KR102454713B1 - 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템 - Google Patents

도로면 수막 및 결빙 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 절연체 또는 노면에 일정 거리를 두고 고정된 2극의 전극 중 어느 1극에 전류를 흘려 다른 극에서 돌아오는 전류량을 측정하여 이를 상황별(수막형성, 노면결빙)로 판단하여 출력하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템에 관한 것으로서,
지주에 설치되는 결빙 감시 시스템(A)과, 상기 지주에 설치되고 상기 결빙 감시 시스템(A)으로부터 노면상태 정보를 표시하는 도로표지판(K)과, 상기 결빙 감시 시스템(A)은 도로면 상태의 정보를 수신하여 저장하고 출력하며 도로면의 결빙 감시를 위한 모든 기능을 제어하고 MCU를 내장한 제어부(1)와, 상기 제어부(1)와 연결되어 도로면에 설치된 2극으로 구성된 전극봉(P)(P1)으로부터 입력된 도로면의 노면상태에 따른 저항 값(도로면 수막 및 결빙 정보)을 제어부(1)에 입력하는 전극부(2)와, 상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 외부온도를 측정하여 제어부(1)로 전송하는 온도센서(3)와, 상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 노면상태 정보를 출력하는 출력부(4)와, 상기 출력부(4)와 연결되고 출력부로부터 노면상태 정보에 따라 스위치를 동작시키는 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)와, 상기 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)의 동작에 따라 온/오프 접점 동작을 하는 제1 및 제2 스위치(6)(6a)와, 상기 제어부(1)와 연결되고 전원을 공급하는 전원부(7)를 포함하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템이다.
위와 같은 본 발명은 첫째, 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 도로의 상태를 직접 분석하여 눈에 보이지 않는 결빙(Black Ice)구간, 수막형성 등 도로 상황을 정확하게 파악하고 전달함으로써 운전자의 신뢰도와 경각심을 향상 시키고 안전운행으로 인한 인명과 재산을 보호할 수 있다.
둘째, 또한 결빙구간의 주요지역이 산간 지역임을 감안하면 전기 인입을 위한 선로 공사가 용이하지 못하여 태양광을 이용한 독립형 태양광 발전시스템을 설치 구성함으로써 도로 감시 시스템을 설치 운영할 수 있다.
셋째, 그리고 소비전력이 낮은 발광형 주의 또는 경고 등의 도로표지판을 설치 구성함으로써 일반 전기 공급이 원활하지 못한 산간지역 등에서 태양광을 이용한 독립형 태양광 발전시스템을 이용하여 원활하게 도로표지판을 통해 도로면의 정보를 광 엘이디 등으로 출력하여 표시할 수 있다.
넷째, 도로면의 검출된 정보를 별도의 통신수단을 구축하여 수 Km 전방에 있는 전광판에 전달하여 운전자로 하여금 미연에 주의 및 경고를 인지할 수 있도록 할 수도 있음은 물론 검출된 정보를 통신수단을 이용하여 도로교통 상황실에 전달할 수 있도록 할 수도 있으며, 검출된 정보를 이용하여 염수분사 신호 및 염화칼슘 투입시점 등을 결정하는 데 활용할 수도 있다.

Description

도로면 수막 및 결빙 감시 시스템{Road surface water curtain and black ice surveillance system}
본 발명은 도로면 수막 및 결빙(블랙아이스, Black Ice) 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 절연체 또는 노면에 일정 거리를 두고 고정된 2극의 전극 중 어느 1극에 전류를 흘려 보내고 다른 극에서 돌아오는 전류량을 측정하여 이를 도로 상황별(수막형성, 노면결빙)로 직접 분석하여 눈에 보이지 않는 결빙구간, 수막형성 등 도로 상황을 정확하게 판단하여 출력 전달함으로써 운전자의 신뢰도와 경각심을 향상 시키고 안전운행으로 인한 인명과 재산을 보호할 수 있는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 동절기 교통사고의 주요원인으로 들 수 있는 것은 도로의 결빙(블랙아이스, Black Ice)이라 할 수 있다. 도로가 결빙되는 경우에는 교통사고로 인한 인명 피해뿐만 아니라, 차량 지체 및 교통 통제로 인하여 시간적, 경제적인 손실이 발생하기도 한다.
특히 동절기에는 눈 또는 비의 결빙으로 인한 교통사고가 주요 원인이 되며, 이러한 도로 결빙 상태를 사전에 감지하여 결빙 도로에 대한 즉각적인 인지를 통해 운전자로 하여금 경각심을 가지고 안전운전에 최선을 다하도록 해야한다.
겨울철 도로 위에서 결빙에 의한 교통사고 치사율이 전체 교통사고에 비해 9배나 높은 것으로 분석 되고 있고, 또한 결빙에 의한 사고는 연쇄추돌 사고로 이어질 확률이 매우 높게 나타난다.
이러한 겨울철 도로 위에서의 결빙상태를 운전자에게 주의를 갖도록 하기 위한 것으로 주의용 도로표지판을 설치하고 있으나 이러한 도로표지판은 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등 현재 상황을 전달하기 보다는 사고빈도가 높은 지역에 주의용으로 설치 되어 운전자의 신뢰도가 낮아 현재상황을 정확하게 인지하지 못하고 경각심 또한 낮아지는 문제가 있다.
그리고 노변 관측장비 또는 온도센서를 설치하여 결빙상태 정보를 제공할 수 있으나 실제로 노변 관측장비 또는 온도센서를 도로의 모든 구간에 설치하기에는 현실적인 어려움이 있으며, 비용적인 부담 또한 문제가 되므로 현장에 설치된 장비를 통한 실시간 정보만을 이용하는 노면상태 판단에는 운영에 한계가 있고 오류가 발생하는 등의 문제점 등이 있다.
1. (특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1303801호(2013. 09. 04 공고) 2. (특허문헌 0002) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1677908호(2016. 11. 29 공고) 3. (특허문헌 0003) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1409222호(2014. 06. 30 공고) 4. (특허문헌 0004) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1158404호(2012. 06. 22 공고)
본 발명은 상기 제시된 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 절연체 또는 노면에 일정 거리를 두고 고정된 2극의 전극 중 어느 1극에 전류를 흘려 보내고 다른 극에서 돌아오는 전류량을 측정하여 이를 도로 상황별(수막형성, 노면결빙)로 직접 분석하여 눈에 보이지 않는 결빙구간, 수막형성 등 도로 상황을 정확하게 판단하여 출력 전달함으로써 운전자의 신뢰도와 경각심을 향상 시키고 안전운행으로 인한 인명과 재산을 보호할 수 있는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템을 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 도로면의 결빙 감시 시스템은 지주에 설치되고 상기 결빙 감시 시스템 중 전극부는 도로면에 구성되고 전원부 중 태양전지판을 지주에 구성하며 또한 지주에는 노면상태 정보(도로면의 수막 또는 결빙)를 나타내는 도로표지판(소비전력이 낮은 발광형)을 포함한다.
도로면의 결빙 감시 시스템은 도로면 상태의 정보를 수신하여 저장하고 출력하며 도로면의 결빙 감시를 위한 모든 기능을 제어하고 MCU를 내장한 제어부와, 상기 제어부와 연결되어 도로면에 설치된 2극으로 구성된 전극봉으로부터 입력된 도로면의 노면상태에 따른 저항 값(도로면 수막 및 결빙 정보)을 제어부에 입력하는 전극부와, 상기 제어부와 연결되고 도로면의 외부온도를 측정하여 제어부로 전송하는 온도센서와, 상기 제어부와 연결되고 도로면의 노면상태 정보를 출력하는 출력부와, 상기 출력부와 연결되고 출력부로부터 노면상태 정보(도로면의 수막 또는 결빙)에 따라 스위치를 동작시키는 제1 및 제2 릴레이와, 상기 제1 및 제2 릴레이의 동작에 따라 온/오프 접점 동작을 하는 제1 및 제2 스위치와, 상기 제어부와 연결되고 일반 220V의 전원을 전압 변환과 임피던스 변환을 하는 파워 트랜스와 태양전지판으로부터 공급된 DC전원을 AC화시키는 인버터 중 어느 하나로 구성되는 전원부로 구성됨을 포함한 것이다.
상기 지주에는 태양전지판으로부터 공급되는 전기에너지를 결빙 감시 시스템에 공급하기 위한 컨트롤러로서 태양광 컨트롤러를 구성하고 태양광 컨트롤러는 태양전지판으로부터 공급된 전기에너지를 결빙 감시 시스템에 출력시간을 제어하는 마이컴(MCU CONTROLLER)과, 상기 마이컴과 연결되고 태양전지판으로부터 공급된 전기에너지를 저장하고 또한 결빙 감시 시스템에 전원을 공급하는 저장창치로서의 배터리와, 상기 마이컴과 배터리 간에 연결되어 배터리의 과방전 및 과충전을 감시하는 볼테이지 센서와, 상기 마이컴과 연결되고 상기 태양전지판(solar panel)(S)으로부터 공급되는 전기에너지가 과전압으로 입력되는 것을 감시하는 볼테이지 센서와, 상기 마이컴과 연결되어 배터리에 충전량을 조절하는 PWM파워와, 상기 PWM파워에 의한 충전량 조절을 실행하는 스위치와, 상기 마이컴과 연결되고 온도에 따라 충전상태(충전량)를 제어하며 배터리에 온도가 일정온도 이상 상승하거나 하강하면 충전을 차단는 온도센서와, 상기 마이컴과 연결되고 배터리에 전류량을 감시(과부하 감시)하는 전류 센서(Current Sensor)와, 상기 마이컴과 연결되어 외부로의 전기에너지 출력을 결정하여 조절하는 전류출력조절부와, 상기 전류출력조절부에 의한 전류출력 여부를 실시하는 스위치를 구성하여 포함한다.
이상과 같은 본 발명은 첫째, 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 도로의 상태를 직접 분석하여 눈에 보이지 않는 결빙(Black Ice)구간, 수막형성 등 도로 상황을 정확하게 파악하고 전달함으로써 운전자의 신뢰도와 경각심을 향상 시키고 안전운행으로 인한 인명과 재산을 보호할 수 있다.
둘째, 또한 결빙구간의 주요지역이 산간 지역임을 감안하면 전기 인입을 위한 선로 공사가 용이하지 못하여 태양광을 이용한 독립형 태양광 발전시스템을 설치 구성함으로써 도로 감시 시스템을 설치 운영할 수 있다.
셋째, 그리고 소비전력이 낮은 발광형 주의 또는 경고 등의 도로표지판을 설치 구성함으로써 일반 전기 공급이 원활하지 못한 산간지역 등에서 태양광을 이용한 독립형 태양광 발전시스템을 이용하여 원활하게 도로표지판을 통해 도로면의 정보를 광 엘이디 등으로 출력하여 표시할 수 있다.
넷째, 도로면의 검출된 정보를 별도의 통신수단을 구축하여 수 Km 전방에 있는 전광판에 전달하여 운전자로 하여금 미연에 주의 및 경고를 인지할 수 있도록 할 수도 있음은 물론 검출된 정보를 통신수단을 이용하여 도로교통 상황실에 전달할 수 있도록 할 수도 있으며, 검출된 정보를 이용하여 염수분사 신호 및 염화칼슘 투입시점 등을 결정하는 데 활용할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"으로서 전극봉이 도로면에 설치 구성되고 결빙 감시 시스템과 태양광 컨트롤러 및 태양전지판(solar panel)과 도로표지판이 유기적으로 연결되고 지주에 설치 구성된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 도로면에 설치 구성되는 전극봉과 결빙 감시 시스템의 관계를 설명하는 계략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 결빙 감시 시스템에 대한 전체 구성을 나타낸 블럭 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 도로면에 전극봉을 설치 구성하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 도로면에 매입형의 전극봉을 설치 구성하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 결빙 감시 시스템과 태양광 컨트롤러의 연결구성을 나타낸 블럭 다이어그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 "도로면 수막 및 결빙 감시 시스템"에서 도로면의 검출된 정보를 별도의 통신수단에 의해 수 Km 전방에 있는 전광판에 전달하여 표시하는 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 바람직한 실시예로서 도시하여 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능이나 형태 등을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 도시된 도 1에 따라 설명한다.
도시된 바와 같이 도로면의 결빙 감시 시스템(A)은 지주(T)에 설치되고 상기 결빙 감시 시스템(A) 중 전극봉(P)(P1)은 도로면(g)에 구성되고 상기 결빙 감시 시스템(A)에 전원을 공급하는 전원부 중 어느 하나로서 태양전지판(solar panel)(S)을 지주(T)에 구성하며 또한 지주(T)에는 노면상태 정보(도로면의 수막 또는 결빙)를 나타내는 도로표지판(K)을 포함한다.
상기 도로표지판(K)은 소비전력이 낮은 발광형으로 함이 바람직하다.
상기 도로면의 결빙 감시 시스템(A)은 도 2 및 도 3에서와 같이 도로면 상태의 정보를 수신하여 저장하고 출력하며 도로면의 결빙 감시를 위한 모든 기능을 제어하고 MCU를 내장한 제어부(1)와, 상기 제어부(1)와 연결되어 도로면에 설치된 2극으로 구성된 전극봉(P)(P1)으로부터 입력된 도로면의 노면상태에 따른 저항 값(도로면 수막 및 결빙 정보)을 제어부(1)에 입력하는 전극부(2)를 구성한다.
상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 외부온도를 측정하여 제어부(1)로 전송하는 온도센서(3)와, 상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 노면상태 정보를 출력하는 출력부(4)를 구성한다.
상기 출력부(4)와 연결되고 출력부로부터 노면상태 정보(도로면의 수막 또는 결빙)에 따라 스위치를 동작시키는 기계식이나 전자식으로 된 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)와, 상기 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)의 동작에 따라 온/오프 접점 동작을 하는 제1 및 제2 스위치(6)(6a)를 구성한다.
상기 제어부(1)와 연결되고 일반 220V의 전원을 전압 변환과 임피던스 변환을 하는 파워 트랜스와 태양전지판으로부터 공급된 DC전원을 AC화시키는 인버터 중 어느 하나로 구성되는 전원부(7)로 구성된 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명은 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 절연체 또는 노면에 일정 거리를 두고 고정된 2극의 전극 중 어느 1극에 전류를 흘려 다른 극에서 돌아오는 전류량을 측정하여 이를 상황별(수막형성, 노면결빙)로 판단하여 출력한다.
즉, 1극에서 출력 된 전류는 대지가 건조한 상태에서는 전극 사이에 저항이 형성되지 않아 대지로 흘러나가 다른 극으로 돌아오는 전류가 없다.
그러나 전극 사이에 물,수분,눈,얼음 등이 형성되어 있을 시에는 각각의 상태에 따라 저항값이 달라지기 때문에 돌아오는 전류량이 달라지게 된다.
이와 같이 물,수분,눈,얼음 등에 따라 저항값의 다름을 이용하여 돌아오는 전류량에 따라 상태를 판단하여 현재 상황(수막형성 또는 노면결빙)을 주의 또는 경고 할 수 있는 신호로 활용 할 수 있다.
이때 물에서 얼음으로 고체화 될수록 저항값이 상승하고, 높은 저항값은 수분이 건조될 때의 저항값과 같은 범위에 위치할 수 있어 온도센서(3)에 의해 외부온도를 측정하여 동일한 저항 범위에서 영상과 영하로 구분하여 출력 오류를 방지한다.
즉, 온도센서(3)에 의해 외부온도가 영상이면 도로면이 건조한 상태이므로 정상적인 도로면 상태이고 외부온도가 영하이면 물에서 얼음으로 고체화된 상태이므로 도로면은 결빙상태가 된다.
상기 절연체 또는 노면에 일정 거리를 두고 고정된 2극의 전극 중 어느 1극에 전류를 흘려 다른 극에서 돌아오는 전류량을 제어부(1)에 전송하면 제어부에서 이를 상황별(수막형성, 노면결빙)로 판단하여 출력부(4)를 통해 출력하면 제1 및 제2 릴레이(5)(5a) 중 어느 한 릴레이에서 스위치를 동작시킨다.
예컨대, 수막형성으로 판단이되면 제1 릴레이(5)가 동작하여 제1 스위치(6)를 동작시켜 접점되게 하고, 노면이 결빙상태로 판단이되면 제2 릴레이(5a)가 동작하여 제2 스위치(6a)를 동작시켜 접점되게 한다.
위와 같이 제1 스위치(6) 또는 제2 스위치(6a)가 접점 동작이 됨에 따라 도로표지판(K)에 상황별 도로면의 정보가 출력되어 표시된다.
상기에서 물,수분,눈,얼음 등에 따라 저항값의 다름을 이용하여 돌아오는 전류량에 따라 도로면 상태를 판단하여 현재 상황(수막형성 또는 노면결빙)을 주의 또는 경고 할 수 있는 신호로 활용 할 수 있는 것으로 그 일예를 보면 아래 표와 같다.
Figure 112021101156810-pat00001
이상과 같이 도로면의 물,수분,눈,얼음 등의 저항값에 따른 현재 상황의 정보를 도로표지판에 주의 또는 경고 등의 신호를 표시함으로써 운전자로 하여금 안전운행을 할 수 있게 된다.
상기 도로면에 설치되는 전극봉(P)(P1)은 도 4 및 도 5에서와 같이 도로 매입형(a)과 도로 외 자립형(b) 및 도로 횡단형(c)으로 구성할 수 있다.
위와 같은 도로 매입형(a)과 도로 외 자립형(b) 및 도로 횡단형(c)은 도로 상태에 따라 선택하여 설치 사용된다.
도로 매입형(a)은 도로의 지면에 직접 매립하여 2극의 전극봉(P)(P1)에 의해 물,수분,눈,얼음 등에 따른 도로면 상태의 정보를 수집하는 것이고 이러한 도로 매입형(a)은 도 5에서와 같이 수막 및 결빙구간의 범위에 따라 한 개의 시스템에 다수의 전극봉을 횡단 또는 종단으로 연결 확장시켜 설치 사용할 수 있다.
그리고 위와 같은 도로 매입형(a)은 차량이 밟지 않는 중앙선이나 차선에 매립하고 도로면에 노출된 전극봉(P)(P1)은 높이가 5㎜이하 로서 안전운전에 어떠한 악영향도 주지 않는다.
상기 도 4의 도로 외 자립형(b)은 차량의 주행도로에 직접 설치하지 않고 주변에 설치하는 것으로 도로면이 콘크리트로 된 경우 매립작업이 어려워 주행도로면의 주변에 설치되는 것이고 전극봉(P)(P1)은 시멘트몰딩에 구성되어 콘크리트로 된 도로면과 유사한 조건하에 도로면 상태의 정보를 수집하는 것이며 그리고 이러한 도로 외 자립형(b)은 앵커볼트 등으로 바닥에 고정 설치하여 사용한다.
상기 도 4의 도로 횡단형(c)은 도로면의 횡단방향으로 전극봉(P)(P1)을 매립하는 것으로 이러한 도로 횡단형(c)은 수막 및 결빙구간의 범위가 해당 도로구간의 특성상 도로면 전체에 걸쳐 분포되는 경우에 설치 사용한다.
그리고 한편, 상기 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로면이 산간지역에 주로 분포하고 있어 일반 전기 공급을 위한 선로공사가 용이하지 못하여 태양광을 이용한 독립형 태양광 발전시스템의 설치가 중요하다.
이를 위해 본 발명은 지주에 태양광을 이용한 태양전지판(S)을 구성하였고 태양전지판(S)으로부터 공급되는 전기에너지를 결빙 감시 시스템(A) 및 도로표지판(K)에 공급하여 사용한다.
이하 태양전지판(S)으로부터 공급되는 전기에너지를 결빙 감시 시스템(A)에 공급하기 위한 컨트롤러로서 태양광 컨트롤러(X)를 도 6에 따라 설명한다.
태양광 컨트롤러(X)는 태양전지판(S)으로부터 공급된 전기에너지를 결빙 감시 시스템(X)에 출력시간을 제어하는 마이컴(MCU CONTROLLER)(200)과, 상기 마이컴(200)과 연결되고 태양전지판(S)으로부터 공급된 전기에너지를 저장하고 또한 결빙 감시 시스템(A)에 전원을 공급하는 저장창치로서의 배터리(V)를 구성한다.
상기 마이컴(200)과 배터리(V) 간에 연결되어 배터리의 과방전 및 과충전을 감시하는 볼테이지 센서(201)와, 상기 마이컴(200)과 연결되고 상기 태양전지판(solar panel)(S)으로부터 공급되는 전기에너지가 과전압으로 입력되는 것을 감시하는 볼테이지 센서(202)를 구성한다.
상기 마이컴(200)과 연결되어 배터리(V)에 충전량을 조절하는 PWM파워(203)와, 상기 PWM파워(203)에 의한 충전량 조절을 실행하는 스위치(Q1)(Q2)를 구성한다.
상기 마이컴(200)과 연결되고 온도에 따라 충전상태(충전량)를 제어하며 배터리(V)에 온도가 일정온도 이상 상승하거나 하강하면 충전을 차단는 온도센서(204)와, 상기 마이컴(200)과 연결되고 배터리(V)에 전류량을 감시(과부하 감시)하는 전류 센서(Current Sensor)(205)를 구성한다.
상기 마이컴(200)과 연결되어 외부로의 전기에너지 출력을 결정하여 조절하는 전류출력조절부(206)와, 상기 전류출력조절부(206)에 의한 전류출력 여부를 실시하는 스위치(Q3)를 구성하여서 된 것이다.
이상과 같은 본 발명은 태양전지판(solar panel)(S)으로부터 공급되는 전기에너지를 태양광컨트롤러(X)에 의해 배터리(V)에 충전되고 배터리에 충전된 전기 에너지는 필요에 따라 결빙 감시 시스템(A)에 공급하여 결빙 감시 시스템(A)을 작동시킴에 따라 도로면 상태의 정보를 수집하여 현재 상황(수막형성 또는 노면결빙)을 주의 또는 경고 등을 도로표지판(K)에 신호로 제공할 수 있도록 한다.
즉, 상기 태양광컨트롤러(X)의 마이컴(200) 명령에 의해 배터리(V)에 충전된 전기 에너지를 전류출력조절부(206)에 의해 전류를 출력하여 결빙 감시 시스템(A)에 공급하게 된다.
위와 같은 태양광컨트롤러(X)는 배터리의 전기에너지를 출력하는 시간(즉, 결빙 감시 시스템에서 도로면의 정보를 수집 출력하는 경우)을 제어하고 배터리의 과방전과 과충전을 제어하며 전류의 과부하 및 과전압 등을 제어한다.
이상과 같은 본 발명은 주로 결빙구간, 사고다발지역, 미끄럼주의 등의 도로 구간에서 도로의 상태를 직접 분석하여 눈에 보이지 않는 결빙(Black Ice)구간, 수막형성 등 도로 상황을 정확하게 파악하고 전달함으로써 운전자의 신뢰도와 경각심을 향상 시키고 안전운행으로 인한 인명과 재산을 보호할 수 있다.
그리고 또한 도 7에서와 같이 도로면의 검출된 정보를 별도의 통신수단을 구축하여 수 Km 전방에 있는 전광판에 전달하여 운전자로 하여금 미연에 주의 및 경고를 인지할 수 있도록 할 수도 있음은 물론 검출된 정보를 통신수단을 이용하여 도로교통 상황실에 전달할 수 있도록 할 수도 있으며, 검출된 정보를 이용하여 염수분사 신호 및 염화칼슘 투입시점 등을 결정하는 데 활용할 수도 있다.
A: 결빙 감시 시스템 K: 도로표지판
S: 태양전지판(solar panel) P,P1: 전극봉
T: 지주 V: 저장장치(배터리)
X: 충전 및 방전 컨트롤러 g: 도로면
1: 제어부 2: 전극부
3: 온도센서 4: 출력부
5: 제1 릴레이 5a: 제2 릴레이
6: 제1 스위치 6a: 제2 스위치
7: 전원부
200: 마이컴 201,202: 볼테이지 센서
203: PWM파워 204: 온도센서
205: 전류 센서 206: 전류출력조절부

Claims (7)

  1. 지주에 설치되는 결빙 감시 시스템(A)과,
    상기 지주에 설치되고 상기 결빙 감시 시스템(A)으로부터 노면상태 정보를 표시하는 도로표지판(K)과,
    상기 결빙 감시 시스템(A)은 도로면 상태의 정보를 수신하여 저장하고 출력하며 도로면의 결빙 감시를 위한 모든 기능을 제어하고 MCU를 내장한 제어부(1)와,
    상기 제어부(1)와 연결되어 도로면에 설치된 2극으로 구성된 전극봉(P)(P1)으로부터 입력된 도로면의 노면상태에 따른 저항 값(도로면 수막 및 결빙 정보)을 제어부(1)에 입력하는 전극부(2)와,
    상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 외부온도를 측정하여 제어부(1)로 전송하는 온도센서(3)와,
    상기 제어부(1)와 연결되고 도로면의 노면상태 정보를 출력하는 출력부(4)와,
    상기 출력부(4)와 연결되고 출력부로부터 노면상태 정보에 따라 스위치를 동작시키는 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)와,
    상기 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)의 동작에 따라 온/오프 접점 동작을 하는 제1 및 제2 스위치(6)(6a)와,
    상기 제어부(1)와 연결되고 전원을 공급하는 전원부(7)와,
    상기 결빙 감시 시스템(A)에 태양전지판(S)으로부터 공급되는 전기에너지를 공급하기 위한 컨트롤러로서 태양광 컨트롤러(X)를 전원부(7)와 연결 구성하고,
    상기 태양광 컨트롤러(X)는 태양전지판(S)으로부터 공급된 전기에너지를 결빙 감시 시스템(X)에 출력시간을 제어하는 마이컴(MCU CONTROLLER)(200)과,
    상기 마이컴(200)과 연결되고 태양전지판(S)으로부터 공급된 전기에너지를 저장하고 또한 결빙 감시 시스템(A)에 전원을 공급하는 저장창치로서의 배터리(V)와,
    상기 마이컴(200)과 배터리(V) 간에 연결되어 배터리의 과방전 및 과충전을 감시하는 볼테이지 센서(201)와,
    상기 마이컴(200)과 연결되고 상기 태양전지판(solar panel)(S)으로부터 공급되는 전기에너지가 과전압으로 입력되는 것을 감시하는 볼테이지 센서(202)와,
    상기 마이컴(200)과 연결되어 배터리(V)에 충전량을 조절하는 PWM파워(203)와,
    상기 PWM파워(203)에 의한 충전량 조절을 실행하는 스위치(Q1)(Q2)와,
    상기 마이컴(200)과 연결되고 온도에 따라 충전상태(충전량)를 제어하며 배터리(V)에 온도가 일정온도 이상 상승하거나 하강하면 충전을 차단는 온도센서(204)와,
    상기 마이컴(200)과 연결되고 배터리(V)에 전류량을 감시(과부하 감시)하는 전류 센서(Current Sensor)(205)와,
    상기 마이컴(200)과 연결되어 외부로의 전기에너지 출력을 결정하여 조절하는 전류출력조절부(206)와,
    상기 전류출력조절부(206)에 의한 전류출력 여부를 실시하는 스위치(Q3)를 포함하여서 된 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 전원부(7)는 일반 220V의 전원을 전압 변환과 임피던스 변환을 하는 파워 트랜스와 태양전지판으로부터 공급된 DC전원을 AC화시키는 인버터 중 어느 하나로 구성됨을 포함하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 릴레이(5)(5a)는 기계식이나 전자식으로 된 것을 특징으로 하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 도로면에 설치 구성되는 전극봉(P)(P1)은 도로 매입형(a)과 도로 외 자립형(b) 및 도로 횡단형(c) 중 어느 하나로 함을 특징으로 하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 출력부(4)로부터 출력하는 노면상태 정보는 도로면의 수막 이나 결빙임을 포함하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 도로표지판(K)은 발광형으로 함을 포함하는 도로면 수막 및 결빙 감시 시스템.
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