KR102541157B1

KR102541157B1 - 애벌런치 슬라이드 디텍션 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102541157B1
Application number: KR1020220048591A
Authority: KR
Inventors: 미첼 버드
Original assignee: 비엔에스에프 레일웨이 컴퍼니
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2023-06-13
Also published as: US20220009534A1; US11230311B1; AU2021204498A1; MX2021008246A; CN115752993A; JP2022023019A; JP2023003419A; BR102021013509A2; KR20220054272A; KR102390585B1; EP3936410A1; KR20220007025A; US11059502B1; CA3123947A1; CN113916481B; JP7134307B2; CN113916481A

Abstract

철도 시스템의 유지 보수 및 모니터링(monitoring)과 관련하여 신뢰할 수 있는 애벌런치 디텍션 방법을 용이하게 하는 임팩트 디텍션 타워가 개시되었다. 상기 애벌런치 디텍션 시스템은 애벌런치가 발생했는지 결정하기 위해 센서로부터 전송된 데이터를 사용(utilize)하도록 구성된 게이트웨이와 동작가능하게 통신하는 센서를 포함하는 복수의 임팩트 디텍션 타워를 포함할 수 있다. 상기 게이트웨이는 철도 엔지니어에 의한 모니터링을 용이하게 하도록 휴먼 머신 인터페이스와 동작가능하게 연결될 수 있다.

Description

애벌런치 슬라이드 디텍션 시스템 및 방법{AVALANCHE SLIDE DETECTION SYSTEM AND METHOD}

본 개시는 일반적으로 데미지 디텍션(damage detection)과 철도 자산관리 및 유지 관리(railroad asset management and maintenance)에 관한 것이다.

철도 수송 시스템은 모든 대륙을 횡단하여 전세계로의 승객 및 화물 운송을 가능케 하고 있다. 철도 기반 시설의 본질적인 요소는 철로이다. 무수히 많은 지역과 지형에 배치된 철로는 최악의 상황을 견디고 철도 시스템 상 기관차의 이동이 활성화될 수 있도록 설계되어 있다. 철로가 위험 조건에 지속적으로 노출되기 때문에, 철도 회사들은 무결성을 유지하기 위해 주의를 기울여야 한다. 만약 철로의 한 부분이 손상되고, 손상이나 장애물이 빠르게 처리되지 않는다면, 결과가 참사로 이어질 수 있다.

산맥에 배치된 철로는 특히 위험에 노출되어 있다. 폭설과 급격한 고도 변화 때문에, 산맥을 가로지르는 철도 선로는 애벌런치(avalanche)의 충격을 받을 위험이 가장 높다. 애벌런치는 예측할 수 없고, 갑작스러우며, 잠재적으로 철도 기반 시설에 파괴적인 영향을 미칠 수 있다. 애벌런치로 철로가 눈과 잔해 속에 파묻혀 기관차의 이동 통로가 막힐 수 있다. 이러한 장애물은 열차의 안전한 이동에 영향을 미쳐 열차 탈선 또는 기관차 손상을 초래할 수 있다. 하지만, 애벌런치가 언제 일어날지 예측하는 것은 매우 어렵고 부정확한 과학일 수 있고, 시기 적절하고 적합한 방법으로 대응하는 것은 훨씬 더 어려울 수 있다. 철도 회사들은 세계에서 가장 불안정한 환경 중 하나에 놓여 있는 수천 마일의 철로 중 어느 한 지점에서라도 애벌런치를 발생하는지 끊임없이 경계해야 한다. 이와 같이 애벌런치를 감지하는 것 자체가 쉽지 않다.

몇몇 전통적인 애벌런치 감지 방법은 애벌런치가 일어날지 혹은 일어났는지를 결정하기 위해 스노우팩(snowpack)의 움직임에 초점을 맞춘다. 예를 들어, 창과 같은 센서와 프로브(probe)는 스노우팩 안에 삽입되어 애벌런치를 나타낼 수 있는 변화를 감지하는 데 사용될 수 있다. 이것은 유용하기는 하지만, 잘못된 경보의 가능성이 높기 때문에 스노우팩 모니터는 철도 기반 시설에서 애벌런치 장애물을 모니터링(monitoring)하는 데 실용적이지 않다. 예를 들어, 야생동물의 움직임은 스노우팩의 이동을 일으켜 센서를 작동시킬 수 있으며, 애벌런치가 열차 운행에 위험을 일으키지 않는 경우도 있다. 철로에 눈이 최소한으로 쌓인다면 기관차를 방해하지 않기 때문이다. 따라서, 기존의 스노우팩 모니터링 기술에 의존하는 것은 불필요한 열차 지연과 철도 네트워크 병목 현상을 야기하는 잘못된 경보로 이어질 수 있다. 잘못된 경보는 불필요한 열차 지연을 일으킬 뿐만 아니라, 열차 승무원의 무사 안일(complacency)을 초래할 수 있다 - 시간이 지남에 따라 애벌런치 활성 지역에서의 지속적인 잘못된 경보는 철도 직원이 애벌런치 경보의 유효성을 의심하도록 하여 열차 운행에 불필요한 위험을 가중시킬 수 있다.

본 개시는 애벌런치(avalanche) 디텍션 시스템으로서 기술적 이점을 달성한다. 일 실시예에서는, 본 개시는 다양한 수준의 리던던시(redundancy)를 구현함으로써 잘못된 경보의 사례를 감소시키고, 애벌런치가 발생했는지 결정하기 위해 로직(logic)과 센서와 함께 기계적 조건적 오퍼레이터(mechanical conditional opertator)를 구현하는 애벌런치 디텍션 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서는, 본 개시는 비용 효율적이고 실용적인 애벌런치 디텍션 시스템을 제공하여 철도 시스템이 애벌런치 장애(avalanche obstruction)를 감지(alert)하는 속도를 빠르게 한다.

철로상 열차의 이동을 방해할 수 있는 애벌런치의 발생을 감지할 수 있는 애벌런치 디텍션 시스템을 제공하는 것이 본 개시의 목적이다. 특정 힘(force)에 의한 충격(impact)에만 반응해서, 애벌런치와 같이 큰 힘을 가할 수 없는 야생동물, 바람, 그리고 다른(other) 기상 상태에 의한 잘못된 경보를 효과적으로 감소시키는 임팩트 디텍션 타워를 제공하는 것이 본 개시의 다른 목적이다. 잘못된 경보의 가능성을 경감(mitigate)시키는 동시에 효과적이고 비용 효율적인 철도 시스템 상의 애벌런치 간섭(avalanche interference)을 디텍트 하는 방법을 제공하는 것이 본 개시의 다른 목적이다.

한 예시적인 실시예에서, 애벌런치 디텍션 시스템은 제1 임팩트 디텍션 타워 -상기 타워는, 파운데이션 부재(foundation member); 상기 파운데이션 부재와 동작 가능하게(operably) 연결되는 스텐션(stanchion) 부재 - 상기 스텐션 부재는 상기 스텐션 부재에 인가되는 임팩트 포스에 반응하는(sensitive) 조건적(conditional) 오퍼레이터에 의해 업라이트(upright) 위치 내에 유지됨 -; 및 상기 스텐션 부재에 동작 가능하게 연결되는 센서를 포함함 - 및 상기 센서로부터 데이터를 수신하여 상기 스텐션 부재가 움직였는지 및 이러한 움직임의 크기(magnitude)를 결정하도록 구성된 게이트웨이를 포함한다. 제2 임팩트 디텍션 타워(impact detection tower)를 더 포함한다. 상기 스텐션 부재는 상기 파운데이션 부재와 연결되는 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스는, 바닥 구성부(constituent)와 힌지 방식으로(hingedly) 연결된 탑 구성부 - 상기 조건적 오퍼레이터는 상기 탑 구성부와 상기 바닥 구성부가 연결되는 힌지의 동작을 제어함 -; 및 상기 베이스의 상기 탑 구성부와 연결되는 마스트(mast)를 더 포함한다. 상기 센서는 상기 스텐션 부재의 틸트(tilt)를 디텍트(detect)하도록 구성된다. 상기 시스템은 상기 스텐션 부재의 움직임의 크기가 미리 정해진 문턱값(predetermined threshold)을 초과할 경우 경보(alert)를 시그널링(signal)하도록 구성된다. 상기 게이트웨이와 동작 가능하게 연결되는 휴먼 머신 인터페이스(human-machine interface (HMI))를 더 포함한다. 상기 제1 임팩트 디텍션 타워는 철로(railroad track)에 근접(proximate)하게 배치된다.

다른 예시적인 실시예에서는, 임팩트 디텍션 타워는, 파운데이션 부재; 상기 파운데이션 부재와 맞물리는(engaged with) 스텐션 부재; 및 센서를 포함할 수 있고, 상기 스텐션 부재는, 상기 스텐션 부재에 인가되는 임팩트 포스에 반응하는(sensitive) 조건적(conditional) 오퍼레이터에 의해 업라이트 위치 내에 유지된다. 상기 스텐션 부재는 베이스와 동작 가능하게 연결되는 마스트를 포함할 수 있고, 상기 베이스는, 상기 스텐션 부재와 상기 파운데이션 부재를 연결하도록 구성된다. 상기 베이스는 상기 마스트와 연결되는 탑 구성부와 파운데이션 부재와 연결되는 바닥 구성부를 포함할 수 있고, 상기 조건적 오퍼레이터는 상기 탑 구성부와 상기 바닥 구성부가 연결되는 힌지의 동작을 제어한다. 상기 센서는 상기 스텐션 부재의 틸트(tilt)를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 조건적 오퍼레이터는 시어(shear)핀일 수 있고, 다른 적절한 장치(suitable device)일 수 있다. 상기 센서는 게이트웨이로 데이터를 전송(transmit)하도록 구성될 수 있다. 리액티브 스탠드(reactive stand)를 더 포함한다. 상기 리액티브 스탠드는 상기 스탠션 부재가 45도 이상 틸트(tilt)되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 상기 조건부 오퍼레이터는 미리 정해진(predetermined) 오퍼레이터 강도(operator strength)를 초과하는 힘(force)이 상기 스텐션 부재의 세로축(vertical axis)에 실질적으로(substantially) 수직으로 가해질 경우, 업라이트 위치에서 상기 스텐션 부재를 릴리즈(release)하도록 구성될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서는, 철로 시스템 상에서 애벌런치 간섭(avalanche interference)를 디텍트(detect)하는 방법은, 임팩트 디텍션 타워를 철로에 근접(proximate)하게 설치하는 단계 - 상기 임팩트 디텍션 타워는 파운데이션 부재; 상기 파운데이션 부재와 맞물리는 스텐션 부재, 및 센서를 포함함 -; 상기 센서로부터 데이터를 수신하여 상기 스텐션 부재가 움직였는지 및 이러한 움직임의 크기(magnitude)를 결정하도록 구성된 게이트웨이를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 스텐션 부재는 파운데이션 부재와 맞물리는 베이스를 포함할 수 있고, 상기 베이스는, 바닥 구성부(constituent)와 힌지 방식으로(hingedly) 연결된 탑 구성부 - 상기 조건적 오퍼레이터는 상기 탑 구성부와 상기 바닥 구성부가 연결되는 힌지의 동작을 제어함 -; 및 상기 베이스의 상기 탑 구성부와 연결되는 마스트(mast)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서는 스텐션 부재의 틸트(tilt)를 디텍트하도록 구성될 수 있다. 상기 게이트웨이는 상기 스텐션 부재의 움직임의 크기가 미리 정해진 문턱값(threshold)를 초과할 경우 경보(alert)를 시그널링(signal)하도록 구성될 수 있다.

도 1은 본 개시에 부합하게 애벌런치 디텍션 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2A, 도 2B는 본 개시에 부합하게 임팩트 디텍션 타워의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3은 본 개시에 부합하게 임팩트 디텍션 타워의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 4는 본 개시에 부합하게 임팩트 디텍션 타워의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 본 개시에 부합하게 임팩트 디텍션 타워의 다른 예시적인 실시예를 도시하고;
도 6A, 도 6B, 도 6C는 본 개시에 부합하게 임팩트 디텍션 시스템의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.

다음에서 설명되는 본 개시의 바람직한 버전과 이의 다양한 특징 및 유리한 세부사항은 첨부 도면에 포함된 비제한적인 예들을 참조하여 더 자세히 설명되고 아래의 설명에서 상세히 설명된다. 잘 알려진 컴포넌트 (component)에 관한 설명은 여기서 설명된 주요 특징들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 생략되었다. 본 개시 아래에서 서술되는 예들은 본 개시가 어떻게 구현되고 실행되는지 이해하기 쉽게 하기 위한 것이다. 따라서, 이러한 예들은 청구된 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

한 예시적인 실시예에서, 본 개시는 애벌런치 디텍션 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 데이터를 수집하도록 구성되는 센서가 장착된, 적어도 하나의 임팩트 디텍션 타워를 포함할 수 있으며, 상기 데이터는 예를 들어 임팩트 디텍션 타워의 상태, 현재 기상 조건, 다른(other) 임팩트 디텍션 타워의 상태, 또는 상기 타워에 가해지는 충격 또는 애벌런치를 예측 또는 감지하는데 유용한 임의의 다른 정보를 말한다. 바람직하게는, 도 1에서 보여지는 것과 같이, 타워(102)는 철로(100)를 따라 평행하게 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 타워(102)간에는 50 피트(feet) 간격 이내로만 배치할 수 있고, 바람직하게는 25피트 간격을 두고 배치할 수 있다. 타워(102)의 상기 센서는 게이트웨이 (도 1에 도시되지 않음)에 데이터를 전송(communicate)하기 위해서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 센서는 게이트웨이와 동작 가능하게 커뮤니케이션(operable communication)할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 게이트웨이는 경보(alert)가 시그널링(signal) 되어야 하는지 결정하기 위해 임팩트 디텍션 타워(102)의 상기 센서로부터 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 경보는 휴먼 머신 인터페이스(human-machine interface(HMI))를 통해 열차 승무원에게 시그널링(signal) 및 전송(communicate) 될 수 있다.

상기 센서 및 상기 게이트웨이는 인터넷(Internet), 인트라넷(intranet), 시스템 버스(system bus), 또는 다른(other) 적합한 무선 또는 유선 네트워크와 같은 네트워크에 의해 서로 통신 가능(communicably)하게 결합될 수 있다. 상기 커뮤니케이션(communication)은 VPN 터널(tunnel)을 통해, 또는 다른(other) 적합한 통신 수단을 통해 전송되어 암호화(encrypted)되거나 복호화(unencrypted)될 수 있다. 상기 네트워크는 WAN, LAN, PAN이나 다른(other) 적합한 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 상기 센서와 상기 게이트웨이는 메시 네트워크(mesh network)를 형성할 수 있다. 상기 센서와 상기 게이트웨이 사이에 네트워크 커뮤니케이션(network communication)은 PGP, 블로우피시(Blowfish), AES, 3DES, HTTPS 또는 다른(other) 적합한 인크립션(encryption)을 통해 암호화될 수 있다. 상기 네트워크 커뮤니케이션은 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API)), ANSI-X12, 이더넷(Ethernet), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), PCI-Express, USB, Z-WAVE, 지그비(Zigbee), 또는 다른(other) 적합한 커뮤니케이션 프로토콜(communication protocol)에 의해 발생할 수 있다. 추가적으로, 장애물(obstacle) 디텍션 또는 컨트롤 데이터를 포함하는 데이터베이스(database)는 시스템 컴포넌트(system components)와 동작 가능하게 연결될 수 있다.

도 2a및 도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예를 묘사한다. 바람직하게는 임팩트 디텍션 타워(102)는 파운데이션 멤버(104) 및 스텐션 멤버(106)를 포함할 수 있다. 상기 파운데이션 멤버(104)는 스텐션 멤버 106에 연결되기에 적합하고 스텐션 멤버(106)를 업라이트(upright) 위치에서 안정화(stabilize)시킬 수 있는 임의의(any) 컴포넌트로 구현 가능하다. 예를 들어, 한 실시예에서, 상기 파운데이션 멤버(104)는 스텐션 멤버(106)를 리시브(receive)하도록 구성된 슬래브(slab)로 구현될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 파운데이션 멤버(104)는 실질적으로(substantially) 땅에 묻혔거나 슬래브(slab) 내에 고정되었고 스텐션 멤버(106)을 수용(receive)하도록 구성된 서포트(support)로 구현될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 상기 스텐션 멤버(106)은 베이스(108) 및 마스트(114)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 베이스(108)은 파운데이션 멤버(104)에 연결되고 마스트(114)를 지지(support)하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 베이스(108)은 탑 구성부(110) 및 바닥 구성부(112)를 포함할 수 있고, 탑 구성부(110)은 마스트(114)에 연결될 수 있고, 바닥 구성부(112)는 파운데이션 멤버(104)에 연결될 수 있다. 베이스(108)는 마스트(114)와 파운데이션 멤버(104)의 연결이 용이(facilitate)하도록 하는 임의의(any) 적합한 모양(shape)이나 구성(configuration)일 수 있다. 마스트(114)는 상기 마스트의 안정성(stability)를 높이기 위해 거싯(gusset)(128)을 포함할 수 있다.

조건적 오퍼레이터는 탑 구성부(110) 및 바닥 구성부(112)와 연결된 힌지(116)의 작동을 제어(control)할 수 있다. 리시버 메커니즘(receiver mechanism)(122)는 조건적 오퍼레이터를 수신하도록 구성된 영역을 구비한, 숫형 단부(male end) 및 암형 단부(female end)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 바닥 구성부(112)는 그것을 관통하는(therethrough) 멤버 홀(member hole)을 구비한 숫형 멤버 (male member)를 포함할 수 있으며, 탑 구성부(110)의 개구부(opening)를 통해 피드될(fed) 수 있다. 숫형 멤버 호프 (male member hope)는 조건적 오퍼레이터를 리시브하도록 구성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서는, 탑 구성부(110)은 그것을 관통하는(therethrough) 가드 홀(guard hole)을 구비한 하나 또는 그 이상의 가드(guard)를 포함할 수 있으며, 바닥 구성부(112)의 숫형 멤버와 정렬(align with)할 수 있고, 이를 통해 조건적 멤버를 하나 이상의 가드 및 숫형 멤버의 홀들을 통해 수용할 수 있다. 한 실시예에서는, 파운데이션 멤버(104)는 베이스(108)을 파운데이션 멤버(104)에 릴리즈 가능하게 고정(releasably secured) 시킬 수 있는 마운팅 플레이트(mounting plate)(130)을 포함할 수 있다. 파운데이션 멤버(104)는 넛츠 및 볼츠(nuts and bolts), 또는 다른(other) 적합한 컴포넌트를 통해 마운팅 플레이트(mounting plate) (130)에 릴리즈 가능하게 고정될 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 스텐션 멤버(106)는 파운데이션 멤버(104)에도 직접(directly) 연결될 수 있다. 한 실시예에서는, 파운데이션 멤버(104)는 스텐션 멤버(106)의 단부(end)(118)를 수용(receive)하도록 구성된 오리피스(orifice)(120)가 있는 슬래브를 포함할 수 있다. 스텐션 멤버 단부(end)(118)는 바람직하게는 숫형 대응물(counterpart) 일 수 있고, 파운데이션 멤버 오리피스(120)는 바람직하게는 수-암형 연결 방식(scheme)의 암형 대응물 일 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 파운데이션 멤버 오리피스(120) 내에서 스텐션 멤버 단부(118)의 연결(coupling)을 용이하게 하기 위해 이용 가능한 다양한 디자인(design) 및 구성(configuration)이 있다는 것을 이해할 것이다. 한 실시예에서, 스텐션 멤버 단부(118)는 스레드(thread)를 포함할 수 있고, 파운데이션 멤버 오리피스(120)는 그와 대응하는 스텐션 멤버 단부(118) 스레드를 리시브하도록 구성된 스레드를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 파운데이션 멤버 오리피스(120)은 스텐션 멤버 단부(118)를 단단히(tightly) 수용하도록 구성될 수 있고, 단부(118)는 오리피스(120)에 쉽게 삽입(insertion)될 수 있도록 경사지고(beveled) 주름질(corrugated) 수 있고, 이를 통해 스텐션 멤버(106)은 파운데이션 부재(104) 내에서 제자리에 “스냅(snapped)”될 수 있다. 스텐션 멤버(106)을 파운데이션 멤버(104)에 쉽게 연결하게 하기 위해 적절한 모든(any) 수-암형 연결 방식(scheme)이 사용 가능하다.

한 실시예에서, 임팩트 디텍션 타워(102)는 바람직하게는 스텐션 멤버(106)가 충분한 힘(sufficient force)으로 충격이 가해졌을 때 넘어질(topple over) 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스텐션 멤버(106)은 충분한 힘으로 파운데이션 멤버(104)로부터 스텐션 멤버(106)를 분리(decouple)할 수 있도록 파운데이션 멤버(104)에 릴리즈 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 힘은 역사적 데이터, 모델링(modeling), 또는 다른(other) 적합한 방법을 통해 미리 정해질 수 있다. 대안으로, 스텐션 멤버(106)는 파운데이션 멤버(104)와의 연결을 유지하면서 스텐션 멤버(106)가 넘어질(topple) 수 있도록 파운데이션 멤버(104)와 동작가능하게 맞물릴 수 있다. 한 예시적인 실시예에서, 스텐션 멤버(106) 및 파운데이션 멤버(104)는 힌지 방식으로(hingedly) 연결될 수 있으며, 이를 통해 스텐션 멤버(106)은 힌지의 축 주위를 이동 가능하여 스텐션 멤버(106)가 파운데이션 멤버(104)와의 연결을 유지하면서 넘어질(fall over) 수 있도록 한다. 다른 실시예에서, 스텐션 멤버(106)는 탑 구성부(110) 및 바닥 구성부(112)를 가지는 베이스(108)를 포함할 수 있고, 힌지(116)는 구성부(110) 및 구성부(112) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 것과 같이, 이러한 방식으로, 스텐션 멤버(106)는 충분한 힘으로 쳤을 경우 넘어지면서 베이스(108)의 바닥 구성부(112)를 통해 파운데이션 멤버(104)와의 연결을 유지할 수 있다.

한 예시적인 실시예에서, 임팩트 디텍션 타워(102)의 스텐션 멤버(106)는 조건적 오퍼레이터로 제어함으로써 충분한 힘으로 충격을 주었을 때만 넘어지도록(topple) 구성될 수 있다. 상기 조건적 오퍼레이터는 스텐션 멤버(106)을 업라이트 위치에 유지시키기 위해 사용될 수 있으며, 이를 통해 조건적 오퍼레이터는 스텐션 멤버(106)가 넘어지도록 기능할 수 있다. 한 실시예에서, 도 2에서 도시된 것과 같이, 상기 조건적 오퍼레이터는 바람직하게는 힌지(116)의 동작을 제어할 수 있는 시어핀(shear pin) 일 수 있다. 상기 시어핀(shear pin)은 미리 정해진(predetermined) 힘이 타워(102)에 가해지기 전까지는 힌지(116)의 동작을 방지하도록 디자인될 수 있다. 상기 시어핀의 인장 강도(tensile strength)는 선택할 수 있으며, 이를 통해 미리 정해진 힘이 상기 타워에 가해진 경우, 상기 시어핀은 실패(fail)하고 힌지가 동작하도록 할 것이다. 다양한 종류의 조건적 오퍼레이터는 이 기능을 달성하기 위해 사용될 수 있으며, 여기에는 마찰 장치(fiction device), 스프링 장치(springed device), 또는 다른(other) 적합한 장치가 포함된다. 한 실시예에서, 상기 조건적 오퍼레이터는 타워(102)에 충분한 힘을 가한 경우에만 분리되도록 구성된 자석(magnet)일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 조건적 오퍼레이터는 충분한 힘이 가해진 경우에만 릴리즈(release)되는 도어 래치(door latch)처럼 기능할 수 있다. 적합한 컴포넌트 모두가 스텐션 멤버(106)가 조건적으로 업라이트 위치하게 하도록 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 조건부 오퍼레이터는 미리 정해진(predetermined) 오퍼레이터 강도(operator strength)를 초과하는 힘(force)이 상기 스텐션 부재의 세로축(vertical axis)에 실질적으로(substantially) 수직으로 가해질 경우, 업라이트 위치에서 상기 스텐션 부재를 릴리즈(release)하도록 구성된다. 한 예시적인 실시예에서, 상기 스텐션 멤버는 힌지가 최초 충격의 반대쪽에 있도록 철로에서 멀리 향하게 하는 것처럼 배치(position)할 수 있으며, 또는 철로와 애벌런치의 위협 사이에 배치해서 그러한 애벌런치로부터의 충격이 상기 힌지가 동작하고 상기 타워가 넘어지도록 할 수도 있다.

파운데이션 멤버(104) 및 스텐션 멤버(106) 사이에 상기 커플링 메커니즘(coupling mechanism)은 조건적 오퍼레이터로 작동(act)하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 관련하여, 스텐션 멤버 단부(118) 및 파운데이션 멤버 오리피스(120)는 충분한 힘이 스텐션 멤버(106)에 가해지면 분리되도록 구성될 수 있다. 한 실시예에서, 파운데이션 멤버 오리피스(120) 및 스텐션 멤버 단부(118)의 상기 스레드는 스텐션 멤버(106)에 특정한 힘으로 충격이 가해지면 항복(give way)하도록 디자인(design)될 수 있다. 다른 실시예에서, 경사지고 주름진 단부(118)는 유사한 힘의 충격을 받았을 때 오리피스(120)로부터 릴리즈될 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 임의의(any) 적합한 수-암형 종류의 부착(attachment) 메커니즘은 조건적 오퍼레이터로 작동하도록 구성될 수 있고, 미리 정해진 힘이 가해졌을 때 스텐션 멤버(106)가 파운데이션(104)로부터 분리(separate)될 수 있도록 한다는 것을 이해할 것이다. 다른 실시예에서, 상기 힌지 방식으로 맞물린(hinged engagement) 스텐션 멤버(106) 및 파운데이션 멤버(104) (또는 탑 구성부(110)와 베이스(108)의 바닥 구성부(112)를 연결하는 힌지(116))는 디자인적으로 마찰을 증가한 것과 같이 충분한 힘이 가해졌을 때만 동작하도록 구성됨으로써, 그 자체로 조건적 오퍼레이터로 작동할 수 있다. 예를 들어, 해당 분야의 통상의 기술자라면 스텐션 멤버(106)는 특정 레벨의 힘이 가해지면 부러지도록(break) 디자인된 물질(material)로 만들어질 수 있으며, 부러질 때에 스텐션 멤버(106)는 더 이상 업라이트한(upright) 위치에 있지 않다는 것을 이해할 것이다. 이런 방법으로, 예를 들면, 스텐션 멤버(106)의 상기 물질, 파운데이션 멤버(104)의 상기 물질, 및/또는 스텐션 멤버(106)을 파운데이션 멤버(104)에 연결하는데 쓰이는 상기 부착(attachment) 메커니즘의 상기 물질(예를 들어, 넛츠와 볼츠(nuts and bolts), 리벳(rivets), 스레드(threads), 또는 다른(other) 적합한 부착 메커니즘)은 조건적 오퍼레이터가 될 수 있다.

도4는 본 개시의 다른 실시예를 묘사하며, 여기서 리액티브 스탠드(reactive stand) (124)는 임팩트 디텍션 타워(102)의 스텐션 멤버(106) 위에 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 스탠드(stand)(124)는 스텐션 멤버(106)이 넘어지기 시작할 때 또는 힘이 타워(102)에 가해질 때 연장(extend)되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 스탠드는 스텐션 멤버(106)의 넘어짐(toppling)에 비례하여 연장되도록 구성될 수 있다. 스탠드(124)는 용수철을 장착하거나(spring-loaded), 풀리형 시스템(pulley-type system)에 연결하거나, 또는 다른 방법으로는 적합한 컴포넌트 또는 메커니즘에 의해 스텐션 멤버(106)에 의한 충격 또는 움직임에 반응하도록 기계화되거나 작동됨으로써, 타워(102)에 가하는 충격에 리액티브(reactive) 하도록 만들어질 수 있다.

도 5는 본 개시의 다른 예시적인 실시예를 도시하며, 임펙트 디텍션 타워 (102)는 센서(126)을 포함한다. 한 실시예에서, 상기 센서는 상기 스텐션 멤버의 탑(top)에 가깝게 배치된다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 센서(126)는 온도(temperature), 풍속(wind speed), 고도(elevation), 진동 주파수(vibrational frequencies), 무선 주파수(radio frequencies), 동작 표시(motion indications) 및 철도 오퍼레이터에게 잠재적으로 유용한 다른(other) 임의의(any) 데이터와 같이 다양한 데이터를 수집(collect)하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 센서(126)는 데이터 수집(data collection)을 용이하게 하기 위해 가속도계(accelerometers), 자이로스코프(gyroscopes), 자력계(magnetometers), GPS, 근접 센서(proximity sensors), 주변 광센서(ambient light sensors), 마이크로폰(microphones), 스피커(speakers) (예를 들어, 센서의 위치를 찾아내는 것을 지원하기 위한 소리를 냄), 기압계(barometers), 온도계(thermometers), 및 공기 습도 센서(air humidity sensors)를 포함하되 이에 국한되지 않는 다수의 컴포넌트를 갖출 수 있다는 것도 이해할 것이다. 바람직한 실시예에서는, 센서(126)는 임팩트 디텍션 타워(102)의 틸트(tilt)를 디텍트(detect)하도록 작동할 수 있는 가속도계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 센서(126)는 타워(102)의 진동(vibrations)을 디텍트하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 센서(126)는 스텐션 멤버(106)의 각속도(angular) 및/또는 횡방향 속도(lateral speed) 및 가속도(acceleration)를 디텍트하도록 구성될 수 있다. 센서(126)는 무수한 기상조건에 견디거나 방수(waterproof) 또는 기밀화(airtight)되도록 만들 수 있다. 다른 실시예에서는, 센서(126)는 실시간(500밀리초 미만의 지연시간)으로 수집한 데이터(data)를 게이트웨이로 출력(output)하도록 구성될 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 센서(126)은 무선주파수(radio frequencies), 이더넷(Ethernet), 또는 적합한 임의의(any) 커뮤니케이션을 포함한 다수의 커뮤니케이션 방법을 통해 데이터를 출력할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

한 실시예에서, 상기 게이트웨이는 센서(126)으로부터 데이터를 수신하고 상기 데이터에 기초하여 경보(alert)가 시그널(signal)되어야 할지를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 게이트웨이는 메모리(memory)에 접근(access)할 수 있는 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 게이트웨이는 하나 이상의 메모리를 가진 서버(servers)를 통해 구현될 수 있다. 상기 서버는 하드웨어(hardware), 소프트웨어(software) 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 적합한 조합에 구현될 수 있으며, 메모리에 접근할 수 있는 하나 이상의 프로세서가 있는 하나 이상의 서버에서 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 시스템을 포함할 수 있다. 서버는 전자식 스토리지(electronic storage), 하나 이상의 프로세서, 및/또는 다른(other) 컴포넌트를 포함할 수 있다. 서버는 네트워크 및/또는 다른(other) 컴퓨팅 플랫폼(computing platform)과의 정보 교환을 가능하게 하는 통신 라인(communication line) 또는 포트(ports)를 포함할 수 있다. 서버는 여기에서 서버에 귀속된(attributed) 기능을 제공하기 위해 함께 작동하는 복수의 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어(firmware) 컴포넌트도 포함할 수 있다. 예를 들어, 서버는 서버로서 함께 동작하는 컴퓨팅 플랫폼(computing platform)의 클라우드(cloud)에 의해 구현될 수 있다. 부가적으로, 상기 서버는 메모리를 포함할 수 있다.

메모리는 전자적으로 정보를 저장하는 비일시적 저장매체를 포함하는 전자식 저장소를 포함할 수 있다. 상기 전자식 저장소의 전자식 저장 매체는 서버와 일체(integrally)로 제공될 수 있는(즉, 실질적으로 제거 불가능한(substantially non-removable)) 시스템 및/또는 예를 들어 포트(port)(예: USB 포트, 파이어 와이어(fire wire) 포트 등) 또는 드라이브(drive)(예: 디스크 드라이브(disk drive) 등)를 통해 착탈식(removably)으로 연결 가능(connectable)한 착탈식 스토리지(removable storage)를 포함할 수 있다. 전자식 스토리지(electronic storage)는 광학적으로 판독가능 (optically readable)한 저장매체(예: 옵티컬 디스크(optical disk) 등), 자기적으로 판독가능한 저장매체 (예: 자기 테이프(magnetic tape), 자기 하드 드라이브(magnetic hard drive), 플로피 드라이브(floppy drive), 등), 전하 기반(electrical charge-based) 저장매체 (예: EEPROM, RAM, 등), 고체 상태(solid-state) 저장매체 (예: 플래시 드라이브(flash drive) 등) 및/또는 다른(other) 전자식으로 판독 가능한 저장매체를 하나 이상 포함할 수 있다. 전자식 스토리지(electronic storage)는 하나 이상의 가상 스토리지 자원 (예: 클라우드 스토리지(cloud storage), 가상 사설 네트워크(virtual private network), 및/또는 다른(other) 가상 스토리지 자원(virtual storage resources))을 포함할 수 있다. 전자식 스토리지는 기계 판독가능한 명령(instructions), 소프트웨어 알고리즘(software algorithms), 프로세서에 의해 결정된 정보, 서버로부터 수신한 정보, 컴퓨팅 플랫폼으로부터 리시브한 정보 및/또는 서버가 여기서 설명된 것과 같이 작동할 수 있도록 하는 기타 정보를 저장할 수 있다. 전자식 스토리지는 네트워크 커넥션(connection)을 통해 접근가능(accessible)하다.

프로세서는 서버에서 정보 처리 기능(capabilities)을 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 프로세서는 디지털 프로세스(digital processor), 아날로그 프로세서(analog processor), 정보를 처리(process)하도록 디자인(design)된 디지털 회로(digital circuit) 정보를 처리(process)하도록 디자인(design)된 아날로그 회로(analog circuit), 상태 머신(state machine), 및/또는 FPGAs or ASICs와 같이 정보를 전자적으로 처리하기 위한 다른(other) 메커니즘 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(processor)는 단일 엔티티(entity)이거나 복수의 프로세싱 유닛(processing unit)을 포함할 수 있다. 이러한 프로세싱 유닛은 물리적으로 동일한 장치 내에 위치하거나, 프로세서(processor)는 조정(coordination) 또는 소프트웨어 기능(software functionality)으로 작동하는 복수의 장치의 처리 기능(processing functionality)을 나타낼(represent) 수 있다.

상기 프로세서는 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware), 소프트웨어, 하드웨어 일부 조합, 및/또는 펌웨어(firmware), 및/또는 프로세서의 처리 기능을 구성하는 다른(other) 메커니즘에 의해 컴포넌트 기계-판독가능한 명령 또는 학습 모듈(learning module)을 실행하도록 구성될 수 있다. 여기서 사용된 것처럼, 상기 용어 “기계-판독가능한 명령은 기계 판독 명령 컴포넌트에 귀속된 기능을 수행하는 모든(any) 컴포넌트 또는 컴포넌트 집합을 지칭할 수 있다. 이는 프로세서-판독가능한 명령을 실행하는 중의 물리적 프로세서(physical processor), 상기 프로세서-판독가능한 명령(processor readable instructions), 회로(circuitry), 하드웨어(hardware), 스토리지 매체(storage media) 중 하나 이상, 또는 다른(other) 모든(any) 컴포넌트가 포함된다.

상기 서버는 하나 이상의 기능 모듈(functional module)이 있는 기계-판독가능 명령(machine-readable instruction)으로 구성될 수 있다. 상기 기계 판독가능 명령은 메모리에 접근할 수 있는 하나 이상의 프로세서가 있는 하나 이상의 서버에서 구현될 수 있다. 상기 기계 판독가능 명령은 단일 네트워크화된 노드(networked node) 또는 복수의 분산형(distributed) 아키텍처(architecture)의 네트워크화된 노드를 포함하는 머신 클러스터(machine cluster)일 수 있다. 아래에서 상세히 설명하는 것과 같이, 상기 기계 판독가능한 명령은 다양한 기능을 구현하기 위한 컨트롤 로직(control logic)을 포함할 수 있다. 상기 기계 판독가능 명령은 게이트웨이가 상기 센서(126)으로부터 리시브(receive)한 데이터 및 게이트웨이와 연관된 특정 기능은 물론, 기존의 모든 철도 관리 시스템 또는 프로그램(any existing railway management systems or programs)과 인터페이스(interface)하는 게이트웨이와 관련된 기능을 포함할 수 있다.

한 예시적인 실시예에서는, 상기 게이트웨이는 센서(126)으로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있고 경보를 시그널(signal) 해야 하는지 결정하기 위해 자신의 논리 내에서 데이터를 활용할 수 있다. 예를 들어, 센서(126)은 게이트웨이가 경보를 시그널(signal)해야 하는지 여부를 결정하는 데 도움을 주기 위해 다수의 센서 관련 상태를 통신할 수 있다. (및/또는 상기 게이트 웨이가 자세히 설명(elucidate)할 수 있음) : 연결 상태 (예: 연결됨(CONNECTED) 또는 연결되지 않음(NOT CONNECTED), 센서로부터 전송(transmission)이 수신(receive)되지 않았음을 인식하는 게이트웨이에 의해 결정된 연결되지 않음(NOT CONNECTED) 상태); 배터리 상태(예: 위기(CRITICAL), 낮음(LOW), 중간(MEDIUM), 높음(HIGH), 또는 다 퍼센티지(Da percentage)로 통신됨), 틸트(tilt) 상태(즉, 상기 타워를 설치하면서 결정된 초기 캘리브레이션(calibration)과 관련된 상기 스텐션 멤버의 틸트(tilt) 각도(angular) 측정값). 예시적인 실시예에서, 만약 하나 이상의 센서가 연결되지 않았다면(NOT CONNECTED), 상기 게이트웨이는 예를 들어 애벌런치 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 대신, 만약 하나 이상의 센서가 예를 들어 캘리브레이션에 관련하여 20도 이상의 틸트 상태를 통신하는 경우, 상기 게이트웨이는 애벌런치 디텍션 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 다른 실시예에서는, 만약 하나 이상의 센서가 낮음(LOW) 또는 위기(CRITICAL)의 배터리 상태를 통신할 경우, 상기 게이트웨이는 애벌런치 디텍션 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 게이트웨이는 상기 센서에 의하여 상기 게이트웨이로 통신되는 상태(status)에 기초하여 다른 종류의 경보를 시그널(signal)하도록 구성할 수 있다.

상기 게이트웨이(및 게이트웨이에서 발표(promulgate)하고 설명(elucidate)하는 정보 및 경보)는 다양한 방법으로 철도 관리(railroad management)에 통합될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 게이트웨이는 철도 디스패치(dispatch) 시스템 또는 철도 관리에 사용되는 다른(other) 임의의(any) 시스템과 동작 가능하게 커뮤니케이션할 수 있다. 예를 들어, 철도 작업자(worker)는 상기 게이트웨이로부터 직접 정보를 수신하고, 철도 컨트롤 시스템으로 전달(relay)하여 컨트롤 시스템 또는 개별 기관차의 엔지니어 또는 컨트롤 시스템에게 경고(alert)할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 게이트웨이는 개별 기관차의 엔지니어 에게 자동으로(automatically) 경보를 시그널(signal)한다. 상기 게이트웨이는 해당 업계에 알려진 임의의(any) 통신 수단을 통해 연결된 시스템에게 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 바람직하게는, 상기 게이트웨이는 상기 게이트로부터의 경보 및 센서(126)의 상태를 디스플레이(display)할 수 있는 HMI에 동작 가능하게 연결될 수 있다. HMI는 터치스크린(touchscreen), 스크린(screen) 및 키보드(keyboard) 또는 사람이 상기 게이트웨이 및/또는 연결된 시스템과 인터페이스(interface) 가능하게 하는 다른(other) 모든(any) 적합한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 철도 작업자는 상기 애벌런치 디텍션 시스템 전체는 물론, 상기 개별 임팩트 디텍션 타워를 모니터(monitor)하기 위하여 HMI를 활용할 수 있다. HMI는 추가적으로 매우 중요한(overarching) 철도 관리 시스템과의 커넥션(connection)과 커뮤니케이션(communication)을 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 그 대신에, 상기 게이트웨이는 HMI 없이 철도 관리 시스템과 직접 연결 및 통신할 수도 있다. 한 실시예에서, 상기 게이트웨이 및/또는 HMI는 상기 센서에 의해 전송된 과거 상태(past status)가 필요에 따라 보관되고 접근할 수 있도록 로깅 기능(logging capability)를 수행하도록 구성될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 상기 게이트웨이는 임팩트 디텍션 타워(102)로부터 최대 2천미터 떨어진 곳에 설치될 수 있고, 센서(126)은 전파(radio wave)를 통해 상기 게이트웨이에 데이터를 전송할 수 있다. 한 실시예에서, 900MHz의 주파수에서 센서(126)이 전송하고, 상기 게이트웨이가 수신할 수 있다. 상기 게이트웨이는 바람직하게는 상기 트랙(track) 근처에 단열된 구조물(insulated structure) 안에 보관(housed)될 수 있지만, 애벌런치 피해의 위험이 있는 지역으로부터 멀리 떨어져 있다. 한 실시예에서, 센서(126)은 나아가 상기 센서가 상기 게이트웨이 및/또는 HMI와 동작가능하게 (operably) 통신하도록 상기 게이트웨이 및/또는 연결된(connected) HMI로부터 명령 및/또는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 비제한적 실시예로서 예를 들자면, 철도 작업자는 HMI를 통해 센서가 재켈리브레이션(recalibrate), 리셋(reset), 또는 다른(other) 상기 임팩트 디텍션 타워 또는 애벌런치 디텍션 시스템과 관련 있는 기능을 수행하도록 명령(instruct) 할 수 있다.

도 6a, 6b, 6c는 본 개시의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 6a는 애벌런치 피해의 위험이 있는 지역에 배치된 철도(200)를 도시한다. 본 개시에 따라 디자인된 복수의 임팩트 디텍션 타워(202)는 잠재적인 애벌런치(명백한 고도(elevation) 고려사항으로 인해 해당 분야의 통상의 기술자라면 눈사태가 어느 방향에서 올 수 있는지 인식할 것임)와 트랙(200) 사이에서 트랙(200)과 평행하게 배치될 수 있다. 도 6b는 상기 슬러리(slurry)가 여러 임팩트 디텍션 타워(202)에 충격을 주고 트랙(200)을 방해(obstruct)하는 애벌런치(204)의 발생을 도시한다. 한 실시예에서, 타워(202) 중 일부는 특정한 미리 정해진 각도를 이상으로 틸트되고 (tilt), 이 틸트 상태는 도 6c에 묘사된 상기 게이트웨이(206) 로 통신된다. 게이트웨이(206)는 이 상태를 수신하고 자체의 로직(logic)을 통해 경보를 시그널(signal)해야 하는지를 결정한다. 게이트웨이(206)는 이 경보를 철도 디스패치(railroad dispatch) 또는 컨트롤 시스템에게 시그널(signal)하여 기관차의 장애물(obstruction)을 제거하고 상기 트랙의 데미지(damage)를 고치기 위해 프로토콜(protocol)의 개시(initiate)하고 기관차의 엔지니어 에게 경고한다. 다른 방법으로는, 게이트웨이(206)과 동작가능하게 연결된 HMI는 적절한 조치(action)를 취할 수 있는 열차 승무원에게 애벌런치 경보를 디스플레이(display)한다.

본 개시에서 설명된 상기 임팩트 디텍션 타워는 임팩트 디텍션(impact detection)의 효율성을 극대화하기 위해 적절히 배치될 수 있다. 또한 상기 게이트웨이의 상기 로직은 상기 센서로부터 통신된 임의의(any) 조합의 이벤트 또는 데이터가 발생할 경우 경보를 시그널(signal)하도록 구성될 수 있고, 상기 게이트웨이는 다른 발생(occurrence)에 대해 다른 경보를 시그널(signal)하도록 추가적으로 구성될 수 있음을 인식한다. 예시적인 실시예에서, 상기 게이트웨이는 둘 이상의 가까운(adjacent) 타워가 틸트(tilt) 상태를 통신하는 경우 특정한 문턱값에 미치거나 초과할 경우 애벌런치 디텍션 경보를 시그널(signal)한다. 한 실시예에서는, 이 문턱값은 20도(degree)이다. 다른 실시예에서는, 만약 둘 이상의 타워가 상기 게이트웨이와의 커뮤니케이션을 중단(cease)한다면, 상기 게이트웨이는 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 다른 방법으로는, 만약 둘 이상의 게이트웨이가 낮은 배터리 상태(low battery status)를 전송(transmit)한다면, 상기 게이트웨이는 경보를 시그널(signal)할 수 있다. 상기 센서 및 게이트웨이는 상기 타워로부터의 진동 판독값(vibration readings), 또는 상기 타워가 넘어지는(topple over) 속도와 같은 다른 데이터에 의해 충격을 디텍트(detect)하도록 구성될 수 있음을 인식한다.

본 개시는 최소한 다음의 이점을 달성한다:

철로상 열차의 이동을 방해할 수 있는 애벌런치의 발생을 감지할 수 있는 애벌런치 디텍션 시스템을 제공한다;

애벌런치 디텍션에 있어서 잘못된 경보의 사례를 감소시킨다;

비용 효율적이고 실용적인 애벌런치 디텍션 시스템을 제공한다;

및

철도 시스템이 애벌런치 장애(avalanche obstruction) 를 감지(alert)하게 되는 속도를 빠르게 한다.

해당 분야의 통상의 기술자라면 이러한 이점(뿐만 아니라 상기 요약(summary)에 표시된 이점)들 및 상기 시스템의 목적은 본 발명의 시스템에서 조립된(assembled) 특정한 조합의 컴퓨터 하드웨어(computer hardware) 및 다른 구조적인 컴포넌트 및 메커니즘이 없다면 불가능하다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 더 나아가 해당 분야의 통상의기술자에게 알려진 다양한 프로그래밍 툴(programming tool)이 전술한(foregoing) 자료에서 설명된 상기 기능 및 동작의 컨트롤을 구현하기 위해 이용 가능하다는 것도 이해될 것이다. 또한, 특정한 프로그래밍 툴의 선택은 여기 및 첨부된 청구범위에 설명된 개념을 실현하기 위해 선택된 구현 계획(implementation plan)에 배치된 특정(specific) 목표(objectives) 및 제약(constraints)에 의해 통제될 수 있다. 구체적으로, 상기 상용제품(commercial-off-the-shelf(COTS)) 장비의 상기 통합은 새롭고 비전통적(unconventional)인 방식으로 사용될 수 있다.

본 특허 문서의 설명은 특정 요소, 단계 또는 기능이 청구범위에 필수적으로 포함되어야 하는 필수 또는 중요한 요소가 될 수 있음을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 특정 청구항에 “수단(means for)” 또는 “단계(step for)” 라는 정확한 단어가 명시적으로 사용되면서 기능을 식별(identify)하는 분사구가 뒤따르지 않는 한, 첨부된 청구항 및 청구항의 구성요소에 관하여 어떤 청구항도 35 U.S.C. § 112(f)이 적용(invoke)할 의도가 없다. 청구항 내에서 “메커니즘(mechanism),” “모듈(module),” “디바이스(device),” “유닛(unit),” “컴포넌트(component),” “요소(element),” “멤버(member),” “장치(apparatus),” “기계(machine),” “시스템(system),” “프로세서(processor),” “프로세싱 디바이스(processing device),” 또는 “컨트롤러(controller)”와 같은 (그러나 여기에 국한되지는 않음) 용어의 사용은 해당 분야의 통상의 기술자에게 알려진 구조를 지칭(refer)하는 것으로 의도 및 이해될 수 있으며, 청구항 자체의 기능(feature)에 의해 추가로 수정(modify)되거나 향상(enhance)되며, 35 U.S.C. § 112(f)이 적용할 의도가 없다.

본 개시는 그 정신 또는 본질적인 특성에서 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구체화(embodied)될 수 있다. 예를 들어, 여기에서 설명된 각각의 새로운 구조는 기본 구성 또는 구조적 관계를 유지(retain)하면서 또는 여기에 설명된 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 동안 현지의 변형(local variations) 또는 요구사항(requirements)에 맞춰 변형될 수 있다. 본 실시예들은 따라서 모든 측면에서 제한적인(restrictive) 것이 아니라 예시적(illustrative)인 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 전술한 설명이 아닌 첨부된 청구범위에 의해 설정될 수 있다. 따라서 청구범위의 동등성의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변경은 여기에 포함(embrace)되도록 의도된다. 또한 청구범위의 개별 요소는 잘 알려져 있거나(well-understood), 일상적이거나(routine), 관습적(conventional)이지 않다. 대신, 청구항은 명세서에 기술된 비관습적인(unconventional) 발명 개념에 관한 것이다.

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Claims

애벌런치(avalanche) 디텍션 시스템에 있어서,
복수의 임팩트 디텍션 타워 - 각 임팩트 디텍션 타워는,
베이스(base)와 힌지 방식으로(hingedly) 연결되고, 힌지의 동작을 제어하도록 적용된 조건적 오퍼레이터(conditional operator)에 의해 업라이트(upright) 위치 내에 유지되는 마스트(mast)를 포함하는 스텐션(stanchion) 부재; 및
상기 스텐션 부재와 동작 가능하게 연결되는 센서를 포함함 -; 및
상기 스텐션 부재의 움직임의 크기(magnitude)를 결정하기 위해 상기 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된 게이트웨이
를 포함하고,
상기 애벌런치 디텍션 시스템은 상기 스텐션 부재의 움직임의 상기 크기에 기초하여 애벌런치를 디텍트하도록 동작 가능하고,
조건이 충족되는 경우, 상기 조건적 오퍼레이터는 상기 스텐션 부재가 넘어지도록(topple) 허용하는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 임팩트 디텍션 타워가 넘어가려고(topple) 할 때 확장(extend)되도록 구성된 리액티브 스텐드(reactive stand)를 더 포함하는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 스텐션 부재의 틸트(tilt)를 디텍트(detect)하도록 구성되는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 시스템은 상기 스텐션 부재의 움직임의 상기 크기가 미리 정해진 문턱값(predetermined threshold)을 초과할 경우 경보(alert)를 시그널링(signal)하도록 구성되는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 게이트웨이와 동작 가능하게 연결되는 휴먼 머신 인터페이스(human-machine interface (HMI))를 더 포함하는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 스텐션 부재의 각속도(angular speed) 또는 측면속도(laterral speed) 및 가속도(acceleration)를 결정하는,
시스템.
제1항에 있어서,
상기 애벌런치 디텍션 시스템은 철로(railroad track)에 근접(proximate)하게 배치되는, 시스템.
임팩트 디텍션 타워에 있어서,
베이스(base)와 힌지 방식으로(hingedly) 연결되고, 힌지의 동작을 제어하도록 적용된 조건적 오퍼레이터(conditional operator)에 의해 업라이트(upright) 위치 내에 유지되는 마스트(mast)를 포함하는 스텐션(stanchion) 부재; 및
상기 스텐션 부재와 동작 가능하게 연결되고, 상기 임팩트 디텍션 타워의 상태(status)와 관련된 데이터를 수집하도록 구성된 센서
를 포함하고,
상기 센서는 상기 수집된 데이터에 기초하여 상기 임팩트 디텍션 타워에 근접한 애벌런치의 발생(presence)를 나타낼 수 있고,
조건이 충족되는 경우, 상기 조건적 오퍼레이터는 상기 스텐션 부재가 넘어지도록(topple) 허용하는,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
상기 스텐션 부재는 베이스와 동작 가능하게 연결되는 마스트를 포함하고,
상기 베이스는 상기 스텐션 부재를 파운데이션 부재에 연결하도록 구성되는,
임팩트 디텍션 타워.
제9항에 있어서,
상기 베이스는 상기 마스트와 연결되는 탑 구성부와 상기 파운데이션 부재와 연결되는 바닥 구성부를 포함하고,
상기 조건적 오퍼레이터는 상기 탑 구성부와 상기 바닥 구성부를 연결하는 힌지의 동작을 제어하는,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
상기 센서는 상기 스텐션 부재의 틸트(tilt)를 결정하도록 구성되는,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
상기 조건적 오퍼레이터는 시어(shear)핀인,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
상기 센서는 게이트웨이로 데이터를 전송(transmit)하도록 구성되는,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
리액티브 스탠드(reactive stand)를 더 포함하는,
임팩트 디텍션 타워.
제14항에 있어서,
상기 리액티브 스탠드는 상기 스탠션 부재가 45도를 넘어(beyond) 틸트(tilt)되는 것을 방지하도록 구성되는,
임팩트 디텍션 타워.
제8항에 있어서,
상기 조건적 오퍼레이터는 미리 정해진(predetermined) 오퍼레이터 강도(operator strength)를 초과하는 힘(force)이 상기 스텐션 부재의 세로축(vertical axis)에 실질적으로(substantially) 수직으로(perpendicularly) 가해질 경우, 업라이트 위치로부터 상기 스텐션 부재를 릴리즈(release)하도록 구성되는,
임팩트 디텍션 타워.
철로 시스템에서 애벌런치 간섭(avalanche interference)를 디텍트(detect)하는 방법에 있어서,
철로에 근접(proximate)하게 배치된 스텐션 부재와 연결된 센서로부터, 상기 스텐션 부재의 움직임과 관련된 데이터를 수신하는 단계 - 상기 스텐션 부재는 베이스와 힌지 방식으로(hingedly) 연결되는 마스트 및 조건이 충족되는 경우 상기 스텐션 부재가 넘어지도록(topple) 구성된 조건적 오퍼레이터를 포함함 -;
상기 스텐션 부재의 상기 움직임이 미리 결정된 문턱값을 초과하는 경우, 게이트웨이를 통해, 애벌런치를 디텍트하는 단계; 및
상기 수신된 데이터의 적어도 일부를 사용하여 경보(alert)를 생성하는 단계
를 포함하는, 방법.
제17항에 있어서,
상기 스텐션 부재는, 상기 마스트는, 힌지의 동작을 제어하도록 적용된 상기 조건적 오퍼레이터(conditional operator)에 의해 업라이트(upright) 위치 내에 유지되는,
방법.
제17항에 있어서,
상기 센서는 스텐션 부재의 틸트(tilt), 각속도 또는 측면속도, 또는 가속도를 디텍트하도록 구성되는,
방법.
제18항에 있어서,
상기 조건적 오퍼레이터는 쉬어(shear) 핀인,
방법.