KR20070039288A - 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치 - Google Patents

Abstract

본원발명은 철도차량의 제동성능을 시험하기 위한 장치에 관한 것이다.

이를 보다 상세히 설명하면,

본원발명은 철도차량의 제동에 사용하고 있는 공기제동장치의 제동성능을 시험함에 있어서, 각각의 시험항목과 상황부여를 시퀀스화한 후, 그에 필요한 상황을 순차적으로 부여하고,

상기 부여된 상황에 따라 각각의 제동 장치에 실제로 가해지는 공기압을 미리 정해진 순서(시퀀스)에 따라 자동으로 연속하여 측정하는 한편,

상기 측정된 결과를 선형화하여 모니터상에 출력하고, 상기 출력된 측정결과를 미리 입력된 기준값(또는 표준값)과 비교하여 고장의 유무 및 성능의 양부를 판정하도록 함으로서,

첫째, 제동장치의 성능시험 중 발생하는 에러와 오차를 최소화하여 성능시험의 정확도와 신뢰도를 제고하고,

둘째, 상기 성능시험 및 분석과 판단과정을 모두 자동화하여 제동성능시험에 소요되는 인력과 장비와 시간을 최소화하며,

셋째, 상기 시험결과를 DB화하여 두고 차량의 이력을 기록 관리 분석하는데 활용함으로서 차량의 고장 발생을 사전에 예방할 수 있도록 하기 위한

디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치이다.

공기제동, 제동성능시험, 제동본관, 제동통, 제어공기통, 압력센서, A/D변환기, 멀티형 A/D변환기, 검수정보, 예방검수

Description

디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치 {Auto-Measuring Device of Digital Mode for Train Braking System}

도 1은 본원발명에 의한 디지털방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 상세블럭도

도 2는 본원발명이 구현되는 제동성능시험 상황의 개략적인 블럭도

도 3은 도 2의 제동성능시험 상황의 개략적인 블럭도를 입체적으로 표현한 도면

도 4는 본원발명에 의한 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 구동방법을 나타낸 기본 흐름도

도 5는 주제어부에 의해 철도차량 제동을 위해 가감되는 압축공기의 압력을 측정하는 흐름도

도 6은 공압제어부에 의해 철도차량 제동성능시험에 필요한 압축공기의 공급을 가감(공압을 제어)하는 흐름도

도 7은 본원발명에 의해 측정된 결과를 분석·관리하는 흐름도

도 8은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 초기화면의 예시도

도 9는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 초기 메인화면의 예시도

도 10은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 설정할 정보를 등록하는 화면의 예시도

도 11은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 검수자정보 등록을 위한 화면의 예시도

도 12는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 시험 결과가 출력되는 화면의 예시도

도 13은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 제동성능시험 종합성적서의 예시도

도 14는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 새로운 차량에 대한 판정기준을 입력하는 화면의 예시도

도 15는 종래의 철도차량 제동성능 시험장치의 구성도

도 16은 종래의 제동성능시험장치로 시험을 수행하는 상황도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 시험차량 110 B.O.U

120 전자변 130 공압연결부

200 디지털방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치

210 센서부 211 센서

212 전압·전류컨버터 213 제2센서케이블

220 입력신호처리부 221 MUX

222 A/D 컨버터 223 신호처리부

230 주제어부 231 제어부

232 메모리 233 DBMS

240 시험제어분석용 S/W 250 프린트

260 표시부(모니터) 270 전원부

271 파워서플라이 272 어댑터

280 공압제어부 290 공압동작부

300 지상장치 310 상용전원부

320 공압부

400 제1센서케이블 500 압축공기관

600 전원케이블 700 공압관

(기술적 배경)

레일 위를 운행하는 모든 차량에는 차량의 이동을 정지시키기 위한 제동장치가 필수적으로 부착된다. 이 제동장치는 철도차량의 안전운행을 확보하기 위해 항상 최상의 조건으로 동작될 수 있도록 모든 기능이나 구성이 완벽히 갖추어져 있어야만 한다. 만일 이를 소홀히 하여 일렬로 연결된 다수의 차량 중 어느 하나에서라도 제동장치의 동작에 문제가 발생될 경우 예측할 수 없는 대형사고로 이어지기 마 련이다.

이를 위해 철도차량을 관리하고 운용하는 사업자는 주기적으로 제동장치의 종합적인 성능 및 동작상황을 시험하여 그 이상 유무를 체크하도록 하고 있으며, 만일 이상이 발견될 경우 즉시 운행을 중지하고 이를 유지 보수하도록 하고 있다.

이러한 철도차량의 유지보수에 관한 내용을 세부적으로 규정하고 있는 것이 객차의 종합정비지침이다.

한편 브레이크라고 불리우는 제동장치는 운동에너지의 변환방식에 따라 원동기식브레이크, 유체식브레이크, 전기식브레이크, 기계식브레이크 등으로 분류된다. 이들 제동장치는 각각의 장단점이 있기 때문에 사용자가 그 용도에 적합한 제동장치를 필요에 따라 선택하여 사용하게 된다.

또한 철도차량은 그 특성상 다수의 차량이 길게 일렬로 연결되어 운행되고 있다. 이들 일련의 열차는 각각의 차량이 마치 하나의 동작 조건에 따라 움직이는 것처럼 보이지만 실제로는 이들은 차량의 위치에 따라 모두 다른 조건으로 가속되거나 제동되면서 운행되게 된다.

반면에 각각의 차량은 비록 각각 다른 조건하에 가속되거나 정지되더라도 이들은 마치 하나의 동작 조건에 따라 움직이는 것처럼 일체화되어 제어·운행되어야만 한다. 따라서 이들을 가속하거나 제동하는 데는 일반 승용차나 버스처럼 단일화된 차량의 제어기술이 아니라 그와는 매우 다른 복잡한 제어기술이 필요하게 된다.

상기와 같은 이유로 인해 현재 철도차량에서 주로 사용되고 있는 제동장치는 열차의 제어를 효율적으로 하기 위하여 상기한 다양한 종류의 제동장치 중 유체식 제동장치를 주로 사용하고 있으며, 그 중 특히 공기압을 활용한 제동장치를 가장 많이 사용하고 있다.

또한 철도차량의 특성상 열차의 운행사고는 대부분 대형사고로 이어지는 것이 보통이기 때문에 보다 확고한 열차의 안전이 확보되어야 한다. 이를 위해 보다 높은 안전도를 유지할 수 있도록 열차의 제동장치는 평상시 운행할 경우에는 항상 공기압이 가해진 상태로 유지되다가 제동시에는 공기의 압력을 완화시키는 구조로 되어 있다.

본원발명은 바로 위와 같은 공기압을 이용한 철도차량의 제동장치의 성능을 시험하는 장치에 관한 것이다.

철도차량의 외부 하단부에는 철도차량의 제동성능을 시험을 간편히 할 수 있도록 하기 위해 도 2 및 도3에서와 같이 B.O.U박스와 전자변이 설치되어 있다.

또 철도차량의 제동성능을 완전하게 시험하기 위해서는 제동에 가장 크게 영향을 미치는 주공기관(MR), 제동관(BP), 제어공기통(BC), 제동통(CR)의 4개소에 대한 공기압의 변화를 측정하는 것이 매우 중요하다.

이를 위해 상기 B.O.U 박스 내에는 상기 4개소의 공기압의 변화를 측정할 수 있도록 하기 위한 4개(전자변을 포함할 경우에는 5개)의 커플러가 설치되어 있다.

여기에서,

주공기관(Main Reservoir Pipe : MR)은, 전체 열차를 제동하기 위한 압축 공기를 압축공기통으로부터 제공받아 이를 각 제동관(BP)으로 공급하기 위한 공기관이고,

제동관(Brake Pipe : BP)은 주공기관(MR)으로부터 공급된 압축공기를 열차에 일렬로 연결되어진 각각의 차량의 제동통(CR)으로 공급하기 위한 공기관으로서, 각각의 차량에 맞는 공기압을 각각의 차량에 제공하여 열차가 마치 하나의 차량처럼 제동되도록 하기 위해 각각의 차량에 제동지령을 내리는 것이며,

제어공기통(Control Cylinder : CR)은 열차의 제어에 필요한 압축공기의 양을 제어하기 위한 공기통이고,

제동통(Brake Cylinder : BC)은 상기 제동관(BR)으로부터 공급되는 압축 공기를 저장한 후, 차량의 차륜에 공기압을 가감압하여 차량을 제동하기 위한 공기통이다.

열차의 제동장치에는 항상 일정한 공기압이 작용하는 것이 아니라 부여되는 상황(운행이나 제동의 상황)에 따라 각각 다른 압력이 작용하게 된다. 따라서 제동장치의 동작이 정상으로 작동되는지 여부에 대해 알고자 한다면 각각의 상황을 실 제로 차량에 부여(각각의 상황에 맞는 공기압을 차량에 공급)하고 그 상황 하에서 실제로 각각의 주요 기관에 작용하는 공기의 압력을 측정한 다음 이를 기준치와 비교하여야만 한다.

일반적으로 열차를 운행함에 있어서, 열차의 제동과 관련하여 필수적으로 수행되는 기능은 다음과 같은 것들이 있다.

제동기능 : 제동관이 압력을 감압(배기)하여 공급공기통(SR)의 공기가 제동통(BC)로 유입되어 제동통 실린더의 이동으로 기구에 의해 차륜의 회전을 정지시키는 기능

완해기능 : 제동관(BP)의 압력을 증압(충기)하여 제동통(BC)의 공기를 감압(배기)하여 제동통 실린더의 이동으로 기구에 의해 차륜의 제동을 해결하는 기능

신속충기기능 : 기관차로부터 공급되는 공기는 각 차량이 직렬로 연결된 제동관(BP)을 통해 각 차량에 공급되는데 장대편성으로 조성된 열차의 전부와 후부에 공급되는 각 차량의 배관 및 부품의 작동을 위해 공기가 가득 채워지는 상황(만충기)까지 각 차량에 조성되는 시간차를 최소화하기 위해 조성되는 상황으로서, 열차의 후부에 위치한 차량의 제어변을 열어 공급 공기구의 단면적을 확대함으로서 제동관으로부터 공기를 신속하게 공급받아 공급시간을 단축하여 신속하게 제동이 해 빙될 수 있도록 하는 기능

감속충기기능 : 신속충기의 반대되는 현상으로 장대편성으로 조성된 열차의 전부에 위치한 차량의 제어변을 닫아 공급공기구의 단면적을 축소함으로서 제동관으로부터 공기의 공급시간을 지연시켜 서서히 제동이 해빙되도록 하는 기능

완만감압기능 : 장대편성으로 조성된 열차의 전부와 후부에 있는 각 차량의 공급공기통(SR)에 있는 공기를 완만하게 제동통(BC)에 유입시키기 위해 사용되며, 열차의 전부에 위치한 차량의 제어변을 좁혀 공급공기통으로부터 유입되는 구멍의 단면적을 축소함으로서 공기를 완만하게 유입시켜 제동이 완만하게 이루어지도록(제동이 지연되도록) 하는 기능

급속감압기능 : 완만감압의 반대되는 현상으로, 장대편성으로 조성된 열차의 전부와 후부에 있는 각 차량의 공급공기통(SR)에 있는 공기를 신속히 제동통(BC)에 유입시키기 위해 사용되며, 열차의 후부에 위치한 차량의 제어변을 넓혀 공급공기통으로부터 유입되는 구멍의 단면적을 확대함으로서 공기를 신속하게 유입시켜 제동이 신속하게 체결되도록 하는 기능

비상제동기능 : 제동관(BP)의 압력을 신속(1.5초 이내)하게 감압(배기)하여 공급공기통(SR)으로부터 제동통(BC)에 공기를 신속하게 공급하여 급속히 제동이 체 결되도록 하는 기능으로서 비상사태 발생시 열차를 비상 정차시키기 위한 것임

전자상용기능 : 근래에 출시되는 신규객차에서 보다 완전한 제동 성능을 확보하기 위해 상기 제동 수단에 부가하여 전자변에 의한 제어방식을 추가로 구비함으로서 제동기능을 이중으로 확보하고자 하는 것으로서 전자변에 의한 수행하는 일반적인 제동 기능을 말함

전자비상기능 : 근래에 출시되는 신규객차에서 보다 완전한 제동 성능을 확보하기 위해 상기 제동 수단에 부가하여 전자변에 의한 제어방식을 추가로 구비함으로서 제동기능을 이중으로 확보하고자 하는 것으로서 전자변에 의해 수행하는 비상상황 하에서의 제동을 의미함

상기와 같은 기능이 정상적으로 수행되는지 여부를 확인하기 위해서 본원발명에서 시험해야 될 사항들은 다음과 같은 것이 있다.

최초충기시험 : 철도차량 주차(정차)는 수동제동기(기구)에 의하거나 공기제동기에 의하여야만 제동이 걸리도록 되어 있는데 운송사업을 위해 기관차가 연결되어 각 차량에 처음으로 공급(충기)되는 공기가 각 배관 및 부품의 작동을 위해 채워져 공기제동이 해결되는 것을 시험하기 위한 항목으로서 본원발명에서는 성능시험의 시작점을 알리는 시험으로 사용됨

신속제동시험 : 급속감압 기능을 시험하기 위한 것으로, 장대편성으로 조성된 열차의 전부와 후부에 있는 각 차량의 공급공기통(SR)에 있는 공기가 제동통(BC)에 신속하게 유입되는지 여부와 그 시간 및 그 상황에서의 공기압을 측정하는 것임

누설시험 : 공급공기통으로부터 공기가 유입되어 제동통 실린더가 제동을 체결하고 있는 상태에서 실린더 내부의 공기누설시 제동이 해방되는 현상을 시험하기 위한 것으로서 철도차량의 경사지 주차실린더가 누설되면 차량이 유동되는 것을 방지하기 위한 시험이다.

계단제동시험 : 열차 운행 중 제동관(BP)에 작용하고 있는 공기의 압력에 대해 감압(배기)과 랩(배기와 충기가 중지된 중립의 상태)을 3회 반복하면서 공급공기통으로부터 제동통(BC)으로 압력이 단계적으로 유입되어 제동이 체결되는 상태를 시험하기 위한 것이다.

이는 객차에만 있는 기능에 대한 시험항목으로서 열차 정차시 승객에게 주는 충격을 완화시킴으로서 승차감을 높이기 위한 것이다.

계단완해시험 : 계단제동과 반대로 증압(충기)과 랩을 3회 반복하면서 제동통의 압력을 서서히 증압(충기)하여 제동이 해방되는 상태를 시험하기 위한 것이 다. 이 기능도 객차에만 있는 시험항목이며 열차 출발시 승객에게 주는 충격을 완화시킴으로서 승차감을 높이기 위한 것이다.

비상제동시험 : 제동관(BP)의 압력을 신속(1.5초 이내)하게 감압(배기)하여 공급공기통(SR)으로부터 제동통(BC)에 공기를 신속히 공급하여 급격히 제동이 체결되는지 여부를 시험하는 항목으로 비상사태 발생시 비상정차를 위한 것이다.

(종래의 기술)

상기와 같은 공기압을 이용한 철도차량의 제동장치에 대한 성능시험을 하기 위한 종래의 시험방법 및 수단은, 도 15 및 도 16에서 보는 바와 같다. 이를 설명하면,

우선 4개의 커플러에 각각의 시험항목에 대한 압력을 측정할 수 있는 압력계를 도 15에서와 같이 연결한다. 그리고 도 16에서와 같이 3명의 인원이 각각 역할을 분담하여 시험을 시작한다. 먼저 한 사람의 시험원(A1 : 단차시험기 조작자)이 차량의 단부에서 단차시험기를 조작하여 각각의 시험항목에 필요한 상황을 부여하면, 또 한 사람의 시험원(A2 : 제동상태 점검자)은 제동상태를 확인하고, 다른 한 사람(A3 : B.O.U 확인자)은 B.O.U에 결합된 압력계를 읽어 기록한다. 그리고 이 기록된 결과와 제동상태를 비교하여 제동장치의 이상유무를 최종적으로 판단하게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 시험방식은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 제동장치의 성능을 판단하기 위해서는 제동장치에 공급되는 공기압의 변화를 지속적(선형)으로 관찰하여야 한다. 그러나 한 사람의 시험원이 4개의 압력계를 관찰하고자 한다면 관찰의 시간이 단절될 수밖에 없기 때문에 각각의 압력의 변화되는 상태를 지속적으로 관찰하는 것이 불가능하며 아울러 시험과정에서 수시로(순간적으로) 변화하는 압력계의 변화를 모두 인지하지 못하고 그 중 일부만을 인지할 수밖에 없다는 문제가 있다.

둘째, 위와 같은 이유 때문에 압력의 변화상태는 대단히 유동적인데 반해 시험데이터는 시험자의 자의 관찰 시점에 의해 결정되고 그 관찰결과가 유일한 판단의 근거가 되므로 동일한 차량에 대한 시험결과가 관찰자 혹은 관찰자의 숙련도에 따라 각각 다르게 나타나며, 또한 동일한 관찰자라고 하더라도 시험하는 시기나 방식에 따라 각각 다르게 나타나는 문제가 있다.

셋째, 시험결과는 시험자가 기록한 자료가 유일한 것이 되며, 각각의 관찰 데이터는 관찰시점이 모두 다를 수밖에 없기 때문에 관찰된 데이터의 절대양이 대단히 적으며 또한 동일한 시점에서 각각의 압력의 변화가 갖는 상관관계를 알 수 없어 차량의 종합적인 제동상태에 대한 판단이 불가능하다는 문제가 있다.

넷째, 이로 인해 이미 시험된 결과는 모두 1회성 자료로서 후에 다시 사용되 지 못하고 폐기되는 것이 보통이며, 이로 인해 이전에 측정된 자료를 사후 분석에도 활용하지 못하고 사장시키는 문제가 있다.

다섯째, 상기와 같은 문제점을 관찰자 스스로 인지하고 있기 때문에 시험자 자신이 시험데이터에 대한 신뢰도를 저평가하고 있고, 아울러 그에 근거한 판단을 신뢰하지 못하는 이유가 되고 있다.

여섯째, 더구나 상기와 같은 신뢰도가 낮은 시험결과를 도출하는데에만 도 9에서와 같이 최소 3인의 시험자가 필요하게 되며, 또한 3인이 하나의 차량을 시험하는데 최소한 30분 이상의 시간을 소비해야 하므로 시험의 능률이 대단히 떨어진다는 문제가 있다.

현재 화차제동장치용 막판식 제어밸브를 시험하는 디지털식 시험장치가 개발된 바 있다. 이 기술에는 압력센서에 의해 공기압을 측정하고 측정데이터를 디지털화하는 기술이 포함되어 있다. 그러나 이 장치는 화차의 제동에 사용되는 막판식 제어밸브를 차량과 분리하여 측정하는 것으로서, 차량에 실제 상황을 부여하고 동작상황을 종합적으로 체크할 수 없다는 문제가 있다.

본원발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서,

본원발명은 4개의 측정항목에 대한 시험을 하기 위한 상황 부여를 시퀀스화하고 이를 원격지에서 수동 혹은 자동으로 제어할 수 있도록 함으로서 시험항목에 대한 상황 부여가 원격지에서 자동 혹은 수동으로 시퀀스 제어될 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 본원발명은 측정이 필요한 측정 부위(4개의 시험개소)에 각각 압력센서를 연결하고 상기 압력센서에 의해 측정된 아나로그 신호(4개소의 압력값)를 디지털신호로 변환하여 실시간으로 중앙제어부로 전송하고 중앙제어부에서는 이를 저장하는 한편, 디스플레이부(모니터)를 통해 그래프와 수치로 표시하여 줌으로서 각각의 측정개소에 대한 압력의 변화가 실시간으로 시험자에게 전달되어 판단의 자료로 활용될 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또 본원발명은 상기 측정값이 디스플레이부로 표시될 경우 이와 함께 미리 저장된 기준값(양부를 판단하기 위해 일정한 영역을 그래프와 수치)을 동시에 표시하여 줌으로서 관찰자가 측정값의 판단결과를 즉석에서 쉽게 확인할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또 본원발명은 상기 측정이 종료되면 상기 측정값과 기준값을 종합적으로 중앙제어부에서 비교하고 그 판단결과를 미리 입력된 시험결과표에 맞추어 작성한 다음 그 결과를 DB화하여 저장하고, 이와 동시에 그 결과를 모니터상에 디스플레이 함과 아울러 프린터를 통해 프린트할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 본원발명은 상기 측정차량의 측정이력을 DB화하여 저장함으로서 당해 차량의 시험결과와 그 이력의 관리를 편리하게 하고, 또 이 자료를 재활용하여 매 측정시마다 그 차량의 변화상태를 측정자가 쉽게 인지할 수 있도록 함과 동시에 유사시 그 데이터를 활용하여 사고의 원인을 분석하는 자료로 활용할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또 본원발명은 상기와 같은 모든 상황부여 및 시험을 자동화하고 시퀀스화 함으로서 시험자 1인이 극히 짧은 시간(약 6분 정도)에 모든 시험을 완전하고 안정되게 실시할 수 있도록 하여 시험 업무의 효율을 제고함을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원발명의 구성을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 본원발명이 동작되기 위한 조건으로서 다음과 같은 구성이 요구된다.

첫째, 제동성능을 시험하기 위한 대상이 되는 차량(100)이 필요하다. 본원발명의 시험대상이 되는 차량은 객차, 발전차, 화차를 그 대상으로 하며, 시험대상 차량에는 B.O.U(110)가 설치되어 있어야 한다. 물론 현재 대부분의 차량에는 당연 히 B.O.U가 설치되어 있다.

참고로 철도차량의 종류는 기관차(동차 포함), 객차, 발전차, 화차로 구분되며 본원발명의 시험대상은 그 중 기관차를 제외한 모든 차량이 된다. 물론 본원발명에 의해서 기관차의 제동 시험도 가능하다. 그러나 기관차의 경우 보다 복잡한 제동이 요구되며 이를 위해서는 이를 가능하게 하는 특별한 인터페이스를 추가로 더 필요로 하게 되므로 본원발명에서는 그 부분에 대한 설명은 제외하도록 한다.

둘째, 시험장소에는 각 차량에 실제 기관차에서 공급되는 조건과 동일한 조건을 제공하기 위한 지상장치(300)가 설치되어 있어야 하며, 상기 지상장치(300)에서는 기관차에서 공급하는 압축공기와 동일한 조건의 압축공기와 본 장치의 동작에 필요한 전원이 공급될 수 있어야만 한다.

셋째, 또한 지상장치(300)에서 압축공기를 차량(100)에 공급하기 위한 압축공기 공급용 호스(압축공기관)(700)가 비치되어 있어야만 한다.

상기와 같은 조건이 갖추어진 상태에서 차량의 제동성능을 시험하기 위한 본원발명의 구성은,

B.O.U의 커플러에 결합되고 B.O.U로부터 제공되는 공기압을 측정하여 측정된 아나로그값을 주제어부로 전송하기 센서부(210)와;

상기 센서부로부터 제공된 아나로그값을 수신하여 이를 멀티플렉싱하고 디지 털신호로 변환한 후, 변환된 신호를 주제어부와 모니터로 제공하는 입력신호처리부(220)와;

본원발명의 장치를 총괄하여 제어하고 상기 입력신호처리부로부터 수신된 신호를 분석하여 메모리에 저장하는 한편, 이를 모니터로 표시하도록 제어하는 주제어부(230)와;

상기 기기의 동작상황과 시험결과를 그래픽 혹은 수치로 표시하는 표시부(모니터)(260)와;

상기 주제어부의 제어를 받아 공압동작부를 제어함으로서 차량으로 공급되는 압축공기의 양을 제어하여 차량에 실제 상황과 동일한 상황이 조성되도록 제어하는 공압제어부(280)와;

상기 공압제어부의 제어를 받아 감압변을 조절하여 지상자로부터 공급되는 압축공기의 양을 조절함으로서 시험대상차량에 실제상황과 동일한 상황이 조성되도록 하는 공압동작부(290)와;

상기 지상자의 전원부로부터 공급되는 상용전원을 주제어부와 공압제어부에 적절한 전압으로 변환하여 공급하기 위한 전원부(270)로;

구성됨을 특징으로 한다.

상기 센서부(210)는 다시,

B.O.U로부터 제공되는 공기의 압을 감지하는 센서(211)와;

상기 센서에 의해 감지된 신호를 전압 혹은 전류로 변환하여 변환된 아나로 그 값을 센서케이블을 통해 입력신호처리부로 제공하는 전압·전류컨버터(212)와;

상기 전압·전류컨버터로부터 제공되는 전압·전류의 변화를 입력세서부로 전달하는 센서케이블(213)로;

구성됨을 특징으로 한다.

상기 입력신호처리부(220)는 다시,

상기 센서케이블을 통해 입력되는 다수의 복합된 신호를 분배하여 처리하는 MUX(221)와;

상기 MUX로부터 제공된 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D컨버터(222)와;

상기 A/D 컨버터로부터 제공되는 신호를 처리하여 주제어부로 제공하는 신호처리부(223)로;

구성됨을 특징으로 한다.

상기 전원부(270)는 다시,

입력신호처리부 및 주제어부로 공급되는 전원을 공급하기 위한 어댑터(272)와;

공압제어부 및 공압동작부로 공급되는 전원을 공급하기 위한 파워서플라이(271)로;

구성됨을 특징으로 한다.

상기 주제어부(230)는 다시,

장치의 전반적인 제어를 수행하고 데이터를 처리하는 제어부(231)와;

측정된 데이터와 그 시험결과 등 모든 자료를 저장하는 메모리(232)와;

상기 시험결과 및 메모리에 저장된 데이터를 처리·가공하여 필요한 데이터로 생성하여 출력하는 데이터베이스관리 프로그램(DBMS)(233)으로;

구성됨을 특징으로 한다.

상기 주제어부(230)에는 제어 분석용 S/W(240)가 탑재되어 장치의 전체적인 동작을 제어하게 되며,

또한 주제어부(230)에는 모니터(260)와 프린터(250)가 각각 연결되어 시험데이터 및 이를 활용하기 위한 각종 데이터와 자료가 그래픽 혹은 수치로 표현되어 화면 혹은 종이로 출력된다.

상기 주제어부(230)의 장치의 세부구성은 전체적인 시험용량 등을 고려하여 각각의 시험 특성에 맞도록 그 규격이나 용량이 별도로 제작·설계되어야 한다. 그러나 초기에는 제작비용을 낮추기 위하여 주제어부(230)의 제어부(231)를 현재 사용되고 있는 컴퓨터 CPU를 그대로 사용하는 것도 가능하다. 또한 이의 연장선상에서 주제어부(230)의 제어부(230)와 모니터(240)를 합쳐서 노트북 컴퓨터로 대체하는 것도 가능하며, 데이터 용량이 작을 경우에는 메모리(232)까지도 현재 사용되고 있는 컴퓨터를 그대로 이용할 수도 있다. 그러나 이는 어디까지나 한시적인 형태의 것으로 보급이 확대되어 활용도가 높아질 경우 사용의 편리함이나 기능 확장의 측면을 고려한다면 전용장치로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 주제어부(230)로 PC를 사용할 경우 현재 널리 보급되고 있는 팬티엄급 PC로서 윈도우98 이상의 운영체제를 구비하면 충분하며, 실제로 본원발명에서 일 실시예로 제시하고 있는 주제어부의 하드웨어는 팬티엄급의 PC를 활용하였고, 제어분석용 S/W(240)가 동작되는 운영체제는 윈도우98 및 윈도우XP와 호환되도록 제작되었다.

또한 상기 전원부(270)의 입력측은 지상장치(300)의 전원부(310)와 연결되어 있고, 상기 공압동작부(290)의 일측에는 지상장치(300)의 공압부(320)에서 공급되는 압축공기관이 연결되어 있으며, 상기 공압동작부(290)의 타측에는 차량(100)의 공압연결부(130)로 공급되는 압축공기관이 연결되어 있다.

또 상기 센서부(210)의 각 센서(211)는 차량 외부 하단에 설치된 B.O.U(110)에 형성된 커플러와 결합되어 압축공기의 공기압을 측정하게 된다.

상기와 같이 구성된 본원발명의 동작과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 본원발명의 제어는 수동 혹은 자동의 방법 중에서 사용자가 편리한 방 법을 택하여 선택적으로 이루어지지만, 이 모든 제어는 제어분석용 S/W(240)에 의해 표시되는 모니터(표시부, 260)의 화면을 보고 사용자가 마우스를 조작하고 화면의 커서를 이동시키는 등, 커서를 클릭하거나 드래그함으로서 이루어지게 된다. 여기에서의 모든 기능의 선택(혹은 설정)은 메뉴에서 선택하여도 되고 도구함에서 선택하여도 된다.

또한 본원발명의 동작과정은 다음과 같은 세가지로 나뉘게 된다.

첫째는 실제 상황과 유사한 시험 상황을 부여하기 위한 시퀀스제어과정이고,

둘째는 부여되는 상황에 따라 시험개소에 대한 압력을 측정하여 이를 표시하고 분석한 다음 판정하는 과정이며,

셋째는 측정된 데이터를 축적하여 관리하고 이용하는 과정에 관한 것이다.

먼저 사용자는 차량(100)의 제동성능을 시험하기 위해서 지상장치(300)로부터 공급되는 압축공기관(700)을 공압동작부(290)의 일측에 연결하는 한편, 공압동작부(290)의 타단으로부터 차량(100)의 공압연결부(130)으로 압축공기를 공급하기 위한 압축공기관(500)을 연결한다.

이어서 차량(100)의 외측 하단부에 설치된 B.O.U(110)의 내부에 형성된 커플러에 각각의 센서(211; ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ)를 결합한다. 상기 커플러는 앞에서 언급한 바와 같이 시험 측정이 필요한 개소에 대한 것으로서 BP, CR, BC, MR에 대한 공기압을 측정하기 위한 것이다.

또한 위 설명에서 제외된 전자변(120)의 커플러는 전자변에 의해 공급되는 압축공기의 공기압을 측정하기 위한 것이다. 전자변은 차량은 안전도를 높이기 위해 압축공기를 이중으로 공급하기 위한 것으로서, 차량의 특성에 따라 그 유무가 결정된다. 보통 근래에 출시되는 등급이 높은 객차에 주로 설치되어 있다. 따라서 본원발명에서는 전자변 커플러는 필요할 경우에만 선택되어 측정됨으로서 활용범위를 확장하게 되는 것이다. 그러므로 본원발명에서 전자변에 대한 공압측정은 별도로 구분하여 설명되지 않더라도 상기 4개의 커플러에 필요할 경우 하나를 더 추가하는 것으로 이해하면 충분하다.

우선 차량의 제동성능시험을 하기 위해 사용자가 주제어부(230)의 전원을 켜면, 제어부(231)에 탑재된 제어분석용 S/W(240)가 기동되면서 제동성능의 초기화면이 표시부(260)에 오픈된다. (S-1, S-2단계)

도 8은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 초기화면의 예시도이다.

이어서 주제어부(230)가 모니터(260) 상에서 사용자 인증을 요청한다. (S-3단계)

이에 대해 사용자가 기초적인 기재사항을 기재하고 (예를 들면 소속, 성명, ID 등을 기재하거나 혹은 미리 입력되어 있는 경우 리스트에서 선택을 하고) 비밀번호를 입력하면, (S-4단계)

제어부(231)는 메모리(232)에 저장된 등록자를 검색하여 대조한 후 등록된 사용자인지 여부를 확인한 다음, 인증된 사용자가 아니면 다시 입력을 하도록 요청한 후, 초기화면으로 리턴하고, (S-5단계)

인증된 사용자이면 초기 메인화면으로 전환한다. (S-6단계)

도 9는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 초기 메인화면의 예시도이다.

이어서 사용자는 초기 메인화면에서 기초정보 설정을 위한 선택을 한다. (S-7단계)

여기에서의 설정되는 기초정보는 통신설정(A), 검수자설정(B), 자동판정설정(C) 등이 된다. 통신설정은 내외부통신과의 연결 등 통신방식을 선택하는 것이며, 검수자설정은 검수에 필요한 정보와 시험에 필요한 사항을 등록하는 것이고, 자동판정설정은 검수가 종료된 후 측정된 데이터를 활용하여 시험결과를 최종판정하고 이를 관리하기 위한 것이다.

다음 사용자가 해당 설정항목을 선택하면 선택된 해당항목으로 전환되어 선택된 각각의 기초정보를 설정하고, 상기 설정된 과정을 수행한다. (S-8단계)

도 10은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 설정할 정보를 등록하는 화면의 예시도로서 검수자 등록을 선택하는 메뉴를 예시한 것이다.

여기에서 사용자에 의해 선택되어 각각의 설정된 과정을 수행하는 방법은 도5 내지 도7에서 보다 상세히 설명된다.

상기 각각의 설정된 항목의 수행을 마치고 나면 주제어부(230)는 계속해서 다른 항목을 수행할 것인지 여부를 묻는다. (S-9단계)

이어서 다른 항목을 계속해서 수행하는 것을 희망하면 S-8단계로 리턴하고, 그렇지 않으면 시스템의 전원을 OFF 한 다음, (S-10단계)

상황을 종료한다.

이어서 상기 S-8단계에서 검수자설정을 선택하고 검수를 시행하는 과정을 도 5를 참조하여 설명한다.

상기 S-8단계에서 사용자가 검수자설정을 선택하면 정보등록화면으로 전환되면서 정보등록화면이 오픈된다. (C-1단계)

도 11은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 검수자정보 등록을 위한 화면의 예시도이다.

이어서 검수자가 화면에서 요구하는 검수자 등록정보를 입력한다. (C-2단계)

여기에서 등록되는 내용은 검수에 필요한 정보들이다.

우선 검수일자(특별히 조작하지 않는 한 자동으로 설정된다), 시험대상 차량(차호)의 번호, 제동장치의 형식, 검수자의 정보, 직위, 성명 등에 관한 사항을 직접 입력하여 등록하거나, 이미 입력되어 있는 경우 이를 선택하여 등록한다.

이어서 자동으로 검사를 수행할 것인지 아니면 수동으로 검사를 시행할 것인지 여부도 같이 선택한다. (C-3단계)

여기에서 수동을 선택하면 자동으로 수행되는 항목 중 사용자가 선택하는 시험항목만을 선택적으로 시험하게 되며, 자동을 선택하면 이후의 시험과정이 모두 자동으로 실행된다.

사용자가 자동과 수동 중 어느 하나를 선택하고 나서, 바로 입력구분에서 필 요한 사항을 선택한다. (C-4단계)

여기에서 입력구분은 시험개소에 대한 선택을 하는 것으로 보통 일반적으로 시험에 필요한 상황을 모든 선택하게 되므로 최초의 화면에서 이들이 모두 자동으로 선택되게 된다. 그러나 만일 특별한 항목만을 선택적으로 시험하고자 한다면 시험이 필요치 않은 항목을 삭제하기만 하면 된다. (C-5단계)

이어서 표준 데이터를 선택할 것인지 여부를 확인하는 메시지가 오픈된다. (C-5단계)

상기 단계에서 표준데이터를 선택하면 표준데이터가 시험 데이터가 표시되는 화면에 미리 전개된다. (C-7단계)

여기에서 표준데이터라 함은 시험 결과의 양부를 가리기 위해 미리 입력되어 있는 데이터로서 이 데이터는 도 12에서 확인할 수 있는 바와 같이 일정한 폭을 가지고 표시된다. 그 폭은 기준값에서 허용이 가능한 오차의 범위를 한계로 결정되며, 이 허용 범위는 차량의 제작사에서 매뉴얼과 함께 제공하게 된다.

따라서 시험 결과에 대한 그래프가 이 폭을 상당기간 벗어나게 되면 제동성능에 이상이 있는 것으로 판단하게 되며, 이 범위내에서 시험데이터에 대한 그래프가 움직이면 제동성능은 양호한 것으로 판단되게 된다.

또한 표준데이터는 일시에 표현될 수도 있고 시험데이터의 진행에 맞추어 표시되도록 할 수도 있다.

이어서 측정 시작 버튼을 클릭하면, (C-8단계)

즉시 주제어부(230)는 공압제어부(280)로 시험요구정보를 전송하고 공압의 제어를 지시한다. 주제어부(230)로부터 시험개시 명령이 수신되면 공압제어부(280)는 즉시 해당 제어시퀀스를 작동하여 공압동작부(290)로 동작 명령을 전송하고 공압동작부(290)는 미리 입력된 시험순서에 따라 필요한 상황을 부여(시험순서에 따라 시험에 필요한 압축공기를 공급)한다. (C-9단계)

이 시작 개시지정 화면은 두 단계로 작동된다. 첫 번째 단계는 시험 준비동작의 개시(측정 전에 해당하는 키)를 의미하고 또 하나는 실질적인 시험의 개시(측정 중에 해당하는 키)를 의미한다. 이를 두 가지로 분류하는 이유는 공압이 일정한 기준에 이를 때까지의 시간이 필요하기 때문이다. 다시 말해서 이 시험을 하기 위해서는 BP관의 압력이 최소한 6.3kgf/cm2 이상이 되어야만 한다. 그러나 BP관의 압력이 이 수치에 이르기 까지는 대략 수초에서 수십 초의 시간이 소요된다. 따라서 이 시간 동안에 시험된 결과는 정확한 시험데이터로 볼 수 없다. 그러므로 시험을 개시하고 나서 BP관의 압력이 일정한 압력에 이르게 되기까지는 어느 정도의 시간을 기다려 주고, 실제로 시험이 가능한 공압에 이르렀음을 확인하고 나서 실질적인 시험을 시작하여야만 정상적인 시험데이터를 얻을 수 있다. 이 실제시험의 개시는 화면상에서는 아이콘의 색상이 변환되는 것으로 확인할 수 있다.(본원발명에서 구현된 일 실시예를 들면 적색버튼이 녹색으로 변하도록 함으로서 이를 확인할 수 있도록 되어 있다) 물론 여기에서 공압의 상태를 측정하여 실제로 시험이 개시되는 것도 모두 자동화되어 있다. 그러나 시험이 개시되는 최초의 공압이 시험결과에 미치는 영향이 매우 크고, 또 최초의 공압이 설정치에 이르는 과정은 주변의 상황에 영향을 많이 받아 매우 불안정하다. 따라서 본원발명에서는 보다 완전한 시험결과 를 얻을 수 있도록 하기 위하여 최초의 공압을 직접 사용자가 확인하고 실제시험을 개시할 수 있도록 하기 위하여 이를 별도로 표시하고 있는 것이다.

이 단계에서 압축공기가 일정 압력(시험에 적정한 압력)에 도달하였는지 여부를 체크하고, (C-10단계)

압축공기의 압력이 일정 압력에 도달하지 못하면 시간을 계측하여 미리 정해진 시간이 경과하였는지 여부를 체크한 후, 시간이 경과하지 않았으면 C-9단계로 리턴하고, (D-1단계)

미리 정해진 시간이 경과하였으면 에러를 표시한다. (D-21단계)

또 C-10단계에서 압축공기가 정해진 압력에 도달하였으면 아이콘의 표시(아이콘의 색깔을 적색에서 녹색으로)를 변경하고 실질적인 시험을 개시한다. (C-11단계)

한편, 이 시험의 개시와 동시에 주제어부(230)에서 공압제어부(280)로 시험의 개시명령이 전달될 때 위에서 설정한 사항들이 동시에 전달되게 되며 공압제어부(280)는 위 설정에 따라 공압동작부(290)를 시퀀스 제어하여 실제 상황과 동일한 시험상황을 시험차량(100)에 조성하게 된다.

즉 주제어부(230)에서 공압제어부(280)로 전달되는 설정조건은 수동으로 시험을 진행할 것인지 아니면 자동으로 시험을 진행할 것인지 여부와, 시험항목을 5가지(BP, CR, BC, MR, 전자변) 항목중에서 어떤 것을 어떠한 순서에 의해서 할 것인지 등을 선택한 사항이 된다.

보통의 경우 기초적인 시험항목은 4가지(BP, CR, BC, MR)가 되고 있지만 전자변(130)을 구비한 객차의 경우에는 시험항목이 5가지(BP, CR, BC, MR, 전자변)가 될 것이고, 또한 사용자가 특정한 시험항목만을 특정할 경우에는 해당항목만을 독립적으로 시험하게 된다.

따라서 이후의 시험 진행은 여기에서 선택되는 시험항목의 순서에 따라 달라지게 된다.

이어서 최초의 시험항목(제1선택 시험항목)에 대한 측정이 시작되고 그 결과는 모니터상에 수치와 그래픽으로 실시간으로 표시된다.(C-13단계)

다음 미리 정해진 시간이 경과되었는지 여부를 체크한 후, 시간이 경과하지 않았으면 C-13단계로 리턴하고 시간이 경과하였으면 다음 단계로 이동한다. (C-14단계)

이어서 시험 항목이 종료되었는지 여부를 체크한 후, 시험항목이 종료되었으면 시험을 종료하고 S-9단계로 이동한다. (C-15단계)

상기 C-13단계 내지 C-15단계는 도 5에서와 같이 시험 종료가 선언될 때까지 반복하여 수행되며, (C-13a 내지 C-15d 단계)

최종 시험종료가 선언되면 시험을 종료하고 S-9단계로 이동한다.

도 12는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 시험 결과가 출력되는 화면의 예시도이다.

즉 좌측에 각 시험항목은 4가지(BP, CR, BC, MR)에 대한 측정결과가 수치에 의해 실시간으로 표시되며 이 수치는 압력의 변화에 따라 계속 변동하게 된다. 현재 보이는 화면에서는 측정된 압력이 BP가 4.34, CR이 6.17, BC가 4.65, MR이 6.88을 기록하고 있음을 확인할 수 있다. 우측에는 각 시험항목별로 공압의 변화추이가 그래프로 도시되어 있음을 확인할 수 있다. 우측의 Y축은 압력이고 X축은 시간이 된다. 상기 그래프의 뒷면(바탕)에는 일정한 폭을 가지고 엷은 색으로 띠를 두르듯이 표준데이터가 표시된다. 이 표준데이터 그래프의 폭은 기준값을 기준으로 하여 허용되는 오차의 범위를 표시한 것이다. 따라서 이 표준데이터의 내에 각 그래프가 있으면 오차의 범위 내에 측정값이 존재하는 것이므로 시험결과는 양호한 것으로 판단하게 되고 측정된 그래프가 표준데이터를 벗어나게 되면 오차의 범위를 벗어난 것이므로 불량한 상태인 것으로 판단하게 된다. 이로서 본원발명은 사용자에게 측정값에 대한 판단을 즉시적으로 할 수 있도록 하는 환경을 시각적으로 제공하여 주게 된다.

이 그래프에 따르면 본원발명에서 예시된 시험시퀀스는 최초충기시험 - 신속제동시험 - 누설시험 - 계단제동시험 - 계단완해시험 - 제동안전검사 - 비상제동시험의 순으로 진행되고 있음을 알 수 있다. 상기 시험항목의 중간 중간에 존재하는 "대기중"은 급격한 압력의 변화가 다음 동작을 하는데 필요한 압력으로 변환되기 까지 소요되는 대기 시간을 나타낸다.

S-9단계에서 다음 항목을 설정할 것인지 여부를 확인한 후, 다음 작업을 설정을 하고자 하면 S-8단계(설정단계)로 이동하고, (S-9단계)

그렇지 않으면 최종 시험을 종료하고 전원을 끈 다음, (S-10단계)

시험을 종료한다.

여기에서 제어부(231)의 지시에 따라 공압동작부(290)를 시퀀스 제어하는 공압제어부(280)의 제어단계를 설명하면 도 6과 같다.

먼저 제어부(231)를 통해 사용자의 조작 혹은 자동으로 시험개시하는 명령이 수신(입력)되면, (T-1단계)

즉시 공압동작부(290)를 제어하여 가압변을 열고 시험개시에 필요한 환경을 조성하기 위한 압축공기를 차량(100)으로 공급한다. (T-2단계)

이어서 미리 정해진 압력까지 공압이 확보되었는지 여부를 체크하고, (T-3단계)

공압이 정해진 압력까지 이르지 못하였으면 정해진 시간(에러로 판단하기 위한 시간)이 경과하였는지 여부를 체크한 다음, 시간이 경과되지 않았으면 T-2단계로 리턴하고, (L-1단계)

시간이 경과하였으면 에러를 표시한다. (L-2단계)

또한 T-3단계에서 소정의 공압이 확보되면 최초 시험에 필요한 공기의 압력으로 공압을 가감하여 실제의 상황과 동일한 상황의 공기압을 부여한다. (T-4단계)

상기 T-4단계를 신속충기시험을 하는 것으로 가정하고 이를 예로 들어 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

예를 들어 최초의 시험이 신속충기시험일 경우, 우선 주제어부(230)가 초기압력을 측정한 결과를 확인한다. 확인결과 압력이 시험에 필요한 정도에 이르렀음이 확인되면, 본격적인 시험개시를 지시한다. (아이콘의 색이 적색에서 녹색으로 변화된다) 이어서 미리 입력된 시험항목 중 첫 번째 시험항목인 신속충기기능을 시험(최초충기시험)하기 위해 열차의 후부에 위치한 차량의 공압연결부(130)에 있는 제어변(미도시)을 열어 공급 공기구의 단면적을 확대함으로서 제동관으로부터 공기를 신속하게 공급받아 신속하게 제동이 해빙될 수 있도록 한다.

이와 동시에 센서부(210)에서는 시험항목에 대한 압력을 측정하고 그 결과를 입력신호처리부(220)를 통해 제어부(230)로 전송하며, 제어부(230)에서는 센서부(210)로부터 수신된 압력신호를 시험·분석용 S/W(240)를 통해 분석하여 양부를 판단함과 동시에 수신된 데이터를 DBMS(233)에 의해 가공하여 메모리(232)에 저장하는 한편, 이를 모니터(표시부 ; 260)를 통해 수치와 그래프로 출력하고, 필요할 경우 사용자의 선택에 따라 프린터(250)로 출력한다.

이어서 시험 시간을 체크하여 정해진 시간(시험의 당부를 판단하기에 필요한 최소한의 시간)이 경과하였는지 여부를 체크한 후, 정해진 시간이 경과하지 않았으면 T-4단계로 리턴하고, 시간이 경과하였으면, 다음 단계로 이동한다. (T-5단계)

다음 선택된 시험으로 모든 시험이 종료되는 것인지 여부를 확인한 후, 시험항목이 종료되었으면 시험종료단계(T-7단계)로 이동하고, 선택한 시험항목이 남았으면 다음 단계로 이동한다. (T-6단계)

이어서 선택한 시험항목이 남아 있을 경우 다시 다음 시험항목을 시험하는데 필요한 압력까지 공압을 가감하고 나서 이후 상기 T-4 내지 T-6와 같은 단계를 반복하여 수행한다. (T-4a 내지 T-6d단계)

다음 모든 시험이 종료되면 제어부(230)로 공압제어부(280)과 공압동작부(290)의 작동이 종료되었음을 통지하고, (T-7단계)

이후의 작동지시를 대기한다. (T-8단계)

상기에서 제1시험(항목) 내지 제5시험(항목)(C-13 내지 C-15d, 혹은 T-4 내지 T6d)은 이미 설명한 BP, CR, BC, MR, 전자변에 관한 압력 측정을 의미하는 것으로서, 이를 제1시험(항목) 내지 제5시험(항목)으로 표현한 것은 시험시퀀스에 따라 각각의 시험 순서가 달라질 수도 있어 그 순서가 유동적이기 때문이다.

다음 S-8단계에서 자동판정설정을 선택할 경우의 동작과정을 도 7을 참조하여 설명한다.

센서부(210)에서 측정한 결과가 신호처리부(220)를 거쳐 주제어부(230)의 제어부(231)로 입력(수신)되면, (J-1단계)

제어부(231)는 메모리(232)에 저장된 기준값과 표준데이터(오차의 범위를 정하는 데이터)를 출력한다. (J-2단계)

이어서 측정된 값과 기준값을 상호 비교하고, (J-3단계)

비교의 결과, 측정값이 표준오차의 범위 내에 있는지(표준데이터의 범위 내 에 있는지) 여부를 대비한 후, (J-4단계)

합격 혹은 불합격을 판정하고, (J-5단계)

이어서 판정결과를 작성하여 표시부(모니터)(260) 혹은 프린터(250)로 출력한다. (J-6단계)

다음 판정결과를 데이터베이스(233)에 의해 가공하여 메모리(232)에 저장하고, (J-7단계)

C-9단계로 이동한다.

상기한 시험의 결과는 실시간으로 화면에 표시되어 사용자가 이를 즉석에서 확인할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 그 결과가 메모리에 저장되고 필요한 경우 사용자의 선택에 따라 프린트되어 서면 기록으로 남기게 된다.

또한 시험이 종료된 후 사용자가 시험결과에 대한 자동판정을 선택하면, 주제어부(230)는 메모리(232)에 저장된 기준데이터 및 그 허용오차와 측정값을 대비하여 양부를 판정한 후 최종 판단의 결과를 표시부(260)의 화면상에 출력하게 된다.

도 13은 본원발명에서 일 실시예로 제시한 제동성능시험 종합성적서의 예시도이다.

사용자는 이를 프린트하여 시험결과를 통보하게 된다. 이 시험결과는 사용자의 선택에 따라 그래픽 화면으로 출력되어 보고서와 같이 제출될 수도 있다.

또한 상기 시험데이터를 판정하기 위한 자동판정 기준데이터는 새로운 시험대상차량이 최초로 입고될 경우 사용자에 의해 입력되며 당해 차량이나 동일한 기종의 차량에 대한 시험이 진행될 경우 사용자의 선택에 따라 재활용되게 된다.

도 14는 본원발명에서 일 실시예로 제시한 새로운 차량에 대한 판정기준을 입력하는 화면의 예시도이다.

이어서 S-8단계에서 통신설정을 선택할 경우의 동작과정을 설명한다.

통신설정이 선택되면,

제어부(231)는 인터넷(미도시) 혹은 LAN(미도시)을 통해 정보를 공유할 것인지 여부를 확인하고, 사용자가 원하는 통신망(미도시)을 선택하여 정보의 공유를 시행하여 시험 및 판정결과를 통신망을 통해 상급관청에 보고하거나 상급관청에 설치된 서버로 전송한다.

이 설정단계는 현재 사용되고 있는 대부분의 컴퓨터가 인터넷이나 LAN에 연결되어 있는 점을 고려할 때, 통신망의 선택은 일반적인 선택사항에 불과하므로 구체적인 연결 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기한 과정을 거쳐서 차량에 대한 종합적인 검사가 종료된다. 상기 과정은 자동시험과정을 중심으로 설명하였지만, 이를 수동시험으로 실시할 경우에도 동일한 과정을 거쳐서 시험이 진행되게 된다.

상기와 같은 본원발명에 의하면,

상기 시험에 소요되는 시간이 약 6분 내외로 종래의 시험에 소요되던 시간인 30분에 비해 1/5로 단축되는 효과가 있고,

또 상기 시험에 소요되는 인원이 1인 만으로 충분히 측정될 수 있어 종래의 시험에 필요한 인원인 3인이 1/3로 단축되는 효과가 있으며,

시험의 결과가 선형으로 연속적으로 획득되고 또한 그 결과가 표준데이터와 비교되어 양부를 판정하게 되므로 시험의 정확도와 신뢰도가 높아지는 효과가 있고,

그 시험의 결과를 저장하여 이용함으로서 차량의 이력관리 및 유지보수에 활용하므로서 유지보수의 신속 정확성을 기하는 한편, 유사시 사고의 원인 분석에도 활용하는 등의 효과가 있다.

또한 상기와 같은 효과로 인해 차량의 유지보수가 신속정확해지고 그에 소요되는 비용과 인력도 획기적으로 절감하여 철도의 경영에 이바지 하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. B.O.U의 커플러에 결합되고 B.O.U로부터 제공되는 공기압을 측정하여 측정된 아나로그값을 주제어부로 전송하기 센서부(210)와;

   상기 센서부로부터 제공된 아나로그값을 수신하여 이를 멀티플렉싱하고 디지털신호로 변환한 후, 변환된 신호를 주제어부와 모니터로 제공하는 입력신호처리부(220)와;

   본원발명의 장치를 총괄하여 제어하고 상기 입력신호처리부로부터 수신된 신호를 분석하여 메모리에 저장하는 한편, 이를 모니터로 표시하도록 제어하는 주제어부(230)와;

   상기 기기의 동작상황과 시험결과를 그래픽 혹은 수치로 표시하는 표시부(260)와;

   상기 주제어부의 제어를 받아 공압동작부를 제어함으로서 차량으로 공급되는 압축공기의 양을 제어하여 차량에 실제 상황과 동일한 상황이 조성되도록 제어하는 공압제어부(280)와;

   상기 공압제어부의 제어를 받아 감압변을 조절하여 지상자로부터 공급되는 압축공기의 양을 조절함으로서 시험대상차량에 실제상황과 동일한 상황이 조성되도록 하는 공압동작부(290)와;

   상기 지상자의 전원부로부터 공급되는 상용전원을 주제어부와 공압제어부에 적절한 전압으로 변환하여 공급하기 위한 전원부(270)로;

   구성됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 센서부(210)는 다시,

   B.O.U로부터 제공되는 공기의 압을 감지하는 센서(211)와;

   상기 센서에 의해 감지된 신호를 전압 혹은 전류로 변환하여 변환된 아나로그 값을 센서케이블을 통해 입력신호처리부로 제공하는 전압·전류컨버터(212)와;

   상기 전압·전류컨버터로부터 제공되는 전압·전류의 변화를 입력세서부로 전달하는 센서케이블(213)로;

   구성됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
3. 청구항 1 혹은 청구항 2에 있어서,

   상기 입력신호처리부(220)는 다시,

   상기 센서케이블을 통해 입력되는 다수의 복합된 신호를 분배하여 처리하는 MUX(221)와;

   상기 MUX로부터 제공된 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D컨버터(222)와;

   상기 A/D 컨버터로부터 제공되는 신호를 처리하여 주제어부로 제공하는 신호처리부(223)로;

   구성됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
4. 청구항 1 혹은 청구항 3에 있어서,

   상기 전원부(270)는 다시,

   입력신호처리부 및 주제어부로 공급되는 전원을 공급하기 위한 어댑터(272)와;

   공압제어부 및 공압동작부로 공급되는 전원을 공급하기 위한 파워서플라이(271)로;

   구성됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
5. 청구항 1 혹은 청구항 3에 있어서,

   상기 주제어부(230)는 다시,

   장치의 전반적인 제어를 수행하고 데이터를 처리하는 제어부(231)와;

   측정된 데이터와 그 시험결과 등 모든 자료를 저장하는 메모리(232)와;

   상기 시험결과 및 메모리에 저장된 데이터를 처리·가공하여 필요한 데이터로 생성하여 출력하는 데이터베이스관리 프로그램(DBMS)로;

   구성됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
6. 청구항 1 혹은 청구항 5에 있어서,

   상기 주제어부(230)에는 제어 분석용 S/W(240)가 탑재되어 장치의 전체적인 동작을 제어하게 되며,

   또한 모니터(260)와 프린터(250)가 각각 연결되어 시험데이터 및 이를 활용하기 위한 각종 데이터와 자료가 그래픽 혹은 수치로 표현되어 화면 혹은 종이로 출력됨을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치.
7. 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치를 운용함에 있어서,

   차량의 제동성능시험을 하기 위해 사용자가 주제어부(230)의 전원을 켜면, 제어부(231)에 탑재된 제어분석용 S/W(240)가 기동되면서 제동성능의 초기화면이 표시부(260)에 오픈되는 단계와;

   이어서 주제어부(230)는 모니터(260) 상에서 사용자 인증을 요청하는 단계와;

   이에 대해 사용자가 기초적인 기재사항을 기재하고 비밀번호를 입력하는 단계와;

   메모리(232)에 저장된 등록자를 검색하여 대조한 후 등록된 사용자인지 여부를 확인한 다음, 인증된 사용자이면 초기 메인화면으로 전환하고 인증된 자가 아니면 다시 입력을 하도록 요청하고 초기화면으로 리턴하는 단계와;

   사용자는 메인화면에서 기초정보를 설정하는 단계와;

   사용자가 해당 설정항목을 선택하면 선택된 해당항목으로 전환되어 각각의 설정과정을 수행하는 단계와;

   각각의 해당 설정항목의 수행을 마치고 나면 주제어부(230)는 다른 항목을 수행할 것인지 여부를 묻는 단계와;

   이어서 다른 항목을 수행함을 응답하면 해당 단계로 리턴하고, 그렇지 않으면 시스템의 전원을 OFF 하는 단계로;

   이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 운용방법.
8. 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치를 운용함에 있어서,

   검수자설정을 하고 검수를 시행하는 과정은,

   상기 각 설정을 선택하는 단계에서 사용자가 검수자설정을 선택하면 검수자 설정을 선택하면 정보등록화면으로 전환되면서 정보등록화면이 오픈하는 단계와;

   이어서 검수자가 화면에서 요구하는 검수자 등록정보를 입력하는 단계와;

   자동으로 검사를 수행할 것인지 아니면 수동으로 검사를 시행할 것인지 여부도 같이 선택하는 단계와;

   수동을 선택하면 자동으로 수행되는 항목 중 사용자가 선택하는 시험항목만을 선택적으로 시험하는 단계와;

   사용자가 자동을 선택하였을 경우, 다음 입력구분을 선택하는 단계와;

   표준 데이터를 선택할 것인지 여부를 확인하는 메시지가 뜨는 단계와;

   상기 단계에서 표준데이터를 선택하면 표준데이터가 시험 데이터가 표시되는 화면에 미리 전개하는 단계와;

   이어서 측정 시작 버튼을 클릭하는 단계와;

   주제어부(230)로부터 시험개시 명령이 수신되면 공압제어부(280)는 즉시 해당 제어시퀀스를 작동하여 공압동작부(290)로 동작 명령을 전송하고 공압동작부(290)는 미리 입력된 시험순서에 따라 필요한 상황을 부여하는 단계와;

   이 단계에서 압축공기가 일정 압력에 도달하였는지 여부를 체크하는 단계와;

   압축공기의 압력이 일정 압력에 도달하지 못하면 시간을 측정하여 미리 정해진 시간이 경과하였는지 여부를 체크한 후, 시간이 경과하지 않았으면 압력을 체크하는 단계로 리턴하는 단계와;

   미리 정해진 시간이 경과하였으면 에러를 표시하는 단계와;

   또 상기 압력을 테크하는 단계에서 압축공기가 정해진 압력에 도달하였으면 아이콘의 표시를 변경하고 실질적인 시험을 개시하는 단계와;

   이어서 최초의 시험항목에 대한 측정이 시작되고 그 결과를 모니터상에 수치와 그래픽으로 실시간으로 표시하는 단계와;

   다음 미리 정해진 시간이 경과되었는지 여부를 체크한 후, 시간이 경과하지 않았으면 새로운 시험항목을 시험하는 단계로 리턴하고 시간이 경과하였으면 다음 단계로 이동하는 단계와;

   이어서 시험 항목이 종료되었는지 여부를 체크한 후, 시험항목이 종료되었으면 시험을 종료하고 다음 설정을 계속할 것인지 여부를 선택하는 단계로 이동하는 단계와;

   상기 직전의 3개의 단계를 시험 종료가 선언될 때까지 반복하여 수행하는 단계로;

   이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 운용방법
9. 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치를 운용함에 있어서,

   상기 공압제어부(280) 및 동압동작부(290)의 동작과정은,

   제어부(231)를 통해 사용자의 조작 혹은 자동으로 시험개시 명령이 수신하는 단계와;

   즉시 공압동작부(290)를 제어하여 시험개시에 필요한 환경을 조성하기 위한 압축공기를 공급하기 위해서 가압변을 열고 압축공기를 차량(100)으로 공급하는 단계와;

   이어서 미리 정해진 압력까지 공압이 확보되었는지 여부를 체크하는 단계와;

   공압이 정해진 압력까지 이르지 못하였으면 정해진 시간이 경과하였는지 여부를 체크한 다음, 시간이 경과되지 않았으면 시험에 필요한 공압을 확보하는 단계 로 리턴하는 단계와;

   시간이 경과하였으면 에러를 표시하는 단계와;

   직전의 단계에서 소정의 공압이 확보되면 최초 시험에 필요한 공기의 압력으로 공압을 가감하여 실제의 상황과 동일한 상황의 공기압을 부여하는 단계와;

   시험 시간을 체크하여 정해진 시간이 경과하였는지 여부를 체크한 후, 정해진 시간이 경과하지 않았으면 계속 공압을 가감압하는 단계로 리턴하고, 시간이 경과하였으면, 다음 단계로 이동하는 단계와;

   선택된 시험 항목이 종료되었는지 여부를 확인한 후, 시험항목이 종료되었으면 시험종료단계로 이동하고, 선택한 시험항목이 남았으면 다음 단계로 이동하는 단계와;

   이어서 선택한 시험항목이 남아 있을 경우 다시 다음 시험항목을 시험하는데 필요한 압력까지 공압을 가감하고 나서 이후 상기 직전의 3개의 단계를 반복하여 수행하는 단계와;

   다음 모든 시험이 종료되면 제어부(230)로 공압제어부(280)과 공압동작부(290)의 작동이 종료되었음을 통지하는 단계와;

   이후의 작동지시를 대기하는 단계로;

   이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 운용방법.
10. 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치를 운용함에 있어서,

    자동판정설정을 선택하는 단계는,

    센서부(210)에서 측정한 결과가 신호처리부(220)를 거쳐 주제어부(230)의 제어부(231)로 입력하는 단계와;

    제어부(231)는 메모리(232)에 저장된 기준값과 표준데이터(오차의 범위를 정하는 데이터)를 출력하는 단계와;

    이어서 측정된 값과 기준값을 상호 비교하는 단계와;

    비교의 결과, 측정값이 표준오차의 범위내에 있는지 여부를 대비하는 단계와;

    합격 혹은 불합격을 판정하는 단계와;

    이어서 판정서를 작성하여 표시부 혹은 프린터로 출력하는 단계와;

    다음 판정결과를 데이터베이스(233)에 의해 가공하여 메모리(232)에 저장하는 단계와;

    이루어짐을 특징으로 하는 디지털 방식의 철도차량 제동성능시험 자동화장치의 운용방법.

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