KR20040015783A - 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운행 중인 지하철이나 천정 크레인과 같은 전동차에 장착된 판토그래프(pantograph) 습판이 강체 또는 카테너리 등과 같은 전차선과의 직접 마찰로 인해 마모되는 정도를 원격지에서 촬영한 판토그래프 영상의 분석을 통해 검출 및 감시함으로써 대형 설비사고를 사전에 예방하고 작업자가 직접 판토그래프 습판의 마모정도를 검출할 때 발생할 수 있는 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.
Description
본 발명은 지하철이나 천정 크레인 등과 같은 전동차 판토그래프의 마모도검사시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촬영된 판토그래프의 영상을 분석하여 판토그래프 습판의 마도정도를 검출 및 감시할 수 있도록 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지하철이나 천정 크레인(over head crane) 등과 같은 전동차에 장착되어 있는 판토그래프(pantograph)는 전동차의 측방 새들에 장착되어 있다. 이러한 판토그래프는 전동차의 측방에 위치된 지지대 상에서 연장된 브라켓(bracket)의 강체(지하구간) 또는 카테너리(지상구간) 등과 같은 전차선과 전기적으로 접촉되어 전차선으로부터 공급되는 전원을 판토그래프에 집전하는 역할을 한다.
상기한 바와 같은 판토그래프는 새들에서 측방으로 연장된 고정대의 상부측에 위치되어 스프링 등에 의해서 상부측으로 탄력 지지되며, 판토그래프의 상부면에는 탄소와 동으로 이루어진 습판(브러쉬)이 상부축의 전차선에 면접촉한 상태를 유지함으로서 전원을 공급받는다.
그러나 이러한 판토그래프는 상부면의 습판이 전차선과 항상 미끄러짐 접촉을 유지하기 때문에 습판은 항상 마모가 이루어지고, 이러한 습판의 마모를 사전에 검지하기는 매우 힘들다. 즉, 판토그래프는 설치위치가 매우 높은 곳이기 때문에 일상적인 점검이 불가능하다. 그리고 판토그래프의 습판은 항상 전류가 흐르고 있는 전차선에 접촉한 상태를 유지하기 때문에 이를 전차선으로부터 분리 분해하여야 정확한 마모정도를 측정할 수 있다.
뿐만 아니라, 사람이 직접 반사경 등으로 판토그래프 습판의 마모정도를 파악하고자 하는 경우는 전차선에 흐르는 고전류에 의한 감전재해의 위험성이 매우크다. 상기와 같은 여러 가지의 이유에서 판토그래프 습판의 마모를 조기에 검출하지 못하는 경우에는 판토그래프와 전차선이 정상적인 접촉을 하지 못함으로서 전원 공급이 차단되고 판토그래프의 파손 등을 초래하는 등의 문제점들이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 운행 중인 지하철이나 천정 크레인과 같은 전동차에 장착된 판토그래프 습판이 전차선과의 직접 마찰로 인해 마모되는 정도를 원격지에서 촬영한 판토그래프 영상의 분석을 통해 검출 및 감시함으로써 대형 설비사고를 사전에 예방하고 작업자가 직접 판토그래프 습판의 마모정도를 검출할 때 발생할 수 있는 안전사고를 사전에 예방할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 전동차의 운행에 따른 판토그래프 습판의 마모정도를 데이터베이스화함으로써 특정 전동차에 장착된 판토그래프 습판의 정비 및 교체시기를 사전에 조율할 수 있고, 정비 및 교체시스템을 전산화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 데이터베이스화된 정보를 인쇄하여 각 전동차 판토그래프 상태를 수시로 확인함으로써 업무의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 작업자 한 명이 한 공간에서 여러 대의 전동차를 촬영한 정보를 동시에 감시할 수 있어 업무축소에 따른 인건비 절감을 도모할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 의한 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템을 나타낸 개략도이다.
도2는 도1의 검사시스템에 의해 전동차 판토그래프의 마모도를 검사하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
1, 2 : CCD 카메라 3, 4 : 조명
5 : 영상 처리수단 6 : A/D 변환부
7 : 디지털신호 처리부 8 : 광학 문자 인식부
9 : 피사체 에지 검출부 10 : 제어부
11, 12 : 센서 13 : 호스트 컴퓨터
14 : 서버 컴퓨터 15 : 모니터
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 진입로로 진입하는 전동차 전면과 전동차 상부의 판토그래프(pantograph)를 감지할 수 있도록 전동차 진입로에 설치된 다수의 센서와, 상기 센서들에 의해 전동차의 전면 및 판토그래프가 감지되었을 때 구동되어 전동차 전면의 차량번호와 전동차 상단의 판토그래프를 촬영할 수 있도록 전동차 진입로에 설치된 다수의 CCD 카메라와, 상기 센서들의 입력에 따라 상기 CCD 카메라와 영상 처리수단의 구동을 제어하는 제어부와, 상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 전동차의 차량번호와 판토그래프에 대한 영상을 광학문자인식 및 피사체 에지 검출을 위한 데이터로 변환하는 영상 처리수단과, 상기 영상 처리수단에 의해 변환된 데이터를 분석하여 전동차의 차량번호와 판토그래프의 마모도를 감지하고, 해당 차량번호를 가지는 전동차 판토그래프의 양부와 교체시기를 판단하는 호스트 컴퓨터 및 상기 호스트 컴퓨터에 의해 분석된 결과를 디스플레이 하는 모니터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 영상 처리수단은, 상기 CCD 카메라로부터 공급되는 전동차의 차량번호 및 판토그래프에 대한 영상을 디지털 영상신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 차량번호와 판토그래프에 대한 디지털 영상신호를 광학문자인식 및 피사체 에지(edge) 검출을 위한 디지털 영상 데이터로 처리하는 디지털신호 처리부와, 상기 디지털신호 처리부에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 전동차 차량번호를 인식하는 광학 문자 인식부 및 상기 디지털신호 처리부에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 판토그래프의 에지를 검출하는 피사체 에지 검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 광학문자인식과 피사체 에지 검출을 위해 처리되는 디지털 영상 데이터는 흑백 영상데이터로 처리되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 CCD 카메라에 의해 촬영될 전동차 전면과 판토그래프를 밝히기 위한 다수의 조명이 더 구비되고, 상기 다수의 조명은 상기 제어부의 제어로 CCD 카메라에 연동되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 호스트 컴퓨터에 전동차 판토그래프의 양부를 알리기 위한 알람이 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 호스트 컴퓨터가 원격지에 위치한 서버 컴퓨터와 통신 가능하도록 연결되어 원격지에서도 전동차 판토그래프를 실시간으로 검사할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도1을 참조하면, 본 발명에 의한 검사시스템은 지하철이나 전철, 천청 크레인 등과 같은 전동차를 검사하고 정비하는 기지창 등에 설치할 수 있다. 특히, 검사시스템을 검사와 정비가 시작되는 진입로에 설치함으로서 전동차를 검사 및 정비하기 이전에 전동차에 대한 각종 정보를 얻을 수 있다.
먼저, 기지창 진입로에는 기지창으로 진입하는 전동차의 진입과 전동차의 전면 그리고 전동차의 상부에 장착된 판토그래프를 감지하고, 이에 대한 정보를 제어부(10)에 제공하기 위한 센서(reflective trigger sensor)(11)(12)들이 소정위치에 설치되어 있다. 또한, 기지창 진입로에는 센서(11)(12)들에 의해 기지창으로 진입하는 전동차의 전면 및 판토그래프가 감지되었을 때 구동되어 전동차 전면의 차량번호와 전동차 상단의 판토그래프를 촬영하기 위한 다수의 CCD 카메라(ChargedCoupled Device camera)(1)(2)들이 소정 위치에 설치되어 있다.
뿐만 아니라, 기지창 진입로에는 CCD 카메라(1)(2)가 지향하고 있는 방향, 즉 CCD 카메라(1)(2)에 의해 촬영될 전동차 전면과 판토그래프를 밝히기 위한 다수의 조명(strobe illumination)(3)(4)들이 설치되어 있고, 이 조명(3)(4)들은 센서(11)(12)들의 입력에 따라 CCD 카메라(1)(2)의 구동을 제어하는 제어부(10)에 제어로 CCD 카메라(1)(2)에 연동해서 점등된다. 물론, 조명(3)(4)들이 CCD 카메라(1)(2)보다는 일정시간 앞서 점등되어 전동차의 전면이나 판토그래프를 밝힘으로써 보다 선명하고 안정된 영상을 얻을 수 있을 것이다.
상기 두 대의 CCD 카메라(1)(2)에 의해 촬영된 전동차의 차량번호와 판토그래프에 대한 영상은 영상 처리수단(5)에 의해 광학문자인식 및 피사체 에지 검출을 위한 디지털 영상 데이터, 흑백 영상 데이터로 처리되는데, 영상 처리수단(5)은 A/D 변환부(Analog/Digital convertor)(6)와 디지털신호 처리부(digital signal processor)(7), 광학문자 인식부(optical character recognition)(8) 및 피사체 에지 검출부(pantograph edge detector)(9) 등으로 구성되어 있다.
보다 상세하게는 영상 처리수단(5)은 CCD 카메라(1)(2)로부터 공급되는 전동차의 차량번호 및 판토그래프에 대한 아날로그 상태의 영상을 디지털 영상신호로 변환하는 A/D 변환부(6)와, 이 A/D 변환부(6)에 의해 변환된 차량번호와 판토그래프에 대한 디지털 영상신호를 광학문자인식 및 피사체 에지(edge) 검출을 위한 디지털 영상 데이터, 즉 흑백 영상 데이터로 처리하는 디지털신호 처리부(7)와, 이 디지털신호 처리부(7)에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 전동차 차량번호를 인식하는 광학 문자 인식부(8) 및 이 디지털신호 처리부(7)에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 판토그래프의 에지를 검출하는 피사체 에지 검출부(9) 등으로 구성되어 있다. 물론, 디지털신호 처리부(7)와 광학문자 인식부(8) 및 피사체 에지 검출부(9) 자체 혹은 이와 연결된 메모리에는 디지털 영상 데이터를 각 구성요소의 특성에 맞게 처리 혹은 인식하기 위한 알고리즘이 저장되어 있음은 당연하다.
위 광학 문자 인식부(8)로부터 차량번호에 대한 정보를 그리고 피사체 에지 검출부(9)로부터 피사체, 즉 판토그래프 습판의 에지에 대한 정보를 입력받은 호스트 컴퓨터(13)는 각 정보들을 분석하여 전동차의 차량번호와 판토그래프의 마모도를 감지하고, 해당 차량번호를 가지는 전동차 판토그래프의 양부와 교체시기 등을 판단한다. 이때 판토그래프의 양부는 판토그래프의 형상 등으로 그리고 판토그래프의 교체시기는 판토그래프의 두께로 판단할 수 있다. 여기서, 최초 판토그래프 습판의 두께는 13 mm 정도이고, 전동차의 운행으로 판토그래프 습판의 두께가 3 mm미만 남았을 때 교체해 주는 것이 바람직하다.
상기 호스트 컴퓨터(13)에 모니터(15)가 연결되어 있어, 위와 같이 처리 분석된 결과를 확인할 수 있을 뿐더러 호스트 컴퓨터(13)에 연결되어 있는 알람(16)을 통해 전동차 판토그래프의 양부 및 교체시기를 알 수 있다.
뿐만 아니라, 호스트 컴퓨터(14)가 원격지에 위치한 서버 컴퓨터(14)와 유무선 통신이 가능하도록 연결되어 있어, 원격지에서도 전동차 판토그래프를 실시간으로 검사할 수 있다. 또한, 호스트 컴퓨터(13) 및 서버 컴퓨터(14)에 별도의 데이터베이스가 구축되어 있고, 이에 각 전동차의 운행에 따른 판토그래프의 정보가 데이터베이스화되어 있어, 작업자는 특정 전동차 판토그래프에 대한 정보를 언제든지 출력하여 확인할 수 있을 뿐더러 해당 정보들을 분석하여 판토그래프의 정비시기나 교체시기 등을 계획할 수 있다.
도2에 의해 판토그래프 습판의 마모도를 검사하는 과정을 설명한다.
먼저, 기지창 진입로로 진입하는 전동차의 전면이 센서(11)에 의해 검출(S11)되면, 제어부(10)의 제어로 조명(3)(4)이 점등됨과 아울러 CCD 카메라(1)가 구동되어 전동차 전면에 위치한 차량번호를 촬영(S12)한다.
이어, 다른 하나의 센서(12)에 의해 전동차 상부에 위치한 판토그래프가 검출(S13)되면, 제어부(10)의 제어로 조명(3)(4)이 점등됨과 아울러 다른 하나의 CCD 카메라(2)가 구동되어 전동차 상부에 위치한 판토그래프, 즉 판토그래프 습판을 촬영(S14)한다.
이렇게 CCD 카메라(1)(2)에 의해 촬영된 영상은 A/D 변환부(6)에 의해 디지털 영상신호로 변환된 후 차량번호와 판토그래프에 대한 영상신호는 디지털신호 처리부(7)에 의해 다시 흑백 영상 데이터로 처리(S15)되어 광학문자 인식부(8)와 피사체 에지 검출부(9)에 각각 입력된다.
위와 같이 차량번호에 대한 영상 데이터를 입력받은 광학문자 인식부(8)는 내부에 저장되거나 혹은 별도의 메모리에 저장된 알고리즘(algorism)에 의해 영상 데이터를 분석하여 해당 전동차의 차량번호를 인식(S16)하고, 이를 호스트 컴퓨터(13)로 전송한다. 다음은 판토그래프에 대한 영상 데이터를 입력받은 피사체에지 검출부(9)는 내부에 저장되거나 혹은 별도의 메모리에 저장된 알고리즘에 의해 영상 데이터를 분석하여 해당 전동차 판토그래프의 에지를 검출하고, 이를 호스트 컴퓨터(13)로 전송한다.
위와 같이 피사체 에지 검출부(9)로부터 피사체, 즉 판토그래프 습판의 에지에 대한 영상 데이터를 전송받은 호스트 컴퓨터(13)는 이를 분석하여 판토그래프 습판의 형상이나 두께를 확인하고, 판토그래프의 정상여부 및 교체시기(판토그래프 습판이 3 mm 미만까지 마모되었는지를 판정하는 것을 말한다.)를 판정(S17)한다. 이때, 호스트 컴퓨터(13)에 의해 결정되는 판토그래프 습판의 교체시기는 전차선과 닿지 않은 판토그래프 습판과 전차선과 닿는 판토그래프 습판의 두께를 비교 분석하여 전차선과 닿은 판토그래프의 두께(마모도)를 알아낸 후 판정되거나, 별도의 기준이 되는 판토그래프 습판과 CCD 카메라에 의해 촬영된 판토그래프 습판의 두께를 비교 분석하여 현재 전동차에 장착된 판토그래프의 두께(마모도)를 알아낸 후 판정될 수 있다.
이렇게 호스트 컴퓨터(host computer)(13)에 의해 감시된 전동차의 차량번호나 판토그래프의 영상이나 판토그래프의 양부, 판토그래프의 교체시기, 검사일자 등은 호스트 컴퓨터(13)와 연결된 모니터(monitor)(15)나 알람(16)을 통해 확인(S18)할 수 있다. 뿐만 아니라, 이는 원격지에 위치한 서버 컴퓨터(sever computer)(14)에도 실시간으로 전송되므로 작업자는 원격지에서도 서버 컴퓨터(14)를 통해서도 전동차에 대한 영상과 정보를 실시간으로 확인할 수 있어, 전동차의 판토그래프를 검사할 수 있다(S19).
더 나아가서는 호스트 컴퓨터(13) 및 서버 컴퓨터(14)의 데이터베이스에 이를 데이터베이스화하여 두고, 전동차의 검사 및 정비를 위한 하나의 자료로 활용할 수도 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
따라서 본 발명에 의한 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템에 의하면,
1. 본 발명은 운행 중인 지하철이나 천정 크레인과 같은 전동차에 장착된 판토그래프 습판이 전차선과의 직접 마찰로 인해 마모되는 정도를 원격지에서 촬영한 판토그래프 영상의 분석을 통해 검출 및 감시함으로써 대형 설비사고를 사전에 예방하고 작업자가 직접 판토그래프 습판의 마모정도를 검출할 때 발생할 수 있는 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
2. 또한, 본 발명은 각 전동차의 운행에 따른 판토그래프 습판의 마모정도를 데이터베이스화함으로써 특정 전동차에 장착된 판토그래프 습판의 정비 및 교체시기를 사전에 조율할 수 있을 뿐더러 전동차의 정비 및 교체시스템을 전산화할 수 있는 효과가 있다.
3. 뿐만 아니라, 본 발명은 데이터베이스화된 정보를 인쇄하여 각 전동차 판토그래프 상태를 수시로 확인함으로써 업무의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 작업자 한명이 한 공간에서 여러 대의 전동차를 촬영한 정보를 동시에 감시할 수 있어 업무축소에 따른 인건비 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 진입로로 진입하는 전동차 전면과 전동차 상부의 판토그래프(pantograph)를 감지할 수 있도록 전동차 진입로에 설치된 다수의 센서;상기 센서들에 의해 전동차의 전면 및 판토그래프가 감지되었을 때 구동되어 전동차 전면의 차량번호와 전동차 상단의 판토그래프를 촬영할 수 있도록 전동차 진입로에 설치된 다수의 CCD 카메라;상기 센서들의 입력에 따라 상기 CCD 카메라와 영상 처리수단의 구동을 제어하는 제어부;상기 CCD 카메라에 의해 촬영된 전동차의 차량번호와 판토그래프에 대한 영상을 광학문자인식 및 피사체 에지 검출을 위한 데이터로 변환하는 영상 처리수단;상기 영상 처리수단에 의해 변환된 데이터를 분석하여 전동차의 차량번호와 판토그래프의 마모도를 감지하고, 해당 차량번호를 가지는 전동차 판토그래프의 양부와 교체시기를 판단하는 호스트 컴퓨터; 및상기 호스트 컴퓨터에 의해 분석된 결과를 디스플레이 하는 모니터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
- 제1항에 있어서,상기 영상 처리수단은, 상기 CCD 카메라로부터 공급되는 전동차의 차량번호 및 판토그래프에 대한 영상을 디지털 영상신호로 변환하는 A/D 변환부;상기 A/D 변환부에 의해 변환된 차량번호와 판토그래프에 대한 디지털 영상신호를 광학문자인식 및 피사체 에지(edge) 검출을 위한 디지털 영상 데이터로 처리하는 디지털신호 처리부;상기 디지털신호 처리부에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 전동차 차량번호를 인식하는 광학 문자 인식부; 및상기 디지털신호 처리부에 의해 처리된 디지털 영상 데이터를 분석하여 판토그래프의 에지를 검출하는 피사체 에지 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 광학문자인식과 피사체 에지 검출을 위해 처리되는 디지털 영상 데이터는 흑백 영상데이터로 처리되는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
- 제1항에 있어서,상기 CCD 카메라에 의해 촬영될 전동차 전면과 판토그래프를 밝히기 위한 다수의 조명이 더 구비되고, 상기 다수의 조명은 상기 제어부의 제어로 CCD 카메라에 연동되는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
- 제1항에 있어서,상기 호스트 컴퓨터에 전동차 판토그래프의 양부를 알리기 위한 알람이 연결되는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
- 제1항에 있어서,상기 호스트 컴퓨터가 원격지에 위치한 서버 컴퓨터와 통신 가능하도록 연결되어 원격지에서도 전동차 판토그래프를 실시간으로 검사할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040006494A KR20040015783A (ko) | 2004-01-31 | 2004-01-31 | 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040006494A KR20040015783A (ko) | 2004-01-31 | 2004-01-31 | 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20-2004-0002481U Division KR200354435Y1 (ko) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | 전동차 판토그래프의 마모도 검사장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040015783A true KR20040015783A (ko) | 2004-02-19 |
Family
ID=37321916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040006494A KR20040015783A (ko) | 2004-01-31 | 2004-01-31 | 전동차 판토그래프의 마모도 검사시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040015783A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694513B1 (ko) * | 2005-02-07 | 2007-03-13 | 한국철도기술연구원 | 선로전환기의 쇄정자 감시시스템 |
| KR100694309B1 (ko) * | 2006-06-28 | 2007-03-14 | 주식회사 에코마이스터 | 팬터그래프 검사 장치 및 방법 |
| KR100709394B1 (ko) * | 2006-03-15 | 2007-04-20 | 주식회사 에코마이스터 | 이미지 매칭을 이용한 열차 검사시스템 및 이를 이용한열차 검사방법 |
| KR101107780B1 (ko) * | 2009-12-04 | 2012-01-20 | (주)이머젼윤 | 집전판의 마모 표시구조 |
-
2004
- 2004-01-31 KR KR1020040006494A patent/KR20040015783A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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