KR102402658B1 - 철도 지하구간용 fm-dmb 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템 - Google Patents

철도 지하구간용 fm-dmb 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템은 전동차량; 상기 전동차량 운행을 모니터링하는 전동차량 모니터링 운영센터에 설치되어 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 송신하고 객실 영상을 수신하는 주중계장치; 상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 복수로 분배하는 광신호 분배기; 상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 결합하여 누설동축케이블을 통하여 전동차량에 송출하거나, 상기 전동차량으로부터 객실영상 신호를 수신하는 광/전 변환 증폭기; 터널 내부에 설치되어 상기 DMB 신호와 FM 신호를 증폭하여 전동차량으로 송신하고, 전동차량 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 증폭하여 광/전 변환 증폭기로 송신하는 DATA & RF 변환중계기;를 포함하여 통신설비를 종래 지하구간에서 FM라디오와 DMB 방속을 청취할 수 있도록 구축된 누설동축케이블을 공용으로 사용함으로 관리 비용 및 구축 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템{REAL TIME MONITORING SYSTEM USING EMERGENCY BROADCASTING RECEPTION EQUIPMENT OF FM-DMB FOR RAILWAY UNDERGROUND SECTION}
본 발명은 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 재난방송 수신설비에 객실감시설비 기능을 추가하고 지하구간인 터널 내부에 설치되는 누설동축케이블을 공용으로 사용하여 FM, DMB 신호 중계 및 객실 영상 신호를 전송함으로써 관리 비용 및 구축 비용을 절감할 수 있는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템에 관한 것이다.
종래에는 객실감시설비가 전동차량객실 내의 승객 안전을 위한 객실감시영상을 촬영하여 전동차량 내에서 비상상황 발생시 긴급 조치할 수 있도록 무선전송 가능하게 별도로 설치된 LTE-R 방식의 무선송수신 장치를 통해 해당 객실감시영상을 통합사령실로 전송하고 있다.
또한, 지하 공간에서도 FM 라디오나 DMB 방송을 청취할 수 있도록 외부로부터 신호를 수신하여 내부 지하공간에 신호를 중계하는 설비로써 대합실과 같은 내부지하공간은 안테나를 설치하여 중계하고 철도전동차량이 다니는 터널의 경우는 누설동축케이블을 설치하여 신호를 중계한다.
하지만, 종래 LTE-R 방식의 무선송수신 장치는 이동통신방식의 특성상 영상전용 대역폭 상시 보장이 불가능하고, 통신설비를 구축하는데 초고가의 비용이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 현재까지 상술한 객실감시설비에서 촬영한 객실감시영상을 터널에서 FM 라디오와 DMB 방송을 송신하기 위해 이미 구축된 재난방송 수신설비와 결합하여 송출하는 경우는 없었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1940633호(2019. 01. 15)
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 재난방송 수신설비에 객실감시설비 기능을 추가하고 지하구간인 터널 내부에 설치되는 누설동축케이블을 공용으로 사용하여 객실 영상 신호를 전송할 수 있는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템은 전동차량; 상기 전동차량 운행을 모니터링하는 전동차량 모니터링 운영센터에 설치되어 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 송신하고 객실 영상을 수신하는 주중계장치; 상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 복수로 분배하는 광신호 분배기; 상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 결합하여 누설동축케이블을 통하여 전동차량에 송출하거나, 상기 전동차량으로부터 객실영상 신호를 수신하는 광/전 변환 증폭기; 터널 내부에 설치되어 상기 DMB 신호와 FM 신호를 증폭하여 전동차량으로 송신하고, 전동차량 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 증폭하여 광/전 변환 증폭기로 송신하는 DATA & RF 변환중계기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 주중계장치는 DMB 수신안테나로부터 DMB신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환하는 DMB 수신기; FM 수신안테나로부터 FM신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환하는 FM 수신기; 상기 FM 수신기 및 DMB 수신기로부터 수신한 디지털 형태의 전기신호를 수신하여 광신호로 변환하는 제1 광송수신기; 및 객실에 설치된 상기 CCTV에 영상 데이터를 요청하여 표시부에 표시되도록 하고, 특정 CCTV가 촬영하는 영상을 확대하거나, 촬영위치를 변경할 수 있는 객실감시 제어신호를 생성하는 객실감시제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 광/전 변환 증폭기는 수신한 디지털형태의 FM 또는 DMB 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 전동차량에 전달하거나, 해당 전동차량의 CCTV가 촬영한 객실영상 데이터를 광신호로 변환하여 상기 주중계장치로 전송하는 제2 광송수신기; 상기 제2 광송수신기로부터 수신한 디지털형태의 DMB 전기신호를 RF신호로 변환하는 DMB 송신기; 상기 제2 광송수신기로부터 수신한 디지털형태의 FM 전기신호를 RF신호로 변환하는 FM 송신기; 상기 DMB 송신기로부터 수신한 DMB RF 신호를 증폭하는 DMB 증폭기; 상기 FM 송신기로부터 수신한 FM RF 신호를 증폭하는 FM 증폭기; 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제2 광송수신기로 전송하는 DATA & RF 변환기; 및 상기 DMB 증폭기 및 상기 FM 증폭기로부터 수신한 FM RF 신호와 DMB RF 신호를 결합하여 하나의 출력포트로 출력하는 다중대역결합기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템은 통신설비를 종래 지하구간에서 FM라디오와 DMB 방속을 청취할 수 있도록 구축된 누설동축케이블을 공용으로 사용함으로 관리 비용 및 구축 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 블록도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 상세도면이다.
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 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 구성도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템은 주중계장치(100), 광신호 분배기(200), 광/전 변환 증폭기(300), DATA & RF 변환중계기(400), 및 전동차(500)를 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템의 구성에 대해 더욱 상세히 설명한다.
상기 주중계장치(100)는 전동차량 운행을 모니터링하는 전동차량 모니터링 운영센터 등에 설치되어 재난방송수신설비의 FM 수신안테나 또는 DMB 수신안테나를 통해 수신한 방송신호를 상기 광신호 분배기(200) 또는 광/전 변환증폭기(300)로 광케이블을 이용하여 전송한다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 주중계장치(100)는 DMB 수신기(110), FM 수신기(120), 제1 광송수신기(130), 및 객실감시제어부(140)를 포함한다.
상기 DMB 수신기(110)는 상기 DMB 수신안테나로부터 DMB신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환한다.
상기 FM 수신기(120)는 상기 FM 수신안테나로부터 FM신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환한다.
상기 제1 광송수신기(130)는 상기 FM 수신기(120) 및 DMB 수신기(110)로부터 수신한 디지털 형태의 전기신호를 수신하여 광신호로 변환한다.
또한, 상기 제1 광송수신기(130)는 상기 광/전 변환증폭기(300)로부터 수신한 객실영상 DATA를 전기신호로 변환하여 상기 객실감시제어부(140)로 전송한다.
상기 객실감시제어부(140)는 객실에 설치된 CCTV에 촬영정보를 요청하거나, 특정 CCTV가 촬영하는 영상을 확대하거나, 촬영위치를 변경할 수 있는 객실감시 제어신호를 생성한다.
또한, 상기 객실감시제어부(140)는 CCTV에 영상 데이터를 요청하여 디스플레이부, 또는 표시부에 표기되도록할 수도 있다.
상기 광신호 분배기(200)는 상기 DMB 수신기(110)의 DMB 신호, FM 수신기(120)의 FM 신호, 또는 상기 객실감시제어부(140)의 객실감시 제어신호를 복수의 광/전 변환 증폭기(300)로 분배한다.
또한, 상기 광신호 분배기(200)는 상기 광/전 변환 증폭기(300)로부터 수신한 객실영상 데이터에 대한 디지털의 광신호를 주중계장치(100)로 전송한다.
상기 광/전 변환 증폭기(300)는 상기 주중계장치(100) 또는 광신호 분배기(200)로부터 수신된 디지털형태의 광신호를 수신하여 RF신호로 변환 및 증폭한다.
또한 상기 광/전 변환 증폭기(300)는 터널 또는 지하공간에 RF신호를 누설동축케이블(케이블안테나)을 통하여 송출하기 위한 증폭장치이다.
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 광/전 변환 증폭기(300)는 제2 광송수신기(310), DMB 송신기(320), FM 송신기(330), DMB 증폭기(340), FM 증폭기(350), DATA & RF 변환기(360), 및 다중대역결합기(370)를 포함한다.
상기 제2 광송수신기(310)는 수신한 디지털형태의 FM 또는 DMB 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 MB 송신기(320) 또는 FM 송신기(330)로 전달하거나, 반대로 전동차량 객실에 설치된 CCTV가 촬영한 객실영상 데이터를 광신호로 변환하여 상기 주중계장치(100)로 전송한다.
상기 DMB 송신기(320)는 상기 제2 광송수신기(310)로부터 수신한 디지털형태의 DMB 전기신호를 RF신호로 변환한다.
상기 FM 송신기(330)는 상기 제2 광송수신기(310)로부터 수신한 디지털형태의 FM 전기신호를 RF신호로 변환한다.
상기 DMB 증폭기(340)는 상기 DMB 송신기(320)로부터 수신한 DMB RF 신호를 증폭한다.
마찬가지로 상기 FM 증폭기(350)는 상기 FM 송신기(330)로부터 수신한 FM RF 신호를 증폭한다.
상기 DATA & RF 변환기(360)는 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제2 광송수신기(310)로 전송하는 구성으로써 상기 광/전 변환 증폭기(300)에 모듈형태로 추가 장착될 수 있다.
상기 다중대역결합기(370)는 상기 DMB 증폭기(340) 및 상기 FM 증폭기(350)로부터 수신한 FM RF 신호와 DMB RF 신호를 결합하여 하나의 출력포트로 출력한다.
상기 DATA & RF 변환중계기(400)는 터널 내부에 설치되어 전동차량 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 증폭하여 상기 DATA & RF 변환기(360)로 전송 한다.
상기 DATA & RF 변환중계기(400)는 신호 분리부(410), 상기 밴드 패스 필터(420), 신호 변환부(430), 및 CPU(440)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 신호 분리부(410)는 2.4GHz와 FM+DMB+열차방호 신호를 분리시키는 역할을 한다.
상기 밴드 패스 필터(420)는 광/전 변환 증폭기(300)와 연결되는 누설 동축 케이블 안테나로부터 입력되는 2.4GHz 주파수만을 걸러낸다.
상기 신호 변환부(430)는 누설동축케이블 안테나로부터 입력되는 RF 신호를 데이터를 변경하여 CPU에 입력한다.
상기 CPU(440)는 상기 신호 변환부(430)에서 입력되는 데이터를 가공 및 편집하여 다시 상기 신호 변환부(430)로 입력시켜 해당 데이터를 RF 신호로 변환하여 송출한다.
상술한 구성을 갖는 상기 DATA & RF 변환중계기(400)는 2.4GHz 중계기 역할을 하며 누설동축케이블 안테나 등의 손실로 인한 데이터를 광/전 변환 증폭기(300)에 전달하기 위해 재생 작업을 수행한다.
상기 전동차량(500)는 CCTV(510), NVR(Network Video Recorder:520), 및 차상장치(530)를 포함한다.
상기 CCTV(510)는 상기 전동차량(500) 객실 내에 복수개가 상이한 IP가 설정된 후, 설치되어 객실 내부를 촬영하고, 상기 NVR(520)은 상기 CCTV(510)와 연결되어, 해당 CCTV(510)가 촬영한 영상 데이터를 저장하며, 상기 차상장치(530)는 상기 영상 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 DATA&RF 변환 중계기(400)로 송신한다.
복수의 상기 CCTV(510)는 상이한 IP로 설정되어, 지정된 IP의 영상 데이터를 수집하여 감시할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템에 의한 객실 감시과정에 대해 설명한다.
먼저, 상기 전동차량(500)의 CCTV(510)는 객실 내부를 촬영하여 영상 데이터를 생성하고, 생성된 영상 데이터는 상기 NVR(520)에 저장된다.
상기 차상장치(530)는 NVR(520)에 저장된 전동차량 객실의 영상 데이터를 RF 신호로 변환하여 상기 DATA & RF 변환중계기(400)로 송신한다.
상기 DATA & RF 변환중계기(400)는 상기 차상장치(530)으로부터 수신된 객실영상 RF 신호를 증폭하여 상기 광/전 변환 증폭기(300)의 DATA & RF 변환기(360)로 전송한다.
상기 DATA & RF 변환기(360)는 상기 차상장치(530)으로부터 수신되어 증폭된 객실의 영상 RF신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제2 광송수신기(310)로 전송한다.
상기 제2 광송수신기(310)는 객실의 디지털 신호로 변환된 영상신호를 광신호로 변환하여 상기 주중계기(100)로 전송한다.
상기 주중계기(100)의 제1 광송수신기(130)는 상기 제2 광송수신기(310)로부터 수신한 디지털의 영상신호를 전기신호로 변환하여 상기 객실감시 제어부(140)로 전송한다.
상기 객실감시 제어부(140)는 수신한 영상신호를 디스플레이부 등에 표시하여 모니터링할 수 있게 하거나, 관리자의 제어신호를 입력받아 객실내의 CCTV를 제어할 수도 있다.
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.
100 : 주중계장치
110 : DMB 수신기 120 : FM 수신기
130 : 제1 광송수신기 140 : 객실감시제어부
200 : 광신호 분배기
300 : 광/전 변환 증폭기
310 : 제2 광송수신기 320 : DMB 송신기
330 : FM 송신기 340 : DMB 증폭기
350 : FM 증폭기 360 : DATA & RF 변환기
370 : 다중대역결합기
400 : DATA & RF 변환중계기
410 : 신호 분리부 420 : 밴드 패스 필터
430 : 신호 변환부 440 : CPU
500 : 전동차량
510 : CCTV 520 : NVR
530 : 차상장치

Claims (4)

  1. 전동차량;
    상기 전동차량 운행을 모니터링하는 전동차량 모니터링 운영센터에 설치되어 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 송신하고 객실 영상을 수신하는 주중계장치;
    상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 복수로 분배하는 광신호 분배기;
    상기 DMB 신호, FM 신호 및 객실감시 제어신호를 결합하여 누설동축케이블을 통하여 전동차량에 송출하거나, 상기 전동차량으로부터 객실영상 신호를 수신하는 광/전 변환 증폭기;
    터널 내부에 설치되어 상기 DMB 신호와 FM 신호를 증폭하여 전동차량으로 송신하고, 전동차량 객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 증폭하여 광/전 변환 증폭기로 송신하는 DATA & RF 변환중계기;를 포함하되,
    상기 DATA & RF 변환중계기가
    주파수에서 상기 DMB 신호와 FM 신호를 분리하는 신호 분리부;
    상기 신호 분리부에 의해 상기 DMB 신호와 FM 신호가 분리된 상기 주파수를 필터링하는 밴드 패스 필터;
    상기 DMB 신호와 FM 신호를 가공 및 편집 가능한 데이터로 변경하는 신호 변환부; 및
    상기 신호 변환부에서 입력되는 데이터를 가공 및 편집하여 상기 신호 변환부에 재입력시키는 CPU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전동차량은
    상이한 IP가 할당된 복수의 CCTV는
    복수의 상기 CCTV가 촬영한 객실의 영상 데이터를 저장하는 NVR; 및
    상기 NVR에 저장된 전동차량 객실의 영상 데이터를 RF 신호로 변환하는 차상장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주중계장치는
    DMB 수신안테나로부터 DMB신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환하는 DMB 수신기;
    FM 수신안테나로부터 FM신호(RF신호)를 수신하여 저잡음 증폭 후, 디지털 신호로 변환하는 FM 수신기;
    상기 FM 수신기 및 DMB 수신기로부터 수신한 디지털 형태의 전기신호를 수신하여 광신호로 변환하는 제1 광송수신기; 및
    객실에 설치된 상기 CCTV에 영상 데이터를 요청하여 표시부에 표시되도록 하고, 특정 CCTV가 촬영하는 영상을 확대하거나, 촬영위치를 변경할 수 있는 객실감시 제어신호를 생성하는 객실감시제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광/전 변환 증폭기는
    수신한 디지털형태의 FM 또는 DMB 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 전동차량에 전달하거나, 해당 전동차량의 CCTV가 촬영한 객실영상 데이터를 광신호로 변환하여 상기 주중계장치로 전송하는 제2 광송수신기;
    상기 제2 광송수신기로부터 수신한 디지털형태의 DMB 전기신호를 RF신호로 변환하는 DMB 송신기;
    상기 제2 광송수신기로부터 수신한 디지털형태의 FM 전기신호를 RF신호로 변환하는 FM 송신기;
    상기 DMB 송신기로부터 수신한 DMB RF 신호를 증폭하는 DMB 증폭기;
    상기 FM 송신기로부터 수신한 FM RF 신호를 증폭하는 FM 증폭기;
    객실의 차상장치로부터 수신한 객실영상 RF신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제2 광송수신기로 전송하는 DATA & RF 변환기; 및
    상기 DMB 증폭기 및 상기 FM 증폭기로부터 수신한 FM RF 신호와 DMB RF 신호를 결합하여 하나의 출력포트로 출력하는 다중대역결합기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 지하구간용 FM-DMB 재난방송 수신설비를 이용한 객실 실시간 감시 시스템.
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