KR102412044B1 - 기차 레일 상태 예보 장치 - Google Patents

기차 레일 상태 예보 장치 Download PDF

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KR102412044B1
KR102412044B1 KR1020220028172A KR20220028172A KR102412044B1 KR 102412044 B1 KR102412044 B1 KR 102412044B1 KR 1020220028172 A KR1020220028172 A KR 1020220028172A KR 20220028172 A KR20220028172 A KR 20220028172A KR 102412044 B1 KR102412044 B1 KR 102412044B1
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    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/042—Track changes detection
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치는 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 압전 센싱신호를 출력하는 압전 센싱부; 상기 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 제1 휨 센싱신호를 출력하는 제1 휨 센싱부; 상기 서로 인접한 기차 레일들의 밑면에 구비되어 제2 휨 센싱신호를 출력하는 제2 휨 센싱부; 상기 압전 센싱신호에 따라 서로 인접한 기차 레일들의 길이 변화량을 도출하고, 상기 제1 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수평 방향에서의 상기 인접한 기차 레일들의 제1 틀어짐 정도를 도출하고, 상기 제2 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수직 방향에서의 상기 인접한 기차레일들의 제2 틀어짐 정도를 도출하며, 상기 길이 변화량, 제1 틀어짐 정도 및 상기 제2 틀어짐 정도에 따라 상기 인접한 기차 레일들의 상태 정보를 생성하는 컨트롤러; 상기 상태 정보를 외부로 전송하는 통신부 및 상기 통신부로부터 상기 상태 정보를 전송받고, 상기 상태 정보의 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각의 레일 상태 파라미터에 대한 기계 학습을 통하여 상기 기차 레일의 상태를 예측하여 예측 결과를 상기 기차의 조종실로 전송하는 상태 예보 컴퓨터를 포함한다.

Description

기차 레일 상태 예보 장치{ APPARATUS FOR FORECASTING STATE OF TRAIL RAIL}
본 발명은 기차 레일 상태 예보 장치에 관한 것이다.
기차 레일은 금속으로 되어 있기 때문에 금속의 특성 상 온도의 변화에 따른 수축 및 팽창이 일어난다.
또한 기차 레일은 지반이나 교량 등에 설치되기 때문에 지반이나 교량의 바닥 변화로 인하여 기차 레일 사이의 정렬이 틀어질 수 있다.
이와 같은 기차 레일의 수축, 팽창 및 틀어짐에 대한 상태를 예측할 수 있는 기차 레일 상태 예보 장치가 필요하다.
등록특허 10-2116890 (공고일 2020년05월29일)
본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치는 기차 레일의 상태를 예측하여 안전 사고를 방지하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 압전 센싱신호를 출력하는 압전 센싱부; 상기 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 제1 휨 센싱신호를 출력하는 제1 휨 센싱부; 상기 서로 인접한 기차 레일들의 밑면에 구비되어 제2 휨 센싱신호를 출력하는 제2 휨 센싱부; 상기 압전 센싱신호에 따라 서로 인접한 기차 레일들의 길이 변화량을 도출하고, 상기 제1 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수평 방향에서의 상기 인접한 기차 레일들의 제1 틀어짐 정도를 도출하고, 상기 제2 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수직 방향에서의 상기 인접한 기차레일들의 제2 틀어짐 정도를 도출하며, 상기 길이 변화량, 제1 틀어짐 정도 및 상기 제2 틀어짐 정도에 따라 상기 인접한 기차 레일들의 상태 정보를 생성하는 컨트롤러; 상기 상태 정보를 외부로 전송하는 통신부; 및 상기 통신부로부터 상기 상태 정보를 전송받고, 상기 상태 정보의 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각에 해당하는 레일 상태 파라미터에 대한 기계 학습을 통하여 상기 기차 레일의 상태를 예측하여 예측 결과를 상기 기차의 조종실로 전송하는 상태 예보 컴퓨터 를 포함하는 기차 레일 상태 예보 장치가 제공된다.
상기 압전 센싱부는 상기 압전 센싱신호를 출력하는 압전 센서, 상기 서로 인접한 기차 레일들 중 하나와 상기 압전 센서의 일측 에 연결된 제1 탄성부, 및 상기 서로 인접한 기차 레일들 중 다른 하나와 상기 압전 센서의 타측에 연결된 제2 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 제1 휨 센싱부 및 상기 제2 휨 센싱부 각각의 양측에는 홀이 형성되어 있으며, 상기 홀을 관통하는 연결 부재가 상기 인접한 기차 레일들에 연결되고, 상기 홀의 직경은 상기 연결 부재의 바디 직경보다 크고 상기 연결 부재의 헤드 직경보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치는 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각에 해당하는 레일 상태 파라미터에 대한 기계 학습을 통하여 기차 레일의 상태를 예측함으로써 안전 사고를 방지할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 각각 제1 틀어짐 정도와 제2 틀어짐 정도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따라 도출가능한 기차 레일의 다양한 상태를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 압전 센싱부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 및 제2 휨 센싱부의 연결 구조를 설명하기 위한 것이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치는 압전 센싱부(100), 제1 휨 센싱부(200), 제2 휨 센싱부(300), 컨트롤러(400), 통신부(500) 및 상태 예보 컴퓨터(800)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기차 레일 상태 예보 장치는 압전 센싱부(100), 제1 휨 센싱부(200), 제2 휨 센싱부(300), 컨트롤러(400) 및 통신부(500)에 전원을 공급하기 위한 전원부(600)를 포함할 수 있다. 전원부(600)는 배터리를 포함하거나 외부에서 공급된 전력을 적절하게 변환시킬 수 있다.
압전 센싱부(100)는 서로 인접한 기차 레일(10)들의 측면에 구비되어 압전 센싱신호를 출력한다. 압전 센싱부(100)는 인접한 기차 레일(10)들 사이의 이음매의 간격 변화를 센싱할 수 있다.
기차 레일(10)은 온도에 따라 수축하거나 팽창할 수 있다. 이에 따라 인접한 기차 레일(10)의 이음매의 간격이 변화할 수 있으며, 압전 센싱부(100)는 기차 레일(10)의 수축 또는 팽창에 따른 압전 센싱신호를 출력할 수 있다.
압전 센싱부(100)가 기차 레일(10)의 측면에 설치되는 이유는 기차 레일(10)의 윗면은 기차 바퀴가 지나가므로 압전 센싱부(100)의 파손 방지를 위하여 기차 레일(10)의 위션이 아닌 측면에 설치될 수 있다.
제1 휨 센싱부(200)는 서로 인접한 기차 레일(10)들의 측면에 구비되어 제1 휨 센싱신호를 출력한다. 제2 휨 센싱부(300)는 서로 인접한 기차 레일(10)들의 밑면에 구비되어 제2 휨 센싱신호를 출력한다. 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)는 휨의 정도에 따라 저항이 변하는 휨 센서를 포함할 수 있다.
제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)가 각각 기차 레일(10)의 측면 및 밑면에 구비되는 이유는 첫째로 앞서 설명된 바와 같이 기차 레일(10)의 윗면은 기차 바퀴가 지나가므로 압전 센싱부(100)의 파손 방지를 위한 것이고, 이유 두번째는 서로 다른 방향에서의 기차 레일(10) 틀어짐을 센싱하기 위해서이다. 이에 대해서는 이후에 상세히 설명하도록 한다.
컨트롤러(400)는 압전 센싱신호에 따라 서로 인접한 기차 레일(10)들의 길이 변화량을 도출한다. 길이 변화량은 기차 레일(10)의 수축량 또는 팽창량에 따른 것일 수 있다. 또한 길이 변화량은 기차 레일(10)의 이음매의 간격 변화에 해당할 수도 있다.
컨트롤러(400)는 제1 휨 센싱신호에 따라 기차 레일(10)의 연장 방향에 대한 수평 방향에서의 인접한 기차 레일(10)들의 제1 틀어짐 정도를 도출하고, 제2 휨 센싱신호에 따라 기차 레일(10)의 연장 방향에 대한 수직 방향에서의 인접한 기차레일들의 제2 틀어짐 정도를 도출한다.
예를 들어, 도 1에서 기차 레일(10)의 연장 방향은 X축에 평행하고, 상기 수평 방향은 Y축에 평행하며, 상기 수직 방향은 Z축에 평행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인접한 기차 레일(10)들이 X축, 즉, 레일의 연장 방향을 따라 정렬되어 있는 상태가 정상이라면, 제1 틀어짐 정도(D1)는 Y축, 즉, 수평 방향으로 정렬이 틀어진 정도를 나타낸다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 인접한 기차 레일(10)들이 X축, 즉, 레일의 연장 방향을 따라 정렬되어 있는 상태가 정상이라면, 제2 틀어짐 정도(D2)는 Z축, 즉, 수직 방향으로 정렬이 틀어진 정도를 나타낸다.
컨트롤러(400)는 길이 변화량, 제1 틀어짐 정도 및 제2 틀어짐 정도에 따라 인접한 기차 레일(10)들의 상태 정보를 생성한다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 기차 레일(10)의 다양한 상태가 도출가능하다. 이 때 설명의 편의를 위하여 도 4에서는 제1 휨 센싱부(200)의 도시를 생략하였고, 도 5에서는 제2 휨 센싱부(300)의 도시를 생략하였다.
도 4의 (a)는 서로 인접한 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)을 따라 정상적으로 이루어져 있고, 이음매의 간격 역시 정상인 상태를 나타낸다.
도 4의 (b)는 이음매의 간격은 도 4의 (a)에서와 동일하나, 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)에 수평 방향(Y축에 평행)을 따라 틀어져 있는 상태를 나타낸다.
도 4의 (c)는 이음매의 간격이 도 4의 (a) 및 (b)에 비하여 크고, 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)에 수평 방향(Y축에 평행)을 따라 틀어져 있는 상태를 나타낸다.
또한, 도 5의 (a)는 서로 인접한 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)을 따라 정상적으로 이루어져 있고, 이음매의 간격 역시 정상인 상태를 나타낸다.
도 5의 (b)는 이음매의 간격은 도 5의 (a)에서와 동일하나, 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)에 수직 방향(Z축에 평행)을 따라 틀어져 있는 상태를 나타낸다.
도 5의 (c)는 이음매의 간격이 도 5의 (a) 및 (b)에 비하여 크고, 기차 레일(10)의 정렬이 기차 레일(10)의 연장 방향(X축에 평행)에 수직 방향(Z축에 평행)을 따라 틀어져 있는 상태를 나타낸다.
도 4 및 도 5에는 도시되어 있지 않으나 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)가 동시에 휘어짐에 따라 Y축 성분과 Z축 성분으로 이루어진 방향으로 기차 레일(10)의 정렬이 틀어진 상태 역시 도출가능하다.
한편, 도 4 및 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 기차 레일(10)의 정렬이 틀어지더라도 기차 레일(10) 사이의 이음매의 간격은 정상 범위일 수 있다. 그런데 기차 레일(10)의 틀어짐으로 인하여 압전 센싱부(100)에 인가되는 힘은 정상적인 정렬 상태(도 4 및 도 5의 (a) 참조)에 비하여 달라질 수 있다.
즉, 기차 레일(10)이 틀어지면 도 4 및 도 5의 (b)와 같이 정상적인 정렬 상태(도 4 및 도 5의 (a) 참조)에 비하여 압전 센싱부(100)에 인장력이 가해질 수 있으며, 이에 따라 압전 센싱신호가 정상 상태에 비하여 변할 수 있다.
다시 말해서 기차 레일(10) 사이의 이음매의 간격이 정상적이더라도 기차 레일(10)의 틀어짐에 따라 압전 센싱부(100)의 압전 센싱신호가 변할 수 있다. 컨트롤러(400)는 제1 틀어짐 정도 및 제2 틀어짐 정도 중 적어도 하나에 따른 압전 센싱신호의 변화가 기준 범위에 있을 경우 길이 변화량은 정상 범위라는 상태 정보를 생성할 수 있다.
이와 같은 기차 레일(10)에 대한 상태 정보는 통신부(500)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 통신부(500)는 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 통신부(500)는 LAN, WiFi, 2세대 내지 5세대의 이동통신모듈, 블루투스나 지그비와 같은 단거리 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 통신부(500)는 외부에 있는 관리자의 단말기(미도시)나 관제 센터의 컴퓨팅 장치(미도시)와 통신을 수행할 수 있다.
한편, 앞서 참조된 도 4 및 도 5에서는 설명의 편의를 위하여 압전 센싱부(100)가 간략하게 도시되었으나, 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 센싱부(100)는 압전 센서(110), 제1 탄성부(130) 및 제2 탄성부(150)를 포함할 수 있다. 이 때 도 6 및 도 7에서는 설명의 편의를 위하여 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)의 도시를 생략하였다.
압전 센서(110)는 압전 센싱신호를 출력할 수 있다. 압전 센서(110)는 가해지는 인장력 또는 압축력에 따른 전기적 신호 형태의 압전 센싱신호를 출력할 수 있다.
제1 탄성부(130)는 서로 인접한 기차 레일(10)들 중 하나와 압전 센서(110)의 일측에 연결될 수 있다.
제2 탄성부(150)는 서로 인접한 기차 레일(10)들 중 다른 하나와 압전 센서(110)의 타측에 연결될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기차 레일(10)들의 틀어짐, 수축 또는 팽창에 따라 압전 센서(110)에 인장력이나 압축력이 가해질 수 있다. 기차 레일(10)들의 변형에 따른 인장력이나 압축력은 크기가 매우 크기 때문에 본 발명과 다르게 압전 센서(110)를 직접 기차 레일(10)에 연결할 경우 압전 센서(110)가 파손되거나 오작동할 가능성이 있다.
본 발명의 압전 센싱부(100)는 압전 센서(110) 양단에 스프링을 포함하는 제1 탄성부(130) 및 제2 탄성부(150)을 포함함으로써 기차 레일(10)의 변형에 따른 압축력이나 인장력이 과도하게 압전 센서(110)에 가해지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 기차 레일(10)의 수축, 팽창 및 틀어짐에 따라 휨 센싱부와 기차 레일(10) 사이의 연결 거리(CD)가 변할 수 있다. 그런데 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)의 길이는 변하지 않으므로 기차 레일(10)의 변형에 따라 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)가 파손될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 도 8의 구조가 이용된다. 도 8에는 설명의 편의를 위하여 압전 센싱부(100) 및 제2 휨 센싱부(300)의 도시를 생략하였다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300) 각각의 양측에는 홀이 형성되어 있으며, 홀을 관통하는 연결 부재(700)가 인접한 기차 레일(10)들에 연결될 수 있다.
이 때 홀의 직경은 연결 부재(700)의 바디(710) 직경보다 크고 연결 부재(700)의 헤드(730) 직경보다 작을 수 있다. 홀의 직경이 연결부재의 바디(710)의 직경보다 크므로 기차 레일(10)의 수축, 팽창 및 틀어짐에 따라 휨 센싱부와 기차 레일(10) 사이의 연결 거리(CD)가 변하더라도 홀의 둘레와 연결 부재(700)의 바디(710) 사이에 갭(gap)이 존재할 수 있다. 이에 따라 기차 레일(10)이 변형되더라도 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)의 파손이 방지될 수 있다.
이와 같이 홀의 직경이 연결 부재(700)의 바디(710)의 직경보다 크기 때문에 제1 휨 센싱부(200) 및 제2 휨 센싱부(300)가 연결 부재(700)로부터 이탈할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 연결 부재(700)의 헤드(730)의 직경은 홀의 직경보다 클 수 있다.
한편, 상태 예보 컴퓨터(800)은 통신부(500)로부터 상태 정보를 전송받고, 상태 정보의 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각의 레일 상태 파라미터에 대한 기계 학습을 통하여 기차 레일의 상태를 예측하여 예측 결과를 기차의 조종실로 전송한다.
기차 관제 컴퓨터(800)는 통신부(500) 및 기차의 조종실과 서버-클라이언트 통신을 수행할 수 있다. 이를 위하여 통신부(500), 기차 관제 컴퓨터(800) 및 기차의 조종실은 2세대 내지 5세대의 무선 통신망을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(500), 기차 관제 컴퓨터(800) 및 기차의 조종실은 LTE-R 무선통신망을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
예를 들어, 고속 열차가 운행하는 궤도는 50m 내지 200m의 장대 레일로 이루어져 있으므로 기차 관제 컴퓨터(800)와 통신부(500)는 장거리 통신을 수행할 수 있는 무선 통신망을 이용할 수 있다.
다음으로 기차 관제 컴퓨터(800)의 기계학습을 통한 기차 레일의 상태 예측에 대해 설명한다.
이와 같은 기차 레일의 상태를 예측하기 위하여 상태 예보 컴퓨터(800)는 제1 시점까지의 레일 상태 파라미터의 기준패턴을 기계학습을 통하여 도출하고, 파라미터 각각의 기준패턴을 동기화하여 파라미터 각각의 기준패턴 사이의 상관정도를 분석하여 기준 상관정도를 도출할 수 있다.
이 때 레일 상태 파라미터는 제1 틀어짐 정도에 대한 파라미터, 제2 틀어짐 정도에 대한 파라미터 및 길이 변화량에 대한 파라미터를 포함할 수 있다. 또한, 기온에 대한 파라미터 및 기차 레일을 주행하는 기차 중량 파라미터를 더 포함할 수 있다.
이 때 기온에 대한 정보는 기상청이나 기상 정보 제공 회사로부터 제공받을 수 있다. 또한 기차 중량에 대한 정보는 철도청으로부터 제공받을 수 있다. 이 때 기차 중량은 화물 및 승객에 대한 중량을 포함하지 않은 것일 수도 있고, 화물 및 승객 중 적어도 하나에 대한 중량을 포함하는 것일 수도 있다.
상태 예보 컴퓨터(800)는 제1 시점 이후의 제2 시점의 파라미터 각각의 패턴의 상관정도와 상기 기준 상관정도의 비교결과에 따라 기차 레일의 상태에 대한 비정상 예측을 도출할 수 있다.
예를 들어, 상태 예보 컴퓨터(800)는 기온에 대한 파라미터 및 기차 중량에 대한 파라미터의 기준 패턴과, 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각의 파라미터의 기준 패턴을 도출하고, 상기 기준 패턴들을 동기화하여 기준 패턴들 사이의 상관정도를 분석하여 기준 상관정도를 도출할 수 있다.
이후 상태 예보 컴퓨터(800)는 실시간으로 전송되는 여러 파라미터들 각각의 패턴을 도출하고, 이들 패턴 사이의 상관정도를 도출할 수 있다. 상태 예보 컴퓨터(800)는 상기 상관정도와 기준 상관정도를 비교하여 기차 레일의 상태에 대한 비정상 예측을 도출할 수 있다.
이에 따라 기온 및 기차 중량이 기차 레일의 뒤틀림 및 길이 변화에 대한 영향에 따른 레일 상태의 예측이 가능할 수 있다.
이상에서 설명된 기계학습은 일례일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
기차 레일(10)
압전 센싱부(100)
압전 센서(110)
제1 탄성부(130)
제2 탄성부(150)
제1 휨 센싱부(200)
제2 휨 센싱부(300)
컨트롤러(400)
통신부(500)
전원부(600)
연결 부재(700)
바디(710)
헤드(730)
상태 예보 컴퓨터(800)

Claims (3)

  1. 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 압전 센싱신호를 출력하는 압전 센싱부;
    상기 서로 인접한 기차 레일들의 측면에 구비되어 제1 휨 센싱신호를 출력하는 제1 휨 센싱부;
    상기 서로 인접한 기차 레일들의 밑면에 구비되어 제2 휨 센싱신호를 출력하는 제2 휨 센싱부;
    상기 압전 센싱신호에 따라 서로 인접한 기차 레일들의 길이 변화량을 도출하고, 상기 제1 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수평 방향에서의 상기 인접한 기차 레일들의 제1 틀어짐 정도를 도출하고, 상기 제2 휨 센싱신호에 따라 상기 기차 레일의 연장 방향에 대한 수직 방향에서의 상기 인접한 기차레일들의 제2 틀어짐 정도를 도출하며, 상기 길이 변화량, 제1 틀어짐 정도 및 상기 제2 틀어짐 정도에 따라 상기 인접한 기차 레일들의 상태 정보를 생성하는 컨트롤러;
    상기 상태 정보를 외부로 전송하는 통신부; 및
    상기 통신부로부터 상기 상태 정보를 전송받고, 상기 상태 정보의 제1 틀어짐 정도, 제2 틀어짐 정도 및 길이 변화량 각각의 레일 상태 파라미터에 대한 기계 학습을 통하여 상기 기차 레일의 상태를 예측하여 예측 결과를 상기 기차의 조종실로 전송하는 상태 예보 컴퓨터를 포함하고,
    상기 제1 휨 센싱부 및 상기 제2 휨 센싱부는 휨의 정도에 따라 저항이 변하는 휨 센서를 포함하며,
    상기 압전 센싱부는 상기 서로 인접한 기차 레일들 사이의 이음매의 간격 변화를 센싱하고,
    상기 컨트롤러는 상기 길이 변화량에 해당되는 상기 서로 인접한 기차 레일들 사이의 이음매의 간격 변화를 생성하고, 상기 제1 틀어짐 정도 및 상기 제2 틀어짐 정도 중 적어도 하나에 따른 상기 압전 센싱신호의 변화가 기준 범위에 있을 경우 상기 길이 변화량은 정상 범위라는 상태 정보를 생성하며,
    상기 압전 센싱부는, 상기 압전 센싱신호를 출력하는 압전 센서, 상기 서로 인접한 기차 레일들 중 하나와 상기 압전 센서의 일측에 연결된 제1 탄성부, 및 상기 서로 인접한 기차 레일들 중 다른 하나와 상기 압전 센서의 타측에 연결된 제2 탄성부를 포함하며,
    상기 제1 휨 센싱부 및 상기 제2 휨 센싱부 각각의 양측에는 홀이 형성되어 있으며, 상기 홀을 관통하는 연결 부재가 상기 인접한 기차 레일들에 연결되고, 상기 연결 부재는 상기 홀을 관통하는 바디와 상기 바디에 연결된 헤드를 포함하며, 상기 홀의 직경은 상기 바디의 직경보다 크고 상기 헤드의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 기차 레일 상태 예보 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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