KR102285946B1 - 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서 - Google Patents

전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서는 고압전류가 흐르는 가선과 접촉하여 전기철도 차량이 구동하는데 필요한 전력을 공급받는 한 쌍의 평행한 집전판 각각의 중공공간에 한 쌍씩 형성되어 소리를 감지하는 소리센서 모듈; 상기 전기철도 차량의 지붕에 설치되어 복수의 상기 소리 센서 모듈에서 하방의 상기 지붕으로 조사되는 레이저빔을 촬영하는 카메라부; 상기 소리센서 모듈이 감지한 소리정보와 상기 카메라부가 촬영한 영상전보를 가지고 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 센싱하는 제어서버;를 포함하여 가선과 집전판의 접촉을 비접촉 방식으로 측정할 수 있어 주변구성과의 결합을 위해 팬토그래프의 팬헤더와 같은 구성들에 대한 별도의 변형을 가할 필요가 없는 효과가 있다.

Description

전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서{A MEASURING SYSTEM OF FORCE SENSOR FOR CURRENT COLLECTION EQUIPMENT IN A ELECTRIC TRAIN}
본 발명은 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기철도 차량의 전기동력 공급을 담당하는 집전장치의 집전성능을 확보하기 위해 가선(catenary)과 팬헤드 하부에 작용하는 접촉력을 측정하기 위한 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서에 관한 것이다.
가선에서 전기에너지를 받아 동력원으로 이용하는 전기 철도시스템은 열차가 주행하면서 팬토그래프가 전차선과 접촉할 때 얼마나 안정적으로 가선을 추종하며 집전하는가에 따라 주행성능이 좌우된다.
좀더 구체적으로 설명하면, 전기철도 차량(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 집전장치(2)의 집전판(3)과 가선(4)의 접촉에 의해서 철로(5)의 레일(6)을 따라 차량의 차륜(7)이 구동될 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 집전판(3)과 가선(4) 사이에 소정이 접촉력이 유지되어야만 전기철도 차량이 전원을 균일하게 공급되어 원활한 구동이 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 집전판(3)과 가선(4) 사이의 접촉력을 측정하기 위한 접촉력 측정센서가 필요한 실정이다.
그래서, 아래의 선행기술문헌에 기재된 바와 같은 접촉력을 측정하기 위한 접촉력 측정센서와 관련된 특허문헌들이 있지만, 해당 특허문헌은 모두 접촉방식으로 접촉력을 측정한다.
하지만, 상술한 접촉방식의 종래 접촉력 측정센서는 주변구성과의 결합을 위해 팬토그래프의 팬헤더와 같은 구성들의 변형이 이루어져야 설치할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1271445호(2013.05.30) 대한민국 등록특허공보 제10-1285839호(2013.07.08)
상술한 바와 같은 실정을 반영하고 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 가선과 팬토그래프의 집전판 내부에 소리센서를 형성시켜, 가선과 집전판 사이의 마찰에 의해 발생하는 소리를 감지하여 접촉력을 확인함으로써 팬토그래프의 상승과 하강을 제어하여 바람직한 접촉력을 유지할 수 있도록 한 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 상술한 상술한 바와 같은 실정을 반영하고 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 소리센서가 형성된 부분으로 집전판 외부로 레이저광을 상공으로 조사시키는 광표시부 형성되고, 해당 광표시부에서 조사되는 빛을 전기철도 차량의 지붕에 형성된 카메라로 촬영하고, 해당 카메라가 촬영한 영상을 차량 운전실의 제어서버에서 영상처리 하여 가변된 변위를 통해 접촉력 계산함으로써 운전실의 차량 운전자가 수동으로 또는 제어서버에 의해 자동으로 팬토그래프의 상승과 하강을 제어함으로써 적당한 접촉력을 유지할 수 있도록 한 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서를 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서는 고압전류가 흐르는 가선과 접촉하여 전기철도 차량이 구동하는데 필요한 전력을 공급받는 한 쌍의 평행한 집전판 각각의 중공공간에 한 쌍씩 형성되어 소리를 감지하는 소리센서 모듈; 상기 전기철도 차량의 지붕에 설치되어 복수의 상기 소리 센서 모듈에서 하방의 상기 지붕으로 조사되는 레이저빔을 촬영하는 카메라부; 상기 소리센서 모듈이 감지한 소리정보와 상기 카메라부가 촬영한 영상전보를 가지고 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 센싱하는 제어서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 소리센서 모듈은 상기 가선과 집전판이 접촉하면서 발생되는 소리를 전기적 신호로 출력하여 소리를 감지하는 소리센서; 상기 레이저빔을 조사하는 레이저 포인터; 상기 소리센서에서 전기적 신호로 출력되는 소리정보 또는 상기 카메라부에서 촬영한 영상정보를 무선으로 송신하기 위한 박막형 통신 안테나; 상기 소리정보의 감지위치와 상기 영상정보의 촬영위치를 수집하기 위한 위치센서;를 포함하고, 상기 소리센서는 전방에 형성되어 소리에 진동하는 진동판; 상기 진동판으로부터 소정거리만큼 이격되게 형성된 고정 전극판; 및 상기 진동판과 전극판에 전원을 인가하기 위한 전원부;를 포함하되, 상기 진동판이 진동함에 따라 상기 고정 전극판과의 사이에 이격거리가 변화하면서 발생하는 전하 축적량 변화를 전기 에너지로 출력하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 제어서버는 상기 소리센서 모듈에서 감지한 소리정보와 위치정보를 수신하거나, 상기 카메라부가 촬영한 상기 레이저 포인터에서 조사되는 광에 대한 영상정보를 수신하는 통신부; 상기 통신부가 수신한 소리정보와 영상정보를 가지고 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 센싱하는 주제어부; 상기 통신부가 수신한 상기 카메라부가 촬영한 영상정보를 전달받아 네 개의 레이저 포인터가 조사되는 영상의 픽셀좌표를 산출 하는 영상 처리부; 및 상기 주제어부가 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 판단할 수 있는 가선의 장력, 집전판의 이동속도, 및 소리센서 출력을 반영한 접촉력이 데이터 베이스화된 소리-접촉도 DB와, 픽셀좌표의 위치변화로 접촉력을 산출할 수 있도록 픽셀좌표 변화에 따른 접촉력이 데이터 베이스화된 픽셀좌표 DB로 구성된 데이터 베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱더 바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 주제어부는 상기 데이터 베이스부에 근거하여 상기 소리센서가 측정한 소리에 대한 출력 값과 그때의 전기철도 차량속도를 반영하여 비접촉 방식으로 접촉력을 판단하거나, 상기 영상 처리부가 산출한 사분면에 위치하는 레이저 포인터의 픽셀좌표와 상기 데이터 베이스부의 픽셀좌표를 비교하여 픽셀변위를 산출함으로써 접촉력을 판단 한 후, 팬토그래프를 상승제어, 유지, 또는 하강제어 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서는 가선과 집전판의 접촉을 비접촉 방식으로 측정할 수 있어 주변구성과의 결합을 위해 팬토그래프의 팬헤더와 같은 구성들에 대한 별도의 변형을 가할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서는 소리와 영상 두 가지 방식으로 가선과 집전판의 접촉력을 동시에 감지할 수 있어 어느 하나의 방식에 문제가 발생하더라도 나머지 하나의 방식으로도 접촉력을 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 집전판과 가선의 접촉에 의해 전기철도 차량이 구동되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 소리센서 모듈이 형성될 수 있는 집전판의 중공공간 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 집전판에 성형되는 소리센서 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 제어서버를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 카메라부가 촬영한 레이저 포인트의 픽셀좌표를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서의 접촉력 변경에 따른 픽셀좌표 변경을 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서에 소리센서 모듈(100), 카메라부(200), 및 제어서버(300)를 포함한다.
한편, 팬토그래프의 최상단에 위치하여 고압전류가 흐르면서 전력이 공급되는 가선(4)과 접촉하는 상공의 집전판(3)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부가 중공되어 있으며, 해당 중공된 내부로 중공공간(S)이 형성되게 된다.
상기 소리센서 모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 중공공간(S) 내부에 형성되어 있으며, 상기 집전판(3) 상부의 카본 스트립과 가선(4)이 접촉하면서 발생되는 소리를 감지하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 소리센서 모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 평행하게 형성된 한 쌍의 집전판(3) 내부에 각각 한 쌍씩 형성되어, 가선(4)과 집전판(3)이 접촉하면서 발생되는 소리를 감지하게 된다.
특히, 상기 소리센서 모듈(100)은 상기 가선(4)과 집전판(3)이 접촉하면서 발생되는 소리를 감지하는 소리센서(110) 외에도 하방으로 레이저빔을 발사시키는 레이저 포인터(120)를 포함하고 있다.
상기 소리센서(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 진동판(111), 상기 진동판(111)에 소정 거리만큼 이격되어 후면으로 형성된 고정 전극판(112), 상기 진동판(111)과 상기 고정 전극판(112)에 상이한 전원이 연결되는 전원부(114) 전극이 출력단에 병렬로 연결된 저항부(113)를 포함한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 소리센서(110)는 상기 진동판(111)으로 소리가 입력되면 얇은 진동판(111)과 마주보고 있는 상기 고정 전극판(112) 사이에 이격거리가 변화하면서 전하를 축적할 수 있는 정전용량에 변화가 발생하면서 소리 에너지가 전기 에너지로 변환된다.
한편 상기 소리센서(110)는 외부의 소리를 수신효율을 향상시키기 위해 상기 진동판(111)에서 상기 고정 전극판(112)으로 테이퍼(taper)지게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 소리센서(110)는 상술한 바와 같은 원리로 소리의 크기에 따라 상이한 크기의 전기 에너지를 출력하게 된다.
상술한 바와 같은 소리센서(110)는 주파수 대역이 넓어 고음에서 저음까지 원음을 충실히 감지할 수 있고, 감도와 음색이 우수한 센서인 것이 바람직하다.
즉, 상기 소리센서(110)는 상기 가선(4)의 장력에 따라 상기 집전판(3)과의 접촉정도에 따라 상이한 소리가 발생되는데, 예를 들어 배전탑과 탑 사이에 배선된 상기 가선(4)의 장력이 큰 경우 배전탑 간에 팽팽하게 상기 가선(4)이 설치되어 상기 집전판(3)과의 접촉력이 낮아져 소음이 작아 작은 전기 에너지를 출력한다.
반대로, 상기 소리센서(110)는 배전탑과 탑 사이에 배선된 상기 가선(4)의 장력이 작은 경우 배전탑 간에 느슨하게 상기 가선(4)이 설치되어 상기 집전판(3)과의 접촉력이 커지고 비례하여 소음이 커지면서 큰 전기 에너지를 출력한다.
한편, 상기 가선(4)의 장력만을 고려하여 설명하였지만, 상기 팬토그래프의 과도한 상승에 의해서도 상기 가선(4)과 상기 집전판(3)의 접촉력이 높아질 수 있고, 반대로 하강에 의해서도 상기 가선(4)과 상기 집전판(3) 접촉력이 낮아지게 변경될 수 있다.
이때, 특정 구간에서 상기 가선(4)과 상기 집전판(3)의 접촉력이 높은 경우 가선(4)의 장력에 문제가 있는 것으로 판단할 수 있고, 구간에 상관없이 상기 접촉력이 높은 경우 상기 팬토그래프의 높이에 문제가 있는 것으로 판단할 수 있는 것이 바람직하다.
상술한 소리센서 모듈(100)은 박막형 통신 안테나(130)를 더 포함하여, 상기 소리센서에서 출력되는 신호를 유선으로도 상기 제어서버(300)에 전달할 수 있지만, 무선으로도 관제실 또는 운전실의 상기 제어서버(300)에 전달할 수 도 있다.
상기 통신 안테나(130)는 블루투스 통신, NFC 통신, IoT 통신과 같은 근거리 통신이 가능하고, 와이파이 통신, LTE 통신, 5G 통신와 같은 원거리 통신이 가능하여, 근거리에 있는 해당 전기철도 차량의 제어서버(300)에 상기 소리센서(110)가 감지한 정보를 전달할 수도 있고, 원거리의 역사 관제실 서버 등에도 전달할 수도 있으며, 후속으로 따라오는 다른 전기철도 차량에도 전달할 수 있다.
이때, 상기 소리센서 모듈(100)은 위치센서(도시하지 않음)를 더 포함하여, 상기 소리센서(110)가 감지한 정보와 위치센서가 감지한 위치정보를 매칭시켜 유선통신 또는 무선통신을 통해 전달할 수도 있다.
한편, 상기 제어서버(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 통신부(310)와 주제어부(320), 영상 처리부(330), 및 데이터 베이스부(340)를 포함한다.
상시 통신부(310)는 상기 소리센서 모듈(100)에서 감지한 소리정보와 위치정보를 수신하거나, 상기 카메라부(200)가 촬영한 상기 레이저 포인터(120)에서 조사되는 광 영상을 수신한다.
상기 주제어부(320)는 상기 통신부(310)가 수신한 소리정보 상기 데이터 베이스부(340)에 저장된 정보와 비교하고, 상기 가선(4)과 상기 집전판(3)과의 접촉력을 판단하여 팬토그래프의 상승과 하강이 제어될 수 있도록 상기 통신부(310)를 통해 관제실 또는 운전실의 계기판과 같은 표시부에 표시될 수 있도록 제어한다.
상기 영상 처리부(330)는 상기 통신부(310)가 수신한 상기 카메라부(200)가 촬영한 영상을 전달받아 네 개의 레이저 포인터가 조사되는 영상의 픽셀좌표를 산출한다.
상기 주제어부(320)는 상기 영상 처리부(330가 산출한 레이저 포인터의 픽셀좌표와 상기 데이터 베이스부(340)의 픽셀좌표를 비교하여 픽셀변위를 산출함으로써 접촉력을 판단할 수 있다.
상기 데이터 베이스부(340)는 상기 소리-접촉도 DB(341) 및 픽셀좌표 DB(342)를 포함한다.
상기 소리-접촉도 DB(341)는 아래의 표와 같이 테이블로 데이터 베이스화되어 있다.
즉, 실제 상기 가선(4)의 장력을 조절하면서 상기 집전판(3)을 접촉시켜 상이한 이동속도로 이동시키면서 발생되는 소리를 소리센서로 측정하여 발생되는 전기신호(전압 또는 전류)를 관측하고, 관측한 전기신호가 전압인 경우로 가정했을 때, 고압인 경우 접촉력이 높아 팬토그래프의 상승제어가 필요하고, 정상전압인 경우 접촉력이 정상으로 팬토그래프의 하강제어가 필요하며, 저압인 경우 접촉력이 낮아 팬토그래프의 하강제어가 필요한 것으로 상기 소리-접촉도 DB(341)는 데이터 베이스화 되어 있다.
따라서, 상기 주제어부(320)는 상기 소리센서(110)가 측정한 소리에 대한 출력 값과 그때의 전기철도 차량속도를 반영하여 비접촉 방식으로 접촉력을 판단한 후, 팬토그래프를 상승제어, 유지, 또는 하강제어할 수 있다.
장력 집전판 이동속도 소리센서출력(전압) 접촉력 팬터그래프




상
속도구간 1		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 2		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 3		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어




중
속도구간 1		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 2		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 3		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어




하
속도구간 1		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 2		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어

속도구간 3		 고압 높음 상승제어
정상전압 정상 유지
저압 낮음 하강제어
이때, 상기 주제어부(320)는 상기 소리센서(110)가 측정한 소리에 대한 출력 값과 그때의 전기철도 차량속도에 따른 팬토그래프를 상승제어, 유지, 또는 하강제어 정보를 상기 위치센서가 측정한 위치정보와 함께 원거리의 역사 관제실 서버 또는, 후속으로 따라오는 다른 전기철도 차량에도 전달하여, 관리자에게는 해당 위치의 가선(4)의 유지보수를 고려하게 하고, 후속의 전기철도 차량 운전자에게는 해당 위치에서 팬토그래프의 제어를 고려하게 할 수 있다.
한편, 상기 소리센서 모듈(100)의 레이저 포인터(120)는 하방으로 레이저빔을 발사시키면 전기철도 차량의 지붕에 형성된 카메라부(200)는 상방의 레이저빔을 촬영한다.
그러면, 상기 카메라부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 레이저 포인터(120)에서 발사된 레이저빔이 x-y평면의 사분면에 포인팅된 영상을 촬영하게 된다.
이때, 상기 레이저 포인터(120)는 광원 주변으로 형광 물질이 형성되어, 해당 광원에 문제가 생겼을 때 형광물질에 의해 소정시간 동안 자체 발광할 수도 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 카메라부(200) 역시 유선통신과 근거리 원거리 무선통신이 가능해서 촬영된 영상을 유무선 통신으로, 상기 제어서버(300)에 전달한다.
상기 카메라부(200)는 상기 제어서버(300)뿐만이 아니라 영상처리가 가능한 원거리의 역사 관제실 서버 등에도 전달할 수도 있으며, 후속으로 따라오는 다른 전기철도 차량에도 전달할 수 있다.
상기 제어서버(300)의 통신부(310)가 레이저빔 포인팅 영상을 수신하면, 상기 영상 처리부(330)는 사분면의 포인팅된 위치의 픽셀좌표를 산출한다.
상기 주제어부(320)는 상기 영상 처리부(330가 산출한 사분면에 위치하는 레이저 포인터의 픽셀좌표와 상기 데이터 베이스부(340)의 픽셀좌표를 비교하여 픽셀변위를 산출함으로써 접촉력을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 레저저 포인터(120)에서 조사된 포인터의 픽셀좌표가 도 6에 도시된 바와 같이 직사각형을 이루는 것을 정상이라고 할 때, 도 7a 도시된 바와 같이 1사 분면과 2사 분면의 포인터 픽셀좌표가 원점에서 멀어진 경우 상기 주제어부(320)는 평행한 한 쌍의 집전판(3) 중 일측에 위치하는 집전판(3)과 상기 가선(4)의 접촉력이 커지는 것으로 감지한다.
반대로, 도 7b 도시된 바와 같이 3사 분면과 4사 분면의 포인터 픽셀좌표가 원점에 가까워진 경우 상기 주제어부(320)는 평행한 한 쌍의 집전판(3) 중 타측에 위치하는 집전판(3)과 상기 가선(4)의 접촉력이 내려간 것으로 감지한다.
또한, 도 8a 도시된 바와 같이 사부면의 포인터 픽셀좌표가 모두 원점에서 멀어진 경우 상기 주제어부(320)는 평행한 한 쌍의 집전판(3)과 상기 가선(4)의 접촉력이 올라간 것으로 감지한다.
또한, 도 8b 도시된 바와 같이 사부면의 포인터 픽셀좌표가 모두 원점에 가까워진 경우 상기 주제어부(320)는 평행한 한 쌍의 집전판(3)과 상기 가선(4)의 접촉력이 내려간 것으로 감지한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
3 : 집전판
4 : 가선
100 : 소리센서 모듈
110 : 소리센서
111: 진동판
112 : 고정 전극판
113 : 저항부
114 : 전원부
120 : 레이저 포인터
130 : 박막형 통신 안테나
200 : 카메라부
300 : 제어서버
310 : 통신부
320 : 주제어부
330 : 영상 처리부
340 : 데이터 베이스부
341 : 소리-접촉도 DB
342 : 픽셀좌표 DB

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 고압전류가 흐르는 가선과 접촉하여 전기철도 차량이 구동하는데 필요한 전력을 공급받는 한 쌍의 평행한 집전판 각각의 중공공간에 한 쌍씩 형성되어 소리를 감지하는 소리센서 모듈;
    상기 전기철도 차량의 지붕에 설치되어 복수의 상기 소리 센서 모듈에서 하방의 상기 지붕으로 조사되는 레이저빔을 촬영하는 카메라부;
    상기 소리센서 모듈이 감지한 소리정보와 상기 카메라부가 촬영한 영상전보를 가지고 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 센싱하는 제어서버;를 포함하고,
    상기 소리센서 모듈은
    상기 가선과 집전판이 접촉하면서 발생되는 소리를 전기적 신호로 출력하여 소리를 감지하는 소리센서;
    상기 레이저빔을 조사하고, 해당 레이저빔 광원 주변으로 형광물질이 형성된 레이저 포인터;
    상기 소리센서에서 전기적 신호로 출력되는 소리정보 또는 상기 카메라부에서 촬영한 영상정보를 무선으로 송신하기 위한 박막형 통신 안테나;
    상기 소리정보의 감지위치와 상기 영상정보의 촬영위치를 수집하기 위한 위치센서;를 포함하되,
    상기 소리센서는
    전방에 형성되어 소리에 진동하는 진동판;
    상기 진동판으로부터 소정거리만큼 이격되게 형성된 고정 전극판; 및
    상기 진동판과 전극판에 전원을 인가하기 위한 전원부;를 포함하되, 상기 진동판이 진동함에 따라 상기 고정 전극판과의 사이에 이격거리가 변화하면서 발생하는 전하 축적량 변화를 전기 에너지로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어서버는
    상기 소리센서 모듈에서 감지한 소리정보와 위치정보를 수신하거나, 상기 카메라부가 촬영한 상기 레이저 포인터에서 조사되는 광에 대한 영상정보를 수신하는 통신부;
    상기 통신부가 수신한 소리정보와 영상정보를 가지고 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 센싱하는 주제어부;
    상기 통신부가 수신한 상기 카메라부가 촬영한 영상정보를 전달받아 네 개의 레이저 포인터가 조사되는 영상의 픽셀좌표를 산출 하는 영상 처리부; 및
    상기 주제어부가 상기 가선과 상기 집전판의 접촉력을 판단할 수 있는 가선의 장력, 집전판의 이동속도, 및 소리센서 출력을 반영한 접촉력이 데이터 베이스화된 소리-접촉도 DB와, 픽셀좌표의 위치변화로 접촉력을 산출할 수 있도록 픽셀좌표 변화에 따른 접촉력이 데이터 베이스화된 픽셀좌표 DB로 구성된 데이터 베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어서버의 주제어부는
    상기 데이터 베이스부에 근거하여 상기 소리센서가 측정한 소리에 대한 출력 값과 그때의 전기철도 차량속도를 반영하여 비접촉 방식으로 접촉력을 판단하거나, 상기 영상 처리부가 산출한 사분면에 위치하는 레이저 포인터의 픽셀좌표와 상기 데이터 베이스부의 픽셀좌표를 비교하여 픽셀변위를 산출함으로써 접촉력을 판단 한 후, 팬토그래프를 상승제어, 유지, 또는 하강제어 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기철도 차량 집전장치의 접촉력 측정 센서.
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