KR20110082400A

KR20110082400A - 열차 일상검사장치

Info

Publication number: KR20110082400A
Application number: KR1020100002360A
Authority: KR
Inventors: 김봉택; 김효상
Original assignee: 김봉택; 김효상
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2011-07-19

Abstract

통상의 열차 일상 검지장치에 있어서, 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하여 차륜찰상을 검지하는 차륜찰상검지부; 차륜찰상검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜의 찰상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차의 제륜자를 촬영한 디지털 영상을 검지하는 제륜자이상 검지부와; 제륜자이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 제륜자의 마모정도 여부에 따라 이상유무를 판단하는 제3제어부와; 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 검지하는 차륜형상 검지부와; 차륜형상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 형상의 변형 여부를 판단하는 제4제어부와; 제1, 제2, 제3 및 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보 및 차륜형상 변형정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송하는 통합관리부; 및 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치가 개시된다.

Description

열차 일상검사장치{An abnormality Detectingy system of Railroad Cars}

본 발명은 열차 일상검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도차량의 차륜찰상, 팬터그래프, 제륜자, 차륜형상 등의 이상여부에 대한 정보를 통합적으로 관리할 수 있도록 하는 열차 일상검사장치에 관한 것이다.

지하철이나 기차와 같은 열차는 동력원으로 전기에너지를 이용하고 있고, 이러한 전기에너지를 공급해주기 위해서 철로 위에 전기공급선을 가설하고 전동차에 전기공급선과 접촉되는 팬터그래프를 설치하여 전기공급선을 흐르고 있는 전기가 팬터그래프를 통해 전동차로 공급되도록 하고 있다.

전동차는 빠른 속도로 달리기 때문에 팬터그래프와 전기공급선의 마찰이 발생하고 이러한 마찰로 인해 팬터그래프와 전기공급선과의 접촉부분인 집전판이 마모가 생기게 된다.

열차의 계속적인 운행에 의해 집전판은 계속 마모가 되어 결국에는 집전판이 모두 마모되어 전동차가 전기공급을 받을 수 없게 된다.

따라서 전동차의 집전판은 일정한 운행시간이 경과하면 교체를 해주어야 하는데, 이러한 교체작업을 위하여 전동차 관리자는 수시로 전동차의 지붕위로 올라가 집전판의 마모정도를 체크해야 하며, 또한 언제 어떤 열차를 체크하였는지를 지속적으로 관리해야만 한다.

그런데, 이와 같이 관리자가 열차의 지붕위로 올라가 집전판의 마모상태를 확인하는 것은 매우 번거롭고 불편하며, 각 열차마다 그 마모정도가 다르므로 어떤 열차를 언제 체크해야 하는지를 관리하는 것도 많은 시간과 인력을 필요로 한다.

또한, 지하철이나 기차와 같은 전동차에 있어서, 운행시, 특히 제동 시에 차륜과 노면의 마찰 결과 발생되는 차륜의 찰상은 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라, 굉음 등을 발생시키는 주된 요인이 되고 있다. 따라서 이러한 차륜의 찰상을 신속하게 검사하여 검차기지에서는 해당 열차의 차륜을 교체하던지 기존에 기록되어 있던 정보를 업그레이드해주어야 한다.

한편, 철도차량의 경우, 비가 많이 오거나, 눈이 많이 오는 악조건, 더운 날씨 또는 추운 날씨 상관없이 1년 365일 필요시에는 항상 운행되고 있으며, 따라서 항상 정상 운행할 수 있는 상태를 유지해야만 한다.

따라서 상술한 팬터그래프나 차륜찰상뿐만 아니라, 철도차량의 운행시 안정성을 담보하여 주는 제륜자의 이상여부를 확인할 필요가 있으며, 또한 차륜의 찰상 뿐만 아니라, 차륜의 크랙이나 파손을 감지하기 위하여 차륜의 형상의 이상 여부 또한 확인 및 판단을 하여야 하는데, 이러한 점검요소들을 종래에는 관리자가 육안으로 확인하는 수준으로 이상여부를 확인 및 판단하고 있기 때문에, 그 관리가 체계적이지 못할 뿐만 아니라, 관리에 따른 인적비용은 물론 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 차륜찰상, 팬터그래프, 제륜자 및 차륜형상을 각각 독립적으로 자동 검사하여 그 이상여부를 감지하여 체계적으로 관리할 수 있도록 개선된 열차 일상검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 일상검사장치는, 통상의 열차 일상 검지장치에 있어서, 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하여 차륜찰상을 검지하는 차륜찰상검지부; 상기 차륜찰상검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜의 찰상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차의 제륜자를 촬영한 디지털 영상을 검지하는 제륜자이상 검지부와; 상기 제륜자이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 제륜자의 마모정도 여부에 따라 이상유무를 판단하는 제3제어부와; 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 검지하는 차륜형상 검지부와; 상기 차륜형상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 형상의 변형 여부를 판단하는 제4제어부와; 상기 제1, 제2, 제3 및 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보 및 차륜형상 변형정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송하는 통합관리부; 및 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량 본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차륜찰상검지부는, 열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와; 차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부; 및 압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 차륜형상 검지부는, 열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와; 열차 통과를 파단하는 열차통과 검지부와; 차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부와; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부와; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜으로 레이저광을 조사하고 차륜에서 반사되어 되돌아오는 레이저광을 검지하는 레이저정보 검지부; 및 압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 통합관리부는, 상기 제1 내지 제4제어부로부터 이상정보를 수신하기 위한 통합관리측 데이터수신부와; 상기 제1 내지 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜찰상 정보, 팬터그래프 이상정보, 차륜형상 정보, 제륜자 이상정보를 저장하고 관리하는 통합관리용 저장관리부와; 상기 통합관리용 저장관리부에서 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 입력장치, 인쇄장치 및 모니터와; 상기 통합관리용 저장관리부에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 통합관리용 데이터전송부;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 열차 자동 일상 검사장치에 따르면, 철로 차량의 차륜찰상, 팬터그래프, 제륜자, 차륜형상의 이상상태를 각각 독립적으로 확인한 뒤 이를 종합적으로 저장하고 관리할 수 있으므로 열차에 대한 이상정보를 각각 별개의 시스템에 의해 관리하는 종래의 기술에 비하여, 1편성 열차에 대한 각 부분의 이상여부를 단일시스템을 이용하여 통합적으로 관리할 수 있고, 각 열차에 대한 이력 역시 통합관리가 가능하다는 이점이 있다.

특히, 이러한 각각의 열차에 대한 통합관리뿐만 아니라 차량기지의 여러 열차에 대해서도 단일시스템을 이용한 통합관리가 가능하다는 장점이 있다.

이러한 열차의 통합적인 이력관리를 통하여 관리자는 편리하게 각 열차별 수리시기를 점검할 수 있고, 이러한 점검을 통하여 열차의 서로 다른 부분의 이상을 검지하기 위한 장치를 단일시스템으로 구성함으로써 장치의 구성을 보다 간소화할 뿐만 아니라 장치를 구현하는데 드는 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 이러한 차륜찰상 이상정보, 차륜형상 이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보를 원격지의 감시자에게 열차식별번호와 함께 제공해주고, 차량관리자에게 이메일 또는 문자나 음성메시지를 전송하여 차량의 이상여부를 즉시 알수 있도록 함으로써 차량의 이상 발생시 보다 신속하고 정확하게 대응할 수 있도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 일상검사장치를 나타내 보인 개략적인 구성도.
도 2는 제륜자이상 검지부에서 검지된 데이터의 처리 상태를 나타내 보인 도면.
도 3은 차륜찰상검지부와 팬터그래프이상 검지부의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 제륜자이상검지부와 차륜형상 검지부의 구성을 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차 일상검사장치를 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 일상검사장치는, 차륜찰상 검지부(100)와, 제1제어부(110)와, 팬터그래프이상 검지부(120)와, 제2제어부(130)와, 제륜자이상 검지부(140)와, 제3제어부(150)와, 차륜형상 검지부(160)와, 제4제어부(170)와, 통합관리부(200)와, 원격감시부(300)와, 이메일 및 메시지 서비스부(400)를 구비한다.

상기 차륜찰상 검지부(100)는 열차번호인식부(101)와, 차량통과검지부(102)와, 차륜통과인식부(103) 및 디지털 영상검지부(104), 카메라 자동청소부(105)를 구비한다.

열차번호인식부(101)는 전동차의 차량에 부착되어 차량마다의 고유의 식별ID가 주어지는 ID태크와 이러한 ID태그의 식별ID를 원격으로 검사하여 판독하는 ID판독부를 구비한다. ID태그는 열차의 옆면 또는 밑면에 부착되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 열차의 앞부분이나 지붕에 부착되는 것도 가능하다. ID태그에는 태그가 부착된 열차를 다른 열차와 식별되도록 하는 고유의 식별번호가 입력되며, ID판독부는 이러한 ID태그에 입력된 열차의 식별번호를 판독하여 현재 지나가는 열차가 어느 열차인지를 인식하고, 그러한 정보가 통합관리부(200)에서 차륜찰상 검지부(100), 팬터그래프이상 검지부(120), 제륜자이상 검지부(140), 차륜형상 검지부(160) 각각에서 검지된 정보와 결합 될 수 있도록 한다.

상기 차량통과검지부(102)는 센서에 의해 차량의 통과여부를 판단하는데, 여기서 센서는 초음파센서를 이용하거나 이미지센서, 마크센서, 레이저센서 등의 다양한 센서들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 차륜통과인식부(103)는 근접센서를 이용하여 차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단한다.

상기 디지털영상 검지부(104)는 차륜통과인식부(103)에서 차륜의 통과가 인식되면, 차륜부분의 영상을 획득한다.

여기서 디지털영상 검지부(104)에 의한 영상의 획득은 두 가지 방법을 이용할 수 있다.

하나는, CCD 카메라에 의해 영상을 획득하고, 여기서 획득한 영상을 콘트롤러에서 디지털 처리를 위해 사용할 수 있는 데이터 형태로 처리해주는 그래버를 두어 구현하는 방법이다. 다른 방법은 별도의 그래버를 두지 않고, 카메라 자체에서 디지털 영상처리를 하는 DSP(Digital Signal Processing) 기능이 포함되어 있는 디지털카메라를 이용하여 영상을 획득하는 방법이다.

본 발명의 실시예에서는 별도의 그래버보드를 두지 않고도 카메라 자체에서 영상을 획득하면서 동시에 디지털 처리가 가능하도록 영상데이터를 가공하는 DSP기능을 내장하는 디지털카메라를 이용하여 영상을 획득한다.

본 발명의 실시예의 경우, 차륜통과 인식부(103)에 의해 차륜이 카메라에 근접한 것이 확인되면, 카메라가 작동하여 차륜을 촬영하여 영상을 획득한다. 이때, 카메라는 차량의 양쪽 차륜 각각을 촬영하여 영상을 획득할 수 있도록 철로를 사이에 두고 양쪽에 적어도 하나씩 설치된다.

상기 제1제어부(110)는 차륜이상 검지부(100)로부터 전송받은 디지털 영상을 기준영상(기준데이터)과 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜찰상 여부를 판단한다. 이러한 제1제어부(110)는 차륜찰상 판단제어부(111)와, 제1데이터 전송부(112)를 구비한다. 상기 차륜찰상 판단제어부(111)는 열차번호인식부(101), 차량통과검지부(102), 차륜통과인식부(103), 디지털영상 검지부(104) 등에 전기적으로 연결되어 있으며, 차륜찰상 검지부(100)에서 얻어진 디지털영상을 판독하여 차륜의 마모에 따른 찰상여부를 판단한다.

즉, 상기 차륜찰상 판단제어부(111)는 디지털영상 검지부(104)에서 전송받은 디지털 영상을 판독하여 차륜의 찰상여부를 판단하게 되는데 차륜의 마모정도를 점검하는 방법은 다음과 같다.

먼저 카메라의 계측영역을 설정하고, 계측된 영역에 대한 명암을 대비시켜 차륜의 경계선 부분의 라인을 검출한다. 다음은 아직 전혀 마모가 발생하지 않은 차륜의 외경을 확인할 수 있는 원호상의 라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 차륜의 외경 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 차륜의 외경 즉, 마모정도를 측정하게 된다.

상기 제1데이터 전송부(112)는 차륜찰상 판단제어부(111)에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

또한, 상기 차륜찰상 검지부(100)는 카메라 자동청소부(105)를 더 구비할 수 있다. 상기 카메라 자동청소부(105)는 한 개 또는 다수 개의 공기분사노즐로 구성된다. 압축된 공기를 공기분사노즐을 통해 분사시켜 카메라의 렌즈에 부착되어 있는 먼지와 같은 이물질을 제거할 수 있다. 즉, 디지털 영상검지부(104)의 각 카메라마다 카메라의 렌즈 주변에 공기분사노즐을 설치하여 필요시 공기분사노즐을 통해 공기를 분사시켜 카메라를 청소하는 것이다.

상기 차륜찰상 판단제어부(111)는 카메라 자동청소부(105)를 설정된 시간이 되면 구동 제어하여 카메라를 자동으로 청소하도록 할 수도 있고, 차량통과검지부(102)에서 열차 통과가 검지되면, 카메라로 차륜을 촬영하기 전에 청소하도록 제어할 수도 있다.

상기 팬터그래프이상 검지부(120)는 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 것으로서, 열차번호인식부(121), 열차통과인식부(122), 팬터그래프인식부(123), 디지털영상 검지부(124), 카메라 자동 청소부(125)를 구비한다.

상기 열차번호인식부(122)는 앞서 설명한 차륜찰상 검지부(100)의 열차번호인식부(101)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 방법에 의해서 통과하는 열차가 어느 열차인지 확인할 수 있다.

상기 열차통과인식부(122)는 센서에 의해 차량의 통과여부를 판단하는데, 여기서 센서는 초음파센서를 이용하거나, 이미지센서, 마크센서, 레이저센서 등의 다양한 센서들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 팬터그래프인식부(123)는 센서를 이용하여 팬터그래프의 통과여부를 판단한다. 본 발명의 실시예에서는 광전센서를 이용하여 팬터그래프가 지나가지 않은 경우에는 광전센서의 투사부로부터 투사된 빛이 수광부로 입력되어 있는 상태가 되고, 팬터그래프가 센서를 통과하는 경우에는 광전센서의 투사부로부터의 투사된 빛이 팬터그래프에 의해 차단되어 수광부로 입력되지 않게 되는 방식을 이용하여 팬터그래프 통과여부를 판단한다. 다만, 광전센서 외에 팬터그래프를 인식할 수 있는 다른 어떤 종류의 센서를 이용하는 것도 가능하다.

상기 디지털영상 검지부(124)는 앞서 설명한 차륜찰상 검지부(100)의 디지털영상검지부(104)와 같이 CCD카메라 또는 디지털카메라를 이용하여 디지털영상을 획득할 수 있다. 본 발명의 실시예의 경우, 디지털영상 검지부(124)는 두 대의 디지털카메라를 이용하여 팬터그래프를 촬영한 디지털영상을 획득할 수 있다. 두 대의 카메라 중에서 하나는 팬터그패프 인식부(123)에서 팬터그래프의 첫 번째 집전판이 카메라에 접근했다는 것을 인식하면, 카메라가 작동하여 팬터그래프의 앞쪽에 장착된 집전판의 영상을 획득하고 다시 팬터그래프인식부(123)에서 팬터그래프의 뒤쪽의 집전판이 카메라에 접근했다는 것을 인식하면, 다시 카메라가 작동하여 팬터그패프 뒤 쪽의 집전판의 영상을 획득한다.

상기 카메라 자동청소부(125)도 앞서 설명한 카메라 자동청소부(105)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 동작에 의해 디지털영상 검지부(124)의 카메라 각각의 렌즈를 자동으로 청소할 수 있다.

상기 제2제어부(130)는 디지털 영상검지부(124)로부터 전달받은 디지털영상을 판독하여 팬터그래프의 이상여부를 판독하는 팬터그래프이상 판단제어부(131)와, 제2데이터 전송부(132)를 구비한다.

상기 팬터그래프이상 판단제어부(131)는 열차번호 인식부(121)와, 열차통과 인식부(122)와, 팬터그래프 인식부(123)와, 디지털영상 검지부(124), 카메라 자동청소부(125)와 전기적으로 연결된다.

상기 팬터그래프이상 판단제어부(123)는 디지털영상 검지부(124)에서 전송받은 디지털 영상에서 명암을 대비시켜 집전판의 경계선 부분의 라인을 검출하고, 다음은 전혀 마모가 발생하지 않은 집전판의 두께를 확인할 수 있는 상부와 하부의 경계선라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 집전판의 상부 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 집전판의 두께 즉, 마모정도를 측정하고, 그 측정된 마모정도가 기준두께를 넘을 경우 팬터그래프 이상으로 판단한다.

상기 제2데이터 전송부(132)는 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

상기 제륜자이상 검지부(140)는 열차의 제륜자를 촬영한 디지털영상을 판독하고, 상기 제3제어부(150)는 제륜자이상 검지부(140)에서 전송받은 디지털영상을 기준영상과 비교하여 제륜자의 마모정도에 따라 제륜자의 이상여부를 판단한다.

상기 제륜자이상 검지부(140)는 열차번호 인식부(141)와, 차륜통과 인식부(142), 디지털영상 검지부(143) 및 카메라자동 청소부(144)를 구비한다.

상기 열차번호 인식부(141)는 앞서 설명한 열차번호 인식부(101,121)와 동일한 구성과 동일한 동작을 한다. 차륜통과 인식부(142)는 앞서 설명한 차륜통과 인식부(103,122)와 같이 근접센서 등을 이용하여 열차가 진동센서에 근접하고 있음을 인식한다.

상기 디지털영상 검지부(143)는 차량의 양측 차륜을 각각 촬영할 수 있도록 적어도 2개 이상의 카메라를 포함하고, 상기 카메라는 CCD 카메라 또는 디지털 카메라일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 디지털카메라를 사용하여 실시간으로 디지털영상을 획득할 수 있다. 상기 차륜통과 인식부(142)에서 차륜의 통과가 인식되면, 그 인식된 정보를 근거로 하여 디지털영상 검지부(143)가 동작하여 차륜을 촬영하여 디지털영상을 획득한다.

상기 카메라자동 청소부(144)는 디지털영상 검지부(143)의 카메라들의 렌즈로 압축공기를 분사하여 자동으로 청소하며, 그 청소시간이나 청소동작 여부는 제3제어부(150)에 의해 제어된다.

상기 제3제어부(150)는 제륜자이상 판단제어부(151)와, 제3데이터전송부(152)를 구비한다.

상기 제륜자이상 판단제어부(151)는 디지털영상 검지부(143)로부터 전달된 디지털영상에서 카메라의 계측영역을 설정하고, 계측된 영역에 대한 명암을 대비시켜 제륜자의 좌우측 경계선 부분의 라인을 검출한다. 그리고 마모가 발생하지 않은 제륜자의 좌우 두께를 확인할 수 있는 경계선라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 제륜자의 좌우측 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 제륜자의 마모정도를 측정하게 된다. 여기서 제륜자이상 판단제어부(151)는 측정된 제륜자의 마모정도에 따라서 '마모한계; 제륜자에 설정된 마모한계에 달한 제륜자', '편마모; 제륜자에 편마모 이상', '탈출; 제륜자에 이탈 발생', '미측정; 제륜자의 두께 측정이 영상처리에 의해 확인 불가', '정상; 제륜자에 이상이 없는 것' 등과 같이 분류하여 판단할 수 있게 된다. 그리고 제륜자이상 판단제어부(151)는 디지털영상 검지부(143)로부터 전달된 디지털영상을, 측정된 제륜자 두께, 제륜자 마모한계(기준두께), 측정결과, 측정시간, 편성번호, 차호, 제륜자 타입 등과 같은 정보와 함께 처리하여 제3데이터 전송부(152)를 통해 통합관리부(200)로 전송할 수 있다. 따라서 통합관리부(200)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 촬영된 제륜자의 영상 및 각종 측정정보를 함께 저장하여 관리할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 실시예에서는 디지털영상을 획득 및 판독하여 제륜자의 이상여부를 단단하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 제륜자에 초음파센서를 설치하고, 설치된 초음파센서에서 검지된 초음파의 주파수대역을 기준주파수대역과 비교하여 제륜자의 마모정도 또는 크랙발생여부 등을 검지할 수 있게 된다.

상기 차륜형상 검지부(160)는 열차번호인식부(161)와, 열차통과검지부(162), 차륜통과인식부(163), 디지털영상 검지부(164), 카메라 자동청소부(165), 레이저정보 검지부(166)을 구비한다.

상기 열차번호인식부(161)와 차량통과검지부(162), 차륜통과인식부(163), 디지털영상 검지부(164) 및 카메라 자동 청소부(165)는 앞서 설명한 차륜찰상 검지부(100), 팬터그래프이상 검지부(120) 및 제륜자이상 검지부(140)의 구성요소들과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 동일한 기능을 할 수 있다. 여기서, 디지털영상 검지부(164)에서는 차륜통과인식부(163)에서 차륜이 통과한 것이 인식되면, 차륜을 촬영하고, 촬영된 영상정보는 상기 제4제어부(170)의 차륜형상 판단제어부(171)로 전송되어 판독할 수 있도록 한다.

따라서 차륜형상 판단제어부(171)에서는 디지털영상 검지부(164)에서 전송된 영상을 기준영상과 비교하여 차륜형상이 기준영상과 기준치 이상으로 변형되었는지를 판단할 수 있다. 즉, 기준영상에서는 차륜의 형상이 정 원형이고, 촬영되어 전송된 영상이 기준영상인 정 원형의 외곽선과 비교하였을 때, 외측으로 돌출되거나, 또는 내측으로 함몰된 부분이 있는지 비교하여 차륜의 형상을 확이할 수 있게 된다.

또한, 상기 레이저정보 검지부(166)는 차륜통과 인식부(163)에서 차륜의 통과가 인식되면, 차륜부분으로 레이저조사부에서 레이저광을 조사하고, 차륜에서 반사되어 되돌아오는 레이저광을 수광하는 레이저광 수광부를 구비함으로써, 되돌아 오는 광량을 검지하게 된다. 검지된 레이저광 정보는 차륜형상 판단제어부(171)로 전달된다.

따라서 상기 차륜형상 판단제어부(171)에서는 레이저정보 검지부(166)에서 전달된 레이저 수신광에 대한 정보를 기준데이터와 비교하여 그 차이 정도에 따라서 차륜표면의 흠집 발생정도를 판단하여 차륜의 형상에 이상이 있는지 여부를 판단하게 된다. 즉, 차륜에 흠집이 발생될 경우, 그 흠집이 발생된 부분으로 조사된 레이저광을 정상적으로 반사되어 되돌아오지 않고 손실되거나, 되돌아오더라도 그 광량에 큰 차이를 가지게 되므로, 그 광량의 차이값에 따라서 차륜의 흠집 발생정도 즉, 형상의 변형을 판단할 수 있게 된다.

상기 제4제어부(170)는 차륜형상 판단제어부(171)와, 제4데이터 전송부(172)를 구비한다. 상기 차륜형상 판단제어부(171)는 앞서 설명한 바와 같이, 디지털영상 검지부(164)에서 전송된 차륜 촬영영상을 판독하여 차륜형상의 변형여부를 판단하고, 레이저정보 검지부(166)에서 전송된 레이저광 정보를 파독하여 차륜형상의 변형 내지 차륜의 파손, 흠집 등의 유무를 판단하게 된다.

상기 제4데이터 전송부(172)는 차륜형상 판단제어부(171)에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

상기 통합관리부(200)는 통합관리측 데이터수신부(210)와, 통합관리용 저장관리부(220)와, 통합관리용 데이터전송부(230), 입력장치(240), 프린터(250) 및 모니터(260)을 구비한다.

통합관리측 데이터수신부(210)는 차륜찰상 검지부(100), 팬터그래프이상 검지부(120), 제륜자이상 검지부(140) 및 차륜형상 검지부(160) 각각에서 검지된 열차의 번호 및 열차의 이상정보 데이터를 각각의 데이터 전송부(112,132,152,172)를 통해 전송받아 각 열차별 이상정보를 취합하고, 저장 관리한다. 즉, 열차번호인식부에서 획득된 열차의 식별번호와, 식별번호 획득 후 차륜의 진동정보, 차륜의 찰상정보, 검지된 팬터그래프정보, 제륜자이상 정보, 차륜형상 정보를 결합하여 해당 열차의 차륜찰상, 팬터그래프이상, 제륜자이상, 차륜형상의 이상정보를 기록한 후 이를 저장한다. 이를 통하여 각 열차별 차륜찰상, 팬터그래프, 제륜자, 차륜형상의 상태에 대한 이력을 독립적으로 작성하여 저장한다. 이렇게 저장된 각 열차별 이력정보를 이용하여 관리자는 편리하게 각각 열차별 수리시기를 점검할 수 있고, 이러한 점검을 통하여 열차의 안전을 확보할 수 있다.

또한 통합관리부(200)는 이렇게 저장된 정보를 인터넷 등의 데이터전송통신망을 통해 원격감시부(300)와 이메일 및 메시지서비스부(400)로 전송한다.

통합관리용 데이터전송부(230)는 통합관리용 저장관리부(220)에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 것이고, 입력장치(240), 프린터(250) 및 모니터(260)는 통합관리부(200)에서 필요한 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 것이다.

상기 원격감시부(300)는 통합관리부(200)로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부(200)와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하며, 원격에서 컴퓨터를 이용하여 데이터전송통신망에 연결하여 감시를 할 수 있도록 구현된다.

원격감시부(300)는 원격감시용 데이터수신부(310)와, 원격감시용 콘트롤러(320)와, 입력장치(340), 프린터(350) 및 모니터(360)를 구비한다. 원격감시용 데이터수신부(310)는 통합관리부(200)로부터 통합관리용 저장관리부(220)에서 처리된 데이터를 수신하기 위한 것이고, 원격감시용 콘트롤러(320)는 원격지에서도 통합관리부(200)로부터 전송받은 팬터그래프의 이상여부를 확인할 수 있도록 하기 위한 것으로 열차의 이상정보 및 각 열차별 이력관리데이터를 저장하거나 관리한다. 입력장치(340), 프린터(350) 및 모니터(360)는 원격감시용 콘트롤러(320)에 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 장치들이다.

이메일 및 메시지서비스부(400)는 차량의 이상 발견시 이를 즉시 차량의 관리자에게 통보해주는 서비스를 제공하는 것으로, 이메일(410)과 메시지서비스(420)를 구비한다.

이메일(410)을 통해서는 미리 설정된 관리자의 이메일주소로 차륜의 찰상정보, 팬터그래프 집전판의 마모정도, 제륜자의 이상정보, 차륜형상의 이상정보가 자동으로 입력되어 전송되도록 구현된다.

그리고 메시지서비스(520)의 경우에는 관리자의 휴대폰이나 PDA 등과 같은 단말장치로 차륜찰상 정보, 팬터그래프이상정보, 제륜자 이상정보, 차륜형상 정보가 자동으로 입력되어 문자메시지 또는 음성메시지로 전송한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 열차 일상검사장치를 이용하여 철도차량을 검지하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 열차가 차량통과 검지부(102)에 접근하면, 열차번호 인식부(101)에 의해서 열차가 인식된다. 열차번호인식부(101)에서는 RF(Radio Frequency)파를 전송하여 ID태그를 읽고 ID 코드(Code)를 인식하며, ID 코드에 해당하는 열차번호를 분석하여 저장한다.

다음, 열차가 차륜통과검지부(103)에 접근하면 근접센서에 의해 열차가 진동센서에 접근하고 있음이 인식된다. 차륜통과검지부(103)의 근접센서에 의해 열차의 접근이 인식되면 차륜찰상 판단제어부(111)가 초기화되고, 차륜찰상 판단제어부(111)는 디지털영상 검지부(104)로 차륜의 영상을 획득하라는 제어신호를 인가하고, 제어신호를 인가받은 디지털영상 검지부(104)는 차량의 차륜의 부분을 촬영하여 디지털영상을 획득한다.

다음으로, 열차 차량이 팬터그래프이상 검지부(120)의 근처로 접근하면, 열차번호인식부(121)에서 열차를 인식한다.

그리고 센서가 위치하는 곳에 접근하여 열차번호인식부(121)에서 열차번호가 분석되면, 팬터그래프이상 판단제어부(131)는 초기화되고, 팬터그래프 인식부(123)는 팬터그래프를 인식하기 위한 준비를 하게 되며, 팬터그래프가 팬터그래프 인식부(123)의 센서를 통과하여 팬터그래프 인식부(123)가 이를 인식하면, 트리거(Trigger) 신호를 출력하여 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서는 디지털영상 검지부(124)로 팬터그래프 영상을 획득하라는 명령을 내리게 되고, 그 명령을 받은 디지털영상 검지부(124)는 팬터그래프 부분을 촬영하여 디지털영상을 획득한다. 획득된 팬터그래프의 영상은 팬터그래프이상 판단제어부(131)에 저장되고, 다음 팬터그래프가 통과되면 다시 팬터그래프 영상을 획득하여 팬터그래프이상 판단제어부(131)에 저장한다. 이러한 과정을 반복하다가 열차통과인식부(121)에 의해 열차의 1편성차량 전체가 모두 통과하였음이 인식되면, 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서는 디지털영상 검지부(124)에서 전송받은 디지털 영상데이터들에 의해 집전판의 마모정도를 판독하여 1편성차량의 팬터그래프 이상여부를 판단하고 제2데이터 전송부(132)를 통하여 통합관리부(200)로 전송한다.

또한 카메라의 렌즈에 이물질이 많이 부착되어 카메라에 의해 획득되는 영상의 화질이 선명하지 않게 되면, 카메라주변에 설치되어 있는 공기분사노즐을 통해 압축공기를 분사하여 카메라의 렌즈를 청소한다.

다음으로 제륜자이상 검지부(140) 근처로 열차 차량이 접근하면 열차번호 인식부(141)에 의해서 열차가 인식된다.

다음으로 차륜통과 인식부(162)에서 차륜통과가 인식되면, 제륜자이상 판단제어부(151)는 초기화되고, 제륜자이상 판단제어부(151)는 디지털영상 검지부(143)가 차륜부분을 촬영하여 제륜자 부분을 촬영하여 영상을 획득하도록 명령하고, 명령을 받은 디지털영상 검지부(143)는 차륜을 촬영하여 영상을 획득한다. 촬영하여 획득된 영상들은 제륜자이상 판단제어부(151)로 전송되어 저장된다.

열차가 모두 통과된 것이 인식되면, 제륜자이상 판단제어부(151)는 제륜자의 이상여부를 판단하고 제3데이터 전송부(152)를 통해 통합관리부(200)로 전송한다.

또한, 열차가 차륜형상 검지부(160)에 접근하면, 열차번호 인식부(161)에 의해서 열차가 인식된다. 열차번호인식부(161)에서는 RF(Radio Frequency)파를 전송하여 ID태그를 읽고 ID 코드(Code)를 인식하며, ID 코드에 해당하는 열차번호를 분석하여 저장한다.

다음, 열차가 열차통과검지부(162)에 접근하면 근접센서에 의해 열차가 진동센서에 접근하고 있음이 인식된다. 차륜통과인식부(163)의 근접센서에 의해 열차의 접근이 인식되면 차륜형상 판단제어부(171)가 초기화되고, 차륜형상 판단제어부(171)는 디지털영상 검지부(164)로 차륜의 영상을 획득하라는 제어신호를 인가하고, 제어신호를 인가받은 디지털영상 검지부(164)는 차량의 차륜의 부분을 촬영하여 디지털영상을 획득한다. 촬영하여 획득된 영상들은 차륜형상 판단제어부(171) 로 전송되어 저장된다.

열차가 모두 통과된 것이 인식되면, 차륜형상 판단제어부(171)는 차륜의 이상여부를 판단하고 제4데이터 전송부(172)를 통해 통합관리부(200)로 전송한다.

통합관리부(200)에서는 상기 각각의 제어부들(110,130,150,170)로부터 전송된 이상여부 판단정보들과 열차번호에 대한 정보 및 영상정보 등을 저장하고, 저장되어 있는 각종 검지정보들을 가지고 각 열차의 이력을 통합관리하게 된다.

또한, 데이터전송 통신망을 통하여 통합관리부에 저장된 차륜찰상 정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보, 차륜형상 이상정보를 원격지에서도 확인할 수 있으며, 특히 이메일 및 메시지서비스부(400)에서는 통합관리부(200)에 저장되는 정보 중 차량이상이 발견된 정보에 대해서는 차량의 관리자에게 바로 이메일, 문자, 음성 등의 메시지로 전송한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.

100..차륜찰상 검지부 110..제1제어부
120..팬터그래프이상 검지부 130..제2제어부
140..제륜자이상 검지부 150..제3제어부
160..차륜형상 검지부 170..제4제어부
200..통합관리부 300..원격감시부
400..이메일 및 메시지서비스부

Claims

통상의 열차 일상 검지장치에 있어서,
열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하여 차륜찰상을 검지하는 차륜찰상검지부;
상기 차륜찰상검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜의 찰상여부를 판단하는 제1제어부;
열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부;
상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부;
열차의 제륜자를 촬영한 디지털 영상을 검지하는 제륜자이상 검지부와;
상기 제륜자이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 제륜자의 마모정도 여부에 따라 이상유무를 판단하는 제3제어부와;
열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 검지하는 차륜형상 검지부와;
상기 차륜형상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 형상의 변형 여부를 판단하는 제4제어부와;
상기 제1, 제2, 제3 및 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보 및 차륜형상 변형정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송하는 통합관리부; 및
상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항에 있어서,
상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량 본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항에 있어서, 상기 차륜찰상검지부는,
열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와;
차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부;
차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부; 및
압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차륜형상 검지부는,
열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와;
열차 통과를 파단하는 열차통과 검지부와;
차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부와;
차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부와;
차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜으로 레이저광을 조사하고 차륜에서 반사되어 되돌아오는 레이저광을 검지하는 레이저정보 검지부; 및
압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제4항에 있어서, 상기 통합관리부는,
상기 제1 내지 제4제어부로부터 이상정보를 수신하기 위한 통합관리측 데이터수신부와;
상기 제1 내지 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜찰상 정보, 팬터그래프 이상정보, 차륜형상 정보, 제륜자 이상정보를 저장하고 관리하는 통합관리용 저장관리부와;
상기 통합관리용 저장관리부에서 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 입력장치, 인쇄장치 및 모니터와;
상기 통합관리용 저장관리부에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 통합관리용 데이터전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.