KR20060004203A

KR20060004203A - 위성항법장치 와 선로정보를 적용한 차량의 전방 영상감시 장치.

Info

Publication number: KR20060004203A
Application number: KR1020040053222A
Authority: KR
Inventors: 권상인
Original assignee: (주) 넥스트 테크놀리지
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-01-12

Abstract

본 발명은 철도의 선로, 역사, 교량, 터널, 건널목 등의 안전을 요하는 곳의 감시영상을 열차의 기관실(12)에서 미리 볼 수 있도록 함으로써 열차사고를 미연에 방지하기 위한 철도안전 영상 감시 장치에 관한 것으로서, 운행중인 열차의 전방차량에 설치되는 줌렌즈(9)가 장착된 카메라(10)부와 열차의 현재위치를 얻기 위한 GPS수신(1)부와 열차가 진행하는 선로 정보를 얻기 위한 GIS(13) 와 현재위치와 진행방향, GIS정보를 종합 연산하는 차량단말기(14)와 차량단말기에서 연산된 결과로서 제어리시버를 통하여 카메라회전(8)부와 렌즈제어(9)부를 제어하며, 영상표시를 위한 영상표시(5)부로 구성된다. 또한 위험 예상지역 진입중임을 알리기 위한 수단과 운행 중에 특정 지역을 고정하여 감시할 수 있는 선택수단으로 비콘송신(11)부, 비콘수신(2)부를 포함한 GPS와 선로정보를 적용한 차량의 전방 영상 감시 장치이다.

철도, 기차, 영상, 선로, 건널목

Description

위성항법장치 와 선로정보를 적용한 차량의 전방 영상 감시 장치.{Monitoring system to watch a railroad track.}

도 1은 GIS 정보를 적용한 철도안전 영상 감시 장치에 대한 블럭 구성도.

1 : GPS 수신 부 2 : 비콘 수신 부

3 : 연산 처리 부 4 : 제어신호 발생 부

5 : 영상표시 부(LCD) 6 : A/D변환기

7 : 제어리시버 8 : 카메라회전 부.

9 : 렌즈제어 부 10: 카메라 부.

11: 비콘 송신 부 12: 기관실내외부.

13: GIS(선로궤도정보) 14: 차량단말기.

본 발명은 열차주행 중 안전사고를 방지하기 위한 철도안전 실시간 영상 감시 장치에 관한 것으로서, 철도 선로주변 위험 예상지역에 대한 위치정보를 사전에 입력해 놓거나, 진입선로에 비콘 발신기(11)를 설치해놓게 되면 운행중인 열차가 위험지역에 일정거리 내로 접근하면 기관실(12)내 비콘수신(2)부 와 차량단말장치(14)에 의한 알람 경고 신호와 함께 해당 위험지역의 줌인(Zoom in)된 영상이 표시된다. 위험 예상지역이 아닐 경우에는 열차의 선로를 따라 700m ~ 2.0Km 전방영상을 표시하게 된다. 정규 속도로 주행중인 열차에서 카메라(10)를 전방 일정거리상의 선로를 지향하게 하기 위하여, 열차의 현재위치, 주행방향, 주행속도, 선로정보 가 필요하다. 이와 같은 정보를 얻기 위한 장치와 방법으로, 열차의 현재위치를 얻기 위한 GPS수신(1)부와 열차가 진행하는 선로 정보를 얻기 위한 GIS(13)와 현재위치와 진행방향, GIS정보를 종합 연산하는 차량단말기(14)와 차량단말기에서 연산 결과로서 제어 리시버(7)를 통하여 카메라회전(8)부 와 줌렌즈, 포커스 등을 제어하기 위한 렌즈제어(9)부 와 영상표시를 위한 영상표시(5)부로 구성된다.

일반적으로 지금까지는 철도 건널목이나 역사에 열차가 진입할 때 경보 등, 경보 음, 안내 방송 등을 이용하여 알림으로써 안전사고를 예방하고 있다.

상기와 같은 종래 방법의 경우 운행중인 열차의 기관사 입장에서는 전방의 상황을 미리 알 수 있는 방법이 없었다. 그밖에 터널입구, 출구 ,교량의 유실 등에 있어서는 사전 안전점검 외에는 별다른 안전대책이 없었다. 열차가 정규 속도로 주행중일 경우 전방의 이상징후 발견 후 브레이크 작동 정지 거리가 약 700m ~ 1.4Km가 필요하므로 기관실 운전자의 육안 감지로 대형 사고예방에는 어려움이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로 철도차량의 전방 영상을 차량 운전자에게 미리 보여주어 상황을 정 확하게 판단할 수 있도록 하여 위험상황에 대한 적극적인 대처가 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 운행중인 열차의 현재위치와 운행방향, 주행 속도를 입력으로 주행선로정보와 맵핑(mapping)하여 주행 열차의 브레이크안전거리를 적용한 전방의 선로 위치를 계산한다. 계산결과로서 얻어진 출력은 카메라의 수평 방향, 수직 고도 값(Pan, Tilt)과 줌렌즈 제어 값(Zoom in, Zoom out), 포커스 값(Near, Far)등을 차량단말기(14)를 통하여 얻어진 제어 값을 적용하여 열차의 전방 특정 위치의 선로주변 영상을 표시하게 한다.

현재위치 연산수단은 GPS수신기(1)에 의한 경위도 좌표 값(WGS84)을 얻고 평면직각좌표 계에 의한 횡단메카토르도법(TM : Transverse mercator)으로 변환하여 단위가 미터(meter)인 좌표 값을 구한다. 구해진 미터 좌표 값을 GIS(13)정보 중에 철도 선로 데이터와 매칭 하여 현재위치를 GIS 선로위치 상에서 구한다. 이와 같은 방법으로 구해진 좌표를 이용하여 단위시간당 이동거리로서 열차의 현재속도를 구할 수 있다. 현재위치 와 주행 속도를 이용하여 GIS의 표시된 선로 상의 20초 ~ 60초 후의 열차의 예상 위치를 구할 수 있다. 이렇게 얻어진 현재위치와 일정 시간후 열차의 예상위치를 구한 후 현재위치에서의 예상위치로의 방향벡터와 직선 거리를 구할 수 있다. 상기와 같이 구해진 값으로 카메라의 방향제어 각도 값, 줌 렌즈 제어 값, 포커스 제어 값 을 생성한 후 제어 리시버로 출력하여 열차의 주행 중에 일정한 철도 선로 실측 거리상의 위치영상을 연속하여 볼 수 있도록 상기 과정을 연속 반복한다. 또한 특정 선로 구간이 상시 위험 예상지역일 때는 초기 차량단말기(14)의 선로정보에 추가 입력하면 해당지역에 접근 시 운전자에게 경고음으로 알려주고 해당 위험지역 영상을 자동으로 보여준다. 특별한 경우 차량 사고나 산사태 교량유실 등 예외상황이 갑작스레 발생하였을 경우 해당 선로 진입 전 선로에 비콘송신기(11)를 설치하게 되면, 진입중인 차량에게 위험지역 진입중임을 비콘수신기(2)를 통한 경고음으로 운전자에게 알려준다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 철도 차량의 주행방향의 기관실(12) 위쪽에 줌렌즈(9)를 포함한 감시카메라(10)와 방향제어가 가능한 카메라 회전부(8)가 설치되며, 해당 카메라회전(8)부는 입력된 신호에 일정량의 좌, 우 회전이 가능하며, 현재 방향에 대한 전기적인 신호는 A/D변환기(6)를 통하여 특정 값으로 변환되어 카메라의 조사 방위각을 언제든지 구할 수 있다. 또한 현재 열차 주행위치를 얻기 위한 수단으로 GPS안테나와 GPS모듈(1)을 통하여 절대 위치 값을 얻는다. 현재위치에서 주행열차의 일정 실측거리의 선로의 위치를 계산하기 위한 수단으로 현재위치와 주행방향 , 선로정보를 통합연산하기 위한 마이크로프로세서(CPU), 메모리, 소프트웨어가 내장된 차량 단말기(14)로 구성된다. 또 연산결과로 얻어진 제어 값을 카메라회전(8)부와 렌즈 등을 제어하기 위한 전기적 신호로 변환하기 위한 제어리시버(7)로 구성된다.

운행중인 열차가 미리 입력된 위험 예상지역 접근시 운전자에게 알람으로 경고하고 기관실(12)내 설치된 영상표시(5)부를 통하여 전방의 상황을 확인할 수 있 도록 하므로서 유효 정지거리 내에 적절한 대응을 할 수 있도록 한다. GPS(1)의 현재위치 정보와 철도선로 지도 정보(13)를 이용한 운행전방 선로를 확인케 하여 산사태, 교량유실, 장애물 등의 위험 상황에 안전운행을 할 수 있다. 상기와 같은 효과를 위한 필요한 설비는 차량에만 한정되어 설치가 용이하고 작동이 단순하며, 유지보수도 수월하다. 또한 별도의 조작 없이 일정 거리 전방 상황을 기관실(12) 표시화면(5)만을 감시하여 쉽게 판단할 수 있어 교육이 없이도 사용이 가능하다. 필요시 비콘송신기(11)를 임시 위험지역에 설치하여 운전자에게 경고 할 수 있어 재발될 수 있는 2차 사고를 막을 수 있다.

Claims

열차 기관차에 설치된 GPS수신기(1)와 주행열차의 전방상황을 감시하기 위한 감시카메라(10)와 철도선로의 궤도정보를 유지하는 선로 데이타베이스부(13)와 감시카메라(10)의 감시방향을 변경하는 카메라회전(8)부와 회전부를 제어하기 위한 제어신호를 전기적 신호로 변환하는 제어리시버(7)와 영상을 표시하기 위한 영상표시장치(5)로 구성되는 운행 중 철도선로 영상감시장치.
상기 기술한 청구항 1에 있어서, 운행중인 열차의 현재 위치를 구하기 위한 방법으로 GPS(1)를 대신하여 자이로스코프, 가속도계 등을 이용하여 현재위치를 얻을 수 있다.
상기 기술한 청구항 1에 있어서, 철도선로 궤도정보는 GIS(13)의 선로정보를 대신하여, 별도의 차량 주행궤적 저장 자료를 사용하여 GIS(13)의 선로 궤도 정보로 대신할 수 있다.
상기 기술한 청구항 1에 있어서, 철도선로 GIS(13)정보중 철도선로 정보 데이타베이스를 대신하여 운행중인 열차가 특정 위험지역에 접근하였음을 알려주기 위한 방법으로 비콘발신기(11)와 비콘수신기(2)로 대체 구성될 수 있다.