KR20090129714A - 레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20090129714A KR1020080055777A KR20080055777A KR20090129714A KR 20090129714 A KR20090129714 A KR 20090129714A KR 1020080055777 A KR1020080055777 A KR 1020080055777A KR 20080055777 A KR20080055777 A KR 20080055777A KR 20090129714 A KR20090129714 A KR 20090129714A
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Abstract

본 발명은 레일 상태를 모니터링 하는 "레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법"에 관한 것으로, 특히, 열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영한 후, 상기 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및, 하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템과 그 제어방법이다.
이러한 본 발명은, 특히, 열차를 상업 운행 속도로 운전하며 원격지에 위치한 모니터링시스템에서 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생정도, 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 수평 및 비틀림 발생 여부와 발생 정도, 레일 상면 편평도, 궤간 등의 레일 상태를 종합적으로 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화 하다가 레일 상태가 위험한 것으로 판단되면 이를 나타내는 경보신호를 발생하여 후행하는 열차에 알려주도록 함으로써, 레일에 대한 유지, 보수 및 관리를 종합적으로 빠르게 수행할 수 있고, 레일 상태 검측 시 다른 열차의 운행에 지장을 주지 않으며, 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지 할 수 있음은 물론, 전 노선에 설치된 레일 상태를 저렴한 비용으로 종합적으로 모니터링 할 수 있 게 되는 효과가 있다.
Figure 112008042378354-PAT00001
레일 모니터링, 레일 온도, 레일 마모, 크랙, 쉐일링, 궤간

Description

레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법{SYSTEM AND METHOD TO MONITOR A RAIL}
본 발명은 레일 상태를 모니터링 하는 "레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법"에 관한 것으로, 특히, 열차를 상업 운행 속도로 운전하며 열차에 설치된 열차시스템을 통해 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상이나 3차원 레일 영상 및, 레일 온도 분포 영상을 원격지에 위치한 모니터링시스템으로 무선 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 다수개의 열차시스템에서 전송하는 상기 영상을 수신하여 레일 온도, 레일 내부 결함, 레일 외부 결함, 궤간 등의 레일 상태를 종합적으로 검출하여 모니터링을 수행하고 데이터베이스화 하다가 레일 상태가 위험한 것으로 판단되면 이를 나타내는 경보신호를 발생하여 후행하는 열차에 알려주도록 함으로써, 레일에 대한 유지, 보수 및 관리를 종합적으로 빠르게 수행할 수 있고, 레일 상태 검측 시 다른 열차의 운행에 지장을 주지 않으며, 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지 할 수 있음은 물론, 저렴한 비용으로 레일 상태를 종합적으로 모니터링 할 수 있도록 한 것이다.
이는, 본인의 선출원 발명인 대한민국 특허 출원 제 10-2008-0055715호 "레 일 모니터링 시스템 및 방법"(이하, "선출원 발명"이라 한다)을 개량한 개량발명이다.
주지하다시피 열차는 고도의 안전성이 최우선적으로 확보되어야 하는 대량 운송 교통 수단으로, 열차와 승객의 안전을 확보하고 운행 효율을 높이며 운전 편리성을 향상시키기 위해 많은 장치들이 지속적으로 개발되어 왔다.
열차가 직접 운행되는 레일에 대한 안전은 사고 시 열차의 탈선, 전복 등과 같은 대형 참사를 야기하게 되는 중요한 안전 요인으로 무엇보다 우선 시 되어야 할 사항이다.
더구나 레일은 열차 차륜과 직접 접하여 열차의 하중을 침목과 도상 및 노반으로 전달하는 중요한 역할을 하는 것으로 주기적으로 그 상태를 모니터링 하여 항상 최적의 상태를 유지할 수 있도록 보수 및 교환하여 주어야 한다.
레일에 대한 안전 점검은 궤도 검측차나, 레일 탐상차, 또는 레일 탐상기 등을 이용하여 레일의 마모 상태, 쉐일링 발생 여부, 궤간, 레일 상면의 편평도, 수평 및 비틀림 등을 검측하여 점검하게 된다.
이 외에 대한민국 특허등록 제 10-0394493호 "레일마모 측정기", 대한민국 특허출원 제 10-1998-0049011호 "열차선로의 이상 검사장치", 대한민국 특허등록 제 10-0737517호 "철도레일 측정시스템 및 측정방법" 등에 레일 상태를 검측하는 방법들이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 레일 검측 방법은 작업 속도가 느리고, 숙련자 의 숙련 정도에 좌우되며, 레일의 상태에 따라 측정값이 달라짐은 물론 다른 열차의 운행에 지장을 주게 된다는 문제점 등이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본인의 선출원 발명이 제안되었다.
본인의 선출원 발명은, 도2에서 도시되는 바와 같이, 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부(11); 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부(12); 레일 검측 환경을 검출하는 환경검출부(13); 사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 조작스위치부(14); 레일 상태가 정상적이지 않음을 나타내는 신호를 중앙관제시스템으로 무선 전송하는 무선통신부(16); 모니터링 데이터를 나타내는 표시경보부(17); 레일 모니터링 데이터를 저장하는 데이터베이스부(18); 상기 영상촬영부(11)에서 촬영하는 레일 영상을 분석하는 영상처리부(19); 및, 상기 영상촬영부(11)를 통해 촬영하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 레일 온도 분포에 대한 영상과 3차원 레일 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고, 모니터링 데이터를 위치 데이터와 함께 데이터베이스화하도록 제어하는 제어부(15);로 구성된다.
이러한 본인의 선출원 발명은 특히, 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도 분포 영상과, 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영한 후, 상기 레일 온도 분포 영상(열화상)과 3차원으로 구현한 3차원 레일 영상을 분석하여 레일 온도, 레일 내부 결함, 레일 외부 결함, 궤간 등의 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화함으로써 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지하고, 레일에 대한 유지 보수 및 관리를 용이하게 할 수 있는 유용한 발명이다.
도면 중 미설명 부호 (1)는 무선통신망 (2)는 중앙관제시스템을 나타낸다.
그러나, 상기와 같은 본인의 선출원 발명은, 첫째, 레일 상태를 모니터링 하는 모니터링 요원이 열차에 탑승하여 레일 상태를 모니터링 하여야 한다는 문제점이 있고, 둘째, 상기의 과정을 수행하여 획득한 모니터링 결과를 열차 운행 종료 후 다른 곳으로 이동시켜야 한다는 문제점이 있으며, 셋째, 선로 전체에 대한 실시간 상황을 중앙관제시스템에서 용이하게 파악할 수 없다는 문제점 등이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 수평 및 비틀림 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 궤간 등의 레일 상태를 종합적으로 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화 하다가 레일 상태가 위험한 것으로 판단되면 이를 나타내는 경보신호를 발생하여 후행하는 열차에 알려주도록 함으로써, 레일에 대한 유지, 보수 및 관리를 종합적으로 빠르게 수행 할 수 있고, 레일 상태 검측 시 다른 열차의 운행에 지장을 주지 않으며, 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지 할 수 있음은 물론, 저렴한 비용으로 레일 상태를 종합적으로 모니터링 할 수 있는 "레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법"을 제공하기 위한 것이다.
즉, 열차가 지난 후 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도 분포에 대한 영상(열화상)을 분석하여 레일 온도 및 레일 내부 상태를 모니터링하고, 3차원으로 구현한 레일 영상 데이터와 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 외부 상태 및 궤간 등을 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하기 위한 것이다.
또한, 상기 검측 결과를 토대로 하여 레일의 유지 보수 시기 및 교체시기를 자동으로 알려줌은 물론, 레일 상태가 극히 불량할 경우에는 이를 나타내는 신호를 발생하여 후속하는 열차에 알려주도록 함으로써 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지하고 전 노선의 레일에 대한 종합적인 유지, 보수 및 관리가 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “레일 모니터링 시스템"의 구성1은,
열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영한 후, 상기 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분 포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템은,
3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
상기 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영한 후 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 전송하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 레일 검측 시의 측정 환경을 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 환경검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 환경검출부는 레일 검측 환경을 검출하여 상기 열차제어부를 통해 모니터링시스템으로 전송한 후, 레일 상태 검측 시 상기 검측 환경을 고려하여 레일 상태를 판단하도록 함으로써 검측 환경으로 인한 오차를 제거하기 위한 것이다.
예를 들어, 온도 검출센서를 통해 검측 시의 주변 온도를 검측하거나, 또는 레일 상태에 대한 일반 영상을 분석하여 비나 눈 등을 검출하여 모니터링시스템으로 전송한 후, 상기 모니터링시스템에서 레일 상태 판단 시 상기 검측 환경에 대한 고려를 함으로써 정확한 검측을 하기 위한 것이다.
온도 센서의 구성 및 동작이나, 영상 처리를 통해 비나 눈 등을 검출하는 영상처리기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되어 2차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상, 위치 정보 등의 검측 상태를 나타내는 열차표시경보부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차표시경보부는 검측 상태에 대한 정보를 제공하여 레일을 촬영하는 카메라의 위치가 정확한지의 여부, 레일 촬영이 제대로 되고 있는지의 여부 등을 용이하게 알 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 열차표시경보부는 촬영 영상을 나타내는 LCD 등으로 구성됨이 바람직하다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되어 레일 검측 데이터를 저장하는 열차데이터베이스부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
예를 들어 상기 열차데이터베이스부에는 2차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상, 검측 위치 정보, 검측 일시, 작업자 등에 대한 데이터가 저장된다.
상기 영상촬영부는,
하나 이상의 카메라로 이루어져 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영하는 3차원기초영상촬영부; 및,
하나 이상의 열화상 카메라로 이루어져 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 열화상촬영부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 영상촬영부는 상기 3차원기초영상촬영부를 통해 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영하고, 상기 열화상촬영부를 통해 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하기 위한 것이다.
상기 영상촬영부는,
하나 이상의 카메라로 이루어져 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영하는 3차원기초영상촬영부;
하나 이상의 열화상 카메라로 이루어져 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 열화상촬영부; 및,
하나 이상의 CCD 카메라로 이루어져 레일 상태에 대한 일반 영상을 촬영하는 일반영상촬영부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 영상촬영부는 상기 3차원기초영상촬영부를 통해 촬영하는 2차원 레일 영상, 또는 열화상촬영부를 통해 촬영하는 레일 온도 분포 영상과는 별도로 CCD 카메라를 통해 레일 상태에 대한 일반 영상을 촬영하기 위한 것이다.
상기 일반 영상은 영상 처리를 통해 비, 눈 등의 기상 상태를 검출하거나, 또는 모니터링 시 검측 지점에 대한 영상을 나타내도록 함으로써 작업이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 3차원기초영상촬영부는,
각기 다른 위치에서 레일을 촬영하는 두 대 이상의 CCD 카메라로 구성됨을 특징으로 한다(스테리오 영상 촬영 방법).
이러한 3차원기초영상촬영부는 각기 다른 위치에 설치된 2대 이상의 카메라를 통해 촬영한 2개 이상의 레일 영상을 분석하여 레일의 3차원 영상을 구현하기 위한 것이다.
즉, 동일한 지점의 레일을 촬영하는 각기 다른 CCD 카메라를 통해 촬영 각도가 다른 2개 이상의 레일 영상을 촬영하고, 상기 촬영 각도가 다른 2개 이상의 레일 영상을 분석하여 CCD 카메라와 레일 사이의 거리를 산출한 후, 상기 산출된 CCD 카메라와 레일 사이의 거리로부터 레일에 대한 3차원 영상을 구현하기 위한 것이다.
이때, 구현되는 3차원 영상의 정밀도는 CCD 카메라의 해상도와 촬영거리 등에 따라 정해진다.
촬영 각도가 다른 2개 이상의 영상을 분석하여 3차원 영상을 구현하는 영상처리 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 3차원기초영상촬영부는,
슬릿(SLIT) 광을 레일에 조사(照射)하는 슬릿광발생부; 및,
상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 촬영하는 카메라부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 3차원기초영상촬영부는 슬릿 광이 조사되는 레일 영상을 촬영한 후, 상기 슬릿 광의 굴곡 정도를 검출하여 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 것이다.
이때, 구현되는 3차원 영상의 정밀도는 슬릿 수, CCD 카메라의 해상도 및, 촬영거리 등에 따라 정해진다.
상기 3차원기초영상촬영부는,
슬릿 광을 레일에 조사하는 슬릿광발생부; 및,
상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 촬영하는 카메라부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 3차원기초영상촬영부는 상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 촬영한 후, 상기 무아레 무늬를 분석하여 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 것이다.
이때, 구현되는 3차원 영상의 정밀도는 격자 간격, 격자 종류, 슬릿 수 및, CCD 카메라의 해상도와 촬영거리 등에 따라 정해진다.
상기 슬릿광발생부에서 레일에 조사하는 슬릿 광은 레이저광임을 특징으로 한다.
상기 슬릿광발생부는,
레이저빔을 발생하는 레이저빔발생기;
상기 레이저빔발생기에서 발생하는 광원을 원하는 크기의 점광원(點光源)으로 변환하는 제1렌즈; 및,
상기 제1렌즈에서 발생하는 점광원을 다수개의 슬릿 광으로 변환하는 제2렌즈;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제1렌즈는 콜리메이팅 렌즈(COLLIMATING LENS)로 구성됨이 바람직하다.
이러한 제1렌즈는 회전산란을 제거하기 위한 것이다,
상기 제2렌즈는 프로젝션 렌즈(PROJECTION LENS)로 구성됨이 바람직하다.
상기 카메라부는, 하나 이상의 CCD 카메라, 또는 PSD(POSITION SENSOR DETECTOR) 카메라를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
상기 3차원기초영상촬영부에서 레이저 슬릿 광이 조사되는 레일을 촬영할 경우에는 특정 주파수 대역의 광을 통과시키는 필터를 통해 레일을 촬영함을 특징으로 한다.
상기 필터에서 통과시키는 특정 영역의 광은 레이저광의 주파수 대역임을 특징으로 한다.
예를 들어 1028nm 파장의 레이저광을 사용할 경우, 상기 주파수 대역의 광을 통과시키는 광학 필터로 구성된다.
상기 필터는 CCD 카메라 렌즈, 또는 PSD 카메라 렌즈에 코팅됨이 바람직하다.
이러한 필터는 별도의 광 필터를 장착하지 않고 카메라 렌즈에 필터를 코팅처리 함으로써 구성을 간단히 하고 비용을 절감하기 위한 것이다.
상기 CCD 카메라, 또는 PSD 카메라 각각은 레일 영상을 원하는 크기로 변형하는 줌렌즈와, 상기 줌렌즈를 통과한 영상의 초점을 조절하여 정확한 상이 맺히도록 하는 초점렌즈를 구비함이 바람직하다.
상기 열화상촬영부의 열화상 카메라는 피사체의 온도를 서로 다른 색상으로 촬영하는 적외선 카메라로 구성됨이 바람직하다.
상기 위치검출부는, GPS 수신기로 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 위치검출부는, GPS 위성으로부터 위치에 대한 데이터와 시각에 대한 데이터를 수신하여 현재 위치를 출력하는 상기 GPS 수신기를 통해 열차의 현재 위치를 검출하기 위한 것이다.
GPS 수신기를 통해 위치를 검측하는 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 위치검출부는, GPS 수신기와 자동항법장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 위치검출부는 터널이나 산악 지역같이 수신 감도가 낮아 GPS 수신기로 위치를 검출할 수 없을 경우 상기 자동항법장치를 통해 위치를 검출하기 위한 것이다.
자이로스코프와 속도검출기 등으로 이루어져 이동 방향 및 거리를 산출하는 자동항법장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 열차무선통신부는 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 공지의 무선통신장치, 또는 이동통신망을 통해 상기 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 이동통신단말장치(예: 핸드폰, PDA 등)로 구성됨이 바람직하다.
MPEG2를 이용한 정지영상 압축기술이나 MPEG4를 이용한 동영상 압축기술 및, CDMA나 GSM, 또는 WCDMA 등으로 이루어진 이동통신단말장치의 구성 및 동작이나 무선통신장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 열차제어부는 입출력단자, 연산모듈, 메모리, 통신모듈 및, A/D 컨버터 , D/A 컨버터 기능 등을 선택적으로 갖는 마이컴이나 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하다.
상기 열차표시경보부는,
모니터링 결과를 시각적으로 나타내는 열차시각표시부; 및,
모니터링 결과를 청각적으로 나타내는 열차청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 열차시각표시부는 모니터 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.
상기 열차청각표시부는 레일 상태가 정상적이지 않음을 음성으로 안내하는 음성합성장치로 구성되거나, 또는 경보음을 발생하는 경보음발생장치로 구성됨이 바람직하다.
주어진 조건에 따라 각기 다른 안내문구를 출력하는 음성합성장치나, 경보음을 발생하는 경보음발생장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 열차조작스위치부는 상기 열차표시경보부를 이루는 터치스크린 상에 구성됨을 특징으로 한다.
상기 열차데이터베이스부는,
모니터링 데이터를 저장하는 열차검측데이터베이스부; 및,
열차 운행 노선에 대한 지도데이터가 저장되는 열차지도데이터베이스부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 열차검측데이터베이스부에는, 상기 영상촬영부를 통해 촬영하는 2차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상(열화상), 검측일시 및, 작업자 등에 대한 데이터가 저장된다.
상기 열차지도데이터베이스부에는 레일의 설치 위치, 설치 환경 및 굴곡 등의 정보가 저장된다.
이러한 열차지도데이터베이스부는 열차 위치에 대한 지도데이터를 독출하여 열차표시경보부에 나타내줌으로써 레일 상태에 대한 검측이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 열차데이터베이스부는 플래쉬 메모리 카드를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차데이터베이스부는 메모리 카드로 데이터베이스부를 구성함으로써 데이터의 이동이나 교체가 용이하도록 한 것이다.
상기 모니터링시스템은,
하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치부;
레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 모니터링제어부에 접속되어, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 2차원 레일 영상 및 레일 온도 분포 영상을 분석하는 모니터링영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 모니터링영상처리부는 상기 모니터링제어부에서 수행하는 영상처리과정을 상기 모니터링영상처리부를 통해 처리하도록 함으로써 상기 모니터링제어부의 부하를 경감시키기 위한 것이다.
상기 모니터링영상처리부는 공지의 영상처리 전용 프로세서로 구성됨이 바람직하다.
상기 모니터링무선통신부는 상기 열차시스템과 무선 통신을 수행하는 공지의 무선통신장치, 또는 이동통신망을 이용해 상기 열차시스템과 무선 통신을 수행하는 이동통신단말장치로 구성됨이 바람직하다.
상기 모니터링표시경보부는, 모니터링 결과를 시각적으로 나타내는 모니터링시각표시부; 및, 모니터링 결과를 청각적으로 나타내는 모니터링청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링시각표시부는 하나 이상의 모니터, 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.
상기 모니터링청각표시부는 레일 상태가 정상적이지 않음을 음성으로 안내하 는 음성합성장치, 또는 경보음발생장치로 구성됨이 바람직하다.
상기 모니터링조작스위치부는 상기 모니터링표시경보부를 이루는 터치스크린 상에 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링데이터베이스부는,
모니터링 데이터를 저장하는 모니터링검측데이터베이스부; 및,
열차 운행 노선에 대한 지도데이터가 저장되는 모니터링지도데이터베이스부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링검측데이터베이스부에는, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 레일의 2차원 영상, 상기 2차원 레일 영상으로 구현한 3차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상(열화상), 레일 상태에 대한 데이터(레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 등에 대한 데이터 등), 검측일시, 유지보수시기, 교체시기 및 작업자 등에 대한 데이터가 저장된다.
상기 모니터링지도데이터베이스부에는 레일의 설치 위치, 설치 환경 및, 굴곡 등의 정보가 저장된다.
이러한 모니터링지도데이터베이스부는 열차 위치에 대한 지도데이터를 독출하여 상기 모니터링표시경보부에 표시하여줌으로써 레일 상태에 대한 검측이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 모니터링제어부는,
촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
이러한 모니터링제어부는 상기 열차시스템의 3차원기초영상촬영부를 각기 다른 위치에 설치된 2대 이상의 CCD 카메라로 구성할 경우, 상기 2대 이상의 CCD 카메라를 통해 촬영하는 각기 다른 촬영 각도를 갖는 2개 이상의 2차원 레일 영상을 수신하여 이를 3차원 레일 영상으로 변환하기 위한 것이다.
상기 모니터링제어부는,
레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
이러한 모니터링제어부는 상기 열차시스템의 3차원기초영상촬영부를 슬릿광발생부와 카메라부로 구성하여 촬영하는 슬릿 광이 조사되는 2차원 레일 영상으로부터 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 것이다.
상기 모니터링제어부는,
무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
이러한 모니터링제어부는, 상기 열차시스템의 3차원기초영상촬영부를 통해 무아레 무늬가 형성되는 레일 영상을 촬영할 경우, 상기 무아레 무늬가 형성된 2차원 레일 영상으로부터 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 것이다.
상기 모니터링제어부는,
3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와, 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태를 검측함을 특징으로 한다.
상기 모니터링제어부는,
레일 온도 분포에 대한 영상(열화상)을 분석하여 레일 온도를 검측함을 특징으로 한다.
상기 모니터링제어부는,
레일 온도 분포에 대한 영상(열화상)을 분석하여 레일의 이상 고온 점 및, 이상 저온 점을 검출함을 특징으로 한다.
이러한 모니터링제어부는, 온도에 따라 색상을 달리하는 열화상의 각 화소를 인접화소와 비교하여 레일을 검출한 후, 상기 레일을 이루는 각 화소의 색상으로부터 레일의 온도를 검출하고, 그 온도 변화분이 기 설정된 일정 수치 이상일 때를 이상 고온 점, 일정 수치 이하일 때를 이상 저온 점으로 검출하게 된다.
다시 말해, 레일을 이루는 각 화소를 레일을 이루는 인접화소의 온도 값과 비교하여 그 값이 일정 퍼센트(또는 일정 온도) 이상이거나 이하 일 때를 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점으로 판단하게 된다.
상기 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점은 레일의 상태가 정상적이지 않은 지점을 나타낸다.
즉, 레일에 결함이 없을 경우에는 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도가 고르게 퍼져야 하나 크랙, 마모, 쉐일링 등과 같은 손상이 발생하면 열의 전달이 고르지 않아 이상 고온 점(또는 이상 저온 점)이 발생하게 되는데 이 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점이 발생된 부분을 레일 상태 불량으로 판단하게 된다.
예를 들어, 레일 내부에 크랙이 발생하였을 경우에는 열 전달이 정상적이지 않아 그 부분에 이상 고온 점 또는 이상 저온 점이 발생하고, 마모로 인해 열차 바퀴가 닿지 않는 부분은 이상 저온 점이 발생하게 되며, 쉐일링의 경우에는 그 진행 정도에 따라 얼룩진 온도 분포가 나타나게 된다.
상기 모니터링제어부는,
상기 영상촬영부에서 촬영하는 영상을 분석하여 레일과 레일 사이의 거리인 궤간을 검측함을 특징으로 한다.
이때, 상기 좌우측의 레일을 검출할 경우 정상적인 궤간의 거리(예: 표준 궤간의 경우 1,435mm)를 참조하여 영상처리를 수행한다.
정지영상 또는 동영상을 영상 처리하여 어떤 물체를 검출하고, 그 물체와 다른 물체와의 거리를 측정하는 영상 처리 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 모니터링제어부에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림 정도, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 한다.
상기 모니터링제어부는 입출력단자와, 연산모듈, 메모리 및, 통신모듈이나 A/D 컨버터, D/A 컨버터 기능 등을 선택적으로 갖는 마이컴으로 구성되거나, 또는 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 구성1은, 상기 열차시스템에서 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상(열화상)을 촬영하여 검측 위치 정보와 함께 모니터링시 스템으로 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 이를 수신하여 수신된 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상 데이터와 레일 온도 분포 영상 데이터를 기 저장된 정상 상태 레일 데이터와 비교함으로써 레일 상태를 모니터링하고 데이터베이스화하는데 특징이 있다.
본 발명 “레일 모니터링 시스템"의 구성2는,
열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템은,
3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
레일 영상 및 레일 검측 데이터 등을 저장하는 열차데이터베이스부;
하나 이상의 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하고, 데이터베이스화하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되어 레일 영상 및 레일 검측 데이터 등을 나타내는 열차표시경보부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 레일 검측 시의 측정 환경을 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 환경검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되어, 상기 영상촬영부를 통해 촬영하는 레일 영상을 분석하는 열차영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차영상처리부는 상기 열차제어부에서 수행하는 영상처리과정을 상기 열차영상처리부를 통해 처리하도록 함으로써 상기 열차제어부의 부하를 경감시키기 위한 것이다.
상기 열차데이터베이스부는, 레일 모니터링 데이터를 저장하는 열차검측데이터베이스부; 및,
열차 운행 노선에 대한 지도데이터가 저장되는 열차지도데이터베이스부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 열차제어부는,
촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 열차제어부는,
레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 열차제어부는,
무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 열차표시경보부는, 모니터링 데이터를 시각적으로 나타내는 열차시각표시부; 및, 모니터링 데이터를 청각적으로 나타내는 열차청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링시스템은,
하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치부;
레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부 와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 구성2는, 열차시스템에서 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 모니터링시스템으로 무선 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는데 그 특징이 있다.
본 발명 “레일 모니터링 시스템"의 구성3은,
열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고, 상기 모니터링 데이터를 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 모니터링 데이터와 위치 정보를 수신하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템은,
3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
레일 모니터링 결과를 나타내는 열차표시경보부;
레일 모니터링 결과를 저장하는 열차데이터베이스부;
하나 이상의 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차표시경보부와, 열차데이터베이스부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링하여 나타내고, 데이터베이스화하며, 상기 모니터링 결과 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 레일 검측 시의 측정 환경을 검출하여 상기 열차제어부에 인가하는 환경검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차제어부에 접속되어, 상기 영상촬영부를 통해 촬영하는 레일 영상을 분석하는 열차영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 열차영상처리부는 상기 열차제어부에서 수행하는 영상처리과정을 열차영상처리부를 통해 처리하도록 함으로써 상기 열차제어부의 부하를 경감시키기 위한 것이다.
상기 열차영상처리부는 공지의 영상처리 전용 프로세서로 구성됨이 바람직하다.
상기 열차제어부는,
3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와, 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태를 검출함을 특징으로 한다.
상기 열차제어부에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 한다.
상기 모니터링시스템은,
하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 모니터링 데이터와 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치부;
레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 구성3은, 열차시스템에서 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하며 상기 모니터링 데이터를 모니터링시스템으로 무선 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 다수개의 열차시스템에서 전송하는 모니터링 데이터 등을 수신하여 나타내고 데이터베이스화하는데 특징이 있다.
한편, 본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 구성1은,
열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 2차원 레 일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템제어단계는,
3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계; 및,
상기 위치검출단계를 수행한 후 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 검측데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 위치검출단계를 수행한 후 검측 환경을 검출하는 환경검출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 영상촬영단계에서 2차원 레일 영상을 촬영할 경우에는,
2대 이상의 카메라를 사용하여 동일 지점 레일에 대해 각기 다른 촬영각도를 갖도록 레일을 촬영함을 특징으로 한다.
상기 영상촬영단계에서 2차원 레일 영상을 촬영할 경우에는,
슬릿 광을 레일에 조사한 후, 상기 슬릿 광이 조사되는 레일 상태를 촬영함을 특징으로 한다.
상기 영상촬영단계에서 2차원 레일 영상을 촬영할 경우에는,
슬릿 광을 레일에 조사한 후, 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 레일 상태를 촬영함을 특징으로 한다.
상기 영상촬영단계에서 레일 온도 분포 영상을 촬영할 경우에는,
열차가 지나고 난 후 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도를 열화상 카메라를 통해 촬영함을 특징으로 한다.
상기 모니터링시스템제어단계는,
하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 검측데이터수신단계;
상기 검측데이터수신단계를 수행한 후, 상기 검측데이터수신단계를 수행하여 수신하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계;
상기 3차원영상구현단계를 수행하여 얻은 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보단계; 및,
상기 표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서 상기 표시경보단계를 수행하기 전에 지도 데이터를 독출하는 지도데이터독출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 한다.
상기 모니터링단계에서 레일 상태를 모니터링 할 경우에는, 3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와, 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태를 검측함을 특징으로 한다.
상기 모니터링단계에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 방법적 구성1은, 상기 기술적 구성1에 대한 제어방법을 나타낸 것이다.
본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 구성2는,
열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영 상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템제어단계는,
3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계;
상기 위치검출단계를 수행한 후, 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영한 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계; 및,
상기 3차원영상구현단계를 수행한 후 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 위치검출단계를 수행한 후 검측 환경을 검출하는 환경검출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링시스템제어단계는,
하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 데이터수신단계;
상기 데이터수신단계를 수행한 후, 상기 데이터수신단계를 수행하여 수신하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보단계;
상기 모니터링표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서 상기 모니터링표시경보단계를 수행하기 전에 지도 데이터를 독출하는 지도데이터독출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 방법적 구성2는, 상기 기술적 구성2에 대한 제어방법을 나타낸 것이다.
본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 구성3은,
열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하며, 상기 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 모니터링 결과 및 위치 정보 등을 수신하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
상기 열차시스템제어단계는,
3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계;
상기 위치검출단계를 수행한 후, 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영한 2차 원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계;
상기 3차원영상구현단계를 수행한 후 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 열차표시경보단계;
상기 열차표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 열차데이터베이스단계; 및,
상기 열차데이터베이스단계를 수행한 후 모니터링 데이터를 모니터링시스템으로 무선 전송하는 모니터링데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 모니터링단계를 수행하기 전에 검측 환경을 검출하는 환경검출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기의 구성에 있어서, 상기 열차표시경보단계를 수행하기 전에 지도 데이터를 독출하는 지도데이터독출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 모니터링시스템제어단계는,
하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 모니터링 데이터를 수신하는 모니터링데이터수신단계;
상기 모니터링데이터수신단계를 수행한 후, 상기 모니터링데이터수신단계를 수행하여 수신하는 모니터링 데이터를 나타내는 모니터링표시경보단계;
상기 모니터링표시경보단계를 수행한 후, 모니터링 데이터를 데이터베이스화하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 방법적 구성3은, 상기 기술적 구성3에 대한 제어방법을 나타낸 것이다.
본 발명 "레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법"은, 특히, 열차를 상업 운행 속도로 운전하며 원격지에 위치한 모니터링시스템에서 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생정도, 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 수평 및 비틀림 발생 여부와 발생 정도, 레일 상면 편평도, 궤간 등의 레일 상태를 종합적으로 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화 하다가 레일 상태가 위험한 것으로 판단되면 이를 나타내는 경보신호를 발생하여 후행하는 열차에 알려주도록 함으로써, 레일에 대한 유지, 보수 및 관리를 종합적으로 빠르게 수행할 수 있고, 레일 상태 검측 시 다른 열차의 운행에 지장을 주지 않으며, 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지 할 수 있음은 물론, 전 노선에 설치된 레일 상태를 저렴한 비용으로 종합적으로 모니터링 할 수 있게 되는 효과가 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명 "레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.
<실시예>
본 실시예에서는 열차시스템에서 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 위치 정보 및 검출 환경 정보와 함께 모니터링시스템으로 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 다수개의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보와 환경 정보 등을 수신하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 것을 예로 하여 설명한다.
따라서, 본 실시예에 있어서 상기 열차시스템은 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차무선통신부와, 열차제어부 및, 환경검출부로 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 상기 모니터링시스템은 모니터링표시경보부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링무선통신부와, 모니터링제어부와, 모니터링데이터베이스부 및, 모니터링영상처리부로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에 있어서 상기 영상촬영부는 2차원 영상 촬영을 위한 2대의 CCD 카메라와, 레일 온도 분포 영상 촬영을 위한 1대의 열화상카메라 및 레일에 대한 일반 영상을 촬영하는 1대의 CCD 카메라를 포함하여 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
따라서, 상기 영상촬영부는 3차원기초영상촬영부와 열화상촬영부 및 일반영상촬영부로 구성된 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에 있어서 상기 위치검출부는 GPS 수신기와 자동항법장치로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에 있어서 모니터링시스템은 모니터링지도데이터베이스부를 포함하여 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예에 있어서는 6개의 철도 노선(예: 경부선, 호남선, 영동선, 경춘선, 경의선, 충북선)에 설치된 레일 상태를 모니터링 하는 것을 예로 하여 설명하며, 이를 위해 6개의 모니터링 화면과 1개의 컴퓨터 모니터 및, 다수개의 경보등으로 모니터링시각표시부를 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
이와 같이 본 실시예를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.
이하, 본 실시예의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도3에서 도시되는 바와 같이, 영상촬영부(110)와, 열차조작스위치부(120)와, 열차무선통신부(130)와, 위치검출부(150) 및, 환경검출부(160)를 열차제어부(140)에 접속하여 열차시스템(100)을 구성하고, 도5에서 도시되는 바와 같이, 모니터링표시경보부(210)와, 모니터링조작스위치부(220)와, 모니터링무선통신부(230)와, 모니터링데이터베이스부(250) 및, 모니터링영상처리부(260)를 모니터링제어부(240)에 접속하여 모니터링시스템(200)을 구성한다.
상기 영상촬영부(110)는 3차원기초영상촬영부(111)와 열화상촬영부(113) 및 일반영상촬영부(115)로 구성하고, 위치검출부(150)는 GPS 수신기(151)와 자동항법장치(153)로 구성한다.
상기 모니터링표시경보부(210)는 모니터링시각표시부(211)와 모니터링청각표시부(213)로 구성하며, 모니터링데이터베이스부(250)는 모니터링검측데이터베이스부(251)와 모니터링지도데이터베이스부(253)로 구성한다.
또한, 상기 모니터링영상처리부(260)는 공지의 영상처리 전용 프로세서로 구성한다.
이후, 도1에서 도시되는 바와 같이, 열차에 열차시스템(100)을 장착하고, 중앙관제시스템(2)에 모니터링시스템(200)을 장착한다.
이하, 본 실시예의 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 모니터링제어부(240)의 내부메모리나 외부메모리, 또는 상기 모니터링데이터베이스부(250)에 상기 3차원기초영상촬영부(111)를 통해 촬영하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 구현하는 영상처리루틴과, 열화상촬영부(113)를 통해 촬영하는 레일 온도 분포에 대한 열화상을 분석하는 영상처리루틴과, 정상 상태 레일에 대한 데이터와, 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상(열화상) 데이터를 정상 상태 레일에 대한 데이터와 비교하여 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 등을 측정하는 신호처리루틴과, 레일 상태에 대한 일반 영상으로부터 비나 눈 등을 검출하는 신호처리루틴 및, 각종 데이터(상태 판단을 위한 각종 기준 값 및 데이터)를 저장한다.
이후, 도14에서 도시되는 바와 같이, 열차시스템(100)을 통해 레일을 촬영하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및, 위치 정보와 검측 환경 정보 등을 모니터링시스템(200)으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계(S100)와, 다수개의 열차시스템(100)에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및, 위치 정 보와 환경 정보 등을 수신하여 수신되는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 기 저장된 정상 상태 레일 데이터와 비교하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계(S200)를 수행하여 전국 각 선로에 설치된 레일 상태를 모니터링 하게 된다.
이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모니터링 기능이 수행되면 상기 열차시스템(100)의 열차제어부(140)는 영상촬영단계(S110)를 수행하여 상기 영상촬영부(110)를 통해 레일 상태를 촬영하게 된다.
즉, 2개의 CCD 카메라(111a, 111a')를 통해 2차원 레일 영상을 촬영하고, 열화상카메라(미도시)를 통해 레일 온도 분포 영상을 촬영하게 된다.
상기 열차제어부(140)에서 수행하는 영상촬영단계(S110) 중 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상 촬영 과정과 모니터링시스템(200)에서 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환하는 과정을 2차원 영상 촬영 방법에 따라 나누어 설명하면 다음과 같다.
1. 스테레오 영상 촬영 방법
상술한 바와 같이 스테레오 영상 촬영 방법이란 2대 이상의 카메라를 이용하여 동일한 물체를 각기 다른 각도에서 촬영한 후, 상기 각 카메라에서 촬영되는 영상을 분석하여 3차원 영상을 구현하는 방법으로, 도6에서 도시되는 바와 같이, 레일(3) 좌측과 우측에 CCD 카메라(111a, 111a')를 설치하여 동일 지점의 레일을 촬 영하게 된다.
이후 상기 촬영 각도가 다른 2개의 레일 영상을 분석하여 CCD 카메라(111a, 111a')와 레일(3) 사이의 거리를 산출한 후, 상기 산출된 CCD 카메라(111a, 111a')와 레일 사이의 거리로부터 레일에 대한 3차원 영상을 구현하게 된다.
촬영 각도가 다른 2개 이상의 영상을 분석하여 3차원 영상을 구현하는 방법은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도면 중 미설명 부호 (3)은 레일, (4)는 도상, (111b, 11b')는 초점렌즈, (111c, 11c')는 줌렌즈를 각각 나타낸다.
2. 슬릿 무늬 영상 촬영 방법
슬릿 무늬 영상 촬영 방법은 레일에 슬릿 광을 조사한 후, 상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 촬영하여 3차원 영상을 구현하는 방법으로, 도7에서 도시되는 바와 같이, 슬릿광발생부(112)를 통해 레이저 슬릿 광(112d)을 레일에 조사한 후, 상기 레이저 슬릿 광(112d)이 조사되는 레일을 CCD 카메라(111a, 111a')를 통해 촬영하게 된다.
이후, 상기 영상 중 슬릿 광(112d)의 굴곡을 검출하여 이를 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현하게 된다.
이를 다시 설명하면 다음과 같다.
주지하다시피 슬릿 광(112d)을 물체에 조사하면, 상기 슬릿 광(112d)이 물체의 굴곡 정도에 따라 휘어져 슬릿 무늬를 형성하게 된다.
따라서, 상기 슬릿 무늬의 굴곡 정도를 검출하면 3차원 영상을 구현할 수 있 다.
도10a는 주기적인 구조를 갖는 슬릿 광을 나타낸 것이고, 도10b는 석고상에 슬릿 광을 조사하였을 시 석고상의 굴곡 정도에 대응하여 각기 다른 굴곡을 갖는 슬릿 무늬가 형성된 2차원 영상을 나타낸 것이다.
도9은 레이저광만 통과시키는 대역 통과 필터(111d)를 통해 레일을 촬영한 영상을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이 레일에 조사된 적외선 광만 촬영되어 나타나고 있다.
도7에 있어서 미설명 부호 (112a)는 레이저빔을 발생하는 레이저빔발생기, (112b)는 상기 레이저빔발생기(112b)에서 발생하는 레이저빔을 원하는 크기의 점광원으로 변형하는 제1렌즈인 콜리메이팅 렌즈, (112c)는 상기 콜리메이팅 렌즈(112b)에서 발생하는 점광원을 원하는 수의 슬릿 광으로 변형하여 레일에 조사하는 제2렌즈인 프로젝션 그레이팅 렌즈를 각각 나타낸 것이며, 도9에 있어서 미설명부호 (112d1)은 슬릿 무늬(레일 형태)를 나타낸 것이다.
3. 무아레 무늬 영상 촬영 방법
주지하다시피 무아레 무늬란 2종류 이상의 무늬를 겹칠 때 생기는 새로운 무늬를 말하는 것으로 이를 이용하면 변위나 변형 및, 3차원 물체의 형상 등을 10 마이크로 미터의 고정밀도로 측정할 수 있다.
따라서 레이저 슬릿 광을 레일에 조사하고, 상기 레이저 슬릿 광이 조사된 레일을 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 촬영한 후, 상기 촬영된 영상을 분석하여 3차원 영상을 구현하게 된다.
즉, 도8에서 도시되는 바와 같이, CCD 카메라(111a, 111a')의 줌렌즈(111c)와 초점렌즈(111b) 사이에 격자(111e)를 장착하여 레이저 슬릿 광(112d)이 조사되는 레일 영상을 촬영한 후, 상기 촬영된 영상의 무아레 무늬의 크로싱 간격(등고선)을 높이 데이터로 변환하여 3차원 영상을 구현하게 된다.
도10c는 슬릿 광을 석고상에 조사한 후 격자를 통해 촬영하여 무아레 무늬가 형성된 영상을 나타낸 것이다.
상기 격자는 직선 격자나, 원형 격자, 또는 방원형 격자나, 기타의 격자로 이루어지는 것으로, 무아레 무늬를 형성하는 격자의 구조 및, 해석 방법은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 영상촬영단계(S110)를 수행하여 2차원 레일 영상을 촬영한 후 상기 열차제어부(140)는 위치검출단계(S120)를 수행하여 레일 검측 위치(레일 촬영 위치)를 검출하게 된다.
즉, GPS 수신기(151)와 자동항법장치(153)를 통해 검측 위치를 검출한다.
상기 위치검출단계(S120)를 수행한 후에는 환경검출단계(S130)를 수행하여 검측 환경을 검출하게 된다.
즉, 적외선 온도 센서(미도시)를 통해 레일 온도 및 외부 온도를 측정하고, 레일에 대한 일반 영상을 촬영하는 CCD 카메라(미도시)를 통해 레일 영상을 촬영하여 비나 눈 등을 검출하게 된다.
상기 환경검출단계(S130)를 수행한 후 상기 열차제어부(140)는, 상기 영상촬영단계(S110)를 수행하여 촬영한 2차원 레일 영상과, 레일 온도 분포 영상 및, 상 기 위치검출단계(S120)와 환경검출단계(S130)를 수행하여 검출한 검측 위치 정보 및 검측 환경 정보를 모니터링시스템(200)으로 전송하는 검측데이터전송단계(S140)를 수행하게 된다.
상기 검측데이터전송단계(S140)에서 검측 데이터를 모니터링시스템(200)으로 전송할 때 각 열차시스템을 나타내는 인식코드를 부여함은 물론이다.
한편, 상기 검측데이터전송단계(S140)를 수행하여 검측 데이터(2차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상, 위치 정보, 검측 환경 정보 등)를 전송하면 모니터링시스템(200)에서 이를 수신하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 그 모니터링 결과를 저장하는 모니터링시스템제어단계(S200)를 수행하게 된다.
이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 모니터링제어부(240)는 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 상기 모니터링무선통신부(230)를 통해 다수의 열차시스템(100)에서 전송하는 2차원 레일 영상, 레일 온도 분포 영상, 검측 위치 정보, 검측 환경 정보 등의 검측 데이터를 수신하게 된다.
상기 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 검측 데이터를 수신한 후에는 모니터링영상처리부(260)를 통해 각 열차시스템(100)에서 전송하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계(S220)를 수행하게 된다.
이때, 상기 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 수신한 2차원 레일 영상이 스테레오 영상 촬영 방법으로 촬영된 영상일 경우에는 촬영 각도가 다른 2개의 영상을 분석하여 CCD 카메라(111a, 111a')와 레일 사이의 거리를 산출한 후, 상기 산 출된 CCD 카메라(111a, 111a')와 레일 사이의 거리로부터 레일에 대한 3차원 영상을 구현하게 된다.
상기 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 수신한 2차원 레일 영상이 슬릿 무늬 영상 촬영 방법으로 촬영된 영상일 경우에는 상술한 바와 같이 슬릿 광의 굴곡을 검출하여 이를 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현하게 된다.
상기 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 수신한 2차원 레일 영상이 무아레 무늬 영상 촬영 방법으로 촬영된 영상일 경우에는 무아레 무늬의 크로싱 간격(등고선)을 높이 데이터로 변환하여 3차원 영상을 구현하게 된다.
한편, 상기 3차원영상구현단계(S220)를 수행한 후 상기 모니터링제어부(240)는, 상기 3차원영상구현단계(S220)를 수행하여 얻은 3차원 레일 영상 데이터와 레일 온도 분포 영상을 분석하여 얻은 데이터를 기 저장된 정상 상태 레일 데이터와 비교하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계(S230)를 수행하게 된다.
즉, 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면의 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 등을 검측하게 된다.
상기 모니터링단계(S230)에서 열화상촬영부(113)를 통해 촬영한 열화상을 분석하여 크랙 등을 검출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
주지하다시피 열화상은 온도를 색상으로 나타내는 것으로, 레일을 이루는 화소의 색상을 검출하여 레일 온도를 검출하고, 이 레일 온도 중에서 이상 고온 점 및 이상 저온 점을 검출하여 레일 상태를 검측하게 된다.
다시 말해, 레일을 이루는 각 화소를 레일을 이루는 인접화소의 온도 값과 비교하여 그 값이 일정 퍼센트, 또는 일정 온도 이상이거나 이하 일 때를 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점으로 판단하게 되는 것으로, 상기 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점은 레일의 상태가 정상적이지 않은 지점이다.
즉, 레일에 결함이 없을 경우에는 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도가 고르게 퍼져야 하나 크랙, 마모, 쉐일링 등과 같은 손상이 발생하면 열의 전달이 고르게 되지 않아 이상 고온 점(또는 이상 저온 점)이 발생하게 되는데 이 이상 고온 점, 또는 이상 저온 점이 발생된 부분을 레일 상태 불량으로 판단하게 되는 것이다.
예를 들어, 레일 내부에 크랙이 발생하였을 경우에는 열 전달이 정상적이지 않아 그 부분에 이상 고온 점 또는 이상 저온 점이 발생하고, 마모로 인해 열차 바퀴가 닿지 않는 부분은 이상 저온 점이 발생하게 되며, 쉐일링의 경우에는 그 진행 정도에 따라 얼룩진 온도 분포가 나타나게 된다.
따라서, 상기 열화상촬영부(113)를 통해 촬영하는 열화상(레일 온도 분포 영상)에 대한 데이터와, 3차원 레일 영상에 대한 데이터 및, 정상 상태 레일에 대한 데이터를 비교하여 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림 정도, 궤간 등을 검출하여 레일 상태를 모니터링 하게 된다.
이때, 상기 환경검출부(160)를 통해 검출한 검측 환경에 대한 데이터를 레일 상태 검출 시 고려하여 온도나 날씨 등으로 인한 오차 값을 보정한다.
열화상, 또는 일반 영상을 영상 처리하여 레일과 같은 특정 대상물을 인식하고, 인식한 대상물을 이루는 각 화소를 분석하며, 물체 사이의 거리를 산출하는 영상 처리 기술 및, 적외선 온도 센서를 통해 레일 온도 및 외부 온도를 측정하고, 레일에 대한 일반 영상을 촬영하는 CCD 카메라를 통해 레일 영상을 촬영하여 비나 눈 등을 검출하는 영상처리기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 모니터링단계(S230)를 수행한 후 상기 모니터링제어부(240)는 지도데이터독출단계(S240)와 모니터링표시경보단계(S250) 및 모니터링데이터베이스단계(S260)를 순차적으로 수행하여 도1에서 도시되는 바와 같이 모니터링 결과와 검측 위치 및 지도데이터 등을 나타내게 된다.
즉, 상기 검측데이터수신단계(S210)를 수행하여 수신한 위치 정보에 대한 지도데이터를 모니터링지도데이터베이스부(252)에서 독출하여 모니터링 결과와 함께 상기 모니터링시각표시부(211)와 모니터링청각표시부(212)를 통해 나타내주고 그 모니터링 결과를 상기 모니터링검측데이터베이스부(251)에 저장하여 각 레일에 대한 모니터링 데이터베이스를 구축하게 된다.
도11은 본 실시예에 의한 모니터링시각표시부(211)를 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 본 실시예에서 예로 든 6개의 열차 노선에 대한 모니터링 화면을 표시하는 6개의 화면과, 상기 화면 상단에 해당 노선에 대한 레일 상태를 적색등과 녹색등으로 표시하는 경보등(211f) 등을 포함하여 구성된다.
도11에 있어서 미설명 부호 (211a)는 지도 데이터 표시창, (211b)는 필터가 장착된 우측 CCD 카메라(111a')를 통해 촬영하는 슬릿 무늬가 형성된 레일 영상, (211c)는 3차원 레일 영상 표시창, (211d)는 레일 온도 분포 영상(열화상) 영상, (211e, 211i)는 모니터링 상태를 나타내는 표시창, (211g)는 레이저 슬릿 광이 조사되는 레일의 일반 영상을 각각 나타낸 것이다.
도12는 도11의 각 화면 중 어느 한 화면에 있어서 레일 온도 분포 영상을 확대하여 나타낸 화면으로 (211j)는 크랙 발생 지점, (211k)는 온도-색상 대비표를 각각 나타낸 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예는 열차를 상업 운행 속도로 운행하며 열차에 설치된 열차시스템을 통해 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 모니터링시스템으로 무선 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 다수의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 등을 수신하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 그 분석 데이터를 기 저장된 정상 상태 레일 데이터와 비교함으로써 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 것으로, 이로 인해 레일 상태 불량으로 인한 사고를 방지하고, 전국 각 선로에 설치된 레일에 대한 모니터링 및 유지, 보수, 관리를 종합적으로 수행할 수 있게 된다.
그러나, 상기의 실시예에 있어서는 레일 상태를 촬영하는 2대의 CCD 카메라와 레일 온도 분포를 촬영하는 1대의 열화상카메라 및, 일반 영상을 촬영하는 1대의 CCD 카메라로 영상촬영부를 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 슬릿 광의 광원으로 레이저빔을 사용하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 GPS 수신기와 자동항법장치를 모두 사용하여 위치검출부를 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 영상 처리 전용 마이크로 프로세서를 이용하여 영상처리부를 구성한 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 제어부를 이루는 컴퓨터 시스템, 또는 마이컴에 영상 처리 루틴을 탑재하여 그 기능을 수행하도록 할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 모니터링데이터베이스부와 지도데이터베이스부를 메모리카드를 사용하여 구성한 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는 열차시스템을 통해 2차원 레일 영상을 촬영하여 모니터링시스템으로 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 3차원 레일 영상을 구현하여 레일 상태를 모니터링 하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 열차시스템에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하여 모니터링시스템으로 전송하여 레일 상태를 모니터링 하도록 구성하거나, 또는 열차시스템에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 그 결과를 모니터링시스템으로 전송하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
도15는 열차시스템에서 3차원 레일 영상을 구현하여 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 전송하면, 상기 모니터링시스템에서 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링하고 데이터베이스화는 제어방법을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 열차시스템에서 영상촬영단계(S310)와 위치검출단계(S320)와, 환경검출단계(S330)와, 3차원영상구현단계(S340) 및, 데이터전송단계(S350)로 이루어진 열차시스템제어단계(S300)의 각 단계를 순차적으로 수행하여 3차원 레일 영상과 온도 분포 영상 및 위치 정보와 검측 환경 정보를 모니터링시스템으로 전송하면, 모니터링시스템에서 데이터수신단계(S410)와, 모니터링단계(S420)와, 지도데이터독출단계(S430)와, 모니터링표시경보단계(S440) 및, 모니터링데이터베이스단계(S450)로 이루어진 모니터링시스템제어단계(S400)를 순차적으로 수행하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 도4와 도13 및, 도16에서 도시되는 바와 같이, 열차시스템에서 3차원으로 변환한 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측한 후, 상기 모니터링 결과를 모니터링시스템으로 전송하여 모니터링표시경보부를 통해 나타내고 데이터베이스화하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
도4에 있어서 미설명 부호 (170)은 열차데이터베이스부, (171)은 열차검측데이터베이스부, (173)은 열차지도데이터베이스부, (180)은 열차표시경보부, (181)은 열차시각표시부, (183)은 열차청각표시부, (190)은 열차 영상처리부를 각각 나타낸 것이다.
또한 도13에 있어서 미설명 부호 (181a)는 지도 데이터 표시창, (181b)는 필터가 장착된 우측 CCD 카메라(111a')를 통해 촬영한 슬릿 무늬가 형성된 레일 영상, (181c)는 3차원 레일 영상 표시창, (181d)는 레일 온도 분포 영상, (181e, 181g)는 모니터링 상태를 나타내는 표시창, (181f)는 레이저 슬릿 광이 조사되는 레일의 일반 영상을 각각 나타낸 것이고, (181h)는 경보등, (183a)는 스피커, (121)은 운전자에 의해 조작되어 위급 상황임을 나타내는 신호를 중앙관제시스템으로 전송하는 비상 버튼, (122)는 작동 버튼, (123)은 정지 버튼, (171a)는 모니터링데이터베이스 메모리 카드 삽입구, (173a)는 지도데이터베이스 메모리 카드 삽입구, (111a1, 111a2, 115a)는 CCD 카메라 결착구, (113a)는 열화상카메라 결착구를 각각 나타낸 것이다.
또한, 도16은 상기와 같이 구성된 실시예의 제어방법을 나타낸 것으로 미설명 부호 (S500)는 열차시스템제어단계, (S510)는 영상촬영단계, (S520)은 위치검출단계, (S530)은 환경검출단계, (S540)은 3차원영상구현단계, (S550)은 모니터링단계, (S560)은 지도데이터독출단계, (S570)은 열차표시경보단계, (S580)은 열차데이터베이스단계, (S590)는 모니터링데이터전송단계, (S600)는 모니터링시스템제어단계, (S610)는 모니터링데이터수신단계, (S620)는 모니터링표시경보단계, (S630)는 모니터링데이터베이스단계를 각각 나타낸 것이다.
도 1 은 본 발명 "레일 모니터링 시스템"의 구성을 나타낸 구성도,
도 2 는 선출원 발명의 구성을 나타낸 블록도,
도 3 은 본 발명 "레일 모니터링 시스템" 중 열차시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 4 는 본 발명 "레일 모니터링 시스템" 중 열차시스템의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 5 는 본 발명 "레일 모니터링 시스템" 중 모니터링시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 6 은 본 발명 중 영상촬영부의 2차원 영상 촬영 방법을 나타낸 구성도,
도 7 은 본 발명 중 영상촬영부의 다른 2차원 영상 촬영 방법을 나타낸 구성도,
도 8 은 본 발명 중 영상촬영부의 또 다른 2차원 영상 촬영 방법을 나타낸 구성도,
도 9 는 본 발명 중 레이저 슬릿 광이 조사되는 레일을 필터를 통해 촬영한 것을 나타낸 도면,
도 10a, 도10b, 도10c 는 슬릿 무늬 및 무아레 무늬를 이용하여 영상을 촬영하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면으로,
도 10a 는 슬릿 광,
도 10b 는 슬릿 광이 조사된 영상,
도 10c 는 무아레 무늬가 형성된 영상,
도 11 은 본 발명 중 모니터링표시경보부의 구성을 나타낸 구성도,
도 12 는 본 발명 중 모니터링표시경보부의 레일 온도 분포 영상의 구성을 나타낸 구성도,
도 13 는 본 발명에 의한 구성 중 열차표시경보부의 구성을 나타낸 구성도,
도 14 은 본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 실시예를 나타낸 제어흐름도,
도 15 은 본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 실시예를 나타낸 제어흐름도,
도 16 는 본 발명 "레일 모니터링 시스템의 제어방법"의 또 다른 실시예를 나타낸 제어흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 열차시스템 110: 영상촬영부
111: 카메라부 111a, 111a': CCD 카메라
111b, 111b': 초점렌즈 111c, 111c': 줌렌즈
111d, 111d': 필터 111e, 111e': 격자
112: 슬릿광발생부 112a: 레이저빔발생기
112b: 제1렌즈(클리메이팅 렌즈) 112c: 제2렌즈(프로젝션 그레이팅 렌즈)
112d: 레이저 슬릿 광 113: 열화상촬영부
115: 일반영상촬영부 120: 열차조작스위치부
130: 열차무선통신부 140: 열차제어부
150: 위치검출부 151: GPS수신기
153: 자동항법장치 160: 환경검출부
170: 열차데이터베이스부 171: 열차검측데이터베이스부
173: 열차지도데이터베이스부 180: 열차표시경보부
181: 열차시각표시부 183: 열차청각표시부
190: 열차 영상처리부
200: 모니터링시스템 210: 모니터링표시경보부
211: 모니터링시각표시부 213: 모니터링청각표시부
220: 모니터링조작스위치부 230: 모니터링무선통신부
240: 모니터링제어부 250: 모니터링데이터베이스부
251: 모니터링검측데이터베이스부 253: 모니터링지도데이터베이스부
260: 모니터링영상처리부
S100: 열차시스템제어단계 S110: 영상촬영단계
S120: 위치검출단계 S130: 환경검출단계
S140: 검측데이터전송단계
S200: 모니터링시스템제어단계 S210: 검측데이터수신단계
S220: 3차원영상구현단계 S230: 모니터링단계
S240: 지도데이터독출단계 S250: 모니터링표시경보단계
S260: 모니터링데이터베이스단계
S300: 열차시스템제어단계 S310: 영상촬영단계
S320: 위치검출단계 S330: 환경검출단계
S340: 3차원영상구현단계 S350: 데이터전송단계
S400: 모니터링시스템제어단계 S410: 데이터수신단계
S420: 모니터링단계 S430: 지도데이터독출단계
S440: 모니터링표시경보단계 S450: 모니터링데이터베이스단계
S500: 열차시스템제어단계 S510: 영상촬영단계
S520: 위치검출단계 S530: 환경검출단계
S540: 3차원영상구현단계 S550: 모니터링단계
S560: 지도데이터독출단계 S570: 열차표시경보단계
S580: 열차데이터베이스단계 S590: 모니터링데이터전송단계
S600: 모니터링시스템제어단계 S610: 모니터링데이터수신단계
S620: 모니터링표시경보단계 S630: 모니터링데이터베이스단계

Claims (63)

  1. 열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영한 후, 상기 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
    하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  2. 열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
    하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  3. 열차에 설치되며 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고, 상기 모니터링 데이터를 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템; 및,
    하나 이상의 열차시스템에서 무선 전송하는 모니터링 데이터와 위치 정보를 수신하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
    레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
    상기 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
    상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영한 후 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 전송하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
    레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
    레일 영상 및 레일 검측 데이터 등을 저장하는 열차데이터베이스부;
    하나 이상의 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
    상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차데이터베이스부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하고, 데이터베이스화하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 열차시스템은,
    3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영부;
    레일 검측 위치를 검출하는 위치검출부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 열차조작스위치부;
    레일 모니터링 결과를 나타내는 열차표시경보부;
    레일 모니터링 결과를 저장하는 열차데이터베이스부;
    하나 이상의 모니터링시스템과 무선 통신을 수행하는 열차무선통신부; 및,
    상기 영상촬영부와, 위치검출부와, 열차조작스위치부와, 열차표시경보부와, 열차데이터베이스부와, 열차무선통신부의 동작을 제어하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링하여 나타내고, 데이터베이스화하며, 상기 모니터링 결과 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하도록 제어하는 열차제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차시스템은, 상기 열차제어부에 접속되어 레일 검측시의 측정 환경을 검출하는 환경검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  8. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차시스템은, 상기 열차제어부에 접속되어 레일 영상 및 레일 검측 데이터 등을 나타내는 열차표시경보부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 열차시스템은, 상기 열차제어부에 접속되어 레일 검측 데이터를 저장하는 열차데이터베이스부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  10. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차시스템은, 상기 열차제어부에 접속되어, 상기 영상촬영부를 통해 촬영하는 레일 영상을 분석하는 열차영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  11. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영부는,
    하나 이상의 카메라로 이루어져 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영하는 3차원기초영상촬영부; 및,
    하나 이상의 열화상 카메라로 이루어져 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 열화상촬영부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  12. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영부는,
    하나 이상의 카메라로 이루어져 3차원 레일 영상을 구현하기 위한 2차원 레일 영상을 촬영하는 3차원기초영상촬영부;
    하나 이상의 열화상 카메라로 이루어져 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 열화상촬영부; 및,
    하나 이상의 CCD 카메라로 이루어져 레일 상태에 대한 일반 영상을 촬영하는 일반영상촬영부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 3차원기초영상촬영부는, 각기 다른 위치에서 레일을 촬영하는 두 대 이상의 CCD 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 3차원기초영상촬영부는,
    슬릿 광을 레일에 조사하는 슬릿광발생부; 및,
    상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 촬영하는 카메라부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 3차원기초영상촬영부는,
    슬릿 광을 레일에 조사하는 슬릿광발생부; 및,
    상기 슬릿 광이 조사되는 레일을 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 촬영하는 카메라부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 슬릿광발생부는,
    레이저빔을 발생하는 레이저빔발생기;
    상기 레이저빔발생기에서 발생하는 광원을 원하는 크기의 점광원으로 변환하는 제1렌즈; 및,
    상기 제1렌즈에서 발생하는 점광원을 다수개의 슬릿 광으로 변환하는 제2렌즈;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 슬릿광발생부에서 레일에 조사하는 슬릿 광은 레이저광임을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 3차원기초영상촬영부에서 레이저 슬릿 광이 조사되는 레일을 촬영할 경우에는 특정 주파수 대역의 광을 통과시키는 필터를 통해 레일을 촬영함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 필터에서 통과시키는 특정 영역의 광은 레이저광의 주파수 대역임을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  20. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치검출부는, GPS 수신기 또는, GPS 수신기와 자동항법장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  21. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차표시경보부는,
    모니터링 결과를 시각적으로 나타내는 열차시각표시부; 및,
    모니터링 결과를 청각적으로 나타내는 열차청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  22. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차데이터베이스부는,
    모니터링 데이터를 저장하는 열차검측데이터베이스부; 및,
    열차 운행 노선에 대한 지도데이터가 저장되는 열차지도데이터베이스부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 열차데이터베이스부는 플래쉬 메모리 카드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  24. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  25. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  26. 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  27. 제 6 항에 있어서, 상기 열차제어부는, 3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태를 검측함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  28. 제 6 항에 있어서, 상기 열차제어부에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  29. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링시스템은,
    하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치부;
    레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
    레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
    상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터 베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  30. 제 2 항에 있어서, 상기 모니터링시스템은,
    하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치부;
    레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
    레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
    상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  31. 제 3 항에 있어서, 상기 모니터링시스템은,
    하나 이상의 열차시스템과 무선 통신을 수행하여 모니터링 데이터와 위치 정보 등을 수신하는 모니터링무선통신부;
    사용자에 의해 조작되는 하나 이상의 스위치로 이루어진 모니터링조작스위치 부;
    레일 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보부;
    레일 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스부; 및,
    상기 모니터링무선통신부와, 모니터링조작스위치부와, 모니터링표시경보부와, 모니터링데이터베이스부의 동작을 제어하여, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  32. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부에 접속되어, 상기 모니터링무선통신부를 통해 수신하는 레일 영상 및 레일 온도 분포 영상을 분석하는 모니터링영상처리부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  33. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링표시경보부는,
    모니터링 결과를 시각적으로 나타내는 모니터링시각표시부; 및,
    모니터링 결과를 청각적으로 나타내는 모니터링청각표시부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  34. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링데이터베이스부는,
    모니터링 데이터를 저장하는 모니터링검측데이터베이스부; 및,
    열차 운행 노선에 대한 지도데이터가 저장되는 모니터링지도데이터베이스부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  35. 제 29 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  36. 제 29 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  37. 제 29 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  38. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태 를 검측함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  39. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 레일 온도 분포에 대한 영상을 분석하여 레일 온도를 검측함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  40. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 레일 온도 분포에 대한 영상을 분석하여 레일의 이상 고온 점 및, 이상 저온 점을 검출함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  41. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부는, 상기 영상촬영부에서 촬영하는 영상을 분석하여 레일과 레일 사이의 거리인 궤간을 검측함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  42. 제 29 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링제어부에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림 정도, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템.
  43. 열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루 어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
    상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
    상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  44. 열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태 를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
    상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 상기 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
    상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  45. 열차에 설치되는 열차시스템과 원격지에 위치하는 모니터링시스템으로 이루어져, 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 상기 열차시스템을 통해 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 데이터베이스화하는 레일 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 레일 모니터링 시스템의 제어방법은,
    상기 열차시스템의 동작을 제어하여 3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하여 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환한 후, 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 모니터링 하여 나타내고 데이터베이스화하며, 상기 모니터링 결과를 위치 정보와 함께 모니터링시스템으로 무선 전송하는 열차시스템제어단계; 및,
    상기 모니터링시스템의 동작을 제어하여 하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 모니터링 결과 및 위치 정보 등을 수신하여 나타내고 데이터베이스화하는 모니터링시스템제어단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  46. 제 43 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계는,
    3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
    상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계; 및,
    상기 위치검출단계를 수행한 후 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 검측데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  47. 제 44 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계는,
    3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
    상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계;
    상기 위치검출단계를 수행한 후, 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영한 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계; 및,
    상기 3차원영상구현단계를 수행한 후 상기 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 모니터링시스템으로 무선 전송하는 데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  48. 제 45 항에 있어서, 상기 열차시스템제어단계는,
    3차원 레일 영상 구현을 위한 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포에 대한 영상을 촬영하는 영상촬영단계;
    상기 영상촬영단계를 수행한 후 레일 검측 위치를 검출하는 위치검출단계;
    상기 위치검출단계를 수행한 후, 상기 영상촬영단계를 수행하여 촬영한 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계;
    상기 3차원영상구현단계를 수행한 후 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
    상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 열차표시경보단계;
    상기 열차표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 열차데이터베이스단계; 및,
    상기 열차데이터베이스단계를 수행한 후 모니터링 데이터를 모니터링시스템으로 무선 전송하는 모니터링데이터전송단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  49. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치검출단계를 수행한 후 검측 환경을 검출하는 환경검출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  50. 제 45 항에 있어서, 상기 열차표시경보단계를 수행하기 전에 지도 데이터를 독출하는 지도데이터독출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  51. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영단계에서 2차원 레일 영상을 촬영할 경우에는, 2대 이상의 카메라를 사용하여 동일 지점 레일에 대해 각기 다른 촬영각도를 갖도록 레일을 촬영함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  52. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영단계에서 2 차원 레일 영상을 촬영할 경우에는, 슬릿 광을 레일에 조사한 후, 상기 슬릿 광이 조사되는 레일 상태를 촬영함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  53. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영단계에서 2차원 레일 영상을 촬영할 경우에는, 슬릿 광을 레일에 조사한 후, 무아레 무늬를 형성하는 격자를 통해 레일 상태를 촬영함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  54. 제 43 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상촬영단계에서 레일 온도 분포 영상을 촬영할 경우에는, 열차가 지나고 난 후 열차 통과로 인해 상승한 레일 온도를 열화상 카메라를 통해 촬영함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  55. 제 43 항에 있어서, 상기 모니터링시스템제어단계는,
    하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 2차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 검측데이터수신단계;
    상기 검측데이터수신단계를 수행한 후, 상기 검측데이터수신단계를 수행하여 수신하는 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환하는 3차원영상구현단계;
    상기 3차원영상구현단계를 수행하여 얻은 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
    상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보단계; 및,
    상기 표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  56. 제 44 항에 있어서, 상기 모니터링시스템제어단계는,
    하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상 및 위치 정보 등을 수신하는 데이터수신단계;
    상기 데이터수신단계를 수행한 후, 상기 데이터수신단계를 수행하여 수신하는 3차원 레일 영상과 레일 온도 분포 영상을 분석하여 레일 상태를 검측하는 모니터링단계;
    상기 모니터링단계를 수행한 후 모니터링 결과를 나타내는 모니터링표시경보단계; 및,
    상기 모니터링표시경보단계를 수행한 후 모니터링 결과를 저장하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  57. 제 45 항에 있어서, 상기 모니터링시스템제어단계는,
    하나 이상의 열차시스템에서 전송하는 모니터링 데이터를 수신하는 모니터링데이터수신단계;
    상기 모니터링데이터수신단계를 수행한 후, 상기 모니터링데이터수신단계를 수행하여 수신하는 모니터링 데이터를 나타내는 모니터링표시경보단계; 및,
    상기 모니터링표시경보단계를 수행한 후, 모니터링 데이터를 데이터베이스화하는 모니터링데이터베이스단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  58. 제 55 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링표시경보단계를 수행하기 전에 지도 데이터를 독출하는 지도데이터독출단계;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  59. 제 55 항에 있어서, 상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 촬영 각도가 다른 2개 이상의 2차원 레일 영상의 촬영각도로부터 카메라와 레일 사이의 거리를 산출하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  60. 제 55 항에 있어서, 상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 레일에 조사되는 슬릿 광의 굴곡을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  61. 제 55 항에 있어서, 상기 3차원영상구현단계에서 2차원 레일 영상을 3차원 레일 영상으로 변환할 경우에는, 무아레 무늬의 크로싱 간격을 높이 데이터로 변환하여 3차원 레일 영상을 구현함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  62. 제 55 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링단계에서 레일 상태를 모니터링 할 경우에는, 3차원 영상으로 구현한 레일 데이터와 정상 상태 레일 데이터를 비교하여 레일 상태를 검측함을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
  63. 제 55 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모니터링단계에서 검출하는 레일 상태는, 레일 온도, 레일 마모 발생 여부 및 발생 정도, 쉐일링 발생 여부 및 발생 정도, 크랙 발생 여부 및 발생 정도, 레일 상면 편평도, 수평 및 비틀림, 궤간 중 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 레일 모니터링 시스템의 제어방법.
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