KR20020096301A

KR20020096301A - 철도건널목의 전자유니트 제어장치

Info

Publication number: KR20020096301A
Application number: KR1020010034693A
Authority: KR
Inventors: 정해철
Original assignee: 주식회사 삼삼
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-12-31
Also published as: KR100417832B1

Abstract

본 발명은 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 제공하기 위한 것으로, 철도건널목 전자유니트 제어장치의 철도건널목 감시와 제어동작을 제어하는 주제어부와; 주재, 분소, 상위 레벨 및 복수개의 철도건널목과 통신을 수행하는 다중전송부와; 외부에서 유입되는 노이즈를 방지하는 계전기 및 써지보호기와; 데이터 입출력 기능을 수행하며, 설비 테스트 버튼을 포함한 각종 기능버튼을 구비한 인터페이스부와; 경보상황 발생시 자동으로 경보를 발생시키고 경보등을 섬광시키며 차단기를 작동하게 하는 경보제어부 및 자동경보백업부와; 철도건널목 전자유니트 제어장치를 외부 침입자가 개방하는 것을 관리하는 제어함감시부와; 궤도 회로 양단간의 전압 및 주파수를 측정하여 디스플레이하여 궤도 회로의 이상유무를 검지하는 궤도전압측정부와; 철도건널목의 이상유무를 검지하여 처리하는 검지처리부와; 경보음 및 음성메시지 출력을 처리하는 음성처리부와; 철도건널목 전자유니트 제어장치의 이중화 동작이 수행되도록 하는 자동절체부를 포함하여 구성함으로써, 철도건널목의 안전을 확보하며 설비의 노후정도를 사전에 예측하여 예방정비의 과학화로 설비 트러블에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

Description

철도건널목의 전자유니트 제어장치{Apparatus for electronic unit of railroad crossing}

본 발명은 철도건널목의 보안장치에 관한 것으로, 특히 철도건널목의 안전을 확보하며 설비의 노후정도를 사전에 예측하여 예방정비의 과학화로 설비 트러블에 의한 사고를 미연에 방지하기에 적당하도록 한 철도건널목의 전자유니트 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도건널목에는 경보등, 경보종, 차단기 등이 설치되어 건널목에서 발생할 수 있는 교통사고 또는 인명사고와 같은 안전사고를 예방하고 있다. 그래서 철도건널목 보안장치는 철도와 도로가 평면교차하는 곳(건널목)에 설치되며,열차가 건널목을 통과하기 일정 시간 전에 열차가 접근하고 있음을 미리 통행자에게 알려준 후 모든 차량과 보행자가 멈추도록 하여 건널목 사고를 방지하게 된다.

도 1 은 종래 철도건널목 보안장치의 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 건널목에 접근하는 열차(15)를 검지하는 열차검지장치(11)와; 상기 열차검지장치(11)와 연결되고, 경보음과 경보등으로 열차(15)의 접근을 도로 통행자에게 경고해주는 건널목경보장치(12)와; 상기 열차검지장치(11)와 연결되고, 열차(15)가 건널목에 접근하여 통과할 때까지 도로 통행을 일시적으로 차단하는 건널목차단기(13)와; 상기 건널목차단기(13)와 연결되고, 건널목 보판 위에 고장난 자동차 등의 장애물이 있을 때 이를 검지하는 장애물 검지장치(14) 등으로 구성된다.

그래서 열차검지장치(11)를 통해 건널목에 진입하는 열차(15)의 유무를 검지하여, 건널목경보장치(12)와 건널목차단기(13)의 동작을 제어하여 열차 통과시 통행자의 건널목 진입을 차단함으로써 건널목사고를 방지하게 된다. 장애물검지장치 (14)는 건널목 보판내에 장애물이 있을 경우 이를 검지하여 운행중인 열차(15)의 기관사에게 알려준다.

또한 단순하게 현장에서 건널목을 제어하는 제어유니트의 고장정도만을 검지하게 된다. 즉, 1라인에 주파수의 16찬넬 분할방식 멀티드롭 송신을 수행하게 되는데, 장애 발생시 해당 건널목 계전기의 온/오프로 특정주파수를 송신하여 해당 건널목에서 장애가 발생하였다는 정도의 검지기능을 수행하였다.

또한 건널목 제어유니트 내에 있는 계전기의 접점을 이용한 온/오프 상태를모뎀을 통해 전송받아 단순하게 궤도가 단락되어 기차가 오고 있구나라는 정도로 판단하거나 또는 차단기가 내려가지 않고 오동작을 하고 있는 정도로 판단하는 기능을 주재나 분소에서 모니터를 통해 알 수 있다.

그러나 고장발생 초기부터 현장도착까지는 거리가 먼 관계로 많은 시간이 소요되고, 긴급상황 발생시는 설비이상 상태를 직접 확인하면서도, 이러한 상황에서 기관차가 통과하면 해당 건널목에서는 별다르게 조치할 방법이 없으며, 통과하는 열차의 충돌발생 가능성을 묵과할 수밖에 없는 문제점이 있었다.

또한 설비의 부하정도(피로도) 장애 예측 등 사전 예방 정비가 절대적으로 중요한 사항임에도 단순히 설비 모니터링 기능만을 보유하기 때문에 아직까지도 설비 보수 방법이 획일적인 점점 주기표에 의해 비과학적으로 수행될 수밖에 없었다. 즉, 기차가 많이 왕래하는 곳이나 아니면 한 달에 한번 정도 통과하는 곳이나 똑같이 정비보수 지침서에 다른 점검 주기표에 의해 설비를 점검하는 비과학적인 방법을 사용하기 때문에 불필요한 노동력이 투입됨은 물론이고, 설비 관리에 많은 애로사항이 노출되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 철도건널목의 안전을 확보하며 설비의 노후정도를 사전에 예측하여 예방정비의 과학화로 설비 트러블에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 철도건널목 제어유니트와 주재장치 또는 분소장치와 상위장치를 통한 실시간 현장정보의 링크와 현장건널목에서의 긴급상황 발생시 주재나 분소에서 임시조치가 가능하도록 하여 전국 구석구석의 장거리에 산재되어 있는 건널목을 효율적이며 최적의 상태로 관리할 수 있는 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 철도건널목의 전자유니트 제어장치는, 철도건널목 전자유니트 제어장치의 철도건널목 감시와 제어동작을 제어하는 주제어부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 주재, 분소, 상위 레벨 및 복수개의 철도건널목과 통신을 수행하는 다중전송부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 외부에서 유입되는 노이즈를 방지하는 계전기 및 써지보호기와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 데이터 입출력 기능을 수행하며, 설비 테스트 버튼을 포함한 각종 기능버튼을 구비한 인터페이스부로 구성됨을 특징으로 한다.

그리고; 주제어부의 제어를 받고, 경보상황 발생시 자동으로 경보를 발생시키고 경보등을 섬광시키며 차단기를 작동하게 하는 경보제어부 및자동경보백업부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치를 외부 침입자가 개방하는 것을 관리하며,제어함도어의 자동으로 록크하는 제어함감시부 및 도어자동록크장치로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성들과 함께 상기 주제어부의 제어를 받고, 궤도 회로 양단간의 전압 및 주파수를 측정하여 디스플레이하여 궤도 회로의 이상유무를 검지하는 궤도전압측정부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 철도건널목의 이상유무를 검지하여 처리하는 고장검지처리부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 경보음 및 음성메시지 출력을 처리하는 경보음 및 음성처리부와; 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치의 이중화 동작이 수행되도록 하는 자동절체부를 포함하여 된 것을 그 기술적 구성의 특징으로 한다.

도 1은 종래 철도건널목 보안장치의 블록구성도이고,

도 2는 본 발명이 적용되는 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 포함한 원격 제어 시스템의 블록구성도이며,

도 3은 본 발명에 의한 철도건널목의 전자유니트 제어장치의 블록구성도,

도 4는 도 3에서 자동절체부의 상세블록도이며,

도 5는 도 3에서 주제어부의 상세블록도이고,

도 6은 도 3에서 다중전송부의 상세블록도이며,

도 7은 도 3에서 인터페이스부의 상세블록도이고,

도 8은 도 3에서 경보제어부 및 자동경보백업부의 상세블록도이며,

도 9는 도 3에서 제어함감시부의 상세블록도이고,

도 10은 도 3에서 궤도전압측정부의 상세블록도이며,

도 11은 도 3에서 고장검지처리부의 상세블록도이고,

도 12는 도 3에서 경보음 및 음성처리부의 상세블록도이다.

도 13은 도어록크장치가 설치된 제어함에서 도어가 닫힌 상태도이고,

도 14는 도 13의 제어함에서 도어가 열린 상태도이며,

도 15는 도어록크장치의 요부인 레일, 롤러, 연결대의 분해사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 액티브 전자유니트 110 : 주제어부 131:써지보호기

120 : 다중전송부 130 : 계전기 151:경보제어부

140 : 인터페이스부 150 : 자동경보백업부 166:제어함자동록크장치

160 : 제어함감시부 170 : 궤도전압측정부 116:경보음제어부

180 : 검지처리부 190 : 음성처리부

200 : 자동절체부 300 : 스탠바이 전자유니트

이하, 상기한 본 발명의 목적을 이상적으로 달성하기 위한 구체적 기술구성 및 작용을 바람직한 실시예로 예를들어 첨부한 별첨 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명이 적용되는 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 포함한 원격 제어 시스템의 블록구성도이며, 도면중 미설명부호 20은 주재, 분소, 사무소 또는 본부의 철도건널목 전자유니트 관리장치이며, 30은 산업용컴퓨터이고, 40은 설비감시장치이고, 50은 모니터링장치이며, 60은 통신포트이고, 70은 복수개의 건널목이다.

또한 모니터링 장치에서 참조번호 51은 모니터이고, 52는 프린터이며, 53은 키보드/마우스이고, 54는 메모리이며, 55는 UPS(Uninterrupted Power Supply, 무정전 전원 장치)이다. 더불어 참조번호 100과 300은 액티브와 스탠바이의 이중화로 동작하는 전자유니트이며, 200은 상기 액티브 전자유니트(100)와 스탠바이 전자유니트(300) 간의 장애발생시 스위칭 동작이 수행될 수 있도록 하는 자동절체부이다.

도 3 은 본 발명에 의한 철도건널목의 전자유니트 제어장치의 블록구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 철도건널목 전자유니트 제어장치중 액티브 전자유니트(100)는 철도건널목 감시와 제어동작을 제어하는 주제어부(110)와; 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 주재, 분소, 상위 레벨 및 복수개의 철도건널목과 통신을 수행하는 다중전송부(120)와; 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 외부에서 유입되는 노이즈를 방지하는 계전기(130) 및 써지보호기(131)와; 상기 주제어부 (110)의 제어를 받고, 데이터 입출력 기능을 수행하며, 설비 테스트 버튼을 포함한 각종 기능버튼을 구비한 인터페이스부(140)로 구성된다.

그리고 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 경보상황 발생시 자동으로 경보를 발생시키고 경보등을 섬광시키며 차단기를 작동하게 하는 경보기제어부(114)및자동경보백업부(150)와; 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치를 외부 침입자가 개방하는 것을 관리하며 제어함을 자동록크하는 제어함자동록크장치(166) 및 제어함감시부(160)와; 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 궤도 회로 양단간의 전압 및 주파수를 측정하여 디스플레이하여 궤도 회로의 이상유무를 검지하는 궤도전압측정부(170)로 구성된다.

또한, 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 철도건널목의 이상유무를 검지하여 처리하는 고장검지처리부(180)와; 상기 주제어부(110)의 제어를 받고, 경보음 및 음성메시지 출력을 처리하는 경보기제어부(114) 및 음성처리부(190)와; 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치의 이중화 동작이 수행되도록 하는 자동절체부(200)를 포함하여 구성된다.

도 4 는 도 3 에서 자동절체부의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 자동절체부(200)는 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT(Watch Dog Timer)(201)와; 상기 자동절체부(200)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부(202)와; 상기 제어부(202)의 제어에 따라 액티브 전자유니트(100)와 스탠바이 전자유니트(300) 간의 스위칭을 수행하는 CPLD(Complex Programmable Logic Device)(203)와; 상기 CPLD(203)에 어드레스 시그널을 제공하는 어드레스 스위치(204)로 구성된다.

그리고 상기 CPLD(203)에서 상기 액티브 전자유니트(100)를 기동시키고자 하면 상기 액티브 전자유니트(100)를 기동시키는 액티브 드라이버(205)와; 상기 CPLD(203)에서 상기 스탠바이 전자유니트(300)를 기동시키고자 하면 상기 스탠바이 전자유니트(300)를 기동시키는 스탠바이 드라이버(206)와; 상기 CPLD(203)의 데이터를 상기 액티브 전자유니트(100) 또는 스탠바이 전자유니트(300)로 전송하는 통신드라이버(207)와; 상기 CPLD(203)와 연결되어 액티브, 스탠바이, 전원, 동작, 고장 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드(208 ~ 212)를 포함하여 구성된다.

도 5 는 도 3 에서 주제어부의 상세블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 주제어부(110)는 동작을 제어하는 중앙연산처리부(111)와; 상기 중앙연산처리부 (111)의 제어를 받고, 철도건널목 경보게시지점 양측의 선로에서 검지된 기관차 차축의 진입정보로 차량의 진입 유무를 판독하고 기관차의 운행방향과 차량량수와 운행 속도를 포함하여 검지하여 경보시간을 제어하는 정시간제어부(112)로 구성된다.

그리고, 상기 중앙연산처리부(111)의 제어를 받고, 도로에 매설된 루프코일과 접속되어 루프코일의 전기적인 변화를 검출하여 차량의 존재를 검출하는 출구측제어부(113)와; 상기 중앙연산처리부(111)의 제어를 받고, 경보등과 경보종을 포함한 경보기의 동작을 제어하는 경보기제어부(114)와; 상기 중앙연산처리부(111)의 제어를 받고, 발광기의 동작을 제어하는 발광기제어부(115)와; 상기 중앙연산처리부(111)의 제어를 받고, 경보음의 발생여부를 제어하는 경보음제어부(116)를 포함하여 구성된다.

도 6 은 도 3 에서 다중전송부의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 다중전송부(120)는 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT(121)와; 상기 다중전송부(120)의 데이터 다중 전송 기능을 제어하는 제어부(122)와; 상기 제어부(122)의 제어에 따라 데이터 다중 전송이 수행되도록 하는 CPLD(123)와; 상기 CPLD(123)와 연결되어 데이터가 비동기로 송수신 되도록 하는 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter, 범용 비동기 송수신기)(124)와; 상기 UART(124)와 연결되고, 데이터 송수신을 수행하는 모뎀(125)과; 상기 다중전송부(120)의 전 모듈이 낙뢰와 써지 및 노이즈로부터 보호되도록 하는 보호부(126)와; 상기 CPLD(123)와 연결되어 전원 상태, 동작 상태, 고장 상태, 검지 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드를 포함하여 구성된다.

도 7 은 도 3 에서 인터페이스부의 상세블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 인터페이스부(140)는 데이터를 상호 링크하여 데이터가 입력되도록 하는 인풋카드(Input Card)(141)와; 데이터를 상호 링크하여 데이터가 출력되도록 하는 아웃풋카드(Output Card)(142)와; 비상시 사용하는 비상정지버튼(143)과; 비상상황 발생시 경보가 발생되도록 하는 비상경보버튼(144)과; 상기 철도건널목 전자유니트제어장치가 테스트 될 수 있도록 하는 설비테스트버튼(145)을 포함하여 구성된다.

도 8 은 도 3 에서 경보제어 및 자동경보백업부의 상세블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 인터페이스부(140) 내의 비상경보버튼(144)이 눌려지면, 비상상황이 발생한 것으로 판단하여 자동경보 기능을 수행되도록 제어하는 비상제어부 (151)와; 상기 비상제어부(151)의 비상제어 신호를 입력받는 밧데리(152)와; 상기 밧데리(152)와 연결되고, 정류기를 구비한 전원부(153)와; 상기 전원부(153)의 정류기를 감시하여 비상상황 발생시 알람제어 시그널을 출력하는 정류기감시부(154)와; 상기 전원부(153)를 통해 비상상황이 발생했음을 통보받으면 비상상황을 알릴 수 있는 멜로디를 출력하는 멜로디카드(155)와; 상기 정류기감시부(154)의 알람제어 시그널에 따라 비상상황을 알리는 알람을 발생시키는 알람부(156)를 포함한다.

그리고, 무경보발생 고장검지시는 보수자가 고장난 건널목에 도착하여 조치하기전 까지는 건널목상에서 열차와 충돌사고가 직결되므로 이때, 만약 주재나 분소장치(20)와 현장 건널목 전자유니트(100).(300)간 통신이 되고 있다면, 키보드 나 마우스(53)를 통하여 입력된 정보들이 주제어부(110)와 시스템감시부(157)의 경로를 통과 비상제어부(151)에 입력이되면 경보제어부(114) 및 경보음제어부(116)를 강제로 작동되게 하여 무경보시 일어나는 중대사고를 미연에 방지한다.

또 다른예는 건널목의 액티브 전자유니트(100) 및 스탠바이전자유니트(300)가 동시에 다운되어 시스템이 완전 기능을 상실 할 때에는 최소한 전원장치의 밧테리(152)전원으로 시스템감시부(157)에서 감시된 시스템 완전 다운 정보를 이용 비상제어부(151)를 작동시키는 주기능 과 보조기능으로는 보수자가 전원부(153)를 점검하기위한 수단으로 통상 정류기의 전원을 끄고 점검 및 보수를 하게되는데 작업에 치중하다 보면 보수자는 작업을 완료한 다음 정류기 전원 스위치를 끄고 작업한 사실을 망각한 상태에서 그대로 철수하게 된다.

따라서, 얼마동안의 시간은 정류기에 병열로 연결된 밧테리(152)의 힘으로 기능이 유지되나 장시간이 지나면 밧테리(152)가 방전되어 기능을 상실하며, 이때서야 보수자가 알게되는 것을 미연에 방지하고자 정류기 스위치가 차단되면 정류기감지부(154)에서 이를 감지하여 멜로디카드(155)와 알람부(156)를 동작시킴에 따라 연속적인 멜로디음이 발생되므로 작업자는 철수할 때 그 멜로디음에 의해 정류기 스위치가 차단되었음을 곧바로 인지하게 된다.

도 9 는 도 3 에서 제어함감시부 및 제어함 자동록크장치의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치의 오픈/클로즈를 감시하는 오픈/클로즈 검지부(161)와; 상기 오픈/클로즈 검지부(161)와 연결되고, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치를 포함한 제어함의 온도와 습도를 일정하게 유지시켜주는 전자냉각부(162)와; 상기 오픈/클로즈 검지부(161)로 도어의 오픈/클로즈 상태를 알려주는 복수개의 도어센서(Door Sensor)(163)(164)와; 상기 오픈/클로즈 검지부(161)와 연결되어 도어의 오픈/클로즈의 반복횟수를 카운터하는 도어카운터(Door Counter)(165)로 구성되어 있다.

그리고, 도 13은 도어록장치(166)가 설치된 제어함에서 도어가 닫힌 상태도이고, 도 14는 상기 제어함에서 도어가 열린 상태도이며, 도 15는 도어록장치를 구성하는 레일(410)과 록크롤러(420) 및 연결대(430)를 분해한 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 도어록장치(166)는 도어(450)가 개폐되는 제어함(400)의 개구부 상면에는 저면에 소정간격으로 3개의 슬로트공(411a~411c)이 길다란 가이드공(412)으로 연결되어 있는 레일(410)을 설치하되 1번 슬로트공(411a)의 상단에는 근접센서(440)를 설치하여 롤러(420)의 유무를 감지토록 한다.

그리고, 상기 록크롤러(420)는 하단으로 상기 레일(410)의 슬로트공(411a ~411c)에 끼워져 걸리는 부위(421)와 록크롤러(420)가 상승되면 가이드공(412)에 끼워지 이동되는 부위(422)로 단턱져 있는 상태에서 연결대(430)의 일측 구멍(431)에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 상기와 같이 일단에 록크롤러(420)가 설치되는 연결대(430)의 타단 구멍(432)에는 도어(450) 내면에 고정되는 브라켓(451)이 결합된다.

상기 제어함(400)은 개방시 자동으로 록크가 되며, 이를 검지하는 수단인 도어록장치(166)는 제어함(400)의 레일(410) 바닥에 형성된 1번 슬로트공(411a)에 록크롤러(420)가 위치되면 이를 상단의 근접센스(440)가 작동하여 도어(450)가 닫겨있는 것으로 검지하게 되며, 록크롤러(420)가 슬로트공(411b)이나 슬로트공(411c)에 위치되어 근접센서(440)에 검지가 안되면 도어(450)가 열려있는 것으로 검지하여 시스템의 보안유지상태를 관리한다.

도 10 은 도 3 에서 궤도전압측정부의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 궤도전압측정부(170)는 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT(171)와; 상기 궤도전압측정부(170)의 궤도회로 이상유무를 검지기능을 제어하는 제어부(172)와; 상기 제어부(172)의 제어에 따라 궤도회로의 이상유무를 검지하는 CPLD(173)와; 상기 CPLD(173)에 어드레스 시그널을 제공하는 어드레스 스위치(174)와; 상기 CPLD(173)로 궤도회로로부터 측정된 전압 및 주파수의 측정값을 증폭하여 제공하는 측정값 증폭부(175)와; 상기 CPLD(173)와 연결되어 궤도회로로부터 측정된 전압 및 주파수의 측정값을 7세그먼트에 표시하는 7세그먼트 디스플레이부(176)와; 상기 CPLD(173)와 연결되어 전원 상태, 동작 상태, 고장 상태, 검지 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드를 포함하여 구성된다.

도 11 은 도 3 에서 고장검지처리부의 상세블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 고장검지처리부(180)는 철도건널목 선로보수와 기외검지 및 정차하여 발생유발시키는 계속경보를 방지하는 중고장억제부(181)와; 자기진단 프로그램을 내장하여 상시 이상유무를 검사하는 자기진단부(182)와; 철도건널목의 표준시간을 자동설정하는 시계자동보정부(183)와; 이상정보 저전압, 계속경보, 전구단심, 경보음 스피커 단선, 차단간 불일치, 경보종 단심, 지장물 검지기 장애, 경광등 장애, 고장정지등 장애, 방향표시등 장애, 차단간 굴곡 검지등에서 고장정보를 수집하고 관리하는 고장검지부(184)와; 무경보 상태를 파악하여 상기 자동경보백업부(150)를 구동시켜 현장 경보장치가 비상 작동되게 하는 무경보검지부(185)로 구성된다.

도 12 는 도 3 에서 음성처리부의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 음성처리부(190)는 상기 주제어부(110)와 연결되고, 음성신호를 처리하는 음성처리칩(191)과; 상기 음성처리칩(191)과 연결되고 심야시간대의 음량을 조정하는 볼륨선택부(192)와; 상기 볼륨선택부(192)와 연결되어 저역 필터링을 수행하는 LPF(Low Pass Filter)(193)와; 상기 음성처리칩(191)으로 저장된 음성데이터를 제공하는 음성메모리(194)와; 상기 음성처리칩(191)에서 처리된 음성데이터를 증폭시켜 스피커로 출력시키는 전력증폭부(195) 및 스피크 단선 검출부(196)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 철도건널목의 전자유니트 제어장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 건널목 경보장치의 장애시 분소나 주재에서 원격으로 감시 및 제어가 가능하도록 하고, 긴급상황 발생시 최소 경보기능을 보유하여 현장의 건널목제어 유니트에 지령하여 기관차(열차)가 오면 건널목 경보기가 비상작동되어 건널목에서 비상경보가 발생되도록 하고, 이에 따라 발생할 수 있는 중대한 사고를 예방하고자 한다.

즉, 본 발명은 철도건널목의 전자유니트 제어장치를 포함한 원격 제어 시스템의 블록구성도인 도 2 에서와 같이 주재, 분소, 사무소 또는 본부의 철도건널목 전자유니트 관리장치(20)에서는 산업용컴퓨터(30)를 이용하여 통신포트(60)를 통해 철도건널목의 전자유니트 제어장치로부터 각종 감시 정보를 전송받고 제어한다.

그리고, 철도건널목의 전자유니트 제어장치의 블록구성도인 도 3 의 액티브와 스탠바이 전자유니트(100)(300)는 액티브와 스탠바이의 이중화로 동작하며, 자동절체부(200)는 액티브 전자유니트(100)와 스탠바이 전자유니트(300) 간의 장애발생시 스위칭 동작이 수행된다.

따라서, 본 발명은 자동절체부의 상세블록도인 도 4 와 같이 전자유니트 제어장치를 이중계로 구성하여 신뢰성을 한층 높임과 동시에 각 모듈에 이상 발생 시정상적으로 동작하는 유니트로 자동으로 전환되어 고장 발생시 안전 사고를 사전에 최소한 방지하도록 한다.

또한 사용자가 전면에 부착된 스위치로 1계(액티브)와 2계(스탠바이) 간의 전환이 가능하게 되며, 자동 모드로 설정 시 각 카드에서의 이상 유무를 검사하여 정상적으로 동작하는 모듈로 전환이 가능하다.

내장된 제어부(MPU, Main Processor Unit)(202)는 자기진단기능(WDT)과 자기복귀기능을 수행할 수 있도록 함으로써 항상 정상적으로 동작하고 있는지를 점검하여 이상 상황 발생시 제어부(202)에 리셋 신호를 인가할 수 있도록 하였다.

한편 도 5는 주제어부의 상세블록도로써, 주제어부(110)는 철도건널목 전자유니트 제어장치의 철도건널목 감시와 제어동작을 제어한다. 그리고, 주제어부 (110) 내에서 중앙연산처리부(111)는 주제어부(110)의 전반적인 동작을 제어한다.

정시간제어부(112)는 철도건널목 경보게시지점 양측의 선로에서 검지된 기관차 차축의 진입정보로 차량의 진입 유무를 판독하고 기관차의 운행방향과 차량량수와 운행 속도를 포함하여 검지하여 경보시간을 제어한다.

그래서 정시간제어부(112)는 기관차의 기종(새마을, 무궁화 등)의 속도에 따라서 철도건널목 경보장치의 경보시분(경보가 울리는 시간)이 서로 다르기 때문에 통행자에게 건널목 설비의 신뢰도가 저하되게 되는데, 아주 느리게 오는 화물차의 경우 새마을 기관차에 비해 장시간 경보가 울리므로 고장으로 오인 판단되어 건널목을 통과할 경우 건널목에서 출동사고가 발생할 가능성이 매우 증가하게 되는 것을 방지하고자 한다.

즉, 건널목 경보게시 지점 양측의 선로(Rail)에 기관차(열차) 차축을 검지하여 차량의 진입 유무를 판독하고, 열차의 운행방향과 차량량수 및 운행속도 등을 검지한다. 또한 차량의 휠의 마모정도와 하절기시 레일에 전도되는 복사열에 의한 악셀 카운트 검지의 잦은 오동작, 레일 교체 작업시 레일을 천공하고 재고정하여야 하는 문제점을 해결하여, 루프코일 방식을 사용한 것으로써, 경보게시점 양단에 루프코일을 한 개소에 2개 이상씩 부설하여 첫 번째 루프 검지 시간과 두 번째 루프 검지 시간을 연산처리하여 그 시차에 의한 속도 검지를 수행하고 열차추적 관리를 수행한다.

이에 따라 루프코일과 건널목 유니트 간의 거리가 장거리이기 때문에 종전에는 실선 제어시 과다하게 발생된 케이블 과다소요 및 작업비 과다, 센스 위치에 별도의 제어함을 설치하는 것이 필요했던 점을 해결하여, RS485 통신방식을 사용함으로써 별도의 제어함이 필요하지 않게 되고, 현장에서 올라오는 데이터를 건널목 유니트로 송신하여 속도의 시간에 비례하여 경보 시분을 자유자재로 조정하고, 통행자의 설비 인식 감각을 표준화하며, 설비 오작동으로 오인하는 사례를 방지하여 미연에 건널목 충돌사고를 방지할 수 있게 된다.

이러한 정시간제어부(112)는, 도면에는 미도시하였지만, WDT, MPU, CPLD, UART, 어드레스 스위치, 통신드라이버를 포함하여 구성된다. 그래서 정시간제어부 (112)는 차륜검지기(Axle-Counter)에서 들어오는 신호가 통신드라이버에 전달되어 보드내 통신전용 IC(UART)에 전달되면, 이때 MPU가 데이터를 가지고, MPU 모듈로 전달하게 구성되어 있다.

또한 통신 상태를 쉽게 파악하기 위해 전면 패널에 통신상태를 표시하기 위한 LED(Light Emitting Diode, 발광 다이오드)를 구비하고 있다. 정시간제어부 (112) 내에는 전원 전압 이상, 자기진단기능(WDT), 자기복귀기능 등을 내장하고 있어 이상 상황 발생시 신속히 복귀 처리가 가능하도록 설계, 제작한다.

출구측제어부(113)는 도로에 매설된 루프코일과 접속되어 루프코일의 전기적인 변화를 검출하여 차량의 존재를 검출한다. 이러한 출구측제어부(113)는 루프코일, 인입선(Lead-in)과 증폭기, MPU, CPLD(이는 도면상에 미도시함)를 포함하여 구성한다.

그래서 루프선을 통하여 흐르는 전류에 의해 루프 검지기 주위에 전자장이 발생하면, 이것을 에너지를 갖는 자속으로 표시할 수 있으며, 만약에 차량이 전자장 내로 들어오면 와동 전류가 차체에 유도(흡수)되어 자력선을 감소시키는 효과를 얻게 된다. 루프 검지기의 자기 인덕턴스 감소는 루프선이 공진할 수 있도록 주파수를 증가시킨다. 증폭기는 자체의 발진 주파수를 발생하는 귀환 회로를 이용하거나 주파수 위상차를 발생시키는 회로를 이용하여 이 주파수에 응답하게 된다. 이러한 주파수의 변환 또는 위상의 전이 등이 검지자료를 얻는 것은 기본이다.

또한 출구측제어부(113)는 공진회로 외에 강도를 조절할 수 있는 스위치를 내장하여 차량이 검지될 때에 감도를 조절할 수 있도록 구성한다. 더불어 차량이 검지되었을 때 검지유무를 쉽게 알 수 있도록 패널 전면에 검지 LED를 부착한다.

종래의 출구측 차단간 검지장치는 도로가 왕복 2차선일 경우만 통행하는 제 차량이 건널목 내방에 왔을 때 경보가 게시되면서 양쪽에 설치된 차단기의 차단간이 내려오면, 꼼짝없이 건널목 내에서 포위되며, 이때는 운전자가 당황할 수 있게 되고, 시동이 꺼지는 사례와 차에서 내리는 사례 등에 의해 건널목 내방에 정차된 제 차량과 열차가 충돌하는 사고가 종종 발생되고 있다.

따라서 본 발명에 의한 출구측제어부(113)는 경보게시 직전 제 차량이 건널목 내방에 존재한다면 이를 검지하여 양쪽 차단기 중 어느 한 쪽, 즉 제 차량이 운행하는 방향의 조금 늦게 동작이 되게 하여 운전자가 당황하여 일어나는 사고를 미연에 방지하고자 한 장치이다.

반면에 종래의 장치는 도로 지표 하단에 굴착하여 검속 접근 센스 즉, 자기센스를 설치하여 제 차량을 검지하는 방식을 사용하고 있었으나, 하절기 우수로 인한 잦은 장애와 도로에서 자연 발생되는 분진의 유입으로 유지보수가 불가능하고, 시공상 도로를 굴착하여야 하는 문제점이 있었고, 또한 왕복 2차선 이상은 출구측 차단 기능이 필요하지 않으며, 국부적으로 1개의 차선에 1개씩만 설치된 자기센스는 통행하는 제 차량이 이미 국부적인 자기센스 위치를 벗어나 조금 떨어진 위치에서 자기센스의 검지범위를 벗어나고 양쪽 차단기의 차단간에 포위되어 있다면 도로하단을 굴착하여 설치된 차단간 출구측 검지센스의 기능은 있으나 마나한 상태로 되어 사고를 유발할 가능성이 많게 되어 많은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 종래의 지장물 검지장치의 설비인 수광기와 발광기 레이저 빔을 이용한 건널목 내방의 지장물 유무를 검지하여 이상물체를 검지하는 방식과 도로 하단에 굴착하여 자기센스에 의한 제 차량 검지 방식을 탈피하여, 차단기의 차단간 요소요소에 초음파 센스를 부착하여 초음파 센스의 각도 내방에 검지되는 제 차량을 검지함과 동시에 경보기가 작동하고 차단기가 작동되도록 하여 차단간이 내려오는 도중 또는 차단간이 완전히 내려왔다 하여도 초음파 센스의 센싱에 의해 각도 내방에 제 차량이 검지되면 차단기의 하강이 멈추도록 한 다음 차단기가 하강위치에서 상승위치로 동작되도록 하여 건널목 내방에 포위되어 있는 제 차량이 빠져나올 수 있게 한다.

또한 경보기제어부(114)는 경보등과 경보종을 포함한 경보기의 동작을 제어한다. 여기서 경보기는 철로 횡단 개소에 설치하여 통행하는 보행자 및 자동차 등에 열차 접근을 사전에 경보하여 안전사고에 대비하기 위한 장치로써, 이로한 장치에는 경보등, 경보종, 고장정지등, 열차방향 표시등, 차단기 전동 등이 포함된다.

이러한 경보기의 볼륨을 4단계로 하여 외부에 센서를 부착하면, 주간과 야간 별로 경보를 조절할 수 있도록 하였으며, 차단간 동작 완료 시점에서도 경보를 조절할 수 있도록 하였다. 또한, 경보기의 이상유무를 판별하기 위해 패널 전면에 테스트 스위치를 부착함으로써 언제나 테스트를 수행할 수 있도록 설계, 제작하여 보수자의 편의를 제공한다.

그리고 경보음질을 향상시키기 위해 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation, 적응 예측 부호화) 방식의 경보음 전용 IC를 선정하여 보다 나은 경보음을 낼 수 있도록 하였으며, 경보기 내에서는 전원전압 이상, 자기진단기능 (WDT), 자기복귀 기능 등을 내장하고 있어 이상상황 발생시 신속한 복귀 처리가 가능하도록 설계, 제작한다.

발광기제어부(115)는 발광기의 동작을 제어한다. 여기서 발광기는 건널목 보판 내 지장물을 검지하는 지장물 검지장치와 연결되어 지장물이 검지됨을 기관사에게 알리는 특수신호 발광기이다.

경보음제어부(116)는 경보음의 발생여부를 제어한다. 여기서 경보음 발생기는 건널목에 설치되어 있는 경보기능 중의 하나로써, 경보음을 발생하여 통행자에게 알려주는 기능을 수행한다.

그래서 경보음제어부(116)는 건널목을 기관차가 접근하여 경보가 게시되면 차단기의 차단간이 하강하여 도로를 막고 더 이상 제 차량들이 건널목을 갈(접근할) 수 없는 상태에서도 계속 경보음을 일정하게 울려준다. 그러나 야간에는 주간과는 달리 경보음의 레벨을 셋팅하여 운영한다. 야간은 주간보다 주변이 고요한 상태이기 때문에 경보음의 상태가 상당한 소음으로 들릴 수 있고, 야간에 발생하는 경보음에 의해 도심에서 심야시간에 사람이 취침상태에서 깨어나 아주 큰 민원이 발생하는 상황이 대두되고 있다.

또한 건널목을 기관차가 접근하여 경보가 게시되고 얼마 후면 차단기의 차단간(차단봉)이 하강하여 도로를 막게 되면, 이때부터는 건널목을 통과하려는 제 차량들은 일제 통과가 불가능하다.

이러한 상황에서도 종래의 경보기는 주간에 셋팅된 경보음의 레벨 소리로 계속 경보음을 발생하게 되는데, 이는 차단간의 통제에 의해 도로가 막혀 있는 상황이기 때문에 불필요한 음이 계속 발생되고 있는 것이다.

따라서 본 발명에서는 경보음제어부(116)에 입력단자를 주간, 야간, 차단간 동작완료, 별도의 포인트와 같은 옵션을 두어 중앙연산처리부(111)에서 지령하는입력 내용에 따라 음을 심야시간에는 줄이고, 더 나아가 차단간이 하강완료 시점부터는 완전 줄인다던지 아니면 아주 약하게 하여 도심의 소음을 해소하고 건널목 주변 민원인의 민원을 해소할 수 있게 된다.

한편 도 6 은 다중전송부(120)의 상세블록도로써, 다중전송부(120)는 주재, 분소, 상위 레벨 및 복수개의 철도건널목과 통신을 수행한다. 이러한 다중전송부 (120)는 각 모듈(정시간제어부(112), 출구측제어부(113), 인풋카드(141), 아웃풋카드(142), 발광기, 경보기 등)에서 발생된 각종 데이터를 MPU를 거쳐 모뎀전용 칩에 의해 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환 및 변조하여 데이터를 주재의 주컴퓨터로 전송한다.

다중전송부(120)는 크게 두 개의 모듈(다중전송장치 + 보호장치)로 구성되어 있으며, MPU(122)에서 UART(124)를 통해 모뎀(125) 칩을 거쳐 보호부(126)로 연결되어 있다. 그리고, 상기 보호부(126)는 다중전송부(120) 내의 전 모듈이 낙뢰와 써지, 노이즈로부터 보호하도록 퓨즈, TNR, 아이솔레이션 트랜스(Isolation Trans)를 사용할 수 있다.

또한 다중전송부(120)는 통신된 상태를 쉽게 관찰할 수 있도록 LED를 부착하여 통신상의 송수신을 쉽게 파악하도록 하였으며, 다중전송부(120) 내에서는 전원전압 이상, 자기진단기능(WDT), 자기복귀 기능을 등을 내장하고 있어 이상상황 발생시 신속한 복귀 처리가 가능하도록 설계, 제작한다.

한편 계전기(130)는 외부에서 유입되는 노이즈를 방지하기 위한 것으로, 라인별로 1:1 개념에서 소형 계전기(Relay)를 내장하여 보드화 하였고, 낙뢰나 지락전류 등으로부터 기기를 보호하며, 열차진동과 외부충격에 의한 접속 불량을 예방하기 위해 락(Lock)한다.

이러한 계전기(130)는 제어 및 각종 인터페이스 회로(차단기 시차제어 회로, 차단기 수동제어 회로, 복선에서 차단기 상승 중 반대방향 열차진입 시 차단기 하강회로 등)로 구성하고, 계전기 종류는 무극선조 계전기 및 시소 계전기로 구성할 수 있다.

도 7 은 인터페이스부(140)의 상세블록도로써, 인터페이스부(140)는 데이터 입출력 기능을 수행하며, 설비 테스트 버튼을 포함한 각종 기능버튼을 구비한다. 그래서 인풋카드(141)는 데이터를 상호 링크하여 데이터가 입력되도록 하고, 아웃풋카드(142)는 데이터를 상호 링크하여 데이터가 출력되도록 한다.

비상정지버튼(143)은 비상시 사용할 수 있도록 하고, 비상경보버튼(144)은 비상상황 발생시 경보가 발생되도록 한다. 또한 설비테스트버튼(145)은 철도건널목 전자유니트 제어장치가 테스트 될 수 있도록 하는 것으로, 보수자가 상시 건널목 하드웨어 및 소프트웨어를 점검할 수 있도록 한다.

도 8 은 경보제어 및 자동경보백업부(150)의 상세블록도로써, 자동경보백업부(150)는 경보상황 발생시 자동으로 경보를 발생시키고 경보등을 섬광시키며 차단기를 작동하게 한다. 그리고, 상기 비상제어부(151)는 시스템감시부(157) 및 주제어부(110)와 인터페이스부(140) 내의 비상경보버튼(144)이 눌려지면 비상상황이 발생한 것으로 판단하여 자동경보 기능을 수행되도록 제어한다.

밧데리(152)는 비상제어부(151)의 비상제어 신호를 입력받고, 전원부(153)는밧데리(152)와 연결되고, 정류기를 구비한다. 그래서 정류기감시부(154)는 전원부 (153)의 정류기를 감시하여 비상상황 발생시 알람제어 시그널을 출력한다.

멜로디카드(155)는 알람부(156)를 통해 이상상황이 발생했음을 통보받으면 이상상황을 알릴 수 있는 멜로디를 출력하여 발생시킨다. 그래서 경보장치 고장 또는 긴급상황 발생시 인위적으로 비상경보 스위치를 온하면 경보가 게시되게 된다.

도 9 는 제어함감시부(160) 및 제어함자동록크장치(166)의 상세블록도로써, 제어함감시부(160)는 철도건널목 전자유니트 제어장치를 외부 침입자가 개방하는 것을 관리 하며, 오픈/클로즈 검지부(161)는 철도건널목 전자유니트 제어장치의 오픈/클로즈를 감시한다.

전자냉각부(162)는 철도건널목 전자유니트 제어장치를 포함한 제어함의 온도와 습도를 일정하게 유지시켜준다. 이러한 전자냉각부(162)는 N, P 타입의 열전 반도체에 직류 전류를 가해주면 네거티브(Negative)로 대전된 금속/반도체 접점에서 주위의 열에너지를 흡수한 전자가 열반도체 내부로 이동하여 흡열이 발생하는 원리를 이용한 냉각장치이다.

복수개의 도어센서(163)(164)는 오픈/클로즈 검지부(161)로 도어의 오픈/클로즈 상태를 알려주고, 도어카운터(165)는 도어의 오픈/클로즈의 반복횟수를 카운팅을 한다.

제어함 도어록크장치(166)는 제어함(400)의 도어(450)를 열면 연결대(430)로 당겨지는 록크롤러(420)는 아래 부위(422)부위가 레일(410)의 가이드공(412)을 따라 이동되다가 다음 슬로트공(411b)(411c) 중 어느 하나에 위치되면 록크롤러(420)의 중간부위(421)가 끼워지면서 자동적으로 록크되며, 인위적으로 록크롤러(420)를 손으로 눌러 올려주면 다시 록크롤러(420)의 중간 부위(421)에서 하단부위(422)가 가이드공(412)에 위치되면서 이동할 수 있어 제어함(6)의 도어(7)가 닫기게 된다.

도 10 은 궤도전압측정부의 상세블록도로써, 이러한 궤도전압측정부(170)는 궤도 회로 양단간의 전압 및 주파수를 측정하여 7 세그먼트 디스플레이부(176)에 디스플레이하여 궤도 회로의 이상유무를 검지하여 사전에 예방 정비할 수 있도록 함으로서 사고를 미연에 방지하는 장치이다.

또한 차량이 검지되었을 때 검지유무를 쉽게 알 수 있도록 패널 전면에 검지 LED를 부착하였으며, 궤도전압측정부(170) 내에서는 전원전압 이상, 자기진단 기능 (WDT), 자기복귀 기능 등을 내장하고 있어 이상상황 발생시 신속한 복귀처리가 가능하도록 설계, 제작한다.

도 11 은 검지처리부(180)의 상세블록도로써, 이러한 검지처리부(180)는 철도건널목의 이상유무를 검지하여 처리한다. 그래서 중고장억제부(181)는 철도건널목 선로보수와 기외검지 및 정차하여 발생유발시키는 계속경보를 방지한다. 이때, 자기진단부(182)는 자기진단 프로그램을 내장하여 상시 이상유무를 검사하며, 시계자동보정부(183)는 철도건널목의 표준시간을 자동설정한다.

그리고, 고장검지부(184)는 이상정보 저전압, 계속경보, 전구단심, 경보음 스피커 단선, 차단간 불일치, 경보종 단심, 지장물 검지기 장애, 경광등 장애, 고장정지등 장애, 방향표시등 장애, 차단간 굴곡 검지등에서 고장정보를 수집하고 관리하며, 무경보검지부(185)는 무경보 상태를 파악하여 자동경보백업부(150)를 구동시켜 현장 경보장치가 비상작동되도록 한다.

도 12 는 음성처리부(190)의 상세블록도로써, 이러한 음성처리부(190)는 경보음 및 음성메시지 출력을 처리하며, 음성처리칩(191)은 음성신호를 처리한다. 그리고, 볼륨선택부(192)는 경보음의 출력볼륨을 선택할 수 있게 하고, LPF(193)는 볼륨선택부(192)와 연결되어 저전압 필터링을 수행하며, 음성메모리(194)는 음성처리칩(191)으로 저장된 음성데이터를 제공하고, 전력증폭부(195)는 음성처리칩(191)에서 처리된 음성데이터를 증폭시켜 스피커로 출력시킨다.

그래서 주제어부(110)로 테스트 스위치 신호, 주간/야간 신호, 경보기 경보개시 신호, 현수형경보기 경보개시 신호, 차단간 동작완료 신호 등이 입력되면, 주제어부(110)는 먼저 스피커 단선검출부(196)를 통해 스피커의 단선여부를 검출한다. 이때, 현수형일 경우에는 음성메모리(194)에 저장된 안내멘트를 음성처리칩 (191)에서 처리하여 전력증폭부(195)를 통해 스피커로 안내멘트를 출력하고, 일반경보기일 경우에는 발진음을 발생시켜 경보음을 출력한다.

그리고 볼륨선택부에는 예를 들면 네 가지의 볼륨옵션을 줄 수 있는데, 이는 야간, 야간 미세 조정, 주간, 차단간 동작완료와 같은 옵션이 될 수 있다. 그래서 주제어부(110)의 제어명령에 따라 음을 심야시간에는 줄이고, 차단간이 하강완료 시점부터는 완전히 줄인다던가 또는 아주 약하게 하여 도심의 소음을 해소할 수 있게 한다.

한편 경보에는 비상경보1과 비상경보2와 무경보가 있을 수 있다. 비상경보1은 주재, 분소, 상위 레벨에서 해당 건널목을 비상경고 시키고자 할 때 사무실에서현장의 건널목 제어함으로 지령하여 제어하는 비상경보 기능이다. 그리고, 비상경보2는 주재, 분소, 상위 레벨과 현장 건널목 제어유니트 간의 통신이 되지 않을 때, 현장 상황을 알 수 없기 때문에 최소 시스템 다운 상황으로 간주하여 배터리 (152) 만으로 비상경보를 작동시켜 사고를 미연에 방지한다.

무경보는 현장건널목 제어유니트에서 무경보, 고장정보가 입력되면 사람이 인위적으로 개입하지 않더라도 자동으로 주재나 분소 장치에서 무경보에 의한 사고 방지 목적으로 현장의 해당 건널목 제어유니트에 무경보임을 알려 자동경보백업부 (150)를 구동시켜 현장의 경보기가 비상작동되게 하는 것이다.

한편 주제어부(110)는 철도건널목 전자유니트 제어장치의 운영을 감시 기능과 콘솔(Consol) 기능으로 크게 분류하여 운영하며, 감시 기능은 주재, 사무소, 본부에서 가능하며, 콘솔 기능과 감시 기능은 분소에서만 통제 및 관리할 수 있게 설정할 수 있다. 즉, 주재나 사무소, 본부에서는 설비의 모니터링 기능을 중심으로 수행하며, 분소에서는 로컬 제어, 철도건널목 전자유니트 제어장치의 소프트웨어 개조, 운영 모드 설정 및 해제, 기타 최적의 운영 패턴으로 관리할 수 있도록 주기능을 부여하여 다중 전송 처리를 통한 실시간 원격 감시가 가능하도록 한다.

그리고 분소장치는 N개의 주재를 포함하여 여러 개소의 건널목을 멀티드롭 방식으로 구성하고, 원거리의 건널목에 대한 현재의 상황에 대한 실시간 정보를 운영자(분소)에게 전달할 수 있도록 운영자는 에러 메시지나 설비고장, 사고 등을 모니터 상의 그래픽으로 표시하고 이와 동시에 경고 메시지(Bell)를 울려 신속하게 대응할 수 있도록 한다.

또한 주제어부(110)는 기본 기능, 전체 감시 기능, 부분 감시 기능, 집중 감시 기능, 로컬 제어 기능, 통계 분석 기능, 장표 관리 기능 등을 포함하여 수행한다. 그래서 철도건널목 전자유니트 제어장치의 기동시, UPS의 파워 스위치를 온하면, 부팅될 때 윈도우의 시작화면에 등록된 분소장치의 운영 프로그램이 자동으로 시작될 수 있게 한다.

그리고 초기 기동시에는 건널목의 이력을 초기화하고 데이터 처리를 수행해야 한다. 이렇게 전체 건널목에 대한 초기화 설정이 끝나면 초기 기동 모드에서 운영모드로 전환 운영되며, 건널목의 현장에서 변화되어 들어오는 실시간의 데이터를 관리하고 수신처리한다.

기본 기능에는 평상시 운영 모드, 집중 운영 모드, 분소와 주재간 통신 기능, 그래픽 처리 기능, 운영 모드, 경보음 발생 기능, 하드 복사, 분소 정보 관리 기능 등의 기능이 포함되어 있다.

기본 기능에서 평상시 운영 모드는 평상시 그룹별 전 건널목이 모두 표시되는 운영모드로써, 이는 전 건널목의 레이아웃이 표시되며, 열차의 접근, 경보 상태, 차단기 동작 상태, 설비의 고장 상태를 표시하고, 그룹별로 일목요연하게 한눈으로 감시가 가능하게 한다.

집중 운영 모드는 설비의 고장이 발생되면 알람과 동시에 운영자가 집중 모드로 전환할 수 있도록 하고, 해당 건널목(고장 개소)을 감시할 수 있으며, 이때 관계 건널목의 고장정보 및 계전기의 동작정보가 정밀하게 그래픽화되며, 즉시 조치가 가능할 수 있도록 한다.

분소와 주재간 통신 기능에서는 분소의 기지국 산업용 PC에서 주재별 장치와 통신을 일정 시분간격으로 폴링하며, 통신 에러 발생시 일정회수 동안 통신재시도를 수행하여 그 상황을 운영자에게 알려주고, 만일 회선의 단선이나 통신불량이 발생하게 되면 심각한 통신장애로 판단하여 가청, 가시 정보로 알람을 표시하며, 신속한 정비가 가능하도록 명령을 지령한다.

그리고, 그래픽 처리 기능에서는 모니터 화면상에 실시간으로 전송되는 데이터의 변화값에 따른 건널목 상태를 디스플레이한다. 또한 수집된 각종 데이터를 연산 처리하여 각종 그래프, 맵 등으로 디스플레이할 수 있다. 이때, 운영 모드는 평상시 운영, 집중 감시 운영, 부분 감시 운영, 콘솔 운영이 포함된다.

경보음 발생 기능에서는 건널목에서 고장검지 데이터가 전송되면 가시적 및 가청 방식으로 알람을 울려주어 고장의 종류에 따라 별도의 표시가 가능하도록 한다. 그리고, 하드 복사에서는 평상시 디스플레이된 어느 화면에서나 지정된 키를 누르면 표시중인 그래픽 화면이 하드 복사되도록 한다. 이는 일상점검, 사후정비, 사고분석 등으로 활용될 수 있다.

또한, 분소 정보 관리 기능에서는 건널목의 동작 상태, 경보 시간, 고장 데이터 등의 건널목 이력관리를 1개월 이상 선입선출 방식으로 저장하며, 특히 중대사고 관리는 1년 동안의 정보가 선입선출 방식으로 관리한다. 기타 보관을 필요로 할 때에는 종이에 카피하여 영구 보관할 수 있게 한다.

계전기 동작 상태 분석에서는 건널목에서 수신된 계전기의 온/오프 정보가 실시간으로 분석되도록 하고, 이러한 분석 데이터는 즉시 기록되고 저장되며, 사고분석시 중요한 기초 데이터로 활용할 수 있게 한다.

고장 검지상태 분석에서는 저전압, 계속 경보, 전구(LED)와 경보음 단심, 차단간 불일치, 경보종 단심, 지장물 검지기 고장, 경광등 고장, 고장정지등 고장, 방향표시등 고장, 차단간 굴곡검지 등의 이상정보를 데이터 파일화하여 관리하는 기능을 수행한다. 이러한 관리는 일상적인 예방정비 테이블로 활용할 수 있다.

검지 기능에서는 궤도회로 전압측정, 2420/2440 기능, 지장물 검지기능, 도어 카운터, 주간/야간 식별 기능을 수행하여 열차의 추적관리는 물론이고 기외정차 검지, 중고장 억제기능 등의 핵심적인 기능을 별도의 관리항목으로 운영한다.

자기 진단 기능은 전자유니트의 MPU에서 각 콘트롤러 보드간 상호 인터페이스를 수행하고, 자체 진단 프로그램이 작동되도록 하며, 각 보드의 고장시 고장 메시지로 관리한다.

또한 전체 감시 기능은 건널목 선로의 모양이 표시되고, 열차접근, 경보기 작동상태, 차단기 동작상태, 발광기 발보상태, 궤도회로 전압상태, 열차추적상태, 정시간 제어상태, 출구측 차단간 검지상태 등의 각종 운영정보를 도식화하고 기호화하여 운영자로 하여금 한눈에 관계 건널목의 상태를 인지할 수 있도록 맵화한다.

부분 감시 기능은 주재단위로 선택하여 감시할 수 있도록 한 기능으로써 전체 감시 기능에서 개략적인 정보를 상세히 볼 수 있게 한 감시 기능이다. 즉, 고장이 발생되면, 화면 하단에 고장 알람과 동시에 고장이 발생한 해당 건널목의 명칭과 실 고장 개소를 표시한다.

집중 감시 기능은 분소의 건널목 관리 개소 중 어느 특정지역 1개소만 관리하는 기능으로써, 이때 화면상에는 건널목의 상세진행 정보와 계전기 작동 상태, 건널목 이력 등 모든 정보가 상세히 표시되도록 한다.

콘솔 기능은 분소에서만 유일하게 관계 건널목의 운영 모드 변경(단선 운영, 복선단선 운영, 복선복선 운영, 히터 가동, 에어콘 가동, 프로그램 수정 등)을 실시할 수 있는 기능으로, 분소장의 관리 패스워드를 지정 운영할 수 있게 한 기능이다. 또한 시계 자동보정 프로그램을 내장하여 건널목 전자유니트를 보정한다.

통계 분석 기능은 원하는 건널목별 계전기의 동작상태, 고장상태, 부하설비의 이력상태 등을 분석 및 통제할 수 있으며, 이러한 통제기능은 시간별, 월별, 위치별로 가능하게 한다. 또한 통계 분석된 자료들은 장표화하여 인쇄할 수 있으며, 사후 관리 데이터로 자료를 보관할 수 있으며, 통계 분석 중에도 설비의 에러 메시지가 발생되면 즉시 집중 감시 화면으로 전환이 가능하며, 고장 상황에 대응할 수 있게 한다.

이처럼 본 발명은 철도건널목의 안전을 확보하며 설비의 노후정도를 사전에 예측하여 예방정비의 과학화로 설비 트러블에 의한 사고를 미연에 방지하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 철도건널목의 전자유니트 제어장치는 철도건널목의 안전을 확보하며 설비의 노후정도를 사전에 예측하여 예방정비의 과학화로 설비 트러블에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 철도건널목 제어유니트와 주재장치 또는 분소장치와 상위장치를 통한 실시간 현장정보의 링크와 현장건널목에서의 긴급상황 발생시 주재나 분소에서 임시조치가 가능하도록 하여 전국 구석구석의 장거리에 산재되어 있는 건널목을 효율적이며 최적의 상태로 관리할 수 있는 효과도 있다.

더불어 본 발명은 신뢰성 향상과 무보수화를 위해 이중화로 구성하였으며, 동작 중 이상이 발생되면 절체를 할 수 있고, 각 모듈은 독립적인 연산처리 및 제어가 가능하도록 하여 정보 입력 및 경보 출력 제어를 수행하며, 고장시 실시간으로 주재로 고장 정보를 전달하여 즉시 주재의 경보 및 모니터에 표출하도록 하였고, 낙뢰나 써지 또는 노이즈로부터 한층 보호회로를 강화시켜 장치의 안정성이 향상되고 유지보수를 최적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

철도건널목 전자유니트 제어장치의 철도건널목 감시와 제어동작을 제어하는 주제어부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 주재, 분소, 상위 레벨 및 복수개의 철도건널목과 통신을 수행하는 다중전송부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 외부에서 유입되는 노이즈를 방지하는 계전기 및 써지보호기와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 데이터 입출력 기능을 수행하며, 설비 테스트 버튼을 포함한 각종 기능버튼을 구비한 인터페이스부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 경보상황 발생시 자동으로 경보를 발생시키고 경보등을 섬광시키며 차단기를 작동하게 하는 자동경보백업부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치를 외부 침입자가 개방하는 것을 관리하는 제어함감시부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 궤도 회로 양단간의 전압 및 주파수를 측정하여 디스플레이하여 궤도 회로의 이상유무를 검지하는 궤도전압측정부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 철도건널목의 이상유무를 검지하여 처리하는 검지처리부와; 상기 주제어부의 제어를 받고, 경보음 및 음성메시지 출력을 처리하는 음성처리부와; 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치의 이중화 동작이 수행되도록 하는 자동절체부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자동절체부는,

상기 자동절체부의 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT와; 상기 자동절체부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 액티브 전자유니트와 스탠바이 전자유니트 간의 스위칭을 수행하는 CPLD와; 상기 CPLD에 어드레스 시그널을 제공하는 어드레스 스위치와; 상기 CPLD에서 상기 액티브 전자유니트를 기동시키고자 하면 상기 액티브 전자유니트를 기동시키는 액티브 드라이버와; 상기 CPLD에서 상기 스탠바이 전자유니트를 기동시키고자 하면 상기 스탠바이 전자유니트를 기동시키는 스탠바이 드라이버와; 상기 CPLD의 데이터를 상기 액티브 전자유니트 또는 스탠바이 전자유니트로 전송하는 통신드라이버와; 상기 CPLD와 연결되어 액티브, 스탠바이, 전원, 동작, 고장 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주제어부는,

상기 주제어부의 동작을 제어하는 중앙연산처리부와; 상기 중앙연산처리부의 제어를 받고, 철도건널목 경보게시지점 양측의 선로에서 검지된 기관차 차축의 진입정보로 차량의 진입 유무를 판독하고 기관차의 운행방향과 차량량수와 운행 속도를 포함하여 검지하여 경보시간을 제어하는 정시간제어부와; 상기 중앙연산처리부의 제어를 받고, 도로에 매설된 루프코일과 접속되어 루프코일의 전기적인 변화를 검출하여 차량의 존재를 검출하는 출구측제어부와; 상기 중앙연산처리부의 제어를 받고, 경보등과 경보종을 포함한 경보기의 동작을 제어하는 경보기제어부와; 상기중앙연산처리부의 제어를 받고, 발광기의 동작을 제어하는 발광기제어부와; 상기 중앙연산처리부의 제어를 받고, 경보음의 발생여부를 제어하는 경보음제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 다중전송부는,

상기 다중전송부의 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT와; 상기 다중전송부의 데이터 다중 전송 기능을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 데이터 다중 전송이 수행되도록 하는 CPLD와; 상기 CPLD와 연결되어 데이터가 비동기로 송수신 되도록 하는 UART와; 상기 UART와 연결되고, 데이터 송수신을 수행하는 모뎀과; 상기 다중전송부의 전 모듈이 낙뢰와 써지 및 노이즈로부터 보호되도록 하는 보호부와; 상기 CPLD와 연결되어 전원 상태, 동작 상태, 고장 상태, 검지 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스부는,

데이터를 상호 링크하여 데이터가 입력되도록 하는 인풋카드와; 데이터를 상호 링크하여 데이터가 출력되도록 하는 아웃풋카드와; 비상시 사용하는 비상정지버튼과; 비상상황 발생시 경보가 발생되도록 하는 비상경보버튼과; 상기 철도건널목전자유니트 제어장치가 테스트 될 수 있도록 하는 설비테스트버튼을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 경보제어 및 자동경보백업부는,

상기 인터페이스부 내의 비상경보버튼이 눌려지면, 비상상황이 발생한 것으로 판단하여 자동경보 기능을 수행되도록 제어하는 비상제어부와; 상기 비상제어부의 비상제어 신호를 입력받는 밧데리와; 상기 밧데리와 연결되고, 정류기를 구비한 전원부와; 상기 전원부의 정류기를 감시하여 비상상황 발생시 알람제어 시그널을 출력하는 정류기감시부와; 상기 전원부를 통해 비상상황이 발생했음을 통보받으면 비상상황을 알릴 수 있는 멜로디를 출력하는 멜로디카드와; 상기 정류기감시부의 알람제어 시그널에 따라 비상상황을 알리는 알람을 발생시키는 알람부와 주재 나 분소에서 키보드나 마우스로 지령하여 현장 건널목 전자유니트의 주제어부를 경유 비상제어를 할 수 있는 비상제어부 와 시스템 다운으로 정상적인 작동에의한 경보기능 상실로 시스템감시부에서 감시된 정보에의해 비상제어부를 강제로 작동되게하는 시스템감시부 와 통신장애 발생으로 현장 건널목전자유니트는 정상 작동되나 주재 나 분소에서 통신장애로 현장 설비의 감시가 불가능 할때 주제어부의 통신장애 고장검지기능으로 비상제어부를 자동으로 작동시키는 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어함감시부 및 제어함자동록크장치는,

상기 철도건널목 전자유니트 제어장치의 오픈/클로즈를 감시하는 오픈/클로즈 검지부와; 상기 오픈/클로즈 검지부와 연결되고, 상기 철도건널목 전자유니트 제어장치를 포함한 제어함의 온도와 습도를 일정하게 유지시켜주는 전자냉각부와; 상기 오픈/클로즈 검지부로 도어의 오픈/클로즈 상태를 알려주는 복수개의 도어센서와; 상기 오픈/클로즈 검지부와 연결되어 도어의 오픈/클로즈의 반복횟수를 카운터하는 도어카운터부와;제어함의 도어를 자동으로 록크하는 도어자동록크부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 궤도전압측정부는,

상기 궤도전압측정부의 자기진단 기능이 수행되도록 하는 WDT와; 상기 궤도전압측정부의 궤도회로 이상유무를 검지기능을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 궤도회로의 이상유무를 검지하는 CPLD와; 상기 CPLD에 어드레스 시그널을 제공하는 어드레스 스위치와; 상기 CPLD로 궤도회로로부터 측정된 전압 및 주파수의 측정값을 증폭하여 제공하는 측정값 증폭부와; 상기 CPLD와 연결되어 궤도회로로부터 측정된 전압 및 주파수의 측정값을 7세그먼트에 표시하는 7세그먼트 디스플레이부와; 상기 CPLD와 연결되어 전원 상태, 동작 상태, 고장 상태, 검지 상태를 각각 표시하는 복수개의 발광다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고장검지처리부는,

철도건널목 선로보수와 기외검지 및 정차하여 발생유발시키는 계속경보를 방지하는 중고장억제부와; 자기진단 프로그램을 내장하여 상시 이상유무를 검사하는 자기진단부와; 철도건널목의 표준시간을 자동설정하는 시계자동보정부와; 이상정보 저전압, 계속경보, 전구단심, 경보음 스피커 단선, 차단간 불일치, 경보종 단심, 지장물 검지기 장애, 경광등 장애, 고장정지등 장애, 방향표시등 장애, 차단간 굴곡 검지등에서 고장정보를 수집하고 관리하는 고장검지부와; 무경보 상태를 파악하여 상기 자동경보백업부를 구동시켜 현장 경보장치가 비상작동되도록 하는 무경보검지부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 음성처리부는,

상기 주제어부와 연결되고, 음성신호를 처리하는 음성처리칩과; 상기 음성처리칩과 연결되고 음성의 출력볼륨을 선택할 수 있게 하는 볼륨선택부와; 상기 볼륨선택부와 연결되어 저역 필터링을 수행하는 LPF와; 상기 음성처리칩으로 저장된 음성데이터를 제공하는 음성메모리와; 상기 음성처리칩에서 처리된 음성데이터를 증폭시켜 스피커로 출력시키는 전력증폭부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도건널목의 전자유니트 제어장치.