KR20010085141A - 열차후부감시장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화물차의 연결상태를 지속적으로 감지하여 나타내는 열차후부감지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히, 후부장치와 운전실장치 각각에 고유의 ID번호(IDENTITY NUMBER)를 부여한 후, 후부장치를 화물차에 장착하여 운전실 장치에 접속할 시, 후부장치의 ID번호를 무선통신을 통해 자동으로 운전실장치에 인식시킴으로써 ID번호를 일일이 입력하거나, 또는 ID카드를 운전실장치에 삽입, 장착하여야 하는 불편함을 해소하기 위한 것이다.

Description

열차후부감시장치 및 그 제어방법{SYSTEM AND METHOD TO DETECT SEPATATION OF A TRAIN FORMATION}

본 발명은 화물차의 연결상태를 지속적으로 감시하여 나타내는 열차후부감시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히, 후부장치와 운전실장치 각각에 고유의 ID번호(IDENTITY NUMBER)를 부여한 후, 후부장치를 화물차에 장착하여 운전실 장치에 접속할 시, 후부장치의 ID번호를 무선통신을 통해 자동으로 운전실장치에 인식시킴으로써 ID번호를 일일이 입력하거나, 또는 ID카드를 운전실장치에 삽입, 장착하여야 하는 불편함을 해소하기 위한 것으로, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허출원 제 99-45434호 "열차후부감지장치 및 그 제어방법"을 개량한 것이다.

주지하다시피, 유개차, 시멘트 벌크차, 유류 조차, 화학물질 조차, 무개차, 자갈무개차, 장물차, 사유 장물차, 콘테이너 장물차, 코일 강판 장물차, 차장차, 화물부 차장차, 콘테이너부 차장차 등의 차량(이하, 화물차라 한다)은, 화물을 적재하여 운반하는 것이 그 주 목적인 것으로, 제작시 상기 각 화물의 적재와 운반에 필요한 기본장치(화물적재함, 차륜, 제동장치 등)를 제외한 기타 구성요소(예: 전기장치)는 제외되어 제작된다. 이러한 화물차는 화물량과 기관차의 구동능력에 따라 화물차를 필요한 대수 만큼 기관차에 연결하여 열차를 편성한다.

한편, 다수대의 차량으로 편성된 열차의 경우에는 운행도중 각 차량의 연결부위가 해제되어 차량이 열차 편성으로부터 이탈되는 경우가 발생하게 되므로, 이를 감시하기 위한 열차후부감시장치를 기관차와 맨 후부에 편성된 화물차(이하 후부차라 한다)에 설치하여 운행하게 된다.

화물차의 경우에는 제동을 위한 제동관 외에는 후부차까지 연결되는 전기적인 장치 및 제어선이 없으므로 상기 제동관의 압력을 검출하여 화물차의 연결 해제 여부를 감지하게 된다.

본인의 선출원 발명은, 도1 내지 도3에서 도시되는 바와 같이, 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하는 연결감지수단(210)과; 열차의 뒷표지 기능을 수행하는 뒷표지등(260)과; 광을 감지하는 광센서(220)와; 열차후부감지장치의 정상동작 여부를 시험하는 시험버튼 등으로 이루어진 후부조작스위치부(250)와; 열차후부상태에 대한 정보를 무선 송수신하는 후부송수신기(230)와; 상기 연결감지수단(210)과, 광센서(220)와, 후부조작스위치(250) 및 후부송수신기(230)에 접속되어, 첫째, 상기 연결감지수단(210)에서 입력되는 제동관의 압력 증감과 가속도의 증감으로부터 화물차의 연결 해제 여부를 판단하고, 둘째, 상기 광센서(220)에서 입력되는 신호를 분석하여 뒷표지등의 점등여부를 판단하고, 셋째, 상기 후부조작스위치부(250)를 통해 입력되는 명령을 수행하며, 넷째, 후부송수신기(230)를 통해 입력되는 신호를 분석하고, 열차후부상태에 대한 정보를 후부송수신기(230)로 전송하는 후부마이컴(240)과; 태양열을 이용하여 전원을 생산하는 태양전지, 또는 차륜의 구동을 이용하여 전원을 생산하는 발전기로 이루어지며, 상기 태양전지, 또는 발전기에서 생성된 전원을 상기 각부에 공급하는 자가발전장치(270)를 포함하여 이루어져 후부차에 장착되는 후부장치(200)와;

상기 후부장치의 후부송수신기(230)와 무선통신을 수행하여 열차후부상태에 대한 정보를 송수신하는 운전실송수신기(160)와; 후부차 제동관의 압력상태를 표시하는 제동관압력표시창과, 열차후부감지장치의 고유번호를 표시하는 고유번호표시창과, 수행중인 기능을 표시하는 기능메뉴표시창과, 뒷표지등의 점등상태와, 자가발전장치의 충전상태와, 열차의 이동상태와, 통신장애상태와, 경보신호의 발생여부 등을 나타내는 상태표시창으로 이루어진 표시부(120)와; 다수개의 기능키와 비상제동체결스위치 등으로 이루어진 운전실조작스위치부(140)와; 후부차의 이상상태를 경보하는 경보기(110)와; 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 경보신호를 주위 열차에 송신하는 경보신호전송수단(170)과; 상기 운전실송수신기(160)와, 표시부(120)와, 운전실조작스위치부(140)와, 경보기(110)와, 경보신호전송수단(170)에 접속되어, 첫째, 상기 운전실조작스위치부(140)를 통해 입력되는 명령을 수행하고, 둘째, 상기 운전실송수신기(160)를 통해 송수신되는 열차후부상태를 분석하여 표시부(120)와 경보기(110) 및 운전실송수신기(160)의 동작을 제어하고, 셋째, 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 제어신호를 발생하여 상기 경보신호전송수단(170)의 동작을 제어하는 운전실마이컴(130)으로 이루어졌다.

이하, 본인의 선출원 발명의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 ID카드(280)를 운전실장치(100)의 ID판독부(150)에 내삽한 후 운전실장치(100)에 전원을 인가하면, 운전실마이컴(130)이 운전실장치셀프테스팅단계(R110)를 수행하여 운전실장치(100)의 셀프테스팅을 실시한 후 ID카드(280)에서 ID를 인식[로딩(LOADING)]하게 된다.

이후, 운전실장치는 수신대기상태에 돌입하여 ID카드(280)에서 인식한 ID와동일한 ID를 가지는 후부장치에서 전송된 신호만을 수신하고, 신호 전송시 상기 ID를 부여하여 송신신호를 인코딩함으로 인해 동일한 ID를 갖는 후부장치에서만 당해 운전실장치의 신호를 수신하도록 한다.

한편, 후부장치(200)에 전원을 인가하게 되면, 후부마이컴(240)이 후부장치(200)의 셀프테스팅을 실시한 후 그 결과를 운전실장치(100)로 전송하는 후부장치셀프테스팅단계(S110)를 수행하게 된다.

또한, 상기 후부장치셀프스팅단계(S110)를 수행한 후에는, 광센서(220)를 통해 광량을 검출하여 뒷표지등(260)의 점등여부를 판단하여, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등(260)을 점등시키거나 또는 소등상태를 유지한 후 그 결과를 운전실장치(100)로 전송하는 뒤표지등제어단계(S120)와, 전원의 이상여부 및 충전상태나 전원공급 상태를 검출하여 운전실장치(100)로 전송하는 전원상태검출단계(S130)와, 제동관의 압력과, 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제여부를 판단하여 그 결과를 운전실장치(100)로 전송하는 연결해제판단단계(S140)를 후부장치(200)에 공급되는 전원이 차단될때까지 반복수행하게 된다.

즉, 광센서(220)에서 입력되는 신호를 기 설정된 기준값(상기 기준값은 데이터베이스화 되어 후부마이컴의 내부메모리, 또는 외부메모리에 저장되어 있다)과 비교하여 뒤표지등(260)의 점등여부를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등(260)을 점등, 또는 소등시킨 후 그 결과를 운전실장치(100)로 전송하는 뒷표지등제어단계(S120)와, 태양전지에서 공급되는 전원의 이상여부 및 충전상태 등을 검출하여 운전실장치(100)로 전송하는 전원상태검출단계(S130)와, 압력센서와가속도센서에서 입력되는 신호를 기 설정된 기준값과 비교하여 화물차의 연결 해제여부를 판단한 후, 그 결과를 운전실장치(100)로 전송하는 연결해제판단단계(S140)를 수행하게 된다.

이때, 압력센서와 가속도센서에서 입력된 신호는 기 설정된 기준값과 비교되어 화물차의 연결 해제 여부를 판단하게 된다.

즉, 제동관의 압력이 감소되지 않았음에도 불구하고 가속도 값이 줄어들거나, 또는 제동관의 압력이 감소된 비율에 비례하는 가속도 값을 이하로 가속도 값이 감소되었을 때를 화물차의 연결 해제로 인식하게 된다.

상기에 있어서, 뒷표지등제어단계(S120)와, 전원상태검출단계(S130)와, 연결해제판단단계(S140)의 수행시기와 순서는 특별한 수행시기 및 선후관계가 없는 것으로, 후부장치(200) 구성시 임의에 순서대로 수행되게 하거나, 또는 병렬수행되도록 구성할 수 있다.

한편, 운전실장치셀프테스팅단계(R110)를 완료한 운전실마이컴(130)은, 운전실송수신기(160)를 통해 수신되는 신호가 존재하는 지의 여부를 지속적으로 검출하여, 수신되는 신호가 존재할 경우에는 이를 분석하여 표시부(120)에 나타내는 수신신호분석단계(R120)를 수행하게 된다.

즉, 후부장치제어방법(S100)를 수행하여 송신한 신호가 수신되는 지의 여부를 지속적으로 검출하여, 뒷표지등(260) 점등상태와, 전원의 이상여부 및 충전상태와, 제동관의 압력과, 후부차의 가속도와, 화물차의 연결 해제 여부 등에 관한 정보를 표시부(120)에 표출하게 된다.

이때, 상기 수신신호분석단계(R120)를 수행한 결과 전원이 정상적이지 않거나, 또는 통신 상태가 정상적이지 않을 경우 등에는 경보신호발생단계(S130)를 수행하여 경보기(110)를 통해 경보신호를 발생하게 되며, 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단될 경우에는 경보신호를 발생함과 동시에 열차방호무선장치에 제어신호를 입력하여 주위를 운행하는 열차에 화물차가 그 편성으로부터 이탈되었음을 나타내는 경보신호를 발생하는 경보신호발생전송단계(S140)를 수행하게 된다.

또한, 상기 경보신호발생전송단계(S140)를 수행한 결과 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단되어 경보기(110)와 열차방호무선장치를 통해 경보신호를 발생한 후에는, 운전실조작스위치(140)에 있는 비상제동스위치가 눌려졌는지의 여부를 지속적으로 검출하여, 비상제동스위치가 눌려진 것으로 판단될 경우에는 열차의 비상제동기에 제어신호를 입력하여 열차의 운행을 정지시키게 되는 것이다.

따라서, 화물차의 연결 해제 여부를 신속, 정확하게 검출할 수 있게 되고, 화물차의 연결 해제로 인한 후속하는 열차와의 추돌사고를 방지하게 됨은 물론, 자가발전장치의 구비로 인하여 그 크기 및 무게를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 본인의 선출원 발명은, 후부장치를 후부차에 장착한 후 그 ID번호를 운전실장치에 인식시키기 위해서는 ID카드를 운전실 장치에 삽입하여야 함으로 인해, 그 동작이 번거로웠음은 물론, 상기 ID카드를 분실하였을 경우에는 새로운 ID카드를 발급받기전에는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 ID카드를 사용하지 않을 시에는 ID번호를 일일이 입력하여야 함으로 인해 그 작업이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.

즉, 후부차에 후부장치를 장착하는 작업자와 기관차의 운전자가 무전기등의 통신을 이용하여 상호간에 ID번호를 불러주고 확인하여 입력하는 동작을 하여야 함으로 인해, 열차편성이 교체될때마다 상기 동작을 반복하여야 하는 불편함이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 후부장치와 운전실장치 각각에 ID번호를 부여한 후, 후부장치를 화물차에 장착하여 운전실 장치에 접속할 시, 후부장치의 ID번호를 무선통신을 통해 자동으로 운전실장치에 인식시킬 수 있는, "열차후부감시장치 및 그 제어방법"을 제공하는 데 있다.

도 1 은 종래 열차후부감지장치의 구성을 나타낸 블록도,

도 2 는 종래 열차후부감지장치의 제어방법 중 운전실장치 제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 3 은 종래 열차후부감지장치의 제어방법 중 후부장치 제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 4 는 본 발명 "열차후부감지장치"의 구성을 나타낸 도면,

도 5 는 본 발명 "열차후부감지장치의 제어방법" 중 운전실장치 제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 6 은 본 발명 "열차후부감지장치의 제어방법" 중 후부장치 제어방법을 나타낸 제어흐름도,

도 7 은 본 발명 "열차후부감지장치" 중 운전실장치의 일례를 나타낸 사시도,

도 8 은 도7의 전면도,

도 9 는 도7의 후면도,

도 10 은 본 발명 "열차후부감지장치" 중 후부장치의 일례를 나타낸 도면,

도 11 은 송수신 신호의 신호전송포멧을 나타낸 도면,

도 12 는 본 발명 "열차후부감지장치"의 열차 장착상태를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 운전실장치 11: 경보기

12: 표시부 13: 운전실마이컴

14: 운전실조작스위치부 16: 운전실송수신기

17 : 열차방호무선장치 18: 비상제동수단

20: 후부장치 21: 열차감지수단

21': 압력감지수단 21": 가속도감지수단

22: 광센서 23: 후부송수신기

24: 후부마이컴 25: 후부조작스위치부

26: 뒷표지등 27: 자가발전장치

280: ID카드 R10: 운전실장치제어방법

R110: 운전실장치셀프테스팅단계 R12: 수신신호분석단계

R130: 경보신호발생단계 R14: 경보신호발생전송단계

R150: 비상제동단계 S10: 후부장치제어방법

S110: 후부장치셀프테스팅단계 S12: 뒷표지등제어단계

S130: 전원상태검출단계 S14: 연결해제판단단계

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "열차후부감시장치"는, 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하는 연결감지수단과; 열차의 뒷표지 기능을 수행하는 뒷표지등과; 광을 감지하는 광센서와; 열차후부감시장치의 정상동작 여부를 시험하는 시험버튼과, 열차후부감시장치의 후부차 장착여부를 확인하는 확인버튼 등으로 이루어진 후부조작스위치부와; 열차후부상태 및 ID번호에 대한 정보를 무선 송수신하는 후부송수신기와; 상기 연결감지수단과, 광센서와, 후부조작스위치 및 후부송수신기에 접속되어, 첫째, 상기 연결감지수단에서 입력되는 제동관의 압력 증감과 가속도의 증감으로부터 화물차의 연결 해제 여부를 판단하고, 둘째, 상기광센서에서 입력되는 신호를 분석하여 뒷표지등의 점등여부를 판단하고, 셋째, 상기 후부조작스위치부를 통해 입력되는 명령을 수행하며, 넷째, 후부송수신기를 통해 입력되는 신호를 분석하고, 열차후부상태에 대한 정보를 후부송수신기로 전송하는 후부마이컴과; 태양열을 이용하여 전원을 생산하는 태양전지로 이루어지며, 상기 태양전지에서 생성된 전원을 상기 각부에 공급하는 자가발전장치를 포함하여 이루어져 후부차에 장착되는 후부장치와;

상기 후부장치의 후부송수신기와 무선통신을 수행하여 열차후부상태에 대한 정보를 송수신하는 운전실송수신기와; 후부차 제동관의 압력상태를 표시하는 제동관압력표시창과, 열차후부감지장치의 고유번호를 표시하는 고유번호표시창과, 수행중인 기능을 표시하는 기능메뉴표시창과, 뒷표지등의 점등상태와, 자가발전장치의 충전상태와, 열차의 이동상태와, 통신장애상태와, 경보신호의 발생여부 등을 나타내는 상태표시창으로 이루어진 표시부와; 다수개의 기능키와 비상제동체결스위치와, 후부장치에서 전송되는 ID번호에 대한 확인을 하여 전송된 ID를 등록시키는 ID입력스위치 등으로 이루어진 운전실조작스위치부와; 후부차의 이상상태를 경보하는 경보기와; 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 경보신호를 주위 열차에 송신하는 열차방호무선장치와; 상기 운전실송수신기와, 표시부와, 운전실조작스위치부와, 경보기와, 경보신호전송수단에 접속되어, 첫째, 상기 운전실조작스위치부를 통해 입력되는 명령을 수행하고, 둘째, 상기 운전실송수신기를 통해 송수신되는 열차후부상태를 분석하여 표시부와 경보기 및 운전실송수신기의 동작을 제어하고, 셋째, 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 제어신호를 발생하여 상기 경보신호전송수단의 동작을 제어하는 운전실마이컴을 포함하여 이루어져 기관차에 장착되는 운전실장치로 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 연결감지수단은, 제동관의 압력을 감지하는 압력감지수단과; 열차의 가속도를 검출하는 가속도검출수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 가속도검출수단은, 가속도센서, 또는 초음파센서, 또는 GPS(GLOBAL POSITIONING SYSTEM : 전세계 측위 시스템)수신기로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 후부마이컴은, 상기 연결감지수단에서 입력되는 가속도에 대한 신호가, 열차의 위치를 나타내는 GPS수신기에서 입력되는 신호일 경우에는 시간에 대한 위치의 변화로부터 가속도를 산출하며, 열차의 속도를 검출하는 초음파센서에서 입력되는 신호일 경우에는 시간에 대한 속도의 변화로써 가속도를 산출함을 특징으로 한다.

또한, 상기 후부마이컴은, 주기적으로, 또는 운전실장치에서 요구가 있을시 마다 후부장치의 동작상태를 검출하여 운전실장치로 전송함을 특징으로 한다.

즉, 후부장치를 이루는 각 장치의 이상여부를 주기적으로, 또는 운전실장치에서 요구가 있을시마다 셀프테스팅(SELF TESTING)하여 그 결과를 운전실장치로 전송하도록 한다.

예를 들어, 후부마이컴과 운전실마이컴의 클럭(CLOCK)를 상호 전송하여 감시함으로써 마이컴의 이상여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 운전실장치는, 후부장치의 장착상태를 검출하는 장착상태검출수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전실장치는, 후부장치의 인식번호를 나타내는 ID번호를 판독하여, 상기 ID번호와 동일한 인식번호를 갖는 신호만 수신하며, 전송되는 신호에 상기 인식번호를 인코딩(ENCODING)하여 전송토록하여, 상기 인식코드와 동일한 인식번호를 갖는 후부장치에서만 신호를 수신토록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전실장치는, 소정의 제어신호에 의해 동작되어 열차의 운행을 비상제동시키는 비상제동수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 비상제동수단은 열차 비상제동기, 또는 열차자동정지장치로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 경보신호전송수단은, 열차방호무선장치로 구성됨을 특징으로 한다.

즉, 화물차의 연결이 해제되었을 시 열차방호무선장치에 제어신호를 입력하여 열차방호무선장치를 통해 주위 열차에 그 상황을 알리도록 구성한다.

한편, 본 발명 "열차후부감지장치의 제어방법"은, 후부차에 장착되며, 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제 여부를 판단하고 열차후부상태에 대한 신호를 무선 송수신하는 후부장치와; 기관차에 장착되며, 상기 후부장치에서 무선 송수신되는 화물차의 연결 해제 여부 및 열차후부상태에 대한 신호를 수신하여 표시, 경보하고, 열차를 비상제동 시키는 운전실장치로 구성된 "열차후부감지장치"의 제어방법에 있어서,

상기 열차후부장치의 제어방법은, 후부장치에 전원이 인가되었을 시 자체 셀프테스팅을 실시한 후, 그 결과를 운전실장치로 전송하는 후부장치셀프테스팅단계와; 상기 셀프테스팅단계를 수행한 결과, 후부장치가 정상적으로 동작하는 것으로 판단되면, 후부장치의 ID번호를 운전실장치로 전송하여, 운전실장치에 ID번호를 등록하는 ID번호등록단계와; 상기 ID번호등록단계를 수행한 후, 광센서를 통해 광량을 검출하여 뒷표지등의 점등여부를 판단하여, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등을 점등시키거나 소등상태를 유지한 후 그 결과를 운전실장치로 전송하는 뒤표지등제어단계와; 전원의 이상여부 및 충전상태나 전원공급 상태를 검출하여 운전실장치로 전송하는 전원상태검출단계와; 제동관의 압력과, 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제여부를 판단하여 그 결과를 운전실장치로 전송하는 연결해제판단단계를 포함하여 이루어진 후부장치제어방법과,

운전실장치에 전원이 인가되었을 시 자체 셀프테스팅을 실시하는 운전실장치셀프테스팅단계와; 상기 셀프테스팅단계를 수행한 후, 후부장치에서 전송되는 ID번호에 대한 신호가 존재하는 지의 여부를 지속적으로 검출하여 ID번호가 수신될 경우에는 수신된 ID번호를 소정의 방법으로 등록하는 ID번호등록단계와; 상기 ID번호등록단계를 수행한 후, 후부장치에서 전송되는 신호가 존재하는지의 여부를 지속적으로 검출하여 후부장치에서 전송되는 신호가 검출될 경우에는 그 신호를 분석하여 표시부에 표출하는 수신신호인식단계와; 상기 수신신호인식단계를 수행한 결과, 전원 상태가 정상적이지 않거나, 또는 후부장치와의 통신상태가 정상적이지 않은 것으로 판단될 경우에는 이를 나타내는 경보신호를 발생하는 경보신호발생단계와; 상기 수신신호인식단계를 수행한 결과, 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단될 경우에는 이를 나타내는 경보신호를 운전실장치를 통해 발생함과 동시에 주위를 운행하는 열차에 무선 전송하는 경보신호발생전송단계와; 상기 경보신호발생전송단계를 수행한 후, 비상제동스위치의 작동여부를 지속적으로 검출하여 비상제동스위치가 작동되었을 시었을 시에는 열차를 비상제동시키는 비상제동단계를 포함하여 이루어진 운전실장치제어방법으로 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기 후부장치제어방법의 연결해제판단단계에 있어서 후부차의 가속도를 검출하는 방법은, 후부차의 위치를 나타내는 GPS수신기를 통해 후부차의 가속도를 산출할 경우에는 시간에 대한 위치의 변화로부터 가속도를 산출하며, 후부차의 속도를 검출하는 초음파센서를 통해 후부차의 가속도를 산출할 경우에는 시간에 대한 속도의 변화로부터 가속도를 검출함을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전실장치제어방법의 수신신호인식단계는, 수신신호 인식시 후부장치의 ID를 검출하여, 동일한 ID를 가진 후부장치에서 전송되는 신호만을 수신함을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전실장치제어방법의 경보신호발생전송단계에 있어서 주위를 운행하는 열차에 경보신호를 무선 전송하는 방법은, 열차방호무선장치의 동작을 제어하여 전송함을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전실장치제어방법의 비상제동단계는, 화물차의 연결 해제를 나타내는 경보신호가 발생된 후 소정의 시간이 경과하도록 비상제동스위치가 작동되지 않았을 경우에는, 열차의 비상제동장치, 또는 열차자동정지장치(AUTOMATIC TRAIN STOPPER: ATS)에 제어신호를 입력하여 열차의 운행을 자동 정지시킴을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 "열차후부감지장치 및 그 제어방법"은, 자가발전장치를 이용해 후부장치에 전원을 공급하고, 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제 여부를 판단하며, 후부차의 연결 해제시 이를 나타내는 경보신호를 주위를 운행하는 열차에 전송함으로써, 후부장치의 크기 및 무게를 감소시켜 취급 및 보수가 용이하고, 화물차의 연결 해제 여부를 정확히 검출하며, 화물차의 연결 해제로 인한 추돌사고를 방지하게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "열차후부감지장치 및 그 제어방법"의 기술적 사상에 따른 실시예를 들어 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

본 실시예에서는 자가발전장치로 태양전지를 사용하며, 압력감지수단으로는 압력센서를, 가속도검출수단으로는 가속도센서를 사용한다.

이때, 상기 태양전지에는 태양열집적판과 변환장치 외에 축전지 및 자동충전회로가 내장되어 있어, 상기 축전지를 충전하는 동작을 함께 수행한다.

참고로, 상기 운전실장치(10)는 기관차에서 발생되는 전원을 사용한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 경보신호전송수단으로 열차방호무선장치를 사용한다. 따라서, 운전실마이컴은 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단되면 상기 열차방호무선장치에 제어신호를 입력하여 주위를 운행하는 열차에 경보신호를 발생하게 된다.

여기서, 상기 열차방호무선장치는, 열차의 위급상황을 지속적으로 무선 송신하여 주위의 열차에 그 위험을 경보하는 것으로, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허등록 제 175108호에 자세히 기술된 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 실시예의 구성 및 동작을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도4 내지 도6에서 도시되는 바와 같이, 운전실마이컴(13)의 제어신호 입력단에 운전실조작스위치부(14)의 신호출력단)를 접속하고, 표시부(12)의 제어신호 입력단에 운전실마이컴(13)의 표시제어 신호 출력단을 접속하고, 운전실마이컴(13)의 경보신호 출력단자에 경보기(11)를 접속하고, 운전실마이컴(13)의 경보 전송신호 출력단에 경보신호전송수단인 열차방호무선장치의 제어신호 입력단을 접속하고, 상기 운전실마이컴(13)의 송수신신호 입출력단에 운전실송수신기(16)를 접속하여 운전실장치(10)를 구성한다.

또한, 압력센서(21')와, 가속도센서(21")와, 광센서(22)와, 후부조작스위치(25)의 신호출력단 각각에 후부마이컴(24)의 신호입력단자 각각을 접속하고, 상기 후부마이컴(24)의 제어신호출력단에 뒷표지등(26)을 접속하고, 후부송수신기(23)의 신호입출력단에 상기 후부마이컴(24)을 접속한 후, 자가발전장치(27)인 태양전지의 전원출력단에서 발생되는 전원을 상기 후부장치 각부에 공급하여 후부장치(20)를 구성한 후, 상기 운전실장치(10)를 기관차에, 후부장치(20)를 후부차에 각각 설치하여 본 실시예를 구성한다.

또한, 뒷표지등(26)을 점등시키는 기준이 되는 광센서의 값과, 화물차의 열결 해제로 판단이 되는 기준값을 데이터베이스(DATA BASE)화하여 후부마이컴(24)의내부메모리, 또는 후부마이컴(24)의 제어를 받는 외부메모리에 저장한다.

도7 내지 도8은 운전실장치(10)의 모양을 나타낸 것이고, 도9는 후부장치의 모양을 나타낸 것이며, 도10은 운전실장치(10)와 후부장치(20)의 장착상태를 나타낸 도면이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 운전실장치(10)에 전원을 인가하면, 운전실마이컴(13)이 운전실장치셀프테스팅단계(R11)를 수행하여 운전실장치(10)의 셀프테스팅을 실시한 후 수신대기 상태에 들어간다. 이때, 상기 운전실장치(10)는 고유의 ID를 메모리에 로딩한 상태이다.

한편, 후부장치(20)에 전원을 인가하게 되면, 후부마이컴(24)이 후부장치(20)의 셀프테스팅을 실시한 후 그 결과와 자체 ID를 운전실장치(10)로 전송하는 후부장치셀프테스팅단계(S11)를 수행하게 된다.

그러면, 상기 운전실장치(10)는 후부장치에서 전송된 ID를 메모리에 등록하고, 후부장치(20)는 운전실장치(10)에서 전송된 각각의 ID를 등록하게 된다.

그러면, 향후의 통신에 있어서 상기 후부장치는 자신의 ID를 실어 통신하고, 후부장치에 등록된 ID를 갖는 신호만을 검출하게 되며, 마찬가지로 운전실장치는 신호 전송시에 자신의 ID를 포함하여 전송하고, 신호수신시에는 등록된 ID를 가지는 후부장치에서 전송된 신호만을 수신하게 된다.

한편, 상기 후부장치셀프스팅단계(S11)를 수행한 후에는, 광센서(22)를 통해광량을 검출하여 뒷표지등(26)의 점등여부를 판단하여, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등(26)을 점등시키거나 또는 소등상태를 유지한 후 그 결과를 운전실장치(10)로 전송하는 뒤표지등제어단계(S12)와, 전원의 이상여부 및 충전상태나 전원공급 상태를 검출하여 운전실장치(10)로 전송하는 전원상태검출단계(S13)와, 제동관의 압력과, 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제여부를 판단하여 그 결과를 운전실장치(10)로 전송하는 연결해제판단단계(S14)를 후부장치(20)에 공급되는 전원이 차단될때까지 반복수행하게 된다.

즉, 광센서(22)에서 입력되는 신호를 기 설정된 기준값(상기 기준값은 데이터베이스화 되어 후부마이컴의 내부메모리, 또는 외부메모리에 저장되어 있다)과 비교하여 뒤표지등(26)의 점등여부를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등(26)을 점등, 또는 소등시킨 후 그 결과를 운전실장치(10)로 전송하는 뒷표지등제어단계(S12)와, 태양전지에서 공급되는 전원의 이상여부 및 충전상태 등을 검출하여 운전실장치(10)로 전송하는 전원상태검출단계(S13)와, 압력센서와 가속도센서에서 입력되는 신호를 기 설정된 기준값과 비교하여 화물차의 연결 해제여부를 판단한 후, 그 결과를 운전실장치(10)로 전송하는 연결해제판단단계(S14)를 수행하게 된다.

이때, 압력센서와 가속도센서에서 입력된 신호는 기 설정된 기준값과 비교되어 화물차의 연결 해제 여부를 판단하게 된다.

즉, 제동관의 압력이 감소되지 않았음에도 불구하고 가속도 값이 줄어들거나, 또는 제동관의 압력이 감소된 비율에 비례하는 가속도 값을 이하로 가속도 값이 감소되었을 때를 화물차의 연결 해제로 인식하게 된다.

상기에 있어서, 뒷표지등제어단계(S12)와, 전원상태검출단계(S13)와, 연결해제판단단계(S14)의 수행시기와 순서는 특별한 수행시기 및 선후관계가 없는 것으로, 후부장치(20) 구성시 임의에 순서대로 수행되게 하거나, 또는 병렬수행되도록 구성할 수 있다.

한편, 운전실장치셀프테스팅단계(R11)를 완료한 운전실마이컴(13)은, 운전실송수신기(16)를 통해 수신되는 신호가 존재하는 지의 여부를 지속적으로 검출하여, 수신되는 신호가 존재할 경우에는 이를 분석하여 표시부(12)에 나타내는 수신신호분석단계(R12)를 수행하게 된다.

즉, 후부장치제어방법(S10)를 수행하여 송신한 신호가 수신되는 지의 여부를 지속적으로 검출하여, 뒷표지등(26) 점등상태와, 전원의 이상여부 및 충전상태와, 제동관의 압력과, 후부차의 가속도와, 화물차의 연결 해제 여부 등에 관한 정보를 표시부(12)에 표출하게 된다.

이때, 상기 수신신호분석단계(R12)를 수행한 결과 전원이 정상적이지 않거나, 또는 통신 상태가 정상적이지 않을 경우 등에는 경보신호발생단계(S13)를 수행하여 경보기(11)를 통해 경보신호를 발생하게 되며, 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단될 경우에는 경보신호를 발생함과 동시에 열차방호무선장치에 제어신호를 입력하여 주위를 운행하는 열차에 화물차가 그 편성으로부터 이탈되었음을 나타내는 경보신호를 발생하는 경보신호발생전송단계(S14)를 수행하게 된다.

또한, 상기 경보신호발생전송단계(S14)를 수행한 결과 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단되어 경보기(11)와 열차방호무선장치를 통해 경보신호를 발생한 후에는, 운전실조작스위치(14)에 있는 비상제동스위치가 눌려졌는지의 여부를 지속적으로 검출하여, 비상제동스위치가 눌려진 것으로 판단될 경우에는 열차의 비상제동기에 제어신호를 입력하여 열차의 운행을 정지시키게 되는 것이다.

따라서, 화물차의 연결 해제 여부를 신속, 정확하게 검출할 수 있게 되고, 화물차의 연결 해제로 인한 후속하는 열차와의 추돌사고를 방지하게 됨은 물론, 자가발전장치의 구비로 인하여 그 크기 및 무게를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

도11은 신호전송포멧의 일례를 나타낸 것이다.

그러나, 상기의 실시예에 있어서는, 자가발전장치를 태양열집적판과 변환장치로 이루어진 태양전지를 사용하여 구성하였으나, 차륜의 회전력을 이용한 발전기를 사용하여 상기 자가발전장치를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 후부차의 가속도 검출을 가속도센서를 사용하여 검출하였으나, GPS수신기, 또는 초음파센서를 통해 구성할 수 있음을 밝혀둔다. 이 경우 상기 후부마이컴의 내부메모리, 또는 후부마이컴의 제어를 받는 외부메모리에는 시간과 위치, 또는 시간과 속도로부터 가속도를 산출하는 데이터가 저장된다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 화물차의 연결 해제시 열차의 제동을 비상스위치의 조작에 의존하였으나, 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단된 후 소정의 시간이 경과하도록 비상스위치가 조작되지 아니하면 ATS에 제어신호를 입력하여 열차의 운행을 강제 자동 정지시키도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 후부장치의 ID를 운전실장치에 등록할 경우, 상호간의 무선통신을 통하여 자동 등록되도록 하고, 또한 운전실장치의 ID를 자동등록하도록 하였으나, 확인버튼 및 ID등록스위치를 이용하여 할 수 있음을 밝혀둔다.

즉, 운전실장치에는 고유의 ID를 부여하지 않고, 후부장치의 ID를 수신하였을 시 그 수신된 ID를 승인하여 운전실장치에 등록하도록 할 수 있다.

그러면, 운전실장치는 등록된 ID를 가지는 신호만을 검출하여 추리하게 된다.

또한, 상기 후부장치에 액정표시장치 및 조작버튼(후부조작스위치에 숫자, 또는 문자 버튼을 추가하여 구성한다) 및 저장수단(메모리)을 설치한 후, 운전실장치 ID와 후부장치 ID를 등록할 시, 운전실장치 ID를 후부장치에서 조작하여 등록할 수 있다.

그러면, 후부장치에서 신호를 전송할 시 운전실장치 ID를 실어 전송하고, 또한 운전실장치 ID를 가지는 신호만을 수신함으로 인해 다른 장치와의 신호간섭을 배제할 수 있게 된다.

반대로, 운전실장치에서 후부장치의 ID를 입력하여 상기 후부장치의 ID를 사용하여 통신할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 확인스위치, 또는 ID등록스위치라 함은, 후부장치에서 ID를 전송하면 이에 응답하는 운전실장치가 여러대 있을 수 있으므로, 예를 들어 기지창 같은 곳에서는 여러대의 기관차가 있어 수신대기상태에 있는 여러대의 운전실 장치가있을수 있으므로, 이때 사용하는 것이다.

또한, 다른방법으로, 후부장치에서 셀프케스팅을 끝낸후 ID를 전송하면, 이에 응답하는 운전실장치의 신호를 검출하여, 응답하는 신호가 둘 이상 있을 경우에는 ID등록을 다시 할수 있도록 할 수 있음을 밝혀둔다.

다시말해, ID를 등록하기 위해 대기하고 있는 시간은 짧고, 빈번히 발생되지 않아, 동시에 두 대 이상의 운전실장치에서 등록될 확률이 적은 점을 이용하여, 무선통신을 통해 ID를 등록함에 있어서 이에 응답하는 운전실장치의 신호가 두 개 이상이면 다시 등록하도록 하는 것이다.

그러나, 후부장치를 무선통신을 사용하여 운전실장치에 등록하는 방법은, 이에 한정되지 않음도 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 ""열차후부감지장치 및 그 제어방법"은, 특히, 후부장치와 운전실장치 각각에 고유의 ID번호(IDENTITY NUMBER)를 부여한 후, 후부장치를 화물차에 장착하여 운전실 장치에 접속할 시, 후부장치의 ID번호를 무선통신을 통해 자동으로 운전실장치에 등록할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하는 연결감지수단과; 열차의 뒷표지 기능을 수행하는 뒷표지등과; 광을 감지하는 광센서와; 열차후부감시장치의 정상동작 여부를 시험하는 시험버튼과, 열차후부감시장치의 후부차 장착여부를 확인하는 확인버튼 등으로 이루어진 후부조작스위치부와; 열차후부상태 및 ID번호에 대한 정보를 무선 송수신하는 후부송수신기와; 상기 연결감지수단과, 광센서와, 후부조작스위치 및 후부송수신기에 접속되어, 첫째, 상기 연결감지수단에서 입력되는 제동관의 압력 증감과 가속도의 증감으로부터 화물차의 연결 해제 여부를 판단하고, 둘째, 상기 광센서에서 입력되는 신호를 분석하여 뒷표지등의 점등여부를 판단하고, 셋째, 상기 후부조작스위치부를 통해 입력되는 명령을 수행하며, 넷째, 후부송수신기를 통해 입력되는 신호를 분석하고, 열차후부상태에 대한 정보를 후부송수신기로 전송하는 후부마이컴과; 태양열을 이용하여 전원을 생산하는 태양전지로 이루어지며, 상기 태양전지에서 생성된 전원을 상기 각부에 공급하는 자가발전장치를 포함하여 이루어져 후부차에 장착되는 후부장치와;

   상기 후부장치의 후부송수신기와 무선통신을 수행하여 열차후부상태에 대한정보를 송수신하는 운전실송수신기와; 후부차 제동관의 압력상태를 표시하는 제동관압력표시창과, 열차후부감지장치의 고유번호를 표시하는 고유번호표시창과, 수행중인 기능을 표시하는 기능메뉴표시창과, 뒷표지등의 점등상태와, 자가발전장치의 충전상태와, 열차의 이동상태와, 통신장애상태와, 경보신호의 발생여부 등을 나타내는 상태표시창으로 이루어진 표시부와; 다수개의 기능키와 비상제동체결스위치와, 후부장치에서 전송되는 ID번호에 대한 확인을 하여 전송된 ID를 등록시키는 ID입력스위치 등으로 이루어진 운전실조작스위치부와; 후부차의 이상상태를 경보하는 경보기와; 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 경보신호를 주위 열차에 송신하는 열차방호무선장치와; 상기 운전실송수신기와, 표시부와, 운전실조작스위치부와, 경보기와, 경보신호전송수단에 접속되어, 첫째, 상기 운전실조작스위치부를 통해 입력되는 명령을 수행하고, 둘째, 상기 운전실송수신기를 통해 송수신되는 열차후부상태를 분석하여 표시부와 경보기 및 운전실송수신기의 동작을 제어하고, 셋째, 화물차의 연결이 해제되었을 시 이를 나타내는 제어신호를 발생하여 상기 경보신호전송수단의 동작을 제어하는 운전실마이컴을 포함하여 이루어져 기관차에 장착되는 운전실장치로 구성됨을 특징으로 하는 열차후부감지장치.
2. 후부차에 장착되며, 제동관의 압력과 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제 여부를 판단하고 열차후부상태에 대한 신호를 무선 송수신하는 후부장치와; 기관차에 장착되며, 상기 후부장치에서 무선 송수신되는 화물차의 연결 해제 여부 및 열차후부상태에 대한 신호를 수신하여 표시, 경보하고, 열차를 비상제동시키는 운전실장치로 구성된 "열차후부감지장치"의 제어방법에 있어서,

   상기 열차후부장치의 제어방법은, 후부장치에 전원이 인가되었을 시 자체 셀프테스팅을 실시한 후, 그 결과를 운전실장치로 전송하는 후부장치셀프테스팅단계와; 상기 셀프테스팅단계를 수행한 결과, 후부장치가 정상적으로 동작하는 것으로 판단되면, 후부장치의 ID번호를 운전실장치로 전송하여, 운전실장치에 ID번호를 등록하는 ID번호등록단계와; 상기 ID번호등록단계를 수행한 후, 광센서를 통해 광량을 검출하여 뒷표지등의 점등여부를 판단하여, 상기 판단결과에 따라 뒷표지등을 점등시키거나 소등상태를 유지한 후 그 결과를 운전실장치로 전송하는 뒤표지등제어단계와; 전원의 이상여부 및 충전상태나 전원공급 상태를 검출하여 운전실장치로 전송하는 전원상태검출단계와; 제동관의 압력과, 후부차의 가속도를 검출하여 화물차의 연결 해제여부를 판단하여 그 결과를 운전실장치로 전송하는 연결해제판단단계를 포함하여 이루어진 후부장치제어방법과,

   운전실장치에 전원이 인가되었을 시 자체 셀프테스팅을 실시하는 운전실장치셀프테스팅단계와; 상기 셀프테스팅단계를 수행한 후, 후부장치에서 전송되는 ID번호에 대한 신호가 존재하는 지의 여부를 지속적으로 검출하여 ID번호가 수신될 경우에는 수신된 ID번호를 소정의 방법으로 등록하는 ID번호등록단계와; 상기 ID번호등록단계를 수행한 후, 후부장치에서 전송되는 신호가 존재하는지의 여부를 지속적으로 검출하여 후부장치에서 전송되는 신호가 검출될 경우에는 그 신호를 분석하여 표시부에 표출하는 수신신호인식단계와; 상기 수신신호인식단계를 수행한 결과, 전원 상태가 정상적이지 않거나, 또는 후부장치와의 통신상태가 정상적이지 않은 것으로 판단될 경우에는 이를 나타내는 경보신호를 발생하는 경보신호발생단계와; 상기 수신신호인식단계를 수행한 결과, 화물차의 연결이 해제된 것으로 판단될 경우에는 이를 나타내는 경보신호를 운전실장치를 통해 발생함과 동시에 주위를 운행하는 열차에 무선 전송하는 경보신호발생전송단계와; 상기 경보신호발생전송단계를 수행한 후, 비상제동스위치의 작동여부를 지속적으로 검출하여 비상제동스위치가 작동되었을 시었을 시에는 열차를 비상제동시키는 비상제동단계를 포함하여 이루어진 운전실장치제어방법으로 구성됨을 특징으로 하는 열차후부감지장치의 제어방법.