KR20100015134A - 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템에 관한 것으로, 각 랙장치에 구비된 수신기 및 송신기와 연동되어 주파수를 감지하는 다수의 주파수 감지유닛을 감지 여부 및 주파수 강도를 통해 폐색 구간내의 레일 절손상태를 신속하게 파악하여 안전사고를 방지하고 신속한 보수가 이루어지도록 한 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명을 적용하면, 다수의 랙장치에 각각 구비된 송신기 및 수신기에 접속되어진 주파수 감지유닛으로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 레일의 절손여부 및 절손위치를 신속하게 판단하여 안전사고 발생을 최대한 방지하고, 정확하게 신속하게 레일 절손을 경보하여 보수할 수 있도록 한 장점이 있다.

레일 절손, 무절연 AF 궤도회로, 주파수 비교.

Description

주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템{SENSING APPARATUS OF RAIL DAMAGE USING OF FREQUENCY COMPARING}

본 발명은 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 각 랙장치에 구비된 수신기 및 송신기와 연동되어 주파수를 감지하는 다수의 주파수 감지유닛을 감지 여부 및 주파수 강도를 통해 폐색 구간내의 레일 절손상태를 신속하게 파악하여 안전사고를 방지하고 신속한 보수가 이루어지도록 한 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 초기의 열차운행에서는 수송량이 적은 관계로 열차의 운행빈도가 낮고, 열차의 운행속도가 저속이었던 관계로 이러한 열차를 감지하는 신호 제어기술은 주로 안전성만을 고려한 목적으로 개발되었다.

하지만, 최근의 열차운행은 대량 수송과 운행속도의 고속화를 추진하기 위해 컴퓨터 기술 및 전자, 전기공학기술을 철도분야에 도입함으로써 높은 신뢰성을 확보하면서 안전성을 기본으로 하는 신호제어기술이 사용되고 있다.

이러한 신호제어기술은 고속, 고밀도로 운행되는 열차의 안전운행을 가능하게 하였으며, 열차의 운용효율을 높이고 선로용량을 증대시켜 수송력 증강에도 향 상을 가져올 수 있었다.

그러나, 본선에서의 신호설비는 단순하여 신뢰성과 안정성은 높게 유지되고 있으나, 수많은 분기기가 구성된 역구내의 신호설비로는 그 안정성 및 신뢰성을 확보하기가 매우 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 역구내에서는 선로 분기점이 많으므로 열차의 안전운행을 위해 미리 설정된 연동규칙에 따라 현장기기를 연쇄적으로 동작시키며, 동작시 열차검지를 위해서 선로의 일부 구간을 전기회로의 일부분처럼 이용하는 바, 이를 궤도회로라 하고, 특히 선로의 일부 구간을 이용하게 되므로 AF 주파수(Audio Frequency: 가청주파수)를 이용한 AF주파수 궤도회로가 사용되게 된다.

이하, AF주파수 궤도회로를 직선 궤도회로에 사용할 경우에 대해 간략하게 기술하도록 한다.

먼저, AF주파수 궤도회로를 선로분기장치가 구성된 분기부에서 사용하지 않고, 직선 궤도회로에서 사용할 경우에는 평행하게 구성된 궤도레일을 통해 열차가 진행하게 되는 바, 이 열차가 어느 구간에 진입하였는 지를 알기 위해 양 궤도레일(5)을 연결하는 다수개의 절연조인트(미도시)를 통해 여러개의 구간으로 구간분리를 행하게 된다.

따라서, 이러한 절연조인트에 의해 분리된 구간별로 송신기 및 수신기를 각각 구성함으로써 그 송신기와 수신기사이에 열차검지를 위한 신호주파수인 AF 주파수를 발생시키고 그 주파수를 공진시켜 어떤 구간에 열차가 진입했는 지를 검지하게 된다.

즉, 열차가 점유하지 않은 구간에서는 송신기에서 발생시킨 AF 주파수를 동조장치에 의해 그대로 동조하여 수신하게 되나, 반대로 열차가 점유한 구간에서는 열차의 바퀴와 축이 레일을 단락하게 되므로, 송신기에서 발생시킨 AF 주파수를 동조장치에서 동조시키지 못하므로 수신기에 그 AF 주파수가 도달하지 못하므로 여차가 궤도회로(5)에 진입하였음을 인식할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 종래의 직선궤도 회로로 AF 궤도회로를 구성하게 되면, 구간분리를 위한 절연조인트를 물리적인 레일 절연으로 구성해야 되므로 설치시에 절연작업을 행하여야만 하고, 송수신기에서 케이블을 통해 송수신함으로써 레벨을 조정해야 하는 송수신기의 구성이 매우 복잡해지고, 조정작업 등이 어렵고, 절연조인트의 파손에 따른 회로의 오동작 및 소음, 진동 등이 심각한 문제가 되었다.

따라서, 최근에는 이러한 직선 궤도회로에 물리적 절연이 아닌, 전기적인 절연이나, 무절연 방식을 적용하여 구성함으로써 이러한 문제점을 해결하려는 시도를 행하고 있다.

그러나, 무절연 AF 궤도회로 시스템 역시 폐색 구간내의 레일 절손에 대해서는 감지가 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 각 랙장치에 구비된 수신기 및 송신기와 연동되어 주파수를 감지하는 다수의 주파수 감지유닛을 감지 여부 및 주파수 강도를 통해 폐색 구간내의 레일 절손상태를 신속하게 파악하여 안전사고를 방지하고 신속한 보수가 이루어지도록 한 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 철로변에 일정간격으로 이격되게 설치되며, 내부에 관제실 PC의 제어신호를 제공받아 이웃하는 다른 랙장치와 연동하여 데이터를 송수신하면서 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하고, 그 구동상태를 확인하도록 송신기 및 수신기가 구비된 무절연 궤도회로 랙장치에 있어서, 다수의 상기 랙장치 내부에 각각 구성된 상기 송신기 및 수신기에 각각 접속되어 레일을 통해 전달되는 AF 주파수 수신상태를 감지하기 위한 다수의 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)과; 상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)으로부터 주파수 감지정보를 수신받아 레일 절손여부 및 레일 절손 위치를 판단하는 관제실 PC(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 관제실 PC(10)는 그 내부에 다수의 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)에 대한 배치정보가 구비되어져 있으며, 각 주파수 감지유닛의 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손위치를 자동으로 파악할 수 있도록 한 DB 테이블 정보가 저장된 데이터 저장부(12)와; 상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 전송받은 주파수 감지결과에 따라 레일 절손 발생시 경보를 출력시키기 위한 경보 출력부(16)와; 상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손여부 및 절손위치를 DB테이블을 비교하여 자동으로 파악하고 경보발생을 제어하는 주파수 비교부(14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 관제실 PC(10)는 상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)으로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 레일의 절손여부 및 절손위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템은 다수의 랙장치에 각각 구비된 송신기 및 수신기에 접속되어진 주파수 감지유닛으로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 레일의 절손여부 및 절손위치를 신속하게 판단하여 안전사고 발생을 최대한 방지하고, 정확하게 신속하게 레일 절손을 경보하여 보수할 수 있도록 한 장점이 있다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 적용된 무절연 AF 궤도회로 시스템의 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템의 회로 구성을 도시한 블록구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템은 각 랙장치에 구비된 수신기 및 송신기와 연동되어 주파수를 감지하는 다수의 주파수 감지유닛을 감지 여부 및 주파수 강도를 통해 폐색 구간내의 레일 절손상태를 신속하게 파악하여 안전사고를 방지하고 신속한 보수가 이루어지도록 한 시스템이다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 적용된 무절연 AF 궤도회로 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 분기부를 중심으로 직선 궤도회로상의 좌측단과 우측단에는 각각 레일을 통해 전달되는 주파수를 감지하기 위한 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)이 구비되어져 있으며, 그 AF 주파수는 열차의 진행방향과 반대 방향으로 전송되게 된다.

이때, 분기부를 중심으로 직선 궤도회로상의 우측단에 구비된 제 4 주파수 감지유닛(HMU4)은 제 2 송신기(tx2)에서 발생된 AF 주파수를 공진시키기 위한 제 2 송신동조유닛(tu2’)이 상기 직선궤도회로의 양 레일과 각각 접속되어져 있으며, 상기 제 2 송신기(tx2)의 타측단은 전원공급부(PUS)와 접속되어져 있다.

또한, AF 주파수를 수신하여 동조됨으로써 제 2수신기(rx2)가 AF 주파수를 수신하도록 하는 제 2 수신동조유닛(tu1’)이 상기 직선궤도회로의 양 레일과 각각 접속되어져 있으며, 그 제 2수신기(rx2)의 타측단은 상기 전원공급부(PUS)에 접속되어져 있고, 상기 제 2수신기(rx2)는 주파수를 수신여부를 감지하기 위한 제 3 주파수 감지유닛(HMU3)과도 접속되어져 있다.

이러한 제 3, 4 주파수 감지유닛(HMU3, HMU4)으로부터 분기부를 기준으로 일정거리 좌측으로 이격된 위치에는 또 다른 제 1, 2 주파수 감지유닛(HMU1, HMU2)이 구성되어져 있는 바, 그 제 1, 2 주파수 감지유닛(HMU1, HMU2)도 마찬가지로, 제 1송신기(tx1) 및 제 1수신기(rx1)에서 발생된 AF 주파수를 공진시키기 위한 제 1송신동조유닛(tu1) 및 제 1수신동조유닛(tu1)이 상기 직선궤도회로(5)의 양 레일과 각각 접속되어져 있으며, 상기 제 1 송신기(tx1) 및 제 1 수신기(rx1)의 타측단은 전원공급부(PUS)와 접속되어져있고, 상기 제 1 송신기(tx1) 및 제 1 수신기(rx1)는 제 1, 2 주파수 감지유닛(HMU1, HMU2)와도 접속되어져 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템은 T1구간 및 T2 구간에서 궤도를 검지하기 위해, 제 1, 2송신기(tx1, tx2)에서 AF 주파수를 발생시키고, 그 주파수를 제 1, 2 송신동조유닛(tu2, tu2')에서 공진시킨다.

그러면, 그 공진 주파수는 제 1, 2 수신동조유닛(tu1, tu1')에 인가되고, 저 임피던스를 제공함으로써 T1과 T3 구간의 궤도회로를 분리시킨다. 따라서, AF 궤도회로 주파수는 T1구간으로부터 T2 구간으로 전송되게 된다. 그 전송 주파수인 AF 주파수는 T1구간인 제 1, 2 수신동조유닛(tu1, tu1')의 동조를 통해 제 1, 2수신기(rx1, rx2)로 전송되며, 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)이 구동되어 궤도회로를 검지하게 된다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템에서 레일을 따라 송신되는 무절연 AF 주파수는 무지향성 주파수이므로, 복수의 평행한 레일을 따라 좌측과 우측으로 전달되는 바, 만약 레일상 소정부에 도 1과 같이 레일 절손지점(2)이 생성된 경우라면 레일을 따라 송신되는 무절연 AF 주파수는 상 기 제 3, 4 주파수 감지유닛(HMU3,HMU4)을 통해 인가되어 주파수가 감지되지만, 반면에 제 1, 2 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2)을 통해서는 주파수가 감지되지 않으므로 상기 제 2 주파수 감지유닛(HMU2)과 제 3 주파수 감지유닛(HMU3)의 사이에 구비된 레일상에 절손이 발생되었음을 판단할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템은 상기 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)으로부터 주파수 감지정보를 수신받아 레일 절손여부 및 레일 절손 위치를 판단하는 관제실 PC(10)가 제공되는 바, 그 관제실 PC(10)는 단지 관제실에 위치된 PC를 이르는 것이 아니고 표시 제어부(미도시)가 위치된 기계실이나 운용실에 위치된 PC를 포괄적으로 일컫는 PC이다.

또한, 상기 관제실 PC(10)는 다수의 상기 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)에 대한 배치정보가 구비되어져 있으며, 각 주파수 감지유닛의 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손위치를 자동으로 파악할 수 있도록 한 DB 테이블 정보가 저장된 데이터 저장부(12)가 구비되어져 있다.

또, 상기 관제실 PC(10)에는 상기 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 전송받은 주파수 감지결과에 따라 레일 절손 발생시 경보를 출력시키기 위한 경보 출력부(16)가 구비되어져 있고, 상기 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손여부 및 절손위치를 DB테이블을 비교하여 자동으로 파악하고 경보발생을 제어하는 주파수 비교부(14)가 구비되어져 있다.

상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템에 구비된 상기 관제실 PC(10)는 상기 제 1, 2, 3, 4 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 주파수 감지정보를 수신받고, 각 랙장치로부터 주파수 발생정보를 수신받는다.

그 상태에서, 상기 관제실 PC(10)는 랙장치로부터 정상적인 주파수 발생정보가 수신되었음에도 불구하고, 각 랙장치의 특정 주파수 감지유닛(예컨대, 상기 제 3, 4 주파수 감지유닛(HMU3,HMU4))을 통해 주파수 감지정보가 수신되었지만, 반면에 제 1, 2 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2)을 통해서는 주파수가 감지되지 않은 경우라면, 상기 관제실 PC(10)는 레일 절손이 발생하였음을 인지할 수 있고, 상기 관제실 PC(10)는 상기 데이터베이스(12)에 저장된 주파수 감지유닛의 배치도 및 주파수 감지정보의 DB 테이블을 통해 절손 위치를 판단할 수 있다.

도 1의 배치도인 경우라면, 상기 관제실 PC(10)는 상기 제 2 주파수 감지유닛(HMU2)과 제 3 주파수 감지유닛(HMU3)의 사이에 구비된 레일상에 절손이 발생되었음을 판단할 수 있으며, 상기 관제실 PC(10)는 경보출력부(16)를 통해 운용자나 보수자에게 레일 절손발생에 대한 경보를 신속하게 발생시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템이 적용된 무절연 AF 궤도회로 시스템의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템의 회로 구성을 도시한 블록구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

HMU1,HMU2,HMU3,HMU4:제 1,2,3,4 주파수 감지유닛,

10:관제실 PC, 12:데이터저장부,

14:주파수 비교부, 16:경보출력부,

rx1,rx2:제1, 2수신기, tx1,tx2:제1, 2송신기.

Claims (3)

1. 철로변에 일정간격으로 이격되게 설치되며, 내부에 관제실 PC의 제어신호를 제공받아 이웃하는 다른 랙장치와 연동하여 데이터를 송수신하면서 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하고, 그 구동상태를 확인하도록 송신기 및 수신기가 구비된 무절연 궤도회로 랙장치에 있어서,

   다수의 상기 랙장치 내부에 각각 구성된 상기 송신기 및 수신기에 각각 접속되어 레일을 통해 전달되는 AF 주파수 수신상태를 감지하기 위한 다수의 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)과;

   상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)으로부터 주파수 감지정보를 수신받아 레일 절손여부 및 레일 절손 위치를 판단하는 관제실 PC(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 관제실 PC(10)는 그 내부에 다수의 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)에 대한 배치정보가 구비되어져 있으며, 각 주파수 감지유닛의 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손위치를 자동으로 파악할 수 있도록 한 DB 테이블 정보가 저장된 데이터 저장부(12)와;

   상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 전송받은 주파수 감지결과에 따라 레일 절손 발생시 경보를 출력시키기 위한 경보 출력부(16)와;

   상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)로부터 주파수 감지정보 및 감지 유닛의 고유번호 정보를 수신받아 주파수 감지결과에 따라 레일의 절손여부 및 절손위치를 DB테이블을 비교하여 자동으로 파악하고 경보발생을 제어하는 주파수 비교부(14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 관제실 PC(10)는 상기 주파수 감지유닛(HMU1,HMU2,HMU3,HMU4)으로부터 주파수 감지정보 및 감지유닛의 고유번호 정보를 수신받아 레일의 절손여부 및 절손위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 주파수 비교를 통한 레일 절손 검출시스템.

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