KR20110082401A - 열차의 자동 및 일상 검사장치 - Google Patents

Abstract

개시된 열차의 자동 및 일상검사장치는, 열차의 기능에 구비된 각종 장치의 설계상태의 유지여부와, 운행에 따른 각 장치들의 마모상태 및 마모상태에 따른 각 부품의 교환시기 등을 종합적으로 또는 부분적으로 측정하여 열차 및 객차의 고장 내역, 부품의 수명 등을 자동적으로 검사하되, 주행조건과 동일하게 열차를 주행시키는 상태에서 즉, 열차의 검사를 정적인 상태보다 동적인 상태에서 수행함으로써, 보다 신뢰성 있는 측정데이터를 얻을 수 있다.

Description

열차의 자동 및 일상 검사장치{AUTOMATIC AND DIAGNOSING APPARATUS OF A RAILCAR}

본 발명은 열차의 자동 및 일상 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열차의 기능과 설계상태의 유지 여부, 운행에 따른 각 장치들의 마모, 고장상태, 각 부품의 성능(수명) 등을 종합적으로 측정 검사하고 기록 관리하며, 차량의 검사를 보다 정확하고 효율적으로 관리하도록 하는 열차의 자동 및 일상검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 열차는 고압(AC 25000V, DC 1500V)의 전원을 이용하여 동력을 얻고, 이 동력은 열차의 각 계전기 또는 모터 등에서 요구되는 전원으로 변환되고, 변환된 각 계전기 또는 모터 등의 모든 장치와 부품들을 전기적으로 연결한다. 이렇게 구성된 열차는 양측단에 마련된 운전석의 계기판에 구비된 각 기능을 조작하여 열차를 운행하게 된다.

한편, 이러한 열차는 예를 들어 추진장치, 보조 전원장치, 제동장치 등의 기능 및 고장 여부, 부품 교환시기 등을 종합적으로 검사하기 위해서 별도의 검사창에 열차를 입고시킨 후에, 각종 검사장비를 이용하거나, 검사자가 수작업으로 검사 및 점검을 하여 열차를 검사하였다.

그런데, 종래에는 열차를 검사하기 위해서, 검사창에 열차를 입고시킨 상태에서, 즉, 정지된 상태에서 열차의 상태를 검사하였기 때문에, 실제로 운행중의 열차 상태와 일치하지 않으므로, 그 검사결과의 신뢰성이 낮은 문제점이 있었다. 즉, 각 단품별로, 단계적으로 성능을 시험하여 시험에 통과하더라도, 열차가 전체적으로 구동하는 조건(철로 위를 운행하는 상태)에서는 전체적인 메커니즘에 의해 각 단품 중 이상이 발생하는 부분이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 열차의 각종 장치뿐만 아니라, 열차에 구비된 각종 장치들 예를 들어, 안정적인 운행에 있어서 매우 중요하면, 일상적으로 점검을 해야 하는 부품들(차륜, 제륜자, 팬터그래프 등)을 검사함으로써 그 이상여부를 확인하여 이상이 발견된 부품들을 교환 및 수리해 줄 수 있다. 따라서 열차의 각종 기능을 담당하는 장치 뿐만 아니라, 열차의 안정된 운행에 있어서 중요한 부품들을 일상적으로 점검할 필요가 있으며, 그 점검이 수작업으로 이루어질 경우, 그에 따른 인력 및 시간적인 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 체계적이고 종합적인 점검 및 이력관리가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 검사창 내에서 열차를 종합적으로 검사함에 있어서 주행상태와 같은 조건을 제공하여 실제 주행되는 상태에서 각종 장치 및 부품을 종합적으로 검사할 수 있도록 하여 그 검사결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 열의 자동 및 일상검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차의 자동 및 일상검사장치는, 검사를 위한 검사창으로 입고된 열차의 열차 하부에 설치되어 상기 열차가 정위치에서 주행 구동되도록 지지하여, 주행조건을 제공하는 대차 다이나모와;

상기 열차에 구비된 주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 , 고압회로 및 저압회로기기, 공압장치, ATC차상장치 또는 ATS차상장치 또는 ATO 차상장치 등의 주변기기와, 각 열차의 관리유니트와, 마스터콘트롤러와, 화상장치와, C/I 및 SIV장치에 접속되어 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하고, 그 이력을 기억 관리하는 TCMS에 저장된 신호를 분석하는 TCMS 분석부(26)와;

상기 TCMS의 입출력을 디스플레이하는 모니터 시스템이 구비된 시험진행반(1)과; 시험결과에 대한 데이터나 차량 이력 및 시험조건과 기준값 등이 입력되고 시험 및 측정 데이터와 이력을 관리하는 자료처리반(2)과; 시험 진행을 감시·경고하는 수단인 CCTV 또는 방송설비, 무선통화설비로 이루어지는 보조감시반(3)과; 시험결과와 저장 데이터를 프린터 등과 같은 출력장치로 출력하는 자료 출력(4)부와; 상기 구성요소에 전원을 공급하는 트랜스와 무정전 전원장치 및 파워분배기를 구비하여 시험실행장치에 시험을 명령하는 주제어반(A)과;

열차 고압 및 저압 전기배선의 절연저항 측정수단이 구비된 절연시험반(7)과; ATC의 동작상태 및 성능을 측정 또는 시험하는 열차 자동운전제어장치를 시험하는 ATC시험반(5)과; 제어공기압력 또는 제동공기압력을 측정 또는 시험하는 압력센서가 구비된 공기압력시험반(6)과; 열차에 공급되는 주회로 전압과 전류를 변환시키는 주변환장치(C/I)의 기능과 동작상태를 측정·시험하는 주변환장치 시험반 및 냉방장치 등 보조회로에 전원을 공급하는 C/I 및 SIV시험반(8)과; 열차 속도제어 시퀸스 및 로직제어장치의 기능과 동작상태를 측정하는 시퀸스 및 로직시험반(9)과; 열차간 또는 열차 총괄 제어소간 무선 송수신하는 열차 무선장치의 기능과 동작상태 시험기를 구비한 열차무선시험반(10)과; 상기 실행장치(B)의 전원을 제어하는 전원제어반(11)과; 열차의 추진장치의 기능과 동작상태를 점검하는 추진장치 제어반(25)을 구비하여, 상기 주제어반(A)의 시험명령에 따라 시험을 실행하는 실행장치(B);

상기 주제어반(A)과 실행장치(B)의 시험부수설비로 지상설비부(C)를 포함하며,

상기 주제어반(A)에 입력된 적어도 한 요소에 대한 데이터조건에 따라 실행장치(B)가 지상설비부(C)를 통해 열차의 해당요소의 측정 및 시험결과를 입력받아 주제어반(A)에서 정상작동여부를 자동적으로 검사하고, 열차별 또는 전동열차 운행편성단위별, 장치별로 종합적이며 자동적으로 검사와 관리가 가능하도록 하고,

열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하여 차륜찰상 검지하는 차륜찰상검지부; 상기 차륜찰상검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜의 찰상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차의 제륜자를 촬영한 디지털 영상을 검지하는 제륜자이상 검지부; 상기 제륜자이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 제륜자의 마모정도 여부에 따라 이상유무를 판단하는 제3제어부; 열차의 차륜의 촬영한 디지털 영상을 검지하는 차륜형상 검지부; 상기 차륜형상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 형상의 변형 여부를 판단하는 제4제어부; 상기 제1, 제2, 제3 및 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보 및 차륜형상 변형정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터통신망을 통해 전송하는 통합관리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지상설비부(C)에서는, 상기 열차자동제어장치(ATC)와 실행장치(B)를 연결하는 ATC제어단자함 및 절환장치와; 열차 공기압력관로와 실행장치를 연결하는 공기검출기 및 등가 공기압발생기(14,15)와; 열차 저압·고압배선과 연결되는 저압 접속함(16) 및 고압연결장치(17)와; 보조전원장치(SIV)와 C/I를 연결시키는 C/I 및 SIV접속함(18)과; 열차무선장치와 보조감시반을 연결하는 안테나(19)로 구성된 지상장치를 열차의 각 측정개소에 연결시켜 상기 열차의 고장여부 및 각 부품의 마모상태 등을 감시하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대차 다이아모는, 상기 열차의 바퀴를 회전 가능하게 지지하는 지지롤러와; 상기 지지롤러를 회전 구동시키는 구동모터와; 상기 구동모터의 구동을 제어하는 모터 제어부;를 포함하며, 상기 모터 제어부는 상기 주제어반의 제어신호에 따라서 상기 구동모터의 구동, 정지, 회전속도를 제어하는 것이 좋다.

또한, 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신만을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 열차의 자동 검사장치에 따르면, 열차의 운행 전후에 상기 열차의 측정개소에 연결하여 정해진 프로그램에 따라 열차 각종 장치의 이상유무 검사와 각 부품의 마모상태를 시험하게 됨으로써, 열차의 고장 여부는 물론 각종 부품의 마모상태에 따라 수명과 열차의 이력을 관리하게 되며, 상기 열차를 종합적으로 검사하게 되므로 차량검사에 대한 교육훈련 등을 병행할 수 있게 된다.

특히, 열차를 실제 주행상태와 유사한 동적인 조건에서 종합적으로 측정할 수 있도록 주행조건을 제공하면서 각종 검사부위를 검사함으로써 측정데이터에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 정지 상태가 아닌 주행상태에서의 각종 전장품의 유기적인 관계상태에서 측정을 할 수 있는 이점이 있다.

도 1 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 및 일상검사장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 2는 열차가 대차 다이나모 상에 배치된 상태를 설명하기 위한 도면.
도 4는 제륜자이상 검지부에서 검지된 데이터의 처리 상태를 나타내 보인 도면.
도 5는 차륜찰상검지부와 팬터그래프이상 검지부의 구성을 보여주는 도면.
도 6은 제륜자이상검지부와 차륜형상 검지부의 구성을 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차의 자동 및 일상검사장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열차의 자동 및 일상검사장치는, 검사를 위한 검사창으로 입고된 열차의 열차 하부에 설치되어 상기 열차가 정위치에서 주행 구동되도록 지지하여 주행조건을 제공하는 대차 다이나모(40)와, TCMS 분석부(26)와, 주제어반(A)과, 실행장치(B)와, 지상설비부(C)와, 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.

여기서 상기 대차 다이나모(40)는 열차(30)의 열차(31)의 바퀴를 회전 가능하게 지지하는 다수의 지지롤러(41)와, 상기 지지롤러(41)를 회전구동시키는 구동모터(42)와, 구동모터(42)의 구동을 제어하는 모터 제어부(43)를 구비한다. 상기 다수의 지지롤러(41)는 레일을 대신하여 열차(30)의 바퀴를 지지함으로써, 열차(31)가 실제로 위치 이동하지 않은 정위치에서, 주행하는 것과 동일한 주행상태(동적인 상태)를 유지할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 따라서 지지롤러(41) 중에서 구동모터(42)에 직접 연결되어 동력을 전달받는 것과, 종동 회전되도록 된 지지롤러로 구분될 수 있다. 그리고 상기 모터 제어부(43)는 구동모터(42)의 구동, 정지, 구동시에는 회전속도를 각각 제어함으로써, 지지롤러(41)에 지지된 시뮬레이션 상태를 제공하기 위한 것이다. 따라서 지지롤러(41)의 정지, 회전 및 회전속도의 가변 정도에 따라서 열차(31)가 실제로 평행한 레일, 경사진 레일(회전속도를 줄여 줌으로써 기울기에 따른 저항력을 제공할 수 있음) 등을 주행하는 것과 같은 동일한 주행조건을 제공할 수 있으며, 결국 정위치에서 열차(31)를 실제 레일을 주행하는 것과 동일한 상태를 제공하면서 열차의 상태를 점검할 수 있게 된다. 상기 모터 제어부(43)는 상기 주제어반(A)에서 전달되는 제어신호에 따라서 구동모터(42)를 구동제어하게 된다. 즉, 주제어반(A)에서는 열차(31)의 각종 장치를 점검하되, 각각의 주행조건(주행모드)을 다르게 하여 각 주행조건(주행모드) 별로 각종 장치들을 반복하여 점검할 수 있도록 한다.

또한, 지지롤러(41)의 회전속도를 제어하는 방법 이외에도, 열차(31)의 바퀴를 지지하는 복수의 지지롤러(41)의 상하 높이를 서로 다르게 배치함으로써, 실제로 열차(31)가 지지롤러(41) 상에서 주행할 때, 상향 기울기를 가지는 레일을 주행하거나, 하향 기울기를 가지는 레일을 주행하는 것과 동일한 상태를 제공할 수 도 있다. 따라서 각각의 주행 상태에 따라서 열차(31)의 바퀴에 가해지는 저항력의 크기가 다르게 됨으로써, 열차(31)의 주행조건별 측정데이터를 보다 세분화, 구체화하여 측정할 수 있게 되고, 실제 운행구간의 레일상황을 시뮬레이션하여 제공하면서 측정할 수 있게 된다.

상기 TCMS 분석부(26)는 TCMS(Train Control Monitoring System)에 저장된 데이터를 분석하여 열차(31)의 상태를 점검하기 위한 것이다. 여기서 상기 TCMS는 상기 열차(31)에 구비된 주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 , 고압회로 및 저압회로기기, 공압장치, ATC차상장치 또는 ATS차상장치 또는 ATO 차상장치 등의 주변기기와, 각 열차의 관리유니트와, 마스터콘트롤러와, 화상장치와, C/I 및 SIV장치에 접속되어 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하고, 그 이력을 기억 관리한다.

상기 주제어반(A)은, 상기 TCMS의 입출력을 디스플레이하는 모니터 시스템이 구비된 시험진행반(1)과; 시험결과에 대한 데이터나 차량 이력 및 시험조건과 기준값 등이 입력되고 시험 및 측정 데이터와 이력을 관리하는 자료처리반(2)과; 시험 진행을 감시·경고하는 수단인 CCTV 또는 방송설비, 무선통화설비로 이루어지는 보조감시반(3)과; 시험결과와 저장 데이터를 프린터 등과 같은 출력장치로 출력하는 자료 출력(4)부와; 상기 구성요소에 전원을 공급하는 트랜스와 무정전 전원장치 및 파워분배기를 구비하여 시험 실행장치(B)에 시험을 명령한다.

상기 실행장치(B)는 열차 고압 및 저압 전기배선의 절연저항 측정수단이 구비된 절연시험반(7)과; ATC의 동작상태 및 성능을 측정 또는 시험하는 열차 자동운전제어장치를 시험하는 ATC시험반(5)과; 제어공기압력 또는 제동공기압력을 측정 또는 시험하는 압력센서가 구비된 공기압력시험반(6)과; 열차에 공급되는 주회로 전압과 전류를 변환시키는 주변환장치(C/I)의 기능과 동작상태를 측정·시험하는 주변환장치 시험반 및 냉방장치 등 보조회로에 전원을 공급하는 C/I 및 SIV시험반(8)과; 열차 속도제어 시퀸스 및 로직제어장치의 기능과 동작상태를 측정하는 시퀸스 및 로직시험반(9)과; 열차간 또는 열차 총괄 제어소간 무선 송수신하는 열차 무선장치의 기능과 동작상태 시험기를 구비한 열차무선시험반(10)과; 상기 실행장치(B)의 전원을 제어하는 전원제어반(11)과; 열차의 추진장치의 기능과 동작상태를 점검하는 추진장치 제어반(25)을 구비하여, 상기 주제어반(A)의 시험명령에 따라 시험을 실행한다.

상기 지상설비부(C)는 상기 주제어반(A)과 실행장치(B)의 시험부수설비이다. 이러한 지상설비부(C)에서는, 상기 열차자동제어장치(ATC)와 실행장치(B)를 연결하는 ATC제어단자함 및 절환장치와; 열차 공기압력관로와 실행장치를 연결하는 공기검출기 및 등가 공기압발생기(14,15)와; 열차 저압·고압배선과 연결되는 저압 접속함(16) 및 고압연결장치(17)와; 보조전원장치(SIV)와 C/I를 연결시키는 C/I 및 SIV접속함(18)과; 열차무선장치와 보조감시반을 연결하는 안테나(19)로 구성된 지상장치를 열차의 각 측정개소에 연결시켜 상기 열차의 고장여부 및 각 부품의 마모상태 등을 감시한다.

상기 구성에 의하면, 상기 주제어반(A)에 입력된 적어도 한 요소에 대한 데이터조건에 따라 실행장치(B)가 지상설비부(C)를 통해 차량의 해당요소의 측정 및 시험결과를 입력받아 주제어반(A)에서 정상작동여부를 자동적으로 검사하고, 차량별 또는 전동열차 운행편성단위별, 장치별로 종합적이며 자동적으로 검사와 관리가 가능하도록 한다.

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 열차의 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 통과여부(또는 검사창 내로의 진입여부)를 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 통과여부( 또는 차랑의 검사창 내 진입여부)를 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 4에 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 확인할 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 판독하여 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.

또한, 상기 통합관리부(200)는 상기 주제어반(A)에 입력된 적어도 한 요소에 대한 데이터조건에 따라 실행장치(B)가 지상설비부(C)를 통해 차량의 해당요소의 측정 및 시험결과들도 입력받아 통합관리한다.

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.

상기 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 열차에 구비된 각종 자동 검사대상 장치의 검사 결과정보와, 차륜찰상 정보, 팬터그래프이상정보, 제륜자 이상정보, 차륜형상 정보가 자동으로 입력되어 문자메시지 또는 음성메시지로 전송한다.

이하에서는 보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 및 일상검사장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 검사실행장치(B)와 지상설비부(C)를 열차(30)의 각 검사개소와 지상장치에 연결시키고, 이를 주제어반(A)의 자료실행반(1)의 TCMS에서 콘트롤하면서 열차(30)와 지상장치의 고장 유무와 각 부품의 마모상태 및 열차 등의 이력을 주제어반(A)에 입력 관리하며, 고장 여부와 고장예정부위를 신속하게 진단 관리할 수 있게 되는 것으로 이하에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 각 시험반 즉, ATC시험반(5)은 열차의 ATC제어단자함(12)과 절환장치(13)에 연결하고, 공기압력시험반(6)은 공기압출기가 연결되는 공기검출기(14)와 등가 공기압발생기(15)에 연결하며, 절연시험반(7)은 고압연결장치(17)와 각 차량의 저압접속함(16)에 각각 연결한다.

또한, 상기 C/I 및 SIV시험반(8)은 SIV접속함(18)과 각 장치의 작동관계에 따른 작동순서를 시험하는 시퀸스 및 로직시험반(9)을 SIV장치에 연결하고, 열차무선시험반(10)은 DC파워와 열차의 각 장치에 연결시키고, 상기 각 시험반은 트랜스(분전반;21)와 UPS(무정전 전원장치;22) 및 파워분배기(23)를 통해 안정적인 전원을 공급하게 된다.

상기 주제어반(A)에서는 TCMS를 포함하는 시험실행반(1)에서 각 시험반들을 검사하기 위한 제어데이터를 검사 실행장치(B)의 각 시험반의 컨트롤러에 입력되고, 컨트롤러에서 상기 데이터에 의해 각 장치의 이상유무와 각 부품들의 수명상태에 따른 교환시기 등을 각 시험반에서 검사하게 된다. 이렇게 검사된 데이터는 시험진행반(1)의 TCMS에서 컨트롤하여 자료처리반(2)과 보조감시반(3)에 입력시켜 보관하게 되고, 프린터 등과 같은 출력장치를 통해 데이터를 출력시키게 된다. 따라서, 상기 검사된 데이터에 의해 열차의 고장부위 및 각 장치의 부품의 수명 및 예방정비를 하게 되므로 열차의 운행중 사고를 미연에 방지하게 된다.

한편, 상기 각종 시험부에서 테스트되는 과정을 예를 들어 설명하면, 상기 시험진행반(1)에 입력된 시험이 절연시험인 경우 상기 열차의 절연시험에는 고압부분과 저압부분으로 나누어지며, 상기 고압은 1000V, 저압은 500V로 테스트하게 된다. 상기 절연시험반(7)은 고압 또는 저압회로 전선과 차량의 접지와 절연시험기의 접지를 통하여 회로를 구성하게 되고, 상기 구성된 회로로 전압을 인가하여 차량의 접지상태 및 고압 또는 저압회로전선의 이상 유무를 테스트하게 되며, 통상 정비지침서에 기록된 기준값과 절연시험기의 저항값에 의해 이상유무를 판정하게 된다. 따라서, 시험진행반(1)에 선택된 각 구성요소들을 테스트하게 된다.

상기 시험과정에서 모니터시스템은 차량의 해당 전기회로를 화면에 표시하게 되고, 그 결과데이터는 TCMS에서 자료처리반(2)의 데이터베이스에 기록 보관하게 된다. 또한, 자료처리반(2)은 상기 데이터를 누적시켜 보관하여 열차의 고장부위 및 각종 부품의 마모상태에 따른 고장 예정부위 등의 미리 판단하게 되고, 프린터 등과 같은 출력장치 등으로 열차의 고장부위에 대한 데이터를 출력하는 동시에 상기 고장부위를 보조감시반(3)에서 경보함으로써, 각 부품의 수명 및 사전 예방정비를 하게 가능하게 한다.

여기서, 상기 자료처리반(2)의 데이터베이스는 TIS(Train Information System)을 포함할 수 있다. 따라서 TCMS에 저장된 데이터를 분석하여 차량을 점검할 수도 있고, TCMS에 기록 저장된 데이터는 TIS로 전송되어 누적 저장되어 별도 관리될 수 있다.

또한, 상기 주제어부(A)는 시험 실행장치(B)로 열차의 각 장치를 테스트하기 위한 제어신호를 인가함과 동시에, 상기 대차 다이나모(40)로 열차(31) 주행상태를 유지하도록 하는 구동신호를 함께 인가함으로써, 열차(31)가 실제 주행하는 것과 유사 내지 동일한 조건하에서 각 장치를 테스트할 수 있도록 한다. 또한, 주제어부(A)에서는 열차(31)의 주행조건을 다양한 모드로 설정하고, 각각의 주행모드별로 상기 열차(31)의 주행조건을 다르게 한 상태에서 각 장치를 테스트하도록 할 수 있다. 예를 들어, 구동모터(42)의 회전수를 줄여서 열차(31)가 경사구간을 올라가는 상태를 구현할 수 있고, 반대로 구동모터(42)의 회전수를 늘려서 열차(31)가 경사구간을 내려오는 상태를 구현할 수도 있다. 또한, 구동모터(43)를 정지상태로 유지시켜서, 열차(31)가 정지상태에서 테스트받을 수 있도록 하고, 정지 상태에서 서서히 열차(31)가 구동되도록 함으로써, 열차(31)의 추진장치의 상태를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다. 이와 같이, 가상의 시뮬레이션이 아닌 실제 시뮬레이션 상태를 제공함으로써, 열차(31)의 각 장치를 보다 정확하게, 즉, 본선 시운전과 최대한 유사한 상태로 측정할 수 있게 됨으로써, 그 측정데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 각 장치의 단품별로 테스트를 함은 물론, 열차(31)가 실제 운행하는 상태를 제공함으로써, 각 장치들의 전체적인 연결상태를 부품별로, 단계별로, 전체적으로 테스트할 수 있게 되어, 최적의 측정데이터를 획득할 수 있게 된다.

즉, 열차(31)는 모든 전장품이 유기적으로 조합된 상태에서 성능 검증을 해야 하므로, 실제적으로 완성차를 운행하는 조건하에서 각종 부품 및 각종 장치들의 상태를 종합적으로 테스트할 경우에, 신뢰할만한 측정데이터를 확보할 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 실시예와 같이 실제 운행 조건을 제공함으로써, 각 전장품 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 이와 함께 신호, 통신, 추진, 제동, 승객서비스장치를 동시에 측정할 수 있게 된다.

한편, 상기 구성에 있어서, 시험진행반에 의해 제어되는 흐름을 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 테스트할 열차(30)를 검사창 내로 입고시켜서, 검사창 내에 구비된 대차 다이나모(40) 상에 열차(21)를 위치시킨다.

이어서, 실행장치(B)의 각 시험부를 테스트하기 위해 상기 시험부를 지상설비부(C)의 각 접속함에 연결하고, 상기 지상설비부(C)의 접속함에 연장되어 설치된 연결구를 열차(31)의 각종 검사개소의 연결구에 연결한 다음 주제어부(A)의 시험실행반(1)의 프로그램을 초기화시킨다.

주제어부(A)의 시험실행반(1)에 의해 열차의 각 장치를 테스트하기 위해 각 시험부를 선택하고, 상기 열차(31)의 각 장치를 테스트하기 위한 시험항목 선택이 완료되면 열차의 각 장치의 시험을 종료하게 된다.

상기 시험실행반(1)에서 선택된 시험항목이 ATC시험인지를 판단하며, 상기 판단된 시험항목이 ATC시험인 경우, 시험실행반(1)에 의해 선택된 장치를 체크하기 위한 제어데이터를 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 ATC장치에서 요구되는 각종 시험조건 등을 ATC시험부(5)에서 테스트한다. 상기 테스트된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

한편, 상기 테스트과정에서 이상유무가 발생하게 되는 경우 상기 이상유무를 경보하고, 자료출력부(4)를 통해 프린트 등과 같은 출력장치로 이상유무를 출력하며, 또한 상기 각 장치의 테스트과정에서 이상유무가 발생하게 되는 경우 상기와 같이 이상유무를 경보하고, 자료출력부(4)를 통해 이상유무를 출력하게 된다.

선택된 시험항목이 공기압력시험인 경우 시험실행반(1)에서 선택된 장치를 체크하기 위한 제어데이터 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 공기압력장치에서 요구되는 각종시험 등을 공기압력시험부(6)에서 테스트한다. 상기 테스트된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

선택된 시험항목이 절연시험인 경우 시험실행반(1)에서 선택된 장치를 체크하기 위한 제어데이터 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 절연장치에서 요구되는 각종시험 등을 절연시험장치(7)에서 테스트한다.

상기 테스트된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

선택된 시험항목이 C/I 및 SIV시험인 경우 시험실행반(1)에서 선택된 시험부를 체크하기 위한 제어데이터를 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 C/I 및 SIV장치에서 요구되는 각종시험 등을 C/I 및 SIV시험부(8)에서 전압 및 전류측정과, 교류전원에 대한 주파수측정 등을 테스트한다. 상기 테스트 된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

선택된 시험항목이 시퀸스 및 로직시험인 경우 시험실행반(1)에서 선택된 시험부를 체크하기 위한 제어데이터 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 상기 열차의 각종 장치의 단계별로 제어되는 작동순서를 순차적으로 리스트하고, 상기 작동되는 순서에 의해 정확하게 작동관계에서 요구되는 시험항목 등을 시퀸스 및 로직시험부(9)에서 테스트하게 되며, 상기 테스트된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

선택된 시험항목이 열차무선시험인 경우 시험실행반(1)에서 선택된 시험부를 체크하기 위한 제어데이터 실행장치(B)로 송출하게 되고, 송출된 제어데이터에 의해 열차무선시험부(10)에서 요구되는 열차의 무선 송수신장치의 무선장치의 작동에서 요구되는 열차무선시험부(10)로 테스트하게 되며, 상기 테스트된 데이터는 시험실행반(1)의 TCMS에서 자료처리반(2)에 데이터를 저장하는 동시에 모니터시스템에 표시한다.

한편, 상기와 같은 방법에 의해 주행 중 각 전장품의 통신, 전기, 전자 데이터를 추출하고, 추진장치, 제동장치, 보조전원장치 등의 시험을 수행하게 되며, 각 시험조건은 열차(31)의 주행모드를 변경하면서 측정 가능하다. 그리고 시험테스트가 종료되면, 상기 시험실행반(1)의 프로그램을 초기화시키고, 자동시험장치를 종료한다.

따라서, 열차의 각종 장치의 이상유무 및 각 부품의 마모상태 등을 검사하게 되므로, 각 부품의 마모상태 및 수명 등을 사전에 예방할 수 있으며, 열차를 운행하는 과정에서의 사고를 미연에 예방하게 된다.

또한, 검사를 위해 검사창으로 진입한 열차의 일상검사 하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 열차가 검사를 위해 검사창 내부로 진입하여 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, 통합관리부(200)는 열차가 검사창으로 진입하면서 검지된 일상검사 자료들을 전달받아 통합관리함은 물론, 이후에 앞서 설명한 바와 같이 열차의 자동검사 자료들을 함께 전달받아서 함께 통합관리할 수 있다.

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.

1..시험진행반 2..자료처리반
3..보조감시반 4..자료출력부
5..ATC시험반 6..공기압력시험반
7..절연시험반 8..C/I 및 SIV 시험반
9..시퀸스 및 로직시험반 10..열차무선시험반
11..전원제어반 A..주제어반
B..실행장치 C..지상설비부
25..추진장치 제어부 26..TCMS 분석부
40..대차 다이나모 100..차륜찰상 검지부
110..제1제어부 120..팬터그래프이상 검지부
130..제2제어부 140..제륜자이상 검지부
150..제3제어부 160..차륜형상 검지부
170..제4제어부 200..통합관리브
300..원격감시부
400..이메일 및 메시지 서비스부

Claims (5)

1. 검사를 위한 검사창으로 입고된 열차의 열차 하부에 설치되어 상기 열차가 정위치에서 주행 구동되도록 지지하여, 주행조건을 제공하는 대차 다이나모와;
   상기 열차에 구비된 주변압기, 주변장치, 브레이크장치, 출입문 제어장치 , 고압회로 및 저압회로기기, 공압장치, ATC차상장치 또는 ATS차상장치 또는 ATO 차상장치 등의 주변기기와, 각 열차의 관리유니트와, 마스터콘트롤러와, 화상장치와, C/I 및 SIV장치에 접속되어 열차 각 구성요소에 대한 검수동작을 수행하여 그 결과를 출력하고, 자체의 제어논리에 의한 제어동작 또는 외부에서 입력되는 제어신호에 따라 해당 구성요소의 동작을 제어하고, 그 이력을 기억 관리하는 TCMS에 저장된 신호를 분석하는 TCMS 분석부(26)와;
   상기 TCMS의 입출력을 디스플레이하는 모니터 시스템이 구비된 시험진행반(1)과; 시험결과에 대한 데이터나 차량 이력 및 시험조건과 기준값 등이 입력되고 시험 및 측정 데이터와 이력을 관리하는 자료처리반(2)과; 시험 진행을 감시·경고하는 수단인 CCTV 또는 방송설비, 무선통화설비로 이루어지는 보조감시반(3)과; 시험결과와 저장 데이터를 프린터 등과 같은 출력장치로 출력하는 자료 출력부(4)와; 상기 구성요소에 전원을 공급하는 트랜스와 무정전 전원장치 및 파워분배기를 구비하여 시험실행장치에 시험을 명령하는 주제어반(A)과;
   열차 고압 및 저압 전기배선의 절연저항 측정수단이 구비된 절연시험반(7)과; ATC의 동작상태 및 성능을 측정 또는 시험하는 열차 자동운전제어장치를 시험하는 ATC시험반(5)과; 제어공기압력 또는 제동공기압력을 측정 또는 시험하는 압력센서가 구비된 공기압력시험반(6)과; 열차에 공급되는 주회로 전압과 전류를 변환시키는 주변환장치(C/I)의 기능과 동작상태를 측정·시험하는 주변환장치 시험반 및 냉방장치 등 보조회로에 전원을 공급하는 C/I 및 SIV시험반(8)과; 열차 속도제어 시퀸스 및 로직제어장치의 기능과 동작상태를 측정하는 시퀸스 및 로직시험반(9)과; 열차간 또는 열차 총괄 제어소간 무선 송수신하는 열차 무선장치의 기능과 동작상태 시험기를 구비한 열차무선시험반(10)과; 상기 실행장치(B)의 전원을 제어하는 전원제어반(11)과; 열차의 추진장치의 기능과 동작상태를 점검하는 추진장치 제어반(25)을 구비하여, 상기 주제어반(A)의 시험명령에 따라 시험을 실행하는 실행장치(B);
   상기 주제어반(A)과 실행장치(B)의 시험부수설비로 지상설비부(C)를 포함하며,
   상기 주제어반(A)에 입력된 적어도 한 요소에 대한 데이터조건에 따라 실행장치(B)가 지상설비부(C)를 통해 열차의 해당요소의 측정 및 시험결과를 입력받아 주제어반(A)에서 정상작동여부를 자동적으로 검사하고, 열차별 또는 전동열차 운행편성단위별, 장치별로 종합적이며 자동적으로 검사와 관리가 가능하도록 하고,
   열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하여 차륜찰상 검지하는 차륜찰상검지부; 상기 차륜찰상검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 여부에 따라 차륜의 찰상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차의 제륜자를 촬영한 디지털 영상을 검지하는 제륜자이상 검지부; 상기 제륜자이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 제륜자의 마모정도 여부에 따라 이상유무를 판단하는 제3제어부; 열차의 차륜의 촬영한 디지털 영상을 검지하는 차륜형상 검지부; 상기 차륜형상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준데이터와 비교하여 차륜의 형상의 변형 여부를 판단하는 제4제어부; 상기 제1, 제2, 제3 및 제4제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 제륜자 이상정보 및 차륜형상 변형정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터통신망을 통해 전송하는 통합관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 및 일상검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지상설비부(C)에서는,
   상기 열차자동제어장치(ATC)와 실행장치(B)를 연결하는 ATC제어단자함 및 절환장치와;
   열차 공기압력관로와 실행장치를 연결하는 공기검출기 및 등가 공기압발생기(14,15)와;
   열차 저압·고압배선과 연결되는 저압 접속함(16) 및 고압연결장치(17)와;
   보조전원장치(SIV)와 C/I를 연결시키는 C/I 및 SIV접속함(18)과;
   열차무선장치와 보조감시반을 연결하는 안테나(19)로 구성된 지상장치를 열차의 각 측정개소에 연결시켜 상기 열차의 고장여부 및 각 부품의 마모상태 등
   을 감시하도록 하는 것을 특징으로 하는 열차의 자동 및 일상검사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 대차 다이아모는,
   상기 열차의 바퀴를 회전 가능하게 지지하는 지지롤러와;
   상기 지지롤러를 회전 구동시키는 구동모터와;
   상기 구동모터의 구동을 제어하는 모터 제어부;를 포함하며,
   상기 모터 제어부는 상기 주제어반의 제어신호에 따라서 상기 구동모터의 구동, 정지, 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 열차의 자동 및 일상검사장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차의 자동 및 일상검사장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 통합관리부로부터 데이터전송통신만을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 및 일상검사장치.

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