KR20090056453A - 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20090056453A
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Abstract

본 발명은 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 특히, 본 발명은 GPS 위치정보를 기반으로 차량운행 선로에 설치된 시설물 정보를 판독하여 그 판독된 시설물 정보를 운전자에게 제공하도록 하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 해당 차량의 에어컨 및 실내온도, 출입문, 제동장치 상태 등의 차량 운행에 관련된 각종 기기들과 전기장치들의 상태를 검출/진단하고 그 결과를 저장하도록 각각의 차량에 독립적으로 설치되는 단말장치(300)와, 인공위성에서 전송되는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부(100)와, 상기 GPS 정보 수신부(100)에 수신된 GPS 정보를 판독하여 현재 표준 시각 및 현재 위치를 판단하고 중앙장치(TC)(200)을 경유하여 통신선로로 연결된 상기 각 차량의 단말장치(300)에 현재 표준 시각 정보를 전송하여 시각을 동기화시킴과 아울러 상기 단말장치(300)로 요구한 기기들의 상태정보를 수집/판독하여 각 차량의 고장유무를 판정하며 상기 판단된 현재 위치를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 판독하여 그 시설물 정보 및 각 차량의 고장유무를 디스플레이하는 중앙장치(200)를 포함하여 구성함으로써 철도차량이 도착하기 전의 운행선로 상의 시설물 정보 및 실시간으로 수집된 각 차량의 고장유무를 운전자에게 알려 안전운행을 도모할 수 있도록 하는 효과를 발휘하게 된다.
GPS. 안전운행. 철도차량. 모니터링시스템. 위치정보

Description

철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법{A MONITORING SYSTEM AND METHOD FOR A SAFETY OPERATION OF A RAILWAY VEHICLE}
본 발명은 철도 차량에 관한 것으로, 특히, 차량 주행 선로에 설치된 시설물 정보및 운행 역정보를 실시간으로 디스플레이하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 철도차량은 안전 운행 및 기관사의 과실에 따른 사고의 위험성을 줄이기 위해 철도차량 자동제어장치(ATC:Auto Train Control)와 철도차량 자동정지장치(ATS:Auto Train Stop)가 설치되기도 한다.
특히, 열차운전체계를 기존의 지상신호방식에서 차상 신호(ATP: Automatic Train Protection)방식을 사용하는 차상신호(ATP)시스템이 도입되어 있다. 상기 차상신호시스템은 지상신호의 현시 내용을 차상에서 확인할 수 있도록 하여 열차가 고속으로 주행하거나 우천, 안개 등과 같은 기상조건에서 기관사의 시계가 불량하더라도 신호 현시 내용을 정확히 확인할 수 있고, 열차특성을 고려하는 안전운행간격이 확보되도록 지속적인 열차상태 감시 및 제어를 가능하도록 하는 것이다.
또한, 철도 차량에는 차량의 운행 필요한 각종 장비 및 기기들과, 승객의 편 의를 위한 보조장치들이 탑재되고, 다수의 차량들이 직렬로 연결되어 운행되고 있다. 따라서, 철도 차량의 안전 점검이나 운행상태에 따른 점검은 해당 기기별 점검장치를 확인하거나 장치 자체를 직접 점검하고 있으며, 전기장치는 차량별로 제어반을 구비하여 동작 상태를 표시함과 아울러 조작 스위치를 이용하여 조작하고 있다.
한편, 철도 차량은 차량을 운행함에 있어서, 타코메타를 이용하여 차량의 운행속도를 판별함과 아울러 그 운행속도를 기반으로 현재 운행 중인 차량위치를 판별하고, 상기 판별된 차량위치를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목, 교량 등의 시설물 정보를 데이터베이스로부터 읽어 운전자에게 미리 알림으로써 안전운행을 도모하도록 하고 있다.
그러나, 종래에는 각 차량에 독립적으로 설치된 단말장치가 자체적으로 계측한 동작시각을 기준으로 각 장비별 상태를 점검하고 그 점검된 상태정보를 중앙장치로 전송함으로써 각 차량별로 설치된 단말장치의 동작시각이 일치하지 않는 경우에 수집정보의 분석결과에 커다란 오류가 내포되게 되어 안전운행을 해치는 원인으로 작용하는 단점이 있다.
또한, 종래에는 철도 차량에 설치된 타코메타를 이용하여 현재 차량의 운행위치를 판단함으로써 계측정보의 오차로 인해 운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 정확하게 제공하지 못하여 안전운전을 해치는 것은 물론 운전자가 특정 위치(예로, 역)에 도착할 때마다 현재 위치를 수정하여야만 하는 불편함을 야기하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 단점을 개선하기 위하여 창안한 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, GPS 위치정보를 기반으로 차량운행 선로에 설치된 시설물 정보를 미리 판별하여 그 판별된 시설물 정보를 운전자에게 제공하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 GPS 정보로부터 현재 표준시각을 추출하여 각 차량에 독립적으로 설치된 단말장치의 동작시각을 보정시킴으로써 차량운행에 관련된 상태 정보의 검출시각을 일치시켜 상태 정보의 분석결과 오류를 최소화하도록 하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 현재 표준시각과 위치정보를 포함하는 GPS 정보를 수신하기 위한 GPS 정보 수신부를 중앙장치에 연결하고, 상기 수신된 표준시각으로 각 철도차량에 설치된 단말장치의 동작시각을 일치시킴으로써 각각의 차량들로부터 수집하는 운행 상태 정보의 분석결과에 포함될 수 있는 오류를 최소화하도록 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 GPS정보 수신부에 수신된 GPS 정보에서 추출한 위치정보를 기반으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보 및 정차역 정보를 판별하여 운전자에게 제공함으로써 운전자가 향후 운행할 위치의 시설물 정보 및 운행 정보를 정확히 인지하도록 하여 안전운행을 도모하도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 운행 정보는 철도차량이 등급(예로, 급행, 보통, 새마을, 무궁화 등)별로 정차역이 구분되어 운행됨으로 해당 철도차량에 대해 정차역과 비정차역을 포함한 정차역 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명의 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템은, 각 차량마다 독립적으로 설치되어 해당 차량의 에어컨 및 실내온도, 출입문, 제동장치 상태 등의 차량 운행에 관련된 각종 기기들의 상태 정보를 검출하여 저장하는 단말장치와, 표준시각 및 위치 정보를 포함하는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부와, 상기 표준시각으로 상기 단말장치의 계측시각을 일치시키고 상기 단말장치로부터 수집한 기기들의 상태 정보를 분석하여 고장유무를 판정함과 아울러 상기 위치 정보를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 판독하며 상기 고장유무 및 시설물 정보를 운전자에게 표시하는 중앙장치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 중앙장치는, 각 차량마다 설치된 단말장치들로부터 통신선로를 통해서 연결되어 상태정보 요청과 상태 정보를 수신하는 통신부와, 그 통신부를 통해 수신된 각 차량별 각종기기의 상태정보를 디코딩하여 각종 기기들의 상태를 판정하고 그 상태 판정 데이터를 분석하여 차량별, 일시별, 기기별로 상태 정보를 데이터베이스화 처리하는 상태 판정부와, GPS 정보 수신부에 수신된 GPS 정보로부터 현재 표준 시각 및 위치 정보를 추출하고 그 위치 정보를 기준으로 현재 운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목 등의 시설물 정보를 판독하는 위치정보 판독부와, 각 위치별 시설물 정보를 저장하여 상기 위치정보 판독부에 제공 함과 아울러 상기 상태 판정부에서 분석된 기기의 상태 정보를 저장하는 데이터베이스와, 상기 통신부, 상태 판정부, 위치정보 판독부, 데이터베이스를 각기 제어함과 아울러 상태 판정에 따른 고장 발생 표시, 경보제어 및 각 단말장치와의 통신을 제어하는 중앙 제어부와, 상기 중앙 제어부의 제어에 의해 미리 정의된 포맷으로 화면에 각 차량별, 기기별의 운행 상태, 운행선로 상의 시설물 정보, 정차역 정보를 포함하는 운행정보 및 사용자의 조작 버튼을 표시하는 운행정보 표시부와, 상기 운행정보 표시부 상에 일체형으로 장착되며 상기 조작버튼의 조작신호를 입력받아 상기 중앙 제어부에 입력시키는 터치스크린과, 상기 중앙 제어부의 제어에 의해 데이터베이스의 기록정보를 착탈 가능한 기록매체에 기록하는 저장부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 단말장치는, 중앙장치와 통신하기 위한 통신부와, 해당 차량에 장착된 각종 기기 및 전기장치들의 상태를 디지털신호 및 아날로그 신호로 감지하는 상태 감지부와, 상기 감지된 각종 상태 정보를 기록하는 저장부와, 상기 중앙장치에서 전송된 표준 시각으로 동작 시간을 일치시키고 상기 감지되어 입력된 각종 상태 신호들을 처리하여 상기 저장부에 기록하며 상기 중앙장치의 요청에 의해 상기 저장부에 기록된 상태 정보를 상기 통신부를 통해 상기 중앙장치로 전송하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 각 차량별로 설치된 단말장치에서 감지한 기기들의 상태를 수집하고, 상기 각 차량의 단말장치와 통신선로로 연결된 운전실의 중앙장치에서 터치스크린을 통해 운전자가 조작하면서 각종 기기의 상태를 감시함과 아울러 현재 운행선로 상에 설치된 시설물정보를 미리 표시하는 철도차량의 모니터링 방법에 있어서, 일정시간마다 GPS 정보를 수신하는 제1 단계와, 상기 수신된 GPS 정보에서 현재 표준시각을 추출하는 제2 단계와, 상기 추출된 표준시각 정보를 각 차량별로 설치된 단말장치에 전송하여 해당 단말장치의 동작시각을 보정하는 제3 단계와, 상기 수신된 GPS 정보에서 위치정보를 추출하는 제4 단계와, 상기 추출된 위치정보를 분석하여 현재 차량의 운행 위치를 판정하는 제5 단계와, 상기 판정된 운행위치를 기준으로 운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 데이터베이스로부터 판독하는 제6 단계와, 상기 판독된 시설물정보를 운전자에게 표시하는 제7 단계를 상기 중앙장치가 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 방법의 단계를 수행함에 있어서, 상기 단말장치는 중앙장치에서 수신된 표준시각 정보를 기준으로 장치동작 시각을 보정한 후 각 기기별로 감지된 상태정보의 감지시각을 보정하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 본 발명은, 각 차량에 설치된 단말장치의 동작시각을 일치시킴으로써 열차의 운행에 대해 필수적인 기기 상태의 분석결과 오류를 최소화하여 모든 운행차량의 정확한 관리를 가능함은 물론 안전운전이 가능하도록 하는 효과를 발휘하게 된다.
또한, 본 발명은 철도차량의 운행 시에 GPS 위치정보를 기반으로 운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 미리 제공함으로써 운전자가 운행선로 상에 설치된 시 설물을 정확히 인지하도록 하여 안전운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 실시 예를 위한 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 해당 차량의 에어컨 및 실내온도, 출입문, 제동장치 상태 등의 차량 운행에 관련된 각종 기기들과 전기장치들의 상태를 검출/진단하고 그 결과를 저장하도록 각각의 차량에 독립적으로 설치되는 단말장치(300)와, 인공위성에서 전송되는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부(100)와, 상기 GPS 정보 수신부(100)에 수신된 GPS 정보를 판독하여 현재 표준 시각 및 현재 위치를 판단하고 통신선로로 연결된 상기 각 차량의 단말장치(300)에 현재 표준 시각 정보를 전송하여 시각을 동기화시킴과 아울러 상기 단말장치(300)로 요구한 기기들의 상태정보를 수집/판독하여 각 차량의 고장유무를 판정하며 상기 판단된 현재 위치를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 판독하여 그 시설물 정보 및 각 차량의 고장유무를 디스플레이하는 중앙장치(200)로 구성한다.
상기 중앙장치(200)은 도2의 블록도에 도시한 바와 같이, 각 차량마다 설치된 단말장치(300)들로부터 통신선로를 통해서 연결되어 상태정보 요청과 상태 정보를 수신하는 통신부(220)와, 그 통신부(220)를 통해 수신된 각 차량별 각종기기의 상태정보를 디코딩하여 각종 기기들의 상태를 판정하고 그 상태 판정 데이터를 분석하여 차량별, 일시별, 기기별로 상태 정보를 데이터베이스화 처리하는 상태 판정부(230)와, GPS 정보 수신부(100)에 수신된 GPS 정보로부터 현재 표준 시각 및 위치 정보 를 추출하고 그 위치 정보를 기준으로 현재 운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목 등의 시설물 정보를 판독하는 위치정보 판독부(240)와, 각 위치별 시설물 정보를 저장하여 상기 위치정보 판독부(240)에 제공함과 아울러 상기 상태 판정부(230)에서 분석된 기기의 상태 정보를 저장하는 데이터베이스(250)와, 상기 통신부(220), 상태 판정부(230), 위치정보 판독부(240), 데이터베이스(250)를 각기 제어함과 아울러 상태 판정에 따른 고장 발생 표시, 경보제어 및 각 단말장치(300)와의 통신을 제어하는 중앙 제어부(210)와, 상기 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 미리 정의된 포맷으로 화면에 각 차량별, 기기별의 운행 상태, 현재 위치 판별에 따른 운행 선로 상의 시설물 정보, 정차역 정보를 포함하는 운행정보 및 사용자의 조작 버튼을 표시하는 운행정보 표시부(260)와, 상기 운행정보 표시부(260) 상에 일체형으로 장착되며 상기 조작버튼의 조작신호를 입력받아 상기 중앙 제어부(210)에 입력시키는 터치스크린(270)과, 상기 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 데이터베이스(250)의 기록정보를 기록매체에 기록하는 저장부(280)를 포함하여 구성한다.
상기 단말장치(300)는 도3의 블록 구성도에 도시한 바와 같이, 중앙장치와 통신하기 위한 통신부(330)와, 해당 차량에 장착된 각종 기기 및 전기장치들의 상태를 디지털신호 및 아날로그 신호로 감지하는 상태 감지부(310)와, 상기 감지된 각종 상태 정보를 기록하는 저장부(340)와, 상기 중앙장치(200)에서 전송된 표준 시각으로 현재의 동작 시각을 보정하고 소정시간마다 자기진단 기능을 실행하여 상기 상태 감지부(310)에서 감지된 각종 상태 신호들을 처리함에 의해 정상동작 여부를 판별한 후 그 판별결과를 상기 저장부(340)에 기록하며 상기 중앙장치(200)의 요청에 의해 상기 저장부에 기록된 상태 정보를 상기 통신부(330)를 통해 상기 중앙장치(200)으로 전송하는 제어부(320)를 포함하여 구성한다.
상기 상태 감지부(310)는 각 장치의 계전기나 스위치의 온/오프상태를 검출하는 디지털 감지회로와, 온도나 게이지 등의 아날로그 신호를 검출하는 아날로그 감지회로를 포함하여 구성한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예의 동작 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 철도차량에 동작 전원이 공급되면 중앙장치(200)은 시스템 초기화 및 자기진단을 수행하고, 각 차량에 설치된 단말장치(300)를 호출하여 상태 정보를 요구하게 된다.
이후, 단말장치(300)로부터 상태 정보가 수신되면 중앙장치(200)은 상기 수신된 상태 정보를 분석하고 그 분석된 정보를 데이터베이스화시켜 저장함과 아울러 각 차량의 이상 여부를 판별한다.
만일, 임의의 차량에 대해 이상 상태가 검출되면 중앙장치(200)은 운전자가 이상 상태에 조처할 수 있도록 운행정보 표시부(260)에 문자, 그래픽 등의 형태로 표시한다. 아울러 이상상태에 대한 경보음을 발생시키는 구성도 가능하다. 상기의 이상상태 검출 동작은 각 차량에 대해 순서대로 반복 수행하여 통신 트래픽을 해소시키도록 구현 가능하다.
한편, 상기와 같은 각 차량에 대한 이상상태 검출동작은 철도차량 운행 시에는 중앙장치(200)이 일정한 시간 간격으로 다수의 단말장치(300)들을 순서대로 호 출하여 운행상태 정보를 요구하고 그 운행상태 정보를 수신하여 분석한 후 그 분석결과를 데이터베이스화하여 저장함과 아울러 화면에 표시한다.
또한, 중앙장치(200)은 운행정보 표시부(260) 상에 장착된 터치스크린(270)을 운전자가 조작함에 따라 각 차량의 기기별 상태를 점검하여 상기 운행정보 표시부(260)에 표시할 수 있는데, 운전자는 상기 운행정보 표시부(260)에 표시되는 그래픽이나 문자 아이콘을 직접 조작하여 원하는 상태정보를 점검할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 시스템 메뉴화면은 도6에 예시되어 있는 바와 같이, 화면 상단에 현재 메뉴를 나타내는 문자가 표시되고, 그 하단에 기관사 화면, 차장화면, 설정화면, 고장처리화면, 보정화면, 검수화면, 기록화면 등의 기능 선택을 위한 아이콘이 배치되어 표시된다.
만일 사용자가 터치스크린(270)을 이용하여 운전상태 점검모드를 선택하면 도7에 예시한 바와 같이, 화면 상단에 현재 운전상태임을 나타내는 문자를 표시하고, 화면 중앙에 운전상태 점검에 따른 결과화면을 그래픽, 문자 등을 이용하여 표시하며, 화면 하단에 TIME, 운전상태, 차량상태, 고장 등의 모드 선택을 위한 메뉴표시창을 표시하게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 운전상태 등의 화면을 표시하는 경우에 차량 그림과 함께 각 차량의 전반적인 운전상태를 나타내는 문자 또는 아이콘을 표시할 수 있는데, 운전자가 명확히 인식할 수 있도록 정상일 경우 녹색, 비정상일 경우 적색으로 표시하도록 구현할 수 있다.
한편, 차량 운행 중에 GPS 정보 수신부(100)는 인공위성에서 전송되는 GPS 정보를 수신하여 중앙장치(200)에 전송하게 된다.
상기 중앙장치(200)은 GPS 정보 수신부(100)로부터 GPS 정보가 수신되면 현재 표준시각을 추출함과 아울러 위치정보를 처리하여 현재 운행 중인 위치를 판단하게 된다.
즉, 중앙장치(200)은 GPS 정보 수신부(10))로부터 GPS 정보가 수신되면 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 위치정보 판독부(240)가 상기 GPS 정보로부터 현재 표준 시각 및 위치 정보(예로, 현재 위치의 경도, 위도)를 추출하고 상기 위치 정보를 이용하여 현재 위치를 판별하게 된다.
이에 따라, 중앙장치(200)은 현재 표준시각을 각 차량에 설치된 단말장치(300)에 전송하여 현재의 동작 시각을 일치시키는데, 중앙 제어부(210)가 위치정보 판독부(240)에서 추출한 현재 표준시각정보를 통신부(220)를 통해 각 차량에 설치된 단말장치(300)에 전송하여 해당 단말장치(300)의 현재 시각을 표준시각으로 일치시키게 된다.
따라서, 단말장치(300)는 제어부(320)가 통신부(330)로 수신된 표준시각을 이용하여 현재의 동작시각을 수정하게 되며, 이후, 소정시간마다 자기진단 기능을 실행하게 되면 상태 감지부(310)을 제어하여 해당 차량에 장착된 각종 기기 및 전기장치들의 상태를 디지털신호 및 아날로그 신호로 감지하고 그 감지된 각종 상태신호들을 처리하여 정상동작 여부를 판별한 후 그 판별결과를 현재 시각정보와 함께 저장부(34))에 기록하게 된다.
또한, 중앙장치(200)은 운행상태 점검을 위한 시각을 판단되면 중앙 제어 부(210)가 통신부(220)을 통해 각각의 단말장치(300)로 운행상태를 요청하게 된다.
따라서, 단말장치(300)는 상기 중앙장치(200)의 운행상태 요청에 대해 저장부(340)에 기록된 상태 정보를 통신부(330)를 통해 상기 중앙장치(200)로 전송하게 된다.
이때, 중앙장치(200)는 통신부(220)를 통해 각 차량의 상태정보를 수신한 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 상태 판정부(230)가 각 차량별 각종기기의 상태정보를 디코딩하여 각종 기기들의 상태를 판정하고 그 상태 판정 데이터를 분석하여 차량별, 일시별, 기기별로 상태 정보를 데이터베이스화 처리하게 된다.
이에 따라, 상기 중앙 제어부(210)는 운행정보 표시부(260)에 각 차량별, 기기별의 운행 상태를 미리 정의된 포맷으로 표시하여 운전자에게 알리며 동시에 상기 운행 상태를 데이터베이스(250)에 저장한다. 아울러, 중앙 제어부(210)는 상기 운행상태 정보는 저장부(280)에 전달하여 착탈 가능한 기록매체에 기록하게 된다.
즉, 본 발명의 실시 예에서 동작시간 보정 및 운행상태 판별을 위한 동작은 도4에 도시한 바와 같이 실행되는데, 이를 다시 설명하면 중앙장치(200)은 GPS 정보 수신부(100)가 인공위성으로부터 수신한 GPS 정보로부터 현재 표준시각을 추출하여 각 차량에 설치된 단말장치(300)에 전송함에 의해 현재 동작시각을 표준시각으로 수정하며, 이후, 각 차량의 운행상태 정보를 상기 단말장치(300)에 요청하여 해당 상태정보의 수신이 완료되면 상기 수신된 상태정보를 분석하여 각각의 차량에 대한 이상 유무를 판별하고 그 판별된 결과를 데이터베이스(250)에 기록함과 아울러 미리 정의된 포맷으로 운행정보 표시부(260)에 표시하게 된다.
또한, 중앙장치(200)은 GPS 정보(예로, 현재 위치에 대응된 경도, 위도)로부 터 현재 위치를 판단한 후 현재 위치에 대응된 시설물 정보를 데이터베이스(250)로부터 읽어 운행정보 표시부(260)에 표시하는 동작을 도5의 동작 순서와 동일하게 수행하게 된다.
즉, 중앙장치(200)은 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 위치정보 판독부(240)가 GPS 정보로부터 판정한 현재 위치를 기준으로 데이터베이스(250)로부터 현재 운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목 등의 시설물 정보를 판독하며, 상기 중앙 제어부(210)는 상기 판독된 시설물 정보 및 운행 선로상의 정차역 정보(정차역과 정차하지 않을 비정차역)를 운행정보 표시부(260)에 표시하게 된다.
이때, 운행정보 표시부(260)에 표시되는 시설물 정보는 건널목, 터널, 신호기, 교량, 운행선로의 곡률, 현재 위치에서 각각의 시설물(정차역, 비정차역 포함)까지의 거리 등의 정보를 포함하며, 시설물 정보는 그래픽 및 문자로 표시하게 된다.
만일, 차량이 터널에 진입하여 일정시간동안 GPS 정보가 수신되지 않는 경우 중앙장치(200)은 타코메타를 이용하여 현재 위치를 판단하게 된다.
예를 들어, 타코메타를 이용하여 현재 속도를 검출하면 중앙 제어부(210)는 이전에 GPS 정보로부터 판단한 위치 정보와 현재 시각을 이용하여 이전에 검출된 위치로부터 운행된 거리를 판별하고 그로부터 현재 위치를 판별할 수 있다.
따라서, 중앙 제어부(210)의 제어에 의해 위치정보 판독부(240)가 현재 위치에 대응된 시설물정보를 데이터베이스(250)로부터 읽어 들이게 되며, 상기 중앙 제어부(210)는 상기 위치정보 판독부(240)가 판독한 현재 위치에 대응된 시설물 정보 를 운행정보 표시부(260)에 미리 정의된 포맷으로 표시하게 된다.
한편, 중앙장치(200)와 단말장치(300) 간의 통신방식은 RS-232C, RS-485 또는 전류루프(Current Loop) 방식 등을 사용할 수 있으며, 안정된 통신이 가능하도록 통신라인은 2개의 채널을 적용하여 구성할 수 있다.
또한, 각 차량에 설치된 단말장치(300)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각 차량의 감시 대상은 해당 차량의 냉난방기, 브레이크 장치, 자동 출입문, 오물 처리장치, 객체 내의 전광판 등의 동작상태 감지는 물론 차축의 베어링 온도, 바퀴 마모, 대차 균열 등의 상태감지를 포함하는데, 계전기 또는 스위치의 온/오프 상태를 감지하거나, 센서를 이용하여 저항치 변화, 전압변화, 전류 변화 등의 해당 특성에 따라 일반적인 감지회로를 이용하여 상태감지를 수행할 수 있다. 상기 감지 동작은 제어부(320)의 제어에 의해 상태 감지부(310)가 수행하게 된다.
따라서, 제어부(320)는 상태 감지부(310)를 통해 감지한 상태 정보를 처리하여 저장부(340)에 저장하게 되며, 이후, 중앙장치(200)의 상태정보 전송 요구가 있을 때마다 해당 정보를 통신부(310)를 통해 상기 중앙장치(200)에 전송하여 상기 중앙장치(200)에서 소정의 처리를 통해 각 차량의 운행상태를 운전자에게 알리도록 동작하게 된다.
도1은 본 발명의 실시 예를 위한 철도차량의 모니터링 시스템의 블록 구성도.
도2는 도1에서 중앙 제어반의 블록 구성도.
도3은 도1에서 각 차량에 설치된 단말장치의 블록 구성도.
도4는 본 발명의 실시 예에서 동작시간 보정 및 운행상태 판별을 위한 동작 순서도.
도5는 본 발명의 실시 예에서 현재 운행위치에 대응된 시설물 판별을 위한 동작 순서도.
도6은 본 발명의 실시 예에서 시스템 메뉴화면 예시도.
도7은 본 발명의 실시 예에서 운행상태 표시 모드의 화면 예시도.
도8은 본 발명의 실시 예에서 운행상태 표시 모드의 또 다른 화면 예시도

Claims (11)

  1. 표준시각를 포함하는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부와,
    상기 표준시각을 각 차량에 설치된 단말장치에 전송하여 상기 단말장치들의 현재 동작 시각을 일치시키는 중앙장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  2. 위치 정보를 포함하는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부와,
    상기 위치 정보를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 판독하여 그 시설물 정보를 운전자에게 표시하는 중앙장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 중앙장치는
    GPS 정보 수신부에 수신된 GPS 정보로부터 현재 표준 시각 및 위치 정보를 추출하고 그 위치 정보를 기준으로 현재 운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목, 운행역 정보 등의 시설물 정보를 판독하는 위치정보 판독부와,
    각 위치별 시설물 정보를 저장하여 상기 위치정보 판독부에 제공하는 데이터베이스와,
    상기 위치정보 판독부와 데이터베이스를 각기 제어함과 아울러 위치에 따른 시설물정보를 운전자에게 제공하는 중앙 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  4. 각 차량마다 독립적으로 설치되어 해당 차량의 에어컨 및 실내온도, 출입문, 제동장치 상태 등의 차량 운행에 관련된 각종 기기들의 상태 정보를 검출하여 저장하는 단말장치와,
    표준시각 및 위치 정보를 포함하는 GPS 정보를 수신하는 GPS 정보 수신부와,
    상기 표준시각으로 상기 단말장치의 현재 동작 시각을 일치시키고 상기 단말장치로부터 수집한 기기들의 상태 정보를 분석하여 고장유무를 판정함과 아울러 상기 위치 정보를 기준으로 차량운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 판독하며 상기 고장유무 및 시설물 정보를 운전자에게 표시하는 중앙장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중앙장치는,
    각 차량마다 설치된 단말장치들로부터 통신선로를 통해서 연결되어 상태정보 요청과 상태 정보를 수신하는 통신부와,
    그 통신부를 통해 수신된 각 차량별 각종기기의 상태정보를 디코딩하여 각종 기기들의 상태를 판정하고 그 상태 판정 데이터를 분석하여 차량별, 일시별, 기기별로 상태 정보를 데이터베이스화 처리하는 상태 판정부와,
    GPS 정보 수신부에 수신된 GPS 정보로부터 현재 표준 시각 및 위치 정보를 추출하고 그 위치 정보를 기준으로 현재 운행선로 상에 설치된 신호기, 터널, 건널목 등의 시설물 정보를 판독하는 위치정보 판독부와,
    각 위치별 시설물 정보를 저장하여 상기 위치정보 판독부에 제공함과 아울러 상기 상태 판정부에서 분석된 기기의 상태 정보를 저장하는 데이터베이스와,
    상기 통신부, 상태 판정부, 위치정보 판독부, 데이터베이스를 각기 제어함과 아울러 상태 판정에 따른 고장 발생 표시, 경보제어 및 각 단말장치와의 통신을 제어하는 중앙 제어부와,
    상기 중앙 제어부의 제어에 의해 미리 정의된 포맷으로 화면에 각 차량별, 기기별의 운행 상태 및 사용자의 조작 버튼을 표시하는 운행정보 표시부와,
    상기 운행정보 표시부 상에 일체형으로 장착되며 상기 조작버튼의 조작신호를 입력받아 상기 중앙 제어부에 입력시키는 터치스크린과,
    상기 중앙 제어부의 제어에 의해 데이터베이스의 기록정보를 기록매체에 기록하는 저장부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 단말장치는,
    중앙장치와 통신하기 위한 통신부와,
    해당 차량에 장착된 각종 기기 및 전기장치들의 상태를 디지털신호 및 아날로그 신호로 감지하는 상태 감지부와,
    상기 감지된 각종 상태 정보를 기록하는 저장부와,
    상기 중앙장치에서 전송된 표준 시각으로 동작 시간을 일치시키고
    상기 감지되어 입력된 각종 상태 신호들을 처리하여 상기 저장부에 기록하며
    상기 중앙장치의 요청에 의해 상기 저장부에 기록된 상태 정보를 상기 통신부를 통해 상기 중앙장치로 전송하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  7. 제2항 또는 제4상에 있어서, 중앙장치는 해당 철도차량의 운행 등급별로 구분된 정차역 정보(정차역, 비정차역)를 운전자에게 알리도록 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 시스템.
  8. 각 차량별로 설치된 단말장치에서 감지한 기기들의 상태를 수집하고, 상기 각 차량의 단말장치와 통신선로로 연결된 운전실의 중앙장치에서 터치스크린을 통해 운전자가 조작하면서 각종 기기의 상태를 감시하는 철도차량의 모니터링 방법에 있어서,
    일정시간마다 GPS 정보를 수신하는 제1 단계와,
    상기 수신된 GPS 정보에서 현재 표준시각을 추출하는 제2 단계와,
    상기 추출된 표준시각 정보를 각 차량별로 설치된 단말장치에 전송하여 장치 동작시각을 보정하는 제3 단계를 상기 중앙장치가 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 방법.
  9. 제8항에 있어서, 중앙장치에서 수신된 표준시각 정보를 기준으로 장치동작 시각을 보정함과 아울러 각 기기별로 감지된 상태정보의 감지시각을 보정하는 단계를 단말장치에서 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 방법.
  10. 각 차량별로 설치된 단말장치에서 감지한 기기들의 상태를 수집하고, 상기 각 차량의 단말장치와 통신선로로 연결된 운전실의 중앙장치에서 터치스크린을 통해 운전자가 조작하면서 각종 기기의 상태를 감시함과 아울러 현재 운행선로 상에 설치된 시설물정보를 미리 표시하는 철도차량의 모니터링 방법에 있어서,
    일정시간마다 GPS 정보를 수신하는 제1 단계와,
    상기 수신된 GPS 정보에서 위치정보를 추출하는 제2 단계와,
    상기 추출된 위치정보를 분석하여 현재 차량의 운행 위치를 판정하는 제3 단 계와,
    상기 판정된 운행위치를 기준으로 운행선로 상에 설치된 시설물 정보를 데이터베이스로부터 판독하는 제4 단계와,
    상기 판독된 시설물정보를 운전자에게 표시하는 제5 단계를 상기 중앙장치가 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 방법.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    철도차량의 운행등급에 따라 운행선호 상의 정차역 정보를 포함하는 운행정보를 표시하는 단계를 포함하여 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 철도차량의 안전운행용 모니터링 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101017605B1 (ko) * 2009-10-15 2011-02-28 한국과학기술원 자계센서 및 영상센서를 이용한 온라인 전기자동차용 급전도로의 이상상태 제어시스템 및 제어방법
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KR20200039515A (ko) * 2018-10-25 2020-04-16 이인숙 철도차량의 유지보수 효율 향상을 위한 철도신호 시스템

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