 배치된 하행선측 중계기; 및 상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기에서 전송되는 신호를 수신하면 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에는 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된 작업자용 통신경보장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차 감지를 통한 선로 안전지원 시스템을 제시한다.
상기 제1열차감지센서 및 제2열차감지센서는, 선로에 철도차량이 진입시에 자기장의 변화에 따라 발생하는 유도기전력에 의해 생성되는 유도전압생성부; 상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 소비하는 부하; 상기 유도전압생성부에서 전압이 생성되는 경우에 진입신호를 발생하며, 생성된 전압이 소멸되는 경우에 해제신호를 발생시키는 제어부; 및 상기 제어부에서 발생된 진입신호와 해제신호를 각각 송신하는 송신부;를 포함하여 구성된다.
상기 열차감지기는, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 각각 전송되는 진입신호와 해제신호를 각각 입력받아 디지털 신호로 변환하는 입력부; 상기 입력부에서 변환된 각각의 디지털 신호를 입력받아 내장된 래치회로에 입력하는 신호처리부가 구성된 마이크로컨트롤러; 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제1타이머회로; 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제2타이머회로; 상기 제1타이머회로를 통해 출력되는 신호와 상기 제2타이머회로를 통해 출력되는 신호가 모두 입력되는 경우에 출력을 발생시키는 AND 1게이트; 상기 제2열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제3타이머회로; 상기 제2열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제4타이머회로; 상기 제3타이머회로를 통해 출력되는 신호와 상기 제4타이머회로를 통해 출력되는 신호가 모두 입력되는 경우에 출력을 발생시키는 AND 2게이트; 및 상기 AND 1게이트 및 상기 AND 2게이트를 통해 출력되는 신호가 입력되며, 어느 하나의 신호가 입력되더라도 출력신호가 발생하도록 구성된 OR게이트;를 포함하여 구성된다.
상기 열차감지기의 입력부에는 제1열차감지센서와 제2열차감지센서의 진입신호의 입력순서에 따라 열차감지기에서 송출되는 주파수를 설정하도록 하여 상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기 중 어느 한쪽의 중계기에만 신호가 전달되도록 제어하는 시??스제어부가 더 구성된다.
상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 진입신호를 모두 수신 하는 경우와, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 해제신호를 모두 수신 하는 경우에 각각 상기 마이크로컨트롤러에서 출력되는 트리거신호에 의해 턴온되는 트랜지스터; 상기 트랜지스터가 턴온되면서 상기 OR게이트를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터; 상기 모듈레이터에 의한 변조신호에 주파수를 발진시켜 변조신호에 주파수를 실는 발진부; 상기 변조신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기에서 증폭된 변조신호를 방사시켜 상기 중계기로 알람신호를 전송하는 안테나;를 포함하여 구성되며, 상기 모듈레이터에 의한 변조신호는 발진부에 의해 발진된 주파수에 실리게 될때 상기 입력부의 시??스제어부에서 설정된 주파수를 상기 발진부에 설정하도록 구성된다.
상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기는 각기 다른 주파수를 갖는 알람신호를 수신하며, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 모두 전송되는 진입신호를 수신하는 경우에 상기 열차감지기로부터 알람 신호를 수신하며, 다시 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 모두 수신할 때까지 통신범위에 있는 상기 통신경보장치로 신호를 보내도록 구성된다.
본 발명인 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템에 의해 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫번째로, 본 발명은 작업자가 보유한 통신경보장치를 통해 열차감지기에서 송신되는 신호를 수신하게 되어, 선로내의 작업자의 철도차량(모터카 등)과의 추돌사고 가능성 감소 및 대피시간 확보, 그리고 선로상에 놓여진 작업도구로 인한 철도차량 사고 발생 가능성을 낮추어 안전사고 등의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
두번째로, 본 발명은 선로내 철도차량(모터카 등)의 진입을 열차감지기에 구성된 지연회로 또는 시??스제어부를 통해 정확하게 판단하여 불필요한 작업공간에 경고음 등의 발생등으로 인해 작업방해나 소음유발등을 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 시스템이 구현되는 선로의 작업환경을 묘사한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 작업자 안전지원 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열차감지센서의 내부구성도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제1실시예에 따른 선로감시시스템에 대한 작동상태를 도시한 회로구성도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 작업자 안전지원 시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 의한 제2실시예에 따른 선로감시시스템에 대한 작동상태를 도시한 회로구성도이다.
이하 본 발명인 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 시스템이 구현되는 선로의 작업환경을 묘사한 도면이다.
도시된 바를 참조하면, 철도 선로 주변에 야간 또는 주간에 작업을 하는 작업자들이 배치되어 작업을 하게 된다.
선로에는 철도차량인 전차나 모터카 등이 지속적으로 운행이 되며, 다수의 작업자들은 철도차량 등이나 선로보수 등의 작업을 위해 작업도구와 작업도구를 비치하는 지장물이 선로에 배치되면서 선로 주변 및 선로상에서 작업을 수행하게 된다.
따라서, 철도차량 또는 모터카가 운행하는 경우에 선로내 작업자의 안전지원 및 작업도구 방치 예방 시스템이 필요할 것이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 작업자 안전지원 시스템의 구성도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열차감지센서의 내부구성도이다.
도시된 바처럼, 선로 작업내에서 모터카 등을 포함한 철도차량이 선로 구간을 계속적으로 이동하게 된다.
철도선로 근처에는 작업공간에서 일하는 작업자들과 작업자가 보유하는 지장물이 선로나 선로 주변에 위치된다.
도시된 바처럼, 제1열차감지센서(100)는 철도차량 진입 선로 근처에 설치되며, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 발생시키는 자기센서를 내부에 포함하여 구성된다.
도 4를 참조하면, 상기 제1열차감지센서(100)의 내부구성을 간략화하여 설명하고 있는데, 이는 앞으로 기술될 제2열차감지센서(200)에도 동일한 구성이 적용된다.
제1열차감지센서(100)에는 선로에 철도차량이 진입시에 자기센서의 코일에서 자기장의 변화에 따라 유도기전력이 발생하게 되며, 이렇게 발생되는 유도기전력에 의해 생성되는 유도전압생성부가 구성된다.
제1열차감지센서(100)에는 상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 소비하는 부하가 별도로 구성된다.
상기 부하는 상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 수초내로, 이를테면 10초 정도에 소비할 정도의 부하가 장착된다.
일반적으로 철도차량과 같은 자성체가 접근하면서 전자기유도 현상으로 생성되는 유도기전력은 크기는 철도차량의 운동속도에 비례하게 된다.
보다 정확하게는, 선로로 접근하는 철도차량의 운동속도가 큰경우는 자기센서의 코일을 지나는 자기력선속의 변화가 커지게 되므로 유도기전력이 커지게 된다.
따라서, 선로에 진입하는 철도차량의 운동속도가 일반적으로 선로에서 주행하는 속도라면 10초정도면 부하에 의해 전력으로 사용되면서 생성된 유도전압은 소멸하도록 부하크기를 설정한다.
그러나, 선로에 진입하는 철도차량의 운동속도가 느린경우, 다시 말해 철도차량이 멈추는 경우에는 유도기전력의 크기는 작아지고, 이런 경우는 부하에 의해 생성된 전압이 전력으로 소비되는데 걸리는 시간은 3초이내로 짧아지도록 부하크기를 설정한다.
상기 제1열차감지센서(100)는 선로에 철도차량이 진입하는 경우에 유도기전력이 발생하게 되면 진입신호를 출력시키고, 또한 생성된 전압이 전력으로 소비되면서 소멸되면 해제신호를 출력시킨다.
이에, 상기 제1열차감지센서(100)에는 상기 유도전압생성부에서 전압이 생성되는 경우에 진입신호를 발생하며, 생성된 전압이 소멸되는 경우에 해제신호를 발생시키는 제어부가 구성된다.
또한, 상기 제1열차감지센서(100)는 상기 제어부에서 발생된 진입신호와 해제신호를 각각 송신하는 송신부가 구성된다.
이런 원리로, 상기 제1열차감지센서(100)는 선로에 철도차량이 진입하는 경우에 진입신호를 출력시키고, 또한 진입신호가 발생한 이후에 일정시간이 지나면 해제신호를 출력시킨다.
또한, 본 발명에는 상기 제1열차감지센서(100)의 진입신호를 수신하여 철도차량의 선로 진입여부를 판단하여 신호를 출력하며, 또한 상기 제1열차감지센서(100)의 해제신호를 수신하면 신호를 출력하는 열차감지기(300)가 구성된다.
상기 열차감지기(300)는 상하행선 선로 사이의 보도블럭에 구성되면서 열차 등이 선로에 진입했는지 여부를 판단하게 된다.
상기 열차감지기(300)는 열차나 철도차량 등이 선로에 진입되었다고 판단하는 경우에, 진입하는 선로측에 연속적으로 배치되는 중계기(500)로 신호를 발생시키게 된다.
상기 중계기(500)는 열차 등이 진입하는 선로측에 일정간격으로 배치된다.
상기 중계기(500)는 상하행선 선로측에 각각 배치되며, 상기 열차감지기(300)에서 전송되는 특정주파수를 갖는 신호만 선별적으로 수신하도록 구성된다.
상기 열차감지기(300)는 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 진입신호를 수신하여 열차등의 선로내 진입이 감지되었다고 판단되거나, 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 해제신호를 수신하면 각각 중계기(500)로 RF 신호를 송신하도록 구성된다.
상기 중계기(500)에서 신호를 수신하면, 작업자들이 착용 또는 보유한 통신경보장치(400)에 신호를 전달하게 된다.
도시된 바를 참조하면, 작업자의 손목에 착용되는 손목형 통신경보장치(410)는 작업자들이 착용하도록 손목밴드형태로 구성되면서, 중계기(500)에서 출력하는 신호를 수신하게 된다.
상기 손목형 통신경보장치(410)는 내부에 수신제어모듈과 전원부 등이 구성되면서, 중계기(500)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에도 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된다.
또한, 작업자들의 상의에 착용되는 조끼형 통신경보장치(420)를 구성하고 있다. 조끼형 통신경보장치(420)는 내부에는 수신제어모듈과 충전기, LED 등이 구성되면서, 마찬가지로 중계기(500)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LED도 발광이 되도록 구성된다.
또한, 선로작업공간에 거치되는 거치형 통신경보장치(430)를 구성하고 있다. 거치형 통신경보장치(430)는 작업자들이 작업하는 철도선로의 작업공간에 거치되는 접근정보 경보장치로서, 마찬가지로 중계기(500)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LED도 발광이 되도록 구성될 수 있다.
보다 자세하게는, 중계기(500)에서 신호수신시 125파이 고휘도 LED 발광과 경음(102dB)을 발생시키도록 구성된다.
즉, 본 발명은 작업자가 보유한 통신경보장치(400)를 통해 중계기(500)에서 송신되는 신호를 수신하게 되어, 선로내의 작업자의 철도차량(모터카 등)과의 추돌사고 가능성 감소 및 대피시간 확보, 그리고 선로상에 놓여진 지장물, 다시 말해 작업도구로 인한 철도차량 사고 발생 가능성을 낮추어 안전사고 등의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 의한 제1실시예에 따른 선로감시시스템에 대한 작동상태를 도시한 회로구성도이다.
도시된 바를 참조하면, 제1열차감지센서(100)는 철도차량 진입 선로 근처에 선로를 따라 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 발생시켜 출력하게 된다.
열차감지기(300)는 선로에서 이격된 보도블록상, 상하행선 열차 사이의 보도블록 위치에 설치될수 있으며, 제1열차감지센서(100)에서 각각 발생되는 진입신호와 해제신호를 수신하도록 구성된다.
상기 열차감지기(300)에는 제1열차감지센서(100)로부터 전송되는 진입신호와 해제신호를 각각 입력받아 디지털 신호로 변환하는 입력부(310)가 구성된다.
상기 입력부(310)에서는 전송된 신호를 변환시키는 신호변환부(310a)가 구성된다. 상기 신호변환부(310a)는 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 신호를 수신하여 디지털 변환하는 역할을 수행한다.
상기 신호변환부(310a)는 AV변환기, A/D컨버터 등이 포함되어 구성될 수 있을 것이며, 상기 신호변환부(310a)에서 디지털로 변환된 신호는 CPU(320)로 입력된다.
이하 CPU(320)의 동작구성에 대해 설명하면, 입력부(310)를 통해 디지털처리된 신호는 마이크로컨트롤러(320a)에 입력되며, 마이크로컨트롤러(320a)의 신호처리부(320a-1)는 디지털로 변환된 신호를 입력받으면 내장된 래치회로(320a-2)를 구동하도록 구성된다.
이를 테면, 신호처리부(320a-1)는 신호변환부(310a)에서 디지털로 변환된 신호를 입력받으면 1, 다시 새로운 입력이 있는 경우에는 0의 신호를 래치회로(320a-2)로 입력시킨다.
즉, 제1열차감지센서(100)에서 철도차량이나 열차등이 선로를 통과하는 경우에 진입신호가 출력되고, 신호처리부(320a-1)는 신호변환부(310a)에서 디지털로 변환된 신호를 입력받으면, 상기 마이크로컨트롤러(320a)의 신호처리부(320a-1)는 래치회로(320a-2)를 구동시켜 3번핀에서 신호가 출력되고, 이 출력된 신호는 제 1타이머회로(320c)에 의해 설정된 일정주기와 반복회수에 따라 OR게이트(320g)로 입력된다.
또한, 제1열차감지센서(100)에서 진입신호를 수신하게 되는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로(320a-2)를 통해 송출된 신호를 지연시키는 지연회로(320b)가 더 포함되어 상기 지연회로(320b)를 통해 지연된 신호가 상기 제1타이머회로(320c)에 입력되도록 구성된다.
다시 말해, 열차나 모터카 등의 철도차량이 선로를 진행하면서 제1열차감지센서(100)로부터의 신호를 수신하는 상황이 발생되는 경우라도, 즉 열차가 진입한다고 감지된 경우라 판단되는 경우라도, 상기 마이크로컨트롤러(320a)의 래치회로(320a-2)가 구동되면서 3번핀으로부터 신호를 송출하게 되나, 상황에 따라 열차가 선로를 주행하는것이 아닌 멈추는 과정이나 작업차량 등의 서행운행과정에서 실제로 작업자에게 전혀 위험이 되지 않는 철도차량의 운행도 있을수 있다.
이럴 경우까지 작업자의 통신경보장치(400)로 알람 등을 보내게 되면, 작업자들에겐 소음이나 작업방해를 끼치게 되는 것으로서, 정확하게 철도차량이 선로를 급박하게 일반적인 주행속도로 지나가면서 작업자나 작업도구 등에 위험이 가해질 지를 판단하는게 필요하다.
이에, 마이크로컨트롤러(320a)의 래치회로(320a-2)가 구동되면서 3번핀으로부터 신호를 송출하더라도 상기의 이유로 오판단을 하지 않도록 지연회로(320b)를 통해 최초지연시간으로 약 3초정도의 지연시간을 주며, 이후에 제 1타이머회로(320c)를 통해 일정주기로 수회 반복하여 신호를 송출시켜 OR게이트(320g)로 입력한다.
즉, 상기 제1열차감지센서(100)가 열차감지기(300)로 최소한 3초는 지속적으로 진입신호를 발행해야 철도차량 등이 선로를 지나는 것으로 감지하도록 지연회로(320c)를 구성하는 것이다.
앞서 기술한 바와 같이, 본 발명의 경우 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 유도전압은 일반적인 주행속도의 철도차량의 경우는 10초정도의 연속된 진입신호를 발생하도록 부하의 크기를 설정하며, 서행차량이나 멈추는 차량의 경우는 3초 내로 진입신호를 발생하여 출력하도록 부하의 크기를 구성하고 있다.
따라서, 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 진입신호를 열차감지기(300)에서 수신하더라도 지연회로(320c)에서 요구하는 시간동안 진입신호가 연속되지 않는 경우에는 제1타이머회로(320c)는 구동하지 않아, 열차감지기(300)는 신호를 중계기(500)로 전송하지 않게 된다.
다음으로, 제1열차감지센서(100)에서 해제신호를 수신하게 되면 신호처리부(320a-1)는 신호변환부(310a)에서 디지털로 변환된 또 다른 신호를 입력받게 되고, 이때 상기 마이크로컨트롤러(320a)의 래치회로(320a-2)가 리셋되어 구동되면서, 4번핀을 통해 신호가 송출되어 제 2타이머회로(320d)로 입력된다.
상기 제 2타이머회로(320d)에 의해 설정된 일정주기와 반복회수에 따라 출력되는 신호는 OR게이트(320g)로 입력된다.
다시말해, 제1열차감지센서(100)에서 10초정도 지나면서 발생하는 해제신호가 출력되면, 마이크로컨트롤러(320a)의 4번핀에서 출력된 신호가 입력되면서 제 2타이머회로(320d)가 구동되고, 제 2타이머회로(320d)에 의해 일정주기로 수회반복하여 송출된 신호는 OR게이트(320g)로 입력되면서 OR게이트(320g)에서 출력신호를 발생하게 된다.
이 경우는 앞선 철도차량의 진입을 감지하는 경우 정확한 감지를 위해 지연시간을 별도로 부여하는 것과는 달리 지연시간을 필요로 하지 않는다.
상기 제 1타이머회로(320c) 및 제 2타이머회로(320d)를 통해 출력되는 신호는 OR게이트(320g)에 입력되어, 상기 제1타이머회로(320c) 및 제2타이머회로(320d)로부터 어느 하나의 출력신호가 OR게이트(320g)로 입력되더라도 상기 OR게이트(320g)가 출력신호가 발생하도록 구성된다.
상기 OR게이트(320g)가 출력신호가 발생원리는 철도차량등이 선로에 진입 또는 해제되는 경우에 따라, 제1열차감지센서(100)로부터 출력되는 진입신호와 해제신호를 각각 상기 마이크로컨트롤러(320a)에서 수신하면 마이크로컨트롤러(320a)의 5번핀에서 출력되는 트리거신호에 의해 트랜지스터(350) 및 증폭기(360)가 턴온되면서 상기 OR게이트(320g)에서 발생되는 출력신호가 송출되도록 구성된다.
이 경우, 상기 트랜지스터(350)가 턴온되면서 상기 OR게이트(320g)를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터(330)가 구성된다.
상기 모듈레이터(330)에 의한 변조신호는 발진부(340)에 의해 발진된 주파수를 실리게 되고, 이후 증폭기(360)를 통해 증폭된 변조신호는 안테나를 통해 방사되어 상기 중계기(500)로 알람신호가 출력된다.
즉, 상기 제1열차감지센서(100)로부터 전송되는 진입신호를 수신하는 경우에 상기 열차감지기(300)로부터 알람 신호를 수신하며, 다시 상기 제1열차감지센서(100)로부터 전송되는 해제신호를 수신할 때까지 일정시간 동안 통신범위에 있는 상기 통신경보장치(400)로 신호를 보내도록 구성된다.
본 발명의 열차감지기(300)의 상기 CPU(320)에 최초로 전원이 공급되는 경우에는 상기 제2타이머회로(320d)에서 송출되는 신호를 1회로 제한설정하여, 전원이 인가되어 열차감지기(300)가 동작하면 열차감지기의 현재 상태를 확인하여 초기상태에 대한 1회 송신을 하여 줌으로써 열차감지기(300)와 중계기(500)를 통한 통신경보장치(400)간의 정상동작 여부를 확인할 수 있도록 구성한다.
또한, 열차감지기(300)에는 상기 제 1타이머회로(320c) 또는 제 2타이머회로(320d)가 동작하지 않는 상태에서 상기 마이크로컨트롤러(320a)에서 전압이 인가되면 턴온되는 적색LED1(380)과 상기 제1타이머회로(320c) 또는 제2타이머회로(320d)가 설정되어 동작하는 상태에서 전압이 인가되어 턴온되는 청색LED2(390)가 더 포함하여 구성한다.
다시 말해, 초기의 열차등이 감지되지 않은 상태에서는 신호가 송출되지 않는 동안에는 적색의 LED1(380)이 ON되고, 열차감지센서가 동작하면서 신호 송출시간 동안에는 적색의 LED1(380)이 OFF되고 파란색의 LED4(390)가 발광되도록 하여 열차등의 감지여부를 시각적으로 식별할 수 있도록 구성하게 된다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 작업자 안전지원 시스템의 구성도이다.
도시된 바처럼, 선로 작업내에서 모터카 등을 포함한 철도차량이 선로 구간을 계속적으로 지나가는데, 선로의 양측선로인 상행선과 하행선을 따라 각각 이동하게 된다.
철도선로 근처에는 작업공간에서 일하는 작업자들과 작업자가 보유하는 지장물이 선로나 선로 주변에 위치된다.
도시된 바처럼, 철도차량 진입 선로 근처에 선로를 따라 이격되게 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)가 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 발생하여 출력하게 된다.
바람직하게는, 일정거리는 철도차량의 일반적인 길이를 감안하여 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)의 이격거리는 3~10m 이상으로 두는 것이 바람직할 것이다.
열차감지기(300)는 상행성과 하행선 선로의 사이에 위치한 보도블럭에 배치되고, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 각각 발생되는 진입신호와 해제신호를 수신하게 된다.
상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 각각 발생되는 진입신호와 해제신호를 수신하면서 열차감지기(300)는 열차 등이 선로에 진입되었다고 판단하는 경우에, 상행선과 하행선 측에 연속적으로 배치되는 중계기(500a, 500b)로 신호를 발생시키게 된다.
상기 중계기는 상행선측에 배치되는 상행선측 중계기(500a)와 하행선측에 배치되는 하행선측 중계기(500b)가 각측에 일정간격으로 배치된다.
상기 상행선측 중계기(500a)와 하행선측 중계기(500b)는 열차감지기(300)에서 발생하는 신호의 주파수에 따라 어느측의 중계기가 수신할지의 수신여부가 결정된다.
다시 말해, 상행선측 중계기(500a)와 하행선측 중계기(500b)는 각기 다른 주파수를 수신할 수 있도록 설정되어지며, 이에 따라 열차감지기(300)에서 전송되는 신호의 주파수에 따라 어느측의 중계기가 해당 신호를 수신할지가 결정되는 것이다.
이를 통해, 본 발명은 선로에 진입하는 철도차량이 상행선인지 하행선인지의 여부를 고려하여 알람신호를 발생시키도록 구성하여 작업자들의 불필요한 알람으로 인한 작업혼선을 막도록 구성하고 있다.
또한, 상기 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 전송되는 신호를 수신하면 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에는 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된 작업자용 통신경보장치(400)가 구성된다.
제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)는 열차 등의 철도차량이 진입하게 되면 전자기 유도 현상으로 인해 내부 자기센서로 인해 유도기전력이 발생하면서 이를 통해 진입신호와 해제신호를 각각 출력하게 된다.
이에 대해서는 앞서 기술한바 반복되는 설명은 생략한다.
열차감지기(300)는 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 전송하는 진입신호와 해제신호를 각각 수신하도록 구성된다.
상기 열차감지기(300)는 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 모두 발생되는 진입신호를 수신하면서 열차가 감지되었다고 판단되면 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)로 RF 신호를 송신하는데, 송신되는 RF주파수는 상행선인지 하행선인지 열차등의 철도차량의 진입선로를 고려하여 주파수를 달리하여 출력하도록 함으로써, 상행선측과 하행선측에 각각 일정간격으로 배치되는 중계기 중에서 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b), 즉 특정 중계기에서만 신호를 수신하도록 구성된다.
상기 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 신호를 수신하면, 통신범위내에서 주변 작업자들이 착용 또는 보유한 통신경보장치(400)에 신호를 전달하게 된다.
도시된 바를 참조하면, 작업자의 손목에 착용되는 손목형 통신경보장치(410)는 작업자들이 착용하도록 손목밴드형태로 구성되면서, 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 출력하는 신호를 수신하게 된다.
상기 손목형 통신경보장치(410)는 내부에 수신제어모듈과 전원부 등이 구성되면서, 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에도 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된다.
또한, 작업자들의 상의에 착용되는 조끼형 통신경보장치(420)를 구성하고 있다. 조끼형 통신경보장치(420)는 내부에는 수신제어모듈과 충전기, LED 등이 구성되면서, 마찬가지로 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LED도 발광이 되도록 구성된다.
또한, 선로작업공간에 거치되는 거치형 통신경보장치(430)를 구성하고 있다. 거치형 통신경보장치(430)는 작업자들이 작업하는 철도선로의 작업공간에 거치되는 접근정보 경보장치로서, 마찬가지로 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 출력되는 신호를 수신하면 즉시 진동이나 알람이 발생하며, LED도 발광이 되도록 구성될 수 있다.
보다 자세하게는, 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 신호수신시 125파이 고휘도 LED 발광과 경음(102dB)을 발생시키도록 구성된다.
즉, 본 발명은 작업자가 보유한 통신경보장치(400)를 통해 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 송신되는 신호를 수신하게 되어, 선로내의 작업자의 철도차량(모터카 등)과의 추돌사고 가능성 감소 및 대피시간 확보, 그리고 선로상에 놓여진 지장물, 다시 말해 작업도구로 인한 철도차량 사고 발생 가능성을 낮추어 안전사고 등의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
다만, 중계기의 신호 도달거리가 있기 때문에, 상행선측 중계기(500a)를 통해 송신되는 신호는 상행선측에서 작업하는 작업자의 통신경보장치(400)에만 전달이 가능하며, 하행선측 중계기(500b)를 통해 송신되는 신호는 하행선측에서 작업하는 작업자의 통신경보장치(400)에만 전달이 가능하도록 상행선측 중계기(500a)와 하행선측 중계기(500a)의 통신범위, 다시말해 신호수신거리를 조절하도록 구성된다.
도 8은 본 발명에 의한 제2실시예에 따른 선로감시시스템에 대한 작동상태를 도시한 회로구성도이다.
열차 등의 철도차량이 선로에 진입하는 경우에, 제1열차감지센서(100)에서 발생되는 진입신호는 열차감지기(300)의 입력부(310)의 신호변환부(310a)로 수신되어 디지털 변환된다.
마찬가지로, 열차 등의 철도차량이 선로에 진입하는 경우에, 제2열차감지센서(200) 발생되는 신호는 열차감지기(300)의 입력부(310)의 신호변환부(310a)로 수신되어 디지털 변환된다.
도 5에서 설명한 동일한 구성에 대한 설명은 생략하며, 제2실시예에 따른 특징적인 구성에 대해 설명하면, 신호변환부(310a)에서 디지털 변환되어 마이크로컨트롤러(320a)로 입력된다.
상기 열차감지기(300)에는 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)가 열차감지기의 입력부(310)와 연결되어 무선 연결되어 구성되고, 마이크로컨트롤러(320a)에는 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 발생된 진입신호가 디지털 변화되어 입력되고, 이를 수신하여 처리하는 신호처리부(320a-1)와 래치회로부(320a-2)가 구성된다.
이 경우에, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)를 통해 각각 발생된 진입신호가 모두 열차감지기(300)의 입력부(310)로 입력이 되는데, 최초 입력된 신호에 의해 마이크로컨트롤러(310)에서 출력되는 신호는 제1타이머회로(320c)를 구동하며, 제1타이머회로(320c)를 통해 출력되는 신호는 AND 1게이트(320h)에 입력된다.
또한, 두번째 입력된 신호에 의해 마이크로컨트롤러(310)에서 출력되는 신호는 제2타이머회로(320e)를 구동하며, 제2타이머회로(320e)를 통해 출력되는 신호는 AND 1게이트(320h)에 입력된다.
보다 구체적으로 설명하면, 철도차량이 선로에 진입되는것이 감지되는 경우에 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)가 모두 진입신호를 출력하는 경우에, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200) 중 어느 하나에서 발생된 신호에 의해 CPU(320)의 마이크로컨트롤러(320a)는 3번 핀을 통해 신호를 발생하게 되고, 결국 AND 1게이트(320h)에는 제1타이머회로(320c)를 통해 출력되는 신호가 입력되므로 High 레벨 신호가 입력된다.
또한, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200) 중 나머지 하나에서 발생된 신호에 의해 CPU(320)의 마이크로컨트롤러(320a)는 3'번 핀을 통해 신호를 발생하게 되고, 결국 AND 1게이트(320h)에는 제2타이머회로(320e)를 통해 출력되는 신호가 입력되므로 High 레벨 신호가 입력된다.
결국, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 발생된 진입신호를 모두 감안한 것으로서, 다시말해 제1열차감지센서(100)를 통해 선로에 철도차량이 감지되면서 제2열차감지센서(200)를 통해 선로에 철도차량이 감지되는 경우에만 실제로 선로에 철도차량이 지나가는 것으로 판단하여 상기 AND 1게이트(320h)를 통해 출력되는 신호가 생성되도록 구성하면서, 알람신호를 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)로 송출되도록 구성함으로써 감시시스템의 오동작을 방지하고 정밀도를 최적화하도록 구성할 수 있는 것이다.
제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 해제신호가 발생이 되면서, 입력부(310)에 입력되는 신호가 다시 바뀐 경우에 AND 2게이트(320i)에는 제3타이머회로(320d)와 제4타이머회로(320f)에서 송출되는 신호가 입력된다.
보다 자세하게 기술하면, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)가 해제신호를 출력하면 열차감지기(300)의 입력부(310)로 입력이 되는데, 최초 입력된 신호에 의해 마이크로컨트롤러(310)에서 출력되는 신호는 제3타이머회로(320d)를 구동하며, 제3타이머회로(320d)를 통해 출력되는 신호는 AND 2게이트(320i)에 입력된다.
또한, 두번째 입력된 신호에 의해 마이크로컨트롤러(310)에서 출력되는 신호는 제4타이머회로(320f)를 구동하며, 제4타이머회로(320f)를 통해 출력되는 신호는 AND 2게이트(320i)에 입력된다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)가 모두 해제신호를 수신하는 경우에, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200) 중 어느 하나에서 발생된 신호에 의해 CPU(320)의 마이크로컨트롤러(320a)는 4번 핀을 통해 신호를 발생하게 되고, 결국 AND 2게이트(320i)에는 제3타이머회로(320e)를 통해 출력되는 신호가 입력되므로 High 레벨 신호가 입력된다.
또한, 상기 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200) 중 나머지 하나에서 발생된 신호에 의해 CPU(320)의 마이크로컨트롤러(320a)는 4'번 핀을 통해 신호를 발생하게 되고, 결국 AND 2게이트(320i)에는 제4타이머회로(320f)를 통해 출력되는 신호가 입력되므로 High 레벨 신호가 입력된다.
결국, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)를 통해 선로에 철도차량이 진입하고 어느정도 시간이 흐른뒤에는, 상기 AND 2게이트(320i)를 통해 출력되는 신호가 생성되도록 구성하고, 알람신호를 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)로 송출하여 더 이상 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)에서 신호가 발생하지 않도록 구성함으로써 작업자가 불필요한 알람신호를 더 이상 수신하지 않도록 할수 있다.
상기 AND 1게이트(320h) 및 상기 AND 2게이트(320i)를 통해 출력되는 신호는 OR게이트(162g)에 입력되며, 상기 AND 1게이트(320h) 및 상기 AND 2게이트(320i)를 통해 어느 하나의 출력신호가 입력되더라도 상기 OR게이트(320g)가 출력신호가 발생하도록 구성된다.
상기 OR게이트(320g)가 출력신호가 발생원리는 상기 열차감지기(300)에서 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에 전송되는 진입신호를 모두 수신하는 경우와, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 해제신호를 모두 수신 하는 경우에 각각 상기 마이크로컨트롤러에서 출력되는 트리거신호에 의해 턴온되는 트랜지스터(350) 및 증폭기(360)가 턴온되면서 상기 OR게이트(320g)에서 발생되는 출력신호가 송출되도록 구성된다.
보다 상세하게는, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에 전송되는 진입신호를 모두 수신하는 경우와, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 해제신호를 모두 수신 하는 경우에 마이크로컨트롤러(320a)의 5번핀에서 출력되는 트리거신호에 의해 트랜지스터(350) 및 증폭기(360)가 턴온되면서 상기 OR게이트(320g)에서 발생되는 출력신호가 송출되도록 구성된다.
이 경우, 상기 트랜지스터(350)가 턴온되면서 상기 OR게이트(320g)를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터(330)가 구성된다.
상기 모듈레이터(330)에 의한 변조신호는 발진부(340)에 의해 발진된 주파수에 실리게 되고, 이후 증폭기(360)를 통해 증폭된 변조신호는 안테나를 통해 방사되어 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)로 출력된다.
즉, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 모두 발생된 진입신호에 따라 열차감지기(300)에서 선로에 철도차량의 진입을 감지했다고 판단되는 경우에 상기 열차감지기(300)로부터 알람 신호를 수신한 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)는 다시, 선로에 철도차량이 진입된 이후에 일정시간이 경과한 경우 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 각각 발생되는 해제신호를 열차감지기(300)에서 모두 수신함에 따라 열차감지기(300)로부터 전송되는 알람신호를 수신할 때까지 일정시간동안 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b)의 통신범위에 있는 작업자들의 통신경보장치(400)로 신호를 보내게 된다.
본 실시예에는 상기 열차감지기(300)의 입력부(310)에는 시??스제어부(310b)가 더 구성되는데, 이는 입력부(310)로 입력되는 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)의 진입신호의 입력순서에 따라 열차감지기(300)에서 송출되는 주파수를 설정하는 기능을 한다.
즉, 제1열차감지센서(100)와 제2열차감지센서(200)에서 발생하는 진입신호의 입력순서를 기억하여 입력된 신호의 순서에 따라 서로 다른 주파수를 설정하여 중계기 중에서 상행선측 중계기(500a) 또는 하행선측 중계기(500b) 중 어느 한쪽의 중계기에만 신호가 전달되도록 구성한 것이다.
다시말해, 여러 열차감지센서로부터 입력부(310)로 입력되는 진입신호에는 순서가 있다. 이를 테면, 제1열차감지센서(100)의 진입신호가 먼저 입력이 되고, 이후에 제2열차감지센서(200)의 진입신호가 입력이 되는 경우가 있으며, 반대로인 경우도 있다.
예를 들면, 열차감지기(300)의 입력부(310)로 제1열차감지센서(100)의 진입신호가 먼저 입력이 되고, 이후에 제2열차감지센서(200)의 진입신호가 입력이 되는 경우에는 주파수 100Hz를 생성해서 상행선측 중계기(500a)로 신호를 보내도록 구성하며, 반대로 제2열차감지센서(200)의 진입신호 먼저 입력이 되고, 이후에 제1열차감지센서(100)의 진입신호가 입력이 되는 경우에는 주파수 200Hz를 생성해서 하행선측 중계기(500b)로 신호를 보내도록 구성된다.
이를 위해, 상기 모듈레이터(330)에 의한 변조신호는 발진부(340)에 의해 발진된 주파수에 실리게 되고, 이 때, 입력부(310)의 시??스제어부(310b)에서 설정된 주파수를 상기 발진부(340)에 설정하게 된다. 이후 증폭기(360)를 통해 증폭된 변조신호는 안테나를 통해 방사되어 중계기로 출력되는데,
만약 열차감지기(300)로 제1열차감지센서(100)를 통해 발생된 진입신호가 입력되고 이후에 제2열차감지센서(200)를 통해 발생된 신호가 입력된 경우는, 하행선 선로로 철도차량이 진입된 것으로 판단하여, 하행선측 중계기(500b)가 수신할 수 있는 주파수를 갖는 신호를 열차감지기(300)를 통해 출력하며,
반대로 열차감지기(300)로 제2열차감지센서(200)를 통해 발생된 진입신호가 입력되고 이후에 제1열차감지센서(100)를 통해 발생된 진입신호가 입력된 경우는, 상행선 선로로 철도차량이 진입된 것으로 판단하여, 상행선측 중계기(500a)가 수신할 수 있는 주파수를 갖는 신호를 열차감지기(300)를 통해 출력하게 된다.
결국, 본 발명은 선로내 철도차량(모터카 등)의 진입을 정확하게 판단하면서, 동시에 선로에 진입하는 철도차량의 방향까지 고려하여 작업자의 통신경보장치(400)에 알람신호를 송출함으로써, 불필요한 작업공간에 경고음 등의 발생등으로 인해 작업방해나 소음유발 등을 예방할 수 있도록 구성된 시스템을 제공할 수 있다.
이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 제1열차감지센서 200: 제2열차감지센서
300: 열차감지기 310: 입력부
310a: 신호변환부 320b: 시??스제어부
320: CPU 320a: 마이크로컨트롤러
320a-1; 신호처리부 320a-2: 래치회로
320b: 지연회로 320c: 제1타이머회로
320d: 제2타이머회로 320e: 제3타이머회로
320f: 제4타이머회로 320g: OR게이트
320h: AND 1게이트 320i: AND 2게이트
330: 모듈레이터 340: 발진부
350: 트랜지스터 360: 증폭기
400: 통신경보장치 410: 손목형 통신경보장치
420: 조끼형 통신경보장치 500: 중계기
500a: 상행선측 중계기 500b: 하행선측 중계기

Claims (11)

  1. 선로내 작업자 안전을 지원하기 위한 시스템에 있어서,
    철도차량 진입 선로 근처에 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 전송하는 제1열차감지센서;
    상기 제1열차감지센서의 진입신호를 수신하여 철도차량의 선로 진입여부를 판단하여 신호를 출력하며, 또한 상기 제1열차감지센서의 해제신호를 수신하면 신호를 출력하는 열차감지기;
    상하행선 선로측에 각각 배치되며, 상기 열차감지기에서 전송되는 특정주파수를 갖는 신호만 선별적으로 수신하도록 구성된 중계기; 및
    상기 중계기에서 전송되는 신호를 수신하면 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에는 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된 작업자용 통신경보장치;를 포함하여 구성되며,
    상기 제1열차감지센서에는,
    선로에 철도차량이 진입시에 자기장의 변화에 따라 발생하는 유도기전력에 의해 생성되는 유도전압생성부;
    상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 소비하는 부하;
    상기 유도전압생성부에서 전압이 생성되는 경우에 진입신호를 발생하며, 생성된 전압이 소멸되는 경우에 해제신호를 발생시키는 제어부; 및
    상기 제어부에서 발생된 진입신호와 해제신호를 각각 송신하는 송신부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열차감지기는,
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호와 해제신호를 각각 입력받아 디지털 신호로 변환하는 입력부;
    상기 입력부에서 변환된 각각의 디지털 신호를 입력받아 내장된 래치회로에 입력하는 신호처리부가 구성된 마이크로컨트롤러;
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제1타이머회로;
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제2타이머회로; 및
    상기 제1타이머회로와 제2타이머회로를 통해 출력되는 신호가 입력되며, 어느 하나의 신호가 입력되더라도 출력신호가 발생하도록 구성된 OR게이트;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호를 지연시켜 상기 제1타이머회로에 입력되도록 구성한 지연회로;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호와 해제신호를 수신하게 되는 경우에 각각 상기 마이크로컨트롤러에서 출력되는 트리거신호에 의해 턴온되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터가 턴온되면서 상기 OR게이트를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터;
    상기 모듈레이터에 의한 변조신호에 주파수를 발진시켜 변조신호에 주파수를 실는 발진부;
    상기 변조신호를 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기에서 증폭된 변조신호를 방사시켜 상기 중계기로 알람신호를 전송하는 안테나;를 포함하여 구성되며,
    상기 중계기는,
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 수신하는 경우에 상기 열차감지기로부터 알람 신호를 수신하며, 다시 상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 수신할 때까지 통신범위에 있는 상기 통신경보장치로 신호를 보내도록 구성된 것을 특징으로 하는 것을 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  5. 선로내 작업자 안전을 지원하기 위한 시스템에 있어서,
    철도차량 진입 선로 근처에 선로를 따라 이격되게 설치되어, 철도차량이 선로를 지나면서 자기장의 변화에 따라 발생되는 유도기전력을 기반으로 진입신호와 해제신호를 각각 전송하는 제1열차감지센서와 제2열차감지센서;
    상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에서 각각 전송되는 진입신호와 해제신호를 수신하면 각각 신호를 출력하는 열차감지기;
    상기 열차감지기에서 전송되는 각기 다른 주파수를 수신하도록 구성되며, 상행선측에 배치된 상행선측 중계기와 하행선측에 배치된 하행선측 중계기; 및
    상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기에서 전송되는 신호를 수신하면 진동이나 알람이 발생하며, LCD 표시부에는 철도차량의 진입에 대한 내용이 표시되도록 구성된 작업자용 통신경보장치;를 포함하여 구성되며,
    상기 제1열차감지센서 및 제2열차감지센서는,
    선로에 철도차량이 진입시에 자기장의 변화에 따라 발생하는 유도기전력에 의해 생성되는 유도전압생성부;
    상기 유도전압생성부에서 생성된 전압을 소비하는 부하;
    상기 유도전압생성부에서 전압이 생성되는 경우에 진입신호를 발생하며, 생성된 전압이 소멸되는 경우에 해제신호를 발생시키는 제어부; 및
    상기 제어부에서 발생된 진입신호와 해제신호를 각각 송신하는 송신부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 열차감지기는,
    상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 각각 전송되는 진입신호와 해제신호를 각각 입력받아 디지털 신호로 변환하는 입력부;
    상기 입력부에서 변환된 각각의 디지털 신호를 입력받아 내장된 래치회로에 입력하는 신호처리부가 구성된 마이크로컨트롤러;
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제1타이머회로;
    상기 제1열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제2타이머회로;
    상기 제1타이머회로를 통해 출력되는 신호와 상기 제2타이머회로를 통해 출력되는 신호가 모두 입력되는 경우에 출력을 발생시키는 AND 1게이트;
    상기 제2열차감지센서로부터 전송되는 진입신호를 입력받는 경우에 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제3타이머회로;
    상기 제2열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 입력받는 경우에 상기 마이크로컨트롤러의 래치회로를 통해 송출된 신호에 대해 일정주기로 반복회수를 설정하여 출력시키는 제4타이머회로;
    상기 제3타이머회로를 통해 출력되는 신호와 상기 제4타이머회로를 통해 출력되는 신호가 모두 입력되는 경우에 출력을 발생시키는 AND 2게이트; 및
    상기 AND 1게이트 및 상기 AND 2게이트를 통해 출력되는 신호가 입력되며, 어느 하나의 신호가 입력되더라도 출력신호가 발생하도록 구성된 OR게이트;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 열차감지기의 입력부에는 제1열차감지센서와 제2열차감지센서의 진입신호의 입력순서에 따라 열차감지기에서 송출되는 주파수를 설정하도록 하여 상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기 중 어느 한쪽의 중계기에만 신호가 전달되도록 제어하는 시??스제어부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 진입신호를 모두 수신 하는 경우와, 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서에 전송되는 해제신호를 모두 수신 하는 경우에 각각 상기 마이크로컨트롤러에서 출력되는 트리거신호에 의해 턴온되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터가 턴온되면서 상기 OR게이트를 통해 송출되는 신호를 변조하는 모듈레이터;
    상기 모듈레이터에 의한 변조신호에 주파수를 발진시켜 변조신호에 주파수를 실는 발진부;
    상기 변조신호를 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기에서 증폭된 변조신호를 방사시켜 상기 중계기로 알람신호를 전송하는 안테나;를 포함하여 구성되며,
    상기 모듈레이터에 의한 변조신호는 발진부에 의해 발진된 주파수에 실리게 될때 상기 입력부의 시??스제어부에서 설정된 주파수를 상기 발진부에 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상행선측 중계기 또는 하행선측 중계기는 각기 다른 주파수를 갖는 알람신호를 수신하며,
    상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 모두 전송되는 진입신호를 수신하는 경우에 상기 열차감지기로부터 알람 신호를 수신하며, 다시 상기 제1열차감지센서와 제2열차감지센서로부터 전송되는 해제신호를 모두 수신할 때까지 통신범위에 있는 상기 통신경보장치로 신호를 보내도록 구성된 것을 특징으로 하는 것을 열차감지센서를 이용한 선로 안전지원 시스템.
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