KR102312978B1 - 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비 - Google Patents

접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도 터널의 안전성 검사를 위해 레일에서 자율 주행하며 검사대상별 상태 정보를 수집하고 통합 관리하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비에 관한 것으로, 자율주행 가능한 대차에 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치가 장착되어서 터널을 검사하는 터널 통합진단 장비에 있어서, 상기 대차는, 상기 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치가 고정 지지되는 프레임과, 철도 레일과 맞물려 회전하도록 상기 프레임에 장착되고 구동부의 동력을 받아 회전하는 다수의 휠로 구성되고; 상기 구동부의 동작을 제어하는 주행장치; 상기 프레임에 설치된 지지대; 상기 통합진단 장비의 전방 지면에 광 라인이 형성되도록 빔을 조사하며, 상기 지지대에 장착된 빔 라이트;를 포함한다.

Description

접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비{INTEGRATED TEST APPARATUS DISPLAYING ENTRY RESTRICTION}
본 발명은 터널을 따라 주행하며 설비 대상을 진단하는 터널 통합진단 장비에 관한 것으로 보다 구체적으로는 주행 중인 터널 통합진단 장비의 대차 주변에 시각적 인지를 위한 라인빔(line beam)을 표시해서 인근 통행인 또는 다른 주행 차량의 접근을 예방할 수 있도록 된 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비에 관한 것이다.
철도 터널은 고속선(KTX), 일반선, 지하철 전용 통행 구간으로 크게 구분된다. 고속선(KTX)은 거리가 1km 이상인 장대터널의 비중이 높아서 신설된 터널도 복합적인 안전진단이 필수적으로 반복되어야 했고, 일반선과 지하철 전용 터널의 경우에는 10년 이상된 노후터널의 비중이 크므로 터널 자체와 터널 내의 주요 시설물에 대한 복합적인 검사와 기능적 안전진단이 요구되었다.
일반적으로 터널은 고중량의 철도차량이 통행하면서 노후화의 일종인 터널 변형, 백태, 부분 균열, 누수, 박리 등의 현상이 발생하여 터널의 붕괴 위험성을 높였다. 이러한 노후화는 운행 차량을 구조적으로 훼손시켜서 운행의 불편을 주었으며 심지어 안전사고의 발생 가능성을 증가시켰다.
하지만, 종래와 같이, 육안검사나 카메라 또는 레이저 등을 이용하여 이루어지는 터널 벽면의 검사만으로 터널의 안전을 진단하는 것은 한계가 있었다. 또한, 철도 레일과 도상에 대하여 개별적인 검사도 함께 이루어지고는 있으나, 터널 및 터널 내부의 주요 시설물에 대한 통합정보를 기반하여 터널 전체에 대한 전반적인 안전평가가 이루지지는 못하는 실정이었다.
국내 철도 터널은 신규 건설의 수요보다 기존 터널에 대한 효율적이고 체계적인 안전관리와 유지보수의 필요성이 절대적으로 요구되고 있으나, 현재와 같이 터널의 안전 진단을 위한 검측 데이터가 수작업에 의해 생성되고 비전산화 데이터의 형태로 보관 및 관리되고 있어서 고도화된 분석 기법이나 AI 등의 최신의 분석 기술을 적용하는데 많은 한계점이 있었다.
한편, 철도 터널 자체는 물론 터널 내부에 부설된 각종 설비 등의 유지보수를 위해서 철도 레일을 타고 이동하는 차량형 통합진단 장비가 개발되었다. 통합진단 장비는 철도 터널에서 터널 벽면, 도상, 철도 레일 등을 지속적으로 촬영 및 측정(이하 '검사')하며 일정한 속도로 주행한다.
그런데 통합진단 장비가 주행하는 구간은 비교적 어두운 철도 터널이므로 철도 터널에서 통합진단 장비의 운전자 이외에 통합진단 장비와 무관한 인근 통행인은 통합진단 장비를 쉽게 인지할 수 없었다. 물론 철도 터널에는 실내를 조명하기 위한 조명등이 설치되고, 통합진단 장비에도 경고를 목적으로 인근 통행인의 시각적 인지를 위한 표시등이 설치되므로, 통행인은 작업 중인 통합진단 장비를 쉽게 인지할 수 있었다. 하지만, 통합진단 장비는 비교적 소형이고, 터널 진단을 위한 검사 중에는 작업에 간섭을 줄 수 있는 조명은 가급적 회피해야 하므로 인근 통행인은 통합진단 장비를 인지하는데 한계가 있었다.
또한, 통합진단 장비는 정지된 장비가 아닌 주행 장비이므로, 통행인은 통합진단 장비 자체를 인식하는 것도 중요하지만 직접적인 충돌 위험이 있는 범위를 직관적으로 인식해서 해당 범위 이내로는 접근하지 않고 회피할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 더욱이 통합진단 장비는 일정 범위 이내의 터널 벽면, 도상, 철도 레일 등을 촬영하고 측정하므로, 작업에 방해를 줄 수 있는 주변으로의 접근을 차단하는 것이 바람직하다.
하지만, 종래에는 통행인이 통합진단 장비를 인지하는 순간 주관적인 판단에 의존해서 안전거리를 결정하고 회피했어야 하므로 통합진단 장비와의 충돌 사고가 상대적으로 빈번했고, 작업 중인 통합진단 장비의 주변에 통행인이 무단 접근하여 작업을 방해하는 사고 또한 빈번했다.
한편, 터널 검사는 전술한 바와 같이 터널 벽면 검사와 철도 레일 검사와 도상 검사로 크게 분류된다. 상기 검사는 대상에 따라 검사 방식과 활용되는 장비에 차이가 있고, 검사 결과에 따른 데이터의 형식 또한 차이가 있으므로, 검사결과 데이터는 대상별로 분류하여 개별적으로 관리되었다. 따라서 터널 검사를 통한 데이터량은 방대할 수밖에 없었고, 관리자는 검사결과 데이터를 터널의 검사 대상별로 검색해서 확인할 수밖에 없었으며, 터널의 벽면과 레일과 도상 별 검사 결과에 대한 상호 연관성을 파악하여 터널의 전체적인 상태를 진단하는데에도 한계가 있었다.
이러한 문제를 해소하기 위해서 종래에는 터널 벽면에 대한 검사결과 데이터와 철도 레일에 대한 검사결과 데이터와 도상에 대한 검사결과 데이터를 하나로 통합해서, 관리자가 터널 벽면, 레일, 도상에서 각각 확인된 터널 상태들의 상호 관련성을 일시에 파악할 수 있도록 하기 위한 데이터 통합 기술이 제안되었으나, 터널의 분야별 데이터를 상호 연계하고 형식을 통일시키는 등의 통합 과정이 곤란하여 현실화하는데 한계가 있었다.
또한, 철도 터널 전반에 걸친 전문적인 안전 진단을 위해서 다양한 검사 방식을 통해 수집된 데이터의 원본 파괴를 최소화하고 빅 데이터의 최적화된 탐색을 위하여 데이터 웨어하우스 기반의 통합형 데이터 플랫폼 개발이 요구되었으며, 터널의 균열, 누수, 박리 또는 레일의 궤도틀림 등 터널 및 내부 시설물의 안전성 평가를 위한 다양한 검사 정보를 데이터 마이닝해서 위험요소를 예측하여 대비할 수 있게 하는 체계적인 데이터 관리 솔루션이 요구되었다.
선행기술문헌 1. 특허등록번호 제10-1018694호(2011.03.04 공고)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 철도 터널의 통합진단을 위한 검사 시 인근 통행인에게 장비의 존재를 인지시킴은 물론 주행 중에도 접근 제한범위를 일정하게 표시하며 접근을 제한할 수 있고, 수집한 정보를 통합 처리해서 데이터를 체계적으로 관리하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
자율주행 가능한 대차에 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치가 장착되어서 터널을 검사하는 터널 통합진단 장비에 있어서,
상기 대차는, 상기 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치가 고정 지지되는 프레임과, 철도 레일과 맞물려 회전하도록 상기 프레임에 장착되고 구동부의 동력을 받아 회전하는 다수의 휠로 구성되고;
상기 구동부의 동작을 제어하는 주행장치;
상기 프레임에 설치된 지지대; 및
상기 통합진단 장비의 전방 지면에 광 라인이 형성되도록 빔을 조사하며, 상기 지지대에 장착된 빔 라이트;
를 포함하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비이다.
상기의 본 발명은, 통합진단 장비의 전방 또는 둘레의 지면에 접근 제한범위의 경계라인이 형성되도록 라인빔을 조사해서 통행인이 원거리에서도 통합진단 장비를 인지할 수 있음은 물론 접근 제한범위를 확인해서 회피할 수 있으므로 통행인은 통합진단 장비와의 충돌이 방지되고 통합진단 장비의 작업에 방해 없이 철도 터널에서 안전하게 통행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 검사를 통해 수집된 데이터를 관리자가 검사구간과 검사대상별 이상 상태를 직관적으로 파악하고 분석할 수 있으며, 터널의 노후화와 상태 변화 등을 다양한 데이터 분석 기법을 활용해 파악하여 신뢰도 있는 검사 결과를 진단할 수 있으며, 터널의 구간별 구조 및 상태 변화 또한 예측할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통합진단 장비의 일 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 일 실시 예를 도시한 블록도이고,
도 3은 도 1에 도시한 통합진단 장비의 평면 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 프레임에 빔 라이트 지지용 지지대가 설치되는 구조를 분해 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 지지대의 다른 실시 예를 분해 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 지지대의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6에 도시한 지지대가 설치된 대차의 측면 모습을 도시한 측면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 구성된 대차의 일 실시 예를 도시한 블록도이고,
도 9는 도 1에 도시한 통합진단 장비의 측면 모습을 개략적으로 도시한 측면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 동작하는 순서의 일 실시 예를 도시한 플로차트이고,
도 11은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비의 통합 결과가 표시된 UI의 일 실시 예를 보인 페이지 이미지이고,
도 12는 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 검사대상 및 검사구간을 분류해서 이상지점 정보를 표시한 일 실시 예를 보인 테이블 이미지이고,
도 13 내지 도 18은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 해당 페이지를 통해 이미지 형식으로 출력한 수집정보의 일 실시 예를 보인 이미지이다.
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 통합진단 장비의 일 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 일 실시 예를 도시한 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시한 통합진단 장비의 평면 모습을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 프레임에 빔 라이트 지지용 지지대가 설치되는 구조를 분해 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비는, 자율주행 가능한 대차(MM)에 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 장착되어서 터널을 검사하는 터널 통합진단 장비에 있어서, 대차(MM)는, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 고정 지지되는 프레임(MM1)과, 철도 레일(T3; 도 9 참조)과 맞물려 회전하도록 프레임(MM1)에 장착되고; 상기 구동부의 동작을 제어하는 주행장치(500); 프레임(MM1)에 설치된 지지대(P); 상기 통합진단 장비의 전방 지면에 광 라인(BL1)이 형성되도록 빔을 조사하며, 지지대(P)에 장착된 빔 라이트(900); 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300) 각각의 수집정보를 통합해 처리해서 설정 프로세스에 따라 출력시키는 통합처리장치(400)를 포함한다.
터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 장착된 대차(MM)는 구동부(600)의 동력을 받아 주행하고, 구동부(600)는 주행장치(500)의 제어를 받아 구동한다. 주행장치(500)는 대차(MM)의 자율 주행을 위해 동작한다.
대차(MM)의 프레임(MM1)에 설치된 지지대(P)는 빔 라이트(900, 900') 설치를 위해 구성되며, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)의 감지 작업을 방해하지 않는 구조를 이룬다. 이를 위해 지지대(P)는, 프레임(MM1)에 입설된 다수의 스탠드(P1)와, 스탠드(P1)와 교차하게 연결되어서 서로 이웃하는 스탠드(P1)를 잇는 연결대(P2)로 구성된다. 이때 스탠드(P1)는 간섭 방지를 위해 상대적으로 면적이 좁은 막대 형상을 이루고, 연결대(P2) 역시 스탠드(P1)에 상응하는 막대 형상인 것이 바람직하다. 지지대(P)는 빔 라이트(900)의 전단 배치를 위해 한 쌍의 스탠드(P1)가 프레임(MM1)의 전단 양측에 각각 입설되고, 연결대(P2)는 서로 이웃하는 스탠드(P1)를 잇도록 연결되어서 프레임(MM1)의 전단에 위치한다. 결국, 빔 라이트(900)는 연결대(P2)에 설치되어서 통합진단 장비의 전방 저면에 빔을 조사한다.
본 실시 예에서 지지대(P)는 다수의 스탠드(P1)가 장방형으로 배열되고, 연결대(P21, P21')가 스탠드(P1)를 따라 연결되어서 전단 라인과 좌우측 라인을 이룬다. 즉, 도 4와 같이 4개의 스탠드(P1)가 프레임(MM1)에 장방형으로 배치되고, 연결대(P21, P21')는 4개의 스탠드(P1)에 4각 형태로 일렬 연결되어서 프레임(MM1)을 중심으로 전단 라인과 좌우측 라인을 구성하는 것이다. 따라서 상기 전단 라인의 연결대(P21)에 설치된 빔 라이트(900)는 통합진단 장비의 전방 지면에 광 라인(BL1)이 형성되도록 빔을 조사하고, 좌우측 라인의 각 연결대(P21')에 설치된 빔 라이트(900')는 통합진단 장비의 양측방 지면에 광 라인(BL2)이 형성되도록 빔을 조사한다.
빔 라이트(900, 900')는 통합진단 장비의 주변에 광 라인이 형성되도록 빔을 조사한다. 이를 위해 빔 라이트(900, 900')는 레이저 광을 출력할 수도 있고, 광 직진성이 우수한 다수의 LED를 집적시켜서 광 비춤이 지면에 일정한 형태, 즉 라인 형태를 이루도록 한다. 빔 라이트(900, 900')에 의해 통합진단 장비 주변에 형성되는 광 라인(BL1, BL2)은 통합진단 장비를 중심으로 형성된 구역(제한범위)의 경계라인을 이루어서 통행인에게 위험을 경고하는 시각적 기능을 수행한다. 결국, 인근 통행인은 물론 원거리의 통행인도 상기 제한범위를 시각적으로 인지하고 접근을 자제함은 물론 제한범위 이내로의 진입을 회피한다. 참고로, 빔 라이트(900, 900')는 지지대(P)의 연결대(P21, P21')에 회전 가능하게 설치되어서 관리자의 필요에 따라 빔 라이트(900, 900')를 회전시키며 조사 각을 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 지지대의 다른 실시 예를 분해 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 통합진단 장비의 대차에 설치된 지지대의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시한 지지대가 설치된 대차의 측면 모습을 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 통합진단 장비의 지지대(P)는 빔 라이트(900, 900')의 높이 조절 등을 위해 프레임(MM1)에 상하로 승강 가능하게 설치된다. 통합진단 장비와 광 라인(BL1, BL2) 간의 거리는 빔 라이트(900, 900')의 각도 조정을 통해 이루어질 수도 있고, 빔 라이트(900, 900')의 높이 조정을 통해 이루어질 수도 있다. 그런데 빔 라이트(900, 900')의 각도를 조정할 경우, 빔 라이트(900, 900')의 조사 빔과 지면 간의 각도도 함께 조정되고, 빔과 지면 간의 각도가 작아질수록 지면에 형성되는 광 라인(BL1, BL2)이 퍼지면서 라인 형상이 소멸할 수 있다. 이에 반해 빔 라이트(900, 900')의 높이를 조정할 경우, 빔과 지면 간의 각도에는 큰 변화없으므로 광 라인(BL1, BL2)의 형상에 큰 영향을 주지 않는다.
본 실시의 지지대(P)는 스탠드(P1)가 곧은 막대 형상이고, 프레임(MM1)은 스탠드(P1)가 상하로 관통하는 홀(미 도시함)이 구성되며, 상기 홀에 스탠드(P1)가 삽입되는 지지관(P3)이 연통하게 설치된다. 따라서 스탠드(P1)는 상기 지지관(P3)을 관통해서 상기 홀에 삽탈한다. 여기서 지지관(P3)은 스탠드(P1)의 기울어짐을 방지함은 물론 스탠드(P1)가 현재 위치한 높이를 유지시키는데, 이를 위해 스탠드(P1)의 외경과 지지관(P3)의 관통구멍의 내경을 동일하게 해서 스탠드(P1)와 지지관(P3) 간의 마찰을 높인다.
다른 실시의 지지대(P)는 도 5와 같이 스탠드(P1)의 외면에 다수의 걸림홈(P11)을 일렬로 형성하고, 지지관(P3)에 볼트 또는 핀 등의 앵커(P31)를 삽입해 꽂을 수 있도록 해서, 스탠드(P1)가 지지관(P3)에 삽입되면 앵커(P31)를 지지관(P3)에 꽂아넣어 앵커(P31)의 단부가 걸림홈(P11)에 맞물리게 한다. 결국, 앵커(P31)의 단부와 맞물린 스탠드(P1)는 지지관(P3)에서 승강하지 못하며 제 위치를 유지한다.
이외에도 프레임(MM1)에 입설된 스탠드(P1)의 하단에 롤링 가능한 스크류를 구성하고 지지관(P3)의 내면에 암나사를 형성시켜서, 상기 스크류의 롤링으로 스탠드(P1)가 지지관(P3)에 승강하도록 할 수 있다. 또한 스탠드(P1)에 렉을 구성하고 프레임(MM1)에 상기 렉과 연동하는 피니언을 설치해서, 상기 피니언의 롤링으로 스탠드(P1)가 승강하도록 할 수도 있다.
또 다른 실시의 지지대(P)는 도 6 내지 도 7과 같이 스탠드(P12, P13)가 프레임(MM1)에 회동 가능하게 연결되고, 스탠드(P12, P13)와 연결대(P22')가 접철 가능하게 연결된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도시된 바와 같이 프레임(MM1)의 좌측과 우측에 각각 한 쌍의 스탠드(P12, P13)가 일렬로 배치되고 스탠드(P12, P13)의 하단이 프레임(MM1)에 회전 가능하게 연결된다. 계속해서 한 쌍의 스탠드(P12, P13) 상단부에는 연결대(P22')가 회전 가능하게 설치되어서, 한 쌍의 스탠드(P12, P13)가 프레임(MM1)에서 회전하여 기울어지면 도 7의 (b)도면과 같이 연결대(P22') 역시 스탠드(P12, P13)와 회전하며 하강한다. 즉, 스탠드(P12, P13)의 기울어짐에 따라 스탠드(P12, P13)와 연결대(P22')가 상호 절첩되는 것이다. 한편, 프레임(MM1)에 전단에 입설된 2개의 스탠드(P12)도 빔 라이트(900) 설치를 위한 연결대(P22)에 의해 연결되므로, 프레임(MM1)의 좌측에 위치한 한 쌍의 스탠드(P12, P13)가 기울어지면 우측에 위치한 한 쌍의 스탠드 역시 함께 기울어진다. 본 실시 예에서 스탠드(P12, P13)를 좌,우측으로 연결하는 연결대(P22)는 프레임(MM1)의 전단에만 배치했다. 이는 프레임(MM1)의 후단에 좌,우측으로 입설된 스탠드(P13)를 연결대(P22)로 연결하면, 스탠드(P12, P13)의 기울어짐 과정에서 연결대가 벽면촬영 카메라(110) 또는 기타 부설 기기와 간섭될 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시 예에서 스탠드(P12, P13)는 필요에 따라 높이가 다르게 구성될 수 있다. 이 경우 연결대(P22')가 스탠드(P12, P13)의 일 지점에 연결된 경우에는 구조적으로 스탠드(P12, P13)가 연결대(P22')에 의해 기울어지지 못하고 제 자세를 유지할 수밖에 없다. 따라서 스탠드(P12, P13) 중 상대적으로 길이 긴 하나의 스탠드(P13)에 가이드홀(P14)을 구성해서 연결대(P22')의 일단이 가이드홀(P14)을 따라 이동 가능하게 한다. 결국, 도 7의 (a)도면과 같이 스탠드(P12, P13)가 프레임(MM1)에 수직하게 배치된 상태에서는 연결대(P22')의 단부가 스탠드(P12, P13)의 상단에 각각 위치하고, 도 7의 (b)도면과 같이 스탠드(P12, P13)가 기울어지면 스탠드(P13)와 연결된 연결대(P22')의 일단은 가이드홀(P14)을 따라 이동한다.
참고로, 스탠드(P12, P13)가 프레임(MM1)에 수직한 자세를 유지할 수 있도록 스탠드(P12, P13)가 연결된 프레임(MM1)의 일지점에 걸림턱을 돌출하게 구성해서, 스탠드(P12, P13)의 앞면이 걸림턱에 걸리도록 한다. 또한 프레임(MM1)에서 상기 걸림턱과 나란한 타지점에 볼트(P15)가 삽탈하는 너트홀을 형성해서, 상기 너트홀에 삽입된 볼트(P15)가 스탠드(P12, P13)의 뒷면을 걸도록 한다. 결국, 프레임(MM1)에 수직한 자세인 스탠드(P12, P13)는 상기 걸림턱과 볼트(P15)에 의해 제 자세를 유지하며 지지대(P)의 기울어짐을 방지한다.
이하에서는 본 발명에 따른 통합진단 장비의 구성에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 구성된 대차의 일 실시 예를 도시한 블록도이고, 도 9는 도 1에 도시한 통합진단 장비의 측면 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2와 도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 통합진단 장비는, 벽면촬영 카메라(110)와, 벽면과의 거리를 측정하는 터널형상 측정기(120)와, 벽면촬영 카메라(110) 및 터널형상 측정기(120)의 동작을 제어하고 수집정보를 데이터화하는 벽면검사용 컨트롤러(130)가 구비된 터널 벽면 검사장치(100); 레일촬영 카메라(210)와, 레일촬영 카메라(210)의 동작을 제어하고 수집정보를 데이터화하는 레일검사용 컨트롤러(220)가 구비된 철도 레일 검사장치(200); 도상촬영 카메라(310)와, 도상촬영 카메라(310)의 동작을 제어하고 수집정보를 데이터화하는 도상검사용 컨트롤러(320)가 구비된 도상 검사장치(300); 구동부(600)의 동작을 제어해서 통합진단 장비의 철도 레일 주행을 제어하는 주행장치(500); 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300) 각각의 수집정보를 통합해 처리해서 설정 프로세스에 따라 출력시키는 통합처리장치(400)로 구성된다.
또한, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)와 주행장치(500)와 빔 라이트(900, 900')의 동작을 일괄 제어하고, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)와 주행장치(500) 간의 데이터 연동을 제어하는 제어장치(700)를 포함한다.
본 실시의 터널 통합진단 장비는, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)와 주행장치(500)와 제어장치(700) 및 빔 라이트(900, 900')가 프레임(MM1)에 일체로 탑재되고, 프레임(MM1)은 레일(T3)과 맞물려 회전하는 휠(MM2)이 장착되며, 휠(MM2)은 프레임(MM1)에 설치된 구동부(600)의 동력을 받는 구조를 이룬다. 상기 구조로 된 대차(MM)는 레일(T3)을 타고 터널 현장을 이동하며 검사대상을 촬영하거나 측정해서 정보를 수집한다.
터널 벽면 검사장치(100)는, 측벽과 천장을 촬영하도록 설치되는 복수의 벽면촬영 카메라(110)와, 벽면과의 거리를 측정하는 터널형상 측정기(120)와, 벽면촬영 카메라(110) 및 터널형상 측정기(120)의 동작을 제어하고 수집정보를 벽면 이상지점 정보로 데이터화하는 벽면검사용 컨트롤러(130)가 구비된다. 본 실시의 벽면촬영 카메라(110)는 1대의 벽면촬영 카메라(110)가 측벽과 천장을 촬영하기 위해 이동하는 방식일 수 있고, 측벽과 천장을 각각 촬영하도록 복수로 구성될 수 있다. 또한 벽면촬영 카메라(110)는 터널 벽면의 변형, 백태, 균열, 누수, 박리 등의 발생 지점 위치와 범위 등 터널 벽면의 세부 상태를 파악하기 위한 정보를 수집하기 위해서 단순 2차원 카메라가 설치될 수 있고, 문제가 발생한 지점의 위치 확인을 위해서 2대의 카메라가 동일한 벽면을 동시에 촬영해서 해당 촬영 영상 데이터 분석을 통해 상기 지점의 위치데이터를 파악할 수 있다. 본 실시의 터널형상 측정기(120)는 터널 형상을 검측하기 위하여 포인트 소스를 가지는 레이저를 구성하고, 상기 레이저는 터널의 단면을 향해 빔을 360도로 조사하도록 설치되어서 단면 형상을 측정한다. 본 실시의 벽면검사용 컨트롤러(130)는 벽면촬영 카메라(110) 및 터널형상 측정기(120)의 수집정보를 설정된 프로세스에 따라 지정 플랫폼의 데이터인 벽면 이상지점 정보로 변환한다.
터널 레일 검사장치(200)는, 레일촬영 카메라(210)와, 레일촬영 카메라(210)의 동작을 제어하고 수집정보를 레일 이상지점 정보로 데이터화하는 레일검사용 컨트롤러(220)가 구비된다. 본 실시의 레일촬영 카메라(210)는 단순 2차원 카메라로 되어서 레일(T3)의 두부 표면과 레일의 좌우 주변 및 도상(T2)과의 연결 상태정보를 수집하도록 촬영한다. 본 실시의 레일검사용 컨트롤러(220)는 레일촬영 카메라(210)의 수집정보를 설정된 프로세스에 따라 지정 플랫폼의 데이터인 레일 이상지점 정보로 변환한다. 레일촬영 카메라(210)는 벽면촬영 카메라(110)의 구성과 같이 레일(T3)의 세부 상태를 파악하기 위한 정보를 수집하기 위해서 단순 2차원 카메라가 설치될 수 있고, 문제가 발생한 지점의 위치 확인을 위해서 2대의 카메라가 동일한 레일(T3) 위치를 동시에 촬영해서 해당 촬영 영상 데이터 분석을 통해 상기 지점의 위치데이터를 파악할 수 있다.
도상 검사장치(300)는, 도상촬영 카메라(310)와, 도상촬영 카메라(310)의 동작을 제어하고 수집정보를 도상 이상지점 정보로 데이터화하는 도상검사용 컨트롤러(320)가 구비된다. 본 실시의 도상촬영 카메라(310)는 단순 2차원 카메라로 되어서 도상(T1)의 표면 상태정보를 수집하도록 촬영한다. 본 실시의 도상검사용 컨트롤러(320)는 도상촬영 카메라(310)의 수집정보를 설정된 프로세스에 따라 지정 플랫폼의 데이터인 도상 이상지점 정보로 변환한다. 도상촬영 카메라(310)는 벽면촬영 카메라(110)의 구성과 같이 도상(T1)의 세부 상태를 파악하기 위한 정보를 수집하기 위해서 단순 2차원 카메라가 설치될 수 있고, 문제가 발생한 지점의 위치 확인을 위해서 2대의 카메라가 동일한 도상(T1) 위치를 동시에 촬영해서 해당 촬영 영상 데이터 분석을 통해 상기 지점의 위치데이터를 파악할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비는, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300) 각각의 수집정보에 터널의 검사구간 단위 분류가 가능하도록 터널위치정보를 링크해서 저장하는 정보 저장부(MM3)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터널 통합진단 장비는 대차(MM)에 장착된 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 정보를 수집하는 즉시 검사결과 통합처리장치(400)에 해당 수집정보를 실시간으로 전송할 수 있지만, 대차(MM)가 지정된 구간을 주행하며 정보를 수집한 이후에 수집정보를 일시에 검사결과 통합처리장치(400)에 전달할 수도 있다. 이를 위해서 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 수집한 정보에, 대차(MM)가 실측한 터널의 위치데이터 또는 터널에 설치된 표지를 통해 확인한 터널의 위치데이터를 터널위치정보로 링크하고, 대차(MM)에 구성된 정보 저장부(MM3)에 저장한다. 따라서 검사결과 통합처리장치(400)는 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300) 각각의 수집정보인 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 터널의 검사구간 단위로 분류할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 구성된 주행장치의 일 실시 예를 도시한 블록도이고, 도 11은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 유효영역이 설정된 일 실시 예를 보인 이미지이고, 도 12는 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 설정된 유효영역의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 검지영역과 한계영역이 설정된 일 실시 예를 보인 이미지이고, 도 14는 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비에 설정된 유효영역의 다른 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2와 도 8 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비의 대차(MM)는 프레임(MM1)에 탑재된 터널 벽면 검사장치(100)와 터널 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)가 이동하며 검사대상별 이상지점 정보를 수집하도록, 자율 주행을 위한 주행장치(500)와 구동부(600)를 구성한다.
본 실시의 구동부(600)는, 동력을 일으키는 구동축 모터와, 상기 운전신호에 따라 구동축 모터의 구동 스위치를 조작하는 구동축 드라이버와, 상기 정지신호에 따라 구동축 모터의 정지 스위치를 조작하는 운전차단회로 등을 구성할 수 있다.
제어장치(700)는 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300) 각각의 검사 데이터를 수신해서 정보 저장부(MM3)에 전송하고, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)는 물론 주행장치(500)와 빔 라이트(900, 900') 및 구동부(600)로의 배터리(BA) 전력 공급을 제어한다. 본 실시 예에서 관리자가 제어장치(700)의 전원을 켜면 제어장치(700)는 배터리(BA)의 전력을 빔 라이트(900, 900')는 물론 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)에 인가한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비는, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)와 검사결과 통합처리장치(400)로 구성된 터널 통합진단 장비에 있어서, 검사결과 통합처리장치(400)는, 터널 벽면 검사장치(100)에 의해 수집된 벽면 이상지점 정보와, 철도 레일 검사장치(200)에 의해 수집된 레일 이상지점 정보와, 도상 검사장치(300)에 의해 수집된 도상 이상지점 정보를 철도 터널의 검사구간 단위로 분류 가능하도록 저장하는 데이터 저장모듈(410); 프로세스에 따라 데이터 저장모듈(410)에서 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검색해 출력시키는 데이터 처리모듈(420); 상기 검사구간과 검사대상이 행렬로 분류된 테이블 그래픽을 생성하고, 데이터 처리모듈(420)에서 검색된 정보인 벽면 이상지점과 레일 이상지점과 도상 이상지점 각각의 수량이 테이블 그래픽의 해당 셀에 시각적으로 표현되도록 처리하는 GUI 모듈(430);을 포함한다.
터널 벽면 검사장치(100)는 터널의 측벽과 천장을 촬영하고 벽면의 굴곡 상태를 계측하기 위한 카메라와 레이저 거리 측정기 등의 기기가 구성된다.
철도 레일 검사장치(200)는 레일의 변형과 기울어짐 등을 계측하며, 이를 위한 다양한 계측기가 구성된다.
도상 검사장치(300)는 레일 및 침목으로부터 전달되는 차량하중을 노반에 넓게 분산시키고 침목을 일정한 위치에 고정시키는 구조부분을 검사하며, 이를 위해 도상의 평면 촬영을 위한 카메라 등의 기기가 구성된다.
본 터널 통합진단 장비에 구성된 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)는 레일을 따라 이동하며 검사대상을 촬영 또는 계측한다.
검사결과 통합처리장치(400)는, 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)에서 각각 수집된 정보가 통합되어 일괄 출력되도록 프로세싱하며, 이를 위해 데이터 저장모듈(410)과 데이터 처리모듈(420)과 GUI 모듈(430)로 구성된다. 따라서 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)에서 각각 수집한 데이터를 검사결과 통합처리장치(400)가 통합 처리하므로, 관리자는 동일한 모니터를 통해 터널 벽면과 레일과 도상의 상태를 일괄해서 파악할 수 있다. 더 나아가 본 발명에 따른 검사결과 통합처리장치(400)는 터널 벽면과 레일과 도상 각각의 이상 현황과 이상 지점의 분포 현황을 직관적으로 파악할 수 있다.
상기 기능을 구현하기 위해 검사결과 통합처리장치(400)의 데이터 저장모듈(410)은, 터널 벽면 검사장치(100)에 의해 수집된 벽면 이상지점 정보와, 철도 레일 검사장치(200)에 의해 수집된 레일 이상지점 정보와, 도상 검사장치(300)에 의해 수집된 도상 이상지점 정보를 철도 터널의 검사구간 단위로 분류 가능하도록 저장한다. 여기서 상기 검사구간은 터널 내에 위치이며, 본 실시 예의 검사구간은 터널을 일정 간격으로 분할하여 설정한다. 그러나 검사구간의 분할 기준은 이에 한정하지 않으며, 이외에도 특정 장소별로 분할해서 설정할 수 있다.
상기 벽면 이상지점 정보는 벽면의 촬영 영상 데이터와 벽면의 굴곡 상태 데이터와 터널의 단면 형상 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 터널 변형 지점과 개수, 백태 발생 지점과 개수, 균열 지점과 개수, 누수 지점과 개수, 박리 지점과 개수 등의 이상 내용을 파악해서 벽면 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다. 상기 레일 이상지점 정보는 레일의 촬영 영상 데이터와 레이저 측정 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 궤도 틀림 지점과 개수, 파상 마모 지점과 개수, 체결구 탈락 지점과 개수, 체결구 파손 지점과 개수, 레일 마모와 개수 등의 이상 내용을 파악해서 레일 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다. 상기 도상 이상지점 정보는 도상의 촬영 영상 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 백태 발생 지점과 개수, 균열 지점과 개수, 누수 지점과 개수, 박리 지점과 개수 등의 이상 내용을 파악해서 도상 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다. 이상지점 정보에 구성된 세부항목은 자동 분석을 통해 검출될 수도 있으나, 관리자의 측정 데이터 분석을 통해 검출될 수 있다. 데이터 저장모듈(410)은 세부항목별 검출 개수를 카운팅하고, 세부항목이 포함된 이상지점 정보를 철도 터널의 검사구간 단위로 분류해 저장한다.
데이터 처리모듈(420)은 설정된 프로세스에 따라 데이터 저장모듈(410)에서 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검색해 출력시킨다. 데이터 처리모듈(420)은 특정 입력값을 수신하면 지정된 데이터를 검색해서 출력시키며, 이를 통해 GUI 모듈(430)은 테이블 그래픽과 현황페이지와 수집페이지 등을 모니터에 출력할 수 있고, 테이블 그래픽과 현황페이지와 수집페이지 등에 구성된 항목별로 해당하는 데이터를 게시할 수 있다.
GUI 모듈(430)은 상기 검사구간과 검사대상이 행렬로 분류된 테이블 그래픽을 생성하고, 데이터 처리모듈(420)에서 검색된 정보인 벽면 이상지점과 레일 이상지점과 도상 이상지점 각각의 수량이 테이블 그래픽의 해당 셀에 시각적으로 표현되도록 처리하는 을 포함한다. 데이터 처리모듈(420)과 GUI 모듈(430)에 대한 보다 상세한 내용은 실시 예를 통해 아래에서 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 동작하는 순서의 일 실시 예를 도시한 플로차트이고, 도 11은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비의 통합 결과가 표시된 UI의 일 실시 예를 보인 페이지 이미지이고, 도 12는 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 검사대상 및 검사구간을 분류해서 이상지점 정보를 표시한 일 실시 예를 보인 테이블 이미지이고, 도 13 내지 도 18은 본 발명에 따른 터널 통합진단 장비가 해당 페이지를 통해 이미지 형식으로 출력한 수집정보의 일 실시 예를 보인 이미지이다.
도 2 내지 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 통합진단 방법은 다음과 같다.
S10; 이상지점 정보 저장 단계
데이터 저장모듈(410)은 터널 벽면 검사장치(100)에 의해 수집된 벽면 이상지점 정보와, 철도 레일 검사장치(200)에 의해 수집된 레일 이상지점 정보와, 도상 검사장치(300)에 의해 수집된 도상 이상지점 정보를 저장한다.
상기 이상지점 정보는 터널 벽면 검사장치(100)와 철도 레일 검사장치(200)와 도상 검사장치(300)에 구성된 기기의 순수 촬영 영상과 계측값은 물론 자동 연산 또는 관리자의 분석 등을 통해 검출된 데이터를 포함한다. 또한, 상기 벽면 이상지점 정보는 벽면의 촬영 영상 데이터와 벽면의 굴곡 상태 데이터와 터널의 단면 형상 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 터널 변형 지점과 개수, 백태 발생 지점과 개수, 균열 지점과 개수, 누수 지점과 개수, 박리 지점과 개수 등의 이상 내용을 파악해서 벽면 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다. 상기 레일 이상지점 정보는 레일의 촬영 영상 데이터와 레이저 측정 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 궤도 틀림 지점과 개수, 파상 마모 지점과 개수, 체결구 탈락 지점과 개수, 체결구 파손 지점과 개수, 레일 마모와 개수 등의 이상 내용을 파악해서 레일 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다. 상기 도상 이상지점 정보는 도상의 촬영 영상 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함하고, 상기 데이터들의 분석을 통해 백태 발생 지점과 개수, 균열 지점과 개수, 누수 지점과 개수, 박리 지점과 개수 등의 이상 내용을 파악해서 도상 이상지점 정보에 세부항목으로 포함한다.
데이터 저장모듈(410)은 상기 이상지점 정보를 해당 철도 터널의 검사구간 단위로 분류해서 관리한다. 따라서 검사구간별로 해당하는 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 링크된다.
한편, 데이터 저장모듈(410)은 터널에 관한 정보가 저장되고, 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보는 터널별로 저장된다. 따라서 터널이 선택되면, 해당 터널에 링크된 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 검색된다. 참고로, 터널에 관한 정보는 터널명, 검측일시, 시점 위치, 종점 위치, 거리, 검측항목, 검측속도, 변형 여부에 대한 데이터는 물론 도 11의 'C'와 같이 검사대상별 이상지점의 총합 등이 포함된다.
데이터 저장모듈(410)은 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검사구간별로 통합 분류해서 식별코드가 설정된 데이터셋으로 관리한다. 따라서 관리자가 검사구간을 선택하면 데이터 처리모듈(420)은 해당 식별코드로 데이터 저장모듈(410)을 검색해서, 해당 검사구간에 속하는 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 일괄 검색한다.
S20; 터널 정보 검색 단계
관리자에 의해 터널명, 터널에 설정된 식별코드 등이 검사결과 통합처리장치(400)에 입력되면, 데이터 처리모듈(420)은 데이터 저장모듈(410)에서 해당하는 터널에 관한 정보와 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검색한다.
S30; 이상지점 분포 현황 테이블 출력 단계
데이터 처리모듈(420)은 데이터 저장모듈(410)에서 검색된 검사구간별 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 GUI 모듈(430)에 입력하고, GUI 모듈(430)은 도 11의 'A'를 확대해서 보인 도 12과 같이 상기 검사구간과 검사대상이 행렬로 분류되어 생성된 테이블 그래픽에 이상지점 정보를 표현한다. 본 실시 예에서 상기 테이블 그래픽은 행(ROW) 라인에 검사구간이 분류되었고, 열(COLUMN) 라인에 검사대상이 분류되었다. 결국, 행 라인과 열 라인이 서로 교차하는 셀에는 해당하는 이상지점 정보가 게시된다.
GUI 모듈(430)은 셀에 게시되는 이상지점 정보의 수량이 다른 이상지점 정보와 직관적으로 대비할 수 있도록 숫자와 색상 중 선택된 하나 이상으로 표현할 수 있다. 본 실시 예에서 GUI 모듈(430)은 검사구간과 검사대상별 이상지점의 개수를 해당 셀에 숫자로 표현해서 다른 검사구간과 바로 비교할 수 있도록 했다.
또한, GUI 모듈(430)은 검사구간과 검사대상별 이상지점의 수량을 색상으로 표현해서 다른 검사구간과 시각적으로 바로 비교할 수 있도록 했다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 이상지점의 개수가 많은 검사구간의 셀일수록 상대적으로 농도가 짙은 색상으로 표현해서, 관리자가 셀에 게시된 숫자를 직접 확인하지 않아도 이상지점이 많은 검사구간과 검사대상을 직관적으로 바로 식별해 확인할 수 있도록 했다. 이러한 GUI 프로세스는 관리자가 터널의 이상지점 분포 현황을 바로 파악하고 이상의 발생 이유도 추측할 수 있으며 이상이 발생할 터널 내 구간도 예측해서 사전에 조치할 수 있게 했다.
참고로, 본 실시 예에서 해당 터널의 테이블 그래픽에는 '구간 15'에 이상지점이 상대적으로 많음이 표현되었고,
한편, GUI 모듈(430)은 상기 테이블 그래픽을 검사구간 선택이 가능하도록 설정한다. 따라서 관리자가 상기 테이블 그래픽에서 특정 검사구간을 클릭해 선택할 수 있고, 데이터 처리모듈(420)은 선택된 상기 검사구간의 식별코드를 확인해서 데이터 저장모듈(410)에서 해당 데이터셋을 검색한다.
S40; 현황페이지 출력 단계
상기 테이블 그래픽에서의 검사구간 선택을 통해 데이터셋이 검색되면, GUI 모듈(430)은 데이터 처리모듈(420)로부터 수신된 데이터셋의 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 검사대상의 파트 또는 세부항목별로 분류하여 표시된 현황페이지를 도 11의 'B'를 확대해서 보인 도 13와 같이 생성해 출력시킨다.
본 실시의 현황페이지는 철도 터널의 벽면 모습과 레일 모습과 도상 모습이 표현된 바탕이미지의 해당 파트에 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 표시된 것으로, 상기 바탕이미지는 터널의 단면 모습을 이룬다. 따라서 본 실시의 바탕이미지는 벽면 파트와 레일 파트와 도상 파트로 분할되고, 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보는 도 13와 같이 상기 바탕이미지의 각 파트별로 표시된다.
더 나아가 GUI 모듈(430)은 상기 벽면 파트와 레일 파트와 도상 파트를 각각 하위 파트로 추가 분할할 수 있다. 일 예를 들어 설명하면, 상기 벽면 파트는 좌측벽부(L)와 천장부(CT)와 우측벽부(R)로 추가 분할될 수 있고, 상기 레일 파트는 하행 레일과 상행 레일로 추가 분할될 수 있고, 상기 도상 파트는 좌측 도상(LL)과 중앙 도상(LR+RL)과 우측 도상(RR)으로 추가 분할될 수 있다.
GUI 모듈(430)은 상기 파트로 분할 구성된 바탕이미지의 해당 위치에 데이터 처리모듈(420)이 검색한 이상지점 정보별 세부항목을 표시하고, 상기 세부항목별 이상지점 개수도 게시한다. 따라서 관리자는 특정 검사구간에 위치한 검사대상별 이상 내용을 구체적이면서 직관적으로 확인할 수 있고, 이를 통해 이상 발생 현황도 파악하여 이해할 수 있다.
S50; 수집정보 검색 단계
GUI 모듈(430)은 현황페이지의 구성 그래픽을 파트 또는 세부항목 선택이 가능하도록 설정하고, 데이터 처리모듈(420)은 파트 그래픽 또는 세부항목 그래픽 선택을 통해 항목코드가 입력되면 데이터 저장모듈(410)에서 해당 세부항목의 수집정보를 검색한다.
도 13와 같이 현황페이지에는 각 파트별로 '데이터 보기' 메뉴가 포함되고, GUI 모듈(430)은 상기 메뉴 클릭 시 항목코드를 발생시킨다. 따라서 데이터 처리모듈(420)은 항목코드를 확인하고 검색할 수 있다.
본 실시 예에서 GUI 모듈(430)은 파트가 선택되도록 했으나, 이외에도 세부항목별로 메뉴키를 생성해서 해당 세부항목 관련 수집정보만이 검색되도록 할 수 있다.
S60; 수집페이지 출력 단계
데이터 저장모듈(420)에 저장된 수집정보는 도 13 내지 도 18와 같이 터널 벽면의 변형, 백태, 균열, 누수, 박리 여부를 시각적으로 파악할 수 있는 촬영 영상 데이터와 벽면의 굴곡 상태 데이터와 터널의 단면 형상 데이터(3D 스캔 검측 데이터) 등을 포함한다. 또한, 터널 레일의 궤도 틀림 지점과 개수, 파상 마모 지점과 개수, 체결구 탈락 지점과 개수, 체결구 파손 지점과 개수, 레일 마모와 개수 등을 시각적으로 파알할 수 있는 촬영 영상 데이터와 레이저 측정 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함한다. 또한, 터널 도상의 백태 발생 지점과 개수, 균열 지점과 개수, 누수 지점과 개수, 박리 지점과 개수 등의 이상 내용을 파악할 수 있는 촬영 영상 데이터와 조도 측정 데이터 등을 포함한다.
도 13는 터널의 천장 벽면에 관한 촬영 영상 데이터(이미지)이고, 도 16는 터널의 좌측 벽부와 우측벽부에 관한 촬영 영상 데이터(이미지)이다. 또한, 도 14은 도 11의 'D'를 확대해서 보인 '스캔 그래프'이다. 상기 '스캔 그래프'는 터널 벽면의 굴곡 상태 데이터와 단면 형상 데이터를 기반으로 파악한 3D 스캔 검측 데이터의 표현 형태이며, 본 데이터를 통해 터널 벽면의 라이닝을 파악할 수 있다. 이를 위해 본 실시의 상기 스캔 그래프는 터널 벽면의 단면 형상이 바탕화면에 그래프 형태로 게시되고, 터널 벽면의 각 지점별 거리값의 변화가 표 형태로 게시된다. 상기 그래프 형태에는 거리값에 맞춰 그래프 선을 표시할 수 있다. 여기서, 상기 터널 벽면의 라이닝을 보이기 위한 3D 스캔 검측 데이터는 레이저를 조사하는 기능의 터널형상 측정기(120)로 측정된 터널 벽면과의 거리이고, 해당 거리 정보를 통해 터널 벽면의 굴곡을 파악해서 상기 이상 여부 등을 체크할 수 있게 한다. 상기 현황페이지와 같이 테이블 그래픽에서 검사구간이 선택되면 해당하는 구간의 스캔 그래프가 출력될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 스캔 그래프는 통합 페이지에 게시되었으나, 이외에도 테이블 그래픽에서 검사구간이 선택되면 GUI 모듈(430)에 의해 현황페이지와 스캔 그래프 중 선택된 하나 이상이 출력되도록 될 수 있다.
또한, 도 17은 좌측 도상(LL)과 중앙 도상(LR+RL)과 우측 도상(RR)에 관한 촬영 영상 데이터(이미지)이다. 또한, 도 18는 터널의 레일 및 궤도 전체에 관한 촬영 영상 데이터와, 레이저 측정 데이터를 기반으로 파악한 레일 표면 및 마모도 영상 데이터와, 촬영 영상 데이터와 레이저 측정 데이터와 조도 측정 데이터를 종합해 파악된 궤도 틀림 그래프이다.
또한, 본 실시 예에서 상기 현황페이지의 '데이터 보기' 메뉴를 클릭하면, 앞에서 예시한 해당하는 검사대상의 촬영 영상 이미지가 별도의 창으로 팝업될 수 있다.
결국, 관리자는 테이블 그래픽을 통해 검사구간과 검사대상별로 이상지점의 개수를 파악해서 터널 이상의 분포 현황을 직관적으로 확인해 판단할 수 있고, 이중 검사구간 선택을 통해 세부항목 및 파트별로 터널 이상의 분포 현황을 파악할 수 있으며, 이중 세부항목 선택을 통해 관련 수집정보를 확인해서 이상 정도를 확인할 수 있다.
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.

Claims (9)

  1. 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치를 갖춘 터널 통합진단 장비에 있어서,
    상기 터널 벽면 검사장치와 철도 레일 검사장치와 도상 검사장치가 장착되는 프레임과, 철도 레일과 맞물려 회전하도록 상기 프레임에 장착되고 구동부의 동력을 받아 회전하는 다수의 휠로 구성된 대차; 상기 구동부의 동작을 제어하는 주행장치; 상기 프레임에 설치된 지지대 상기 통합진단 장비의 전방 지면에 광 라인이 형성되도록 빔을 조사하며 지지대에 장착된 빔 라이트; 통합처리장치;를 포함하되,
    상기 통합처리장치는, 상기 터널 벽면 검사장치에 의해 수집된 벽면 이상지점 정보와, 상기 철도 레일 검사장치에 의해 수집된 레일 이상지점 정보와, 상기 도상 검사장치에 의해 수집된 도상 이상지점 정보를 철도 터널의 검사구간 단위로 분류 가능하도록 저장하는 데이터 저장모듈; 설정된 프로세스에 따라 데이터 저장모듈에서 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검색해 출력시키는 데이터 처리모듈; 상기 검사구간과 검사대상이 행렬로 분류된 테이블 그래픽을 생성하고, 상기 데이터 처리모듈에서 검색된 정보인 벽면 이상지점과 레일 이상지점과 도상 이상지점 각각의 수량이 테이블 그래픽의 해당 셀에 시각적으로 표현되도록 처리하는 GUI 모듈;을 포함하고,
    상기 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보에는 이상 내용이 포함되고, 상기 데이터 저장모듈은 상기 이상 내용을 세부항목으로 분류해 저장하며 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보를 검사구간별로 분류해서 식별코드가 설정된 데이터셋으로 관리하고,
    상기 GUI 모듈은, 상기 테이블 그래픽에서 검사구간 선택이 가능하도록 설정하며, 상기 데이터 처리모듈에 의해 검색된 데이터셋의 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 검사대상의 파트 또는 세부항목별로 분류되어 표시된 현황페이지를 생성해 출력시키며,
    상기 데이터 처리모듈은 검사구간 선택을 통해 식별코드가 입력되면 데이터 저장모듈에서 해당 데이터셋을 검색하는 것;
    을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지대는,
    상기 프레임에 입설된 다수의 스탠드와, 상기 스탠드와 교차하게 연결되어서 서로 이웃하는 스탠드를 잇는 연결대로 구성된 것을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다수의 상기 스탠드가 장방형으로 배열되고, 상기 연결대가 스탠드를 따라 연결되어서 전단 라인과 좌우측 라인을 이루며, 상기 빔 라이트는 전단 라인과 좌우측 라인에 각각 설치되어서 통합진단 장비의 전방 지면과 양측방 지면에 광 라인이 형성되도록 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 스탠드는 프레임에 탈부착 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 빔 라이트의 높낮이 조절이 가능하도록 스탠드 또는 연결대가 승강 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 스탠드가 프레임에 회동 가능하게 연결되고, 상기 스탠드와 연결대가 접철 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 GUI 모듈이 출력한 현황페이지는,
    철도 터널의 벽면 모습과 레일 모습과 도상 모습이 표현된 바탕이미지의 해당 파트에 벽면 이상지점 정보와 레일 이상지점 정보와 도상 이상지점 정보가 표시된 것;
    을 특징으로 하는 접근 제한범위 표시 기능을 갖춘 터널 통합진단 장비.
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