KR20140133635A - System and method for monitoring of railway vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도 차량의 이상 여부를 모니터링 할 수 있는 철도 차량의 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
철도 차량은 다수의 여객 및 화물을 수송하는 교통 수단으로서, 철도 차량의 주행 안전성은 안전과 직결된 매우 중요한 문제이다. 특히, 차축 발열에 의해 차축 절손 등과 같은 대형 사고가 일어남에 따라 철도 차량의 부품 및 어셈블리(Assembly)들의 결함 감지에 대한 중요성이 날로 증가하고 있다. 특히, 차축 발열에 의한 대형 사고와 직접적으로 연관되는 차축 베어링은 결함 발생시 즉각적인 감지 및 교체가 필요한 매우 중요한 부품이다. Railway vehicles are a means of transporting a large number of passengers and cargo, and the driving safety of railway vehicles is a very important issue directly linked to safety. Particularly, as a large-scale accident such as axle breakage occurs due to the heat of the axle, the importance of detecting defects of the parts and assemblies of railway vehicles is increasing day by day. In particular, axle bearings that are directly related to major accidents caused by axle heat are very important parts that require immediate detection and replacement in the event of a defect.
차축 발열이란 차축 베어링이 회전하면서 마찰에 의해 발생되는 열량이 축상 외부로 발산되는 현상으로서 과적 또는 편적, 축상 내의 이물질 침입, 급유 불량, 차축 베어링의 접촉 불량 등에 의해 발생한다. 차축 발열은 철도 차량의 선로 탈선 등과 같은 대형 사고를 일으킬 수 있으므로, 차축 베어링의 결함 또는 이상 유무를 수시로 감지하여 대형 사고를 미연에 방지하는 것이 중요하다. 특히, 철도차량의 운행 중 차축 베어링이 손상되는 경우 이를 즉각적으로 감지하여 운행을 중단시키거나 손상된 차축 베어링을 교체할 수 있어야 한다.The axle heat is a phenomenon in which the heat generated by the friction as the axle bearing rotates is radiated to the outside of the shaft, which is caused by excessive or unevenness, intrusion of foreign substances into the shaft, poor oil supply, poor contact with the axle bearing. It is important to prevent large accidents by detecting any defects or abnormalities in the axle bearings because the axle heat can cause large accidents such as line derailment of railway cars. In particular, if the axle bearings are damaged during operation of the railway vehicle, they must be immediately detected to stop the operation or to replace the damaged axle bearings.
한국공개실용신안공보 실1999-0030850(1999.07.26)
Korea Public Practice New Public Affairs Office 1999-0030850 (July 26, 1999)
본 발명의 실시예는 철도 차량의 이상 여부를 모니터링 할 수 있는 철도 차량의 모니터링 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a railway vehicle monitoring system and method capable of monitoring an abnormality of a railway vehicle.
1. 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템은, 적어도 하나의 차체를 포함하는 철도 차량에 설치된 식별 태그로부터 차량 식별 정보를 수신하는 차량 식별부; 상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 상태 측정부; 상기 차량 식별부로부터 상기 차량 식별 정보를 수신하고, 상기 상태 측정부로부터 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 철도 차량 상태 정보를 수신하며, 상기 차량 식별 정보와 상기 철도 차량 상태 정보를 매칭시키는 데이터 수집부; 및 상기 철도 차량 상태 정보를 분석하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 분석부;를 포함한다.1. A railway vehicle monitoring system according to an embodiment of the present invention includes: a vehicle identification unit that receives vehicle identification information from an identification tag installed in a railway vehicle including at least one vehicle body; A state measuring unit for measuring at least one of an axle bearing state of the railway vehicle and each of the vehicle body states; Receiving the vehicle identification information from the vehicle identification unit, receiving the railroad vehicle status information including at least one of the bearing status information and the vehicle status information from the status measurement unit, and transmitting the vehicle identification information and the railroad car status information A data collecting unit for matching data; And an analyzer for analyzing the railway vehicle condition information to determine whether the railway vehicle is abnormal.
2. 위 1에서, 상기 차량 식별 정보는, 철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 및 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나를 포함한다.2. In above 1, the vehicle identification information includes at least one of a unique number of a railway vehicle, a number of vehicle bodies, a unique number of each vehicle body, order information between the vehicle bodies, and a unique number of each wheel.
3. 위 1에서, 상기 상태 측정부는, 상기 차축 베어링의 발열 온도, 상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수, 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정한다.3. The apparatus of
4. 위 1에서, 상기 상태 측정부는, 상기 철도 차량이 운행되는 레일 주변의 지면 및 침목 중 적어도 하나에 형성된다.4. In the
5. 위 4에서, 상기 상태 측정부는, 상기 철도 차량의 차축 베어링의 발열 온도를 측정하는 베어링 상태 측정부; 및 상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정하는 차체 상태 측정부를 포함한다.5. The system of claim 4, wherein the state measuring unit comprises: a bearing state measuring unit for measuring a heat generation temperature of an axle bearing of the railway vehicle; And a body condition measuring unit for measuring at least one of an acoustic frequency due to the driving noise of the vehicle body and a vibration frequency due to vibration between the wheel and the rail of the railway vehicle.
6. 위 1에서, 상기 분석부는, 상기 철도 차량 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단한다.6. The method of
7. 위 1에서, 상기 분석부는, 상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단한다.7. The method of
8. 위 1에서, 상기 분석부는, 상기 철도 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교한 결과 및 상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교한 결과 중 상기 철도 차량의 이상 정도가 심한 것으로 판단된 비교 결과를 상기 철도 차량의 이상 상태로 판단한다.8. The apparatus of
9. 위 1에서, 상기 철도 차량의 모니터링 시스템은, 상기 철도 차량의 상태 측정 시, 상기 철도 차량 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나의 환경 정보를 측정하고, 측정한 환경 정보를 상기 데이터 수집부로 전송하는 환경 센서를 더 포함한다.9. The railway vehicle monitoring system according to
10. 위 9에서, 상기 철도 차량의 모니터링 시스템은, 상기 환경 정보를 이용하여 상기 철도 차량 상태 정보를 보정하는 보정부를 더 포함한다.10. The railway vehicle monitoring system of claim 9, further comprising a correction unit for correcting the railway vehicle condition information using the environment information.
11. 위 1에서, 상기 철도 차량의 모니터링 시스템은, 상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 차량 진입 인식부를 더 포함한다.11. The railway vehicle monitoring system according to
12. 위 11에서, 상기 차량 진입 인식부는, 상기 철도 차량이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 상기 차량 식별부 및 상기 상태 측정부 중 적어도 하나의 전원을 온(ON) 시킨다.12. In the eleventh aspect, the vehicle entry recognizing unit turns on at least one of the vehicle identification unit and the state measurement unit when the railway vehicle enters a predetermined point.
13. 위 11에서, 상기 차량 진입 인식부는, 상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 진입 인식 센서; 및 상기 진입 인식 센서로부터 진입 신호가 발생하는 경우, 상기 기 설정된 지점을 촬영하는 촬영 수단을 포함한다.13. The system of claim 11, wherein the vehicle entrance recognizing unit comprises: an entrance recognizing sensor for detecting whether the railway vehicle enters a predetermined point; And photographing means for photographing the preset point when an entrance signal is generated from the entrance recognizing sensor.
14. 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 방법은, 차량 식별부가 적어도 하나의 차체를 포함하는 철도 차량에 설치된 식별 태그로부터 차량 식별 정보를 수신하는 단계; 상태 측정부가 상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 단계; 데이터 수집부가 상기 차량 식별부로부터 상기 차량 식별 정보를 수신하고, 상기 상태 측정부로부터 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 철도 차량 상태 정보를 수신하며, 상기 차량 식별 정보와 상기 철도 차량 상태 정보를 매칭시키는 단계; 및 분석부가 상기 철도 차량 상태 정보를 분석하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함한다.14. A method of monitoring a railway vehicle according to an embodiment of the present invention includes: receiving vehicle identification information from an identification tag installed in a railway vehicle including at least one vehicle body; Measuring at least one of an axle bearing state of the railway vehicle and each of the vehicle body states; Wherein the data collecting unit receives the vehicle identification information from the vehicle identification unit and receives from the state measurement unit the railroad vehicle condition information including at least one of bearing condition information and vehicle condition information, Matching state information; And analyzing the railway vehicle condition information to determine whether the railway vehicle is abnormal.
15. 위 14에서, 상기 차량 식별 정보는, 철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 및 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나를 포함한다.15. The system of claim 14, wherein the vehicle identification information includes at least one of a unique number of a railway vehicle, a number of vehicle bodies, a unique number of each vehicle body, order information between the vehicle bodies, and a unique number of each wheel.
16. 위 14에서, 상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 단계는, 상기 상태 측정부가 상기 차축 베어링의 발열 온도, 상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수, 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정한다.16. The method of claim 14, wherein the measuring of at least one of the axle bearing state of the railway car and each of the vehicle body states comprises: measuring the temperature of the axle bearing, the acoustic frequency of the vehicle body, At least one of the vibration frequency due to the vibration between the wheel and the rail of the railway car is measured.
17. 위 14에서, 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 분석부가 상기 철도 차량 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단한다.17. The method of claim 14, wherein the step of determining the abnormality of the railway vehicle comprises the steps of: comparing the railway vehicle condition information with at least one predetermined threshold value stepwise according to an abnormal condition of the railway vehicle, Or not.
18. 위 14에서, 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 분석부가 상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단한다.18. The method of claim 14, wherein the step of determining the abnormality of the railway vehicle comprises the steps of: determining whether the railway vehicle is abnormal or not based on the railway vehicle status information of the predetermined railway vehicle, And determines whether the railway vehicle is abnormal by comparing the vehicle status information.
19. 위 14에서, 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계 이전에, 환경 센서가 상기 철도 차량 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나의 환경 정보를 측정하고, 측정한 환경 정보를 상기 데이터 수집부로 전송하는 단계; 및 보정부가 상기 환경 정보를 이용하여 상기 철도 차량 상태 정보를 보정하는 단계를 더 포함한다.19. The method of claim 14, wherein the environmental sensor measures environmental information of at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure around the railway vehicle before determining whether the railway vehicle is abnormal, To a collecting unit; And correcting the railway vehicle condition information using the environment information by the correction unit.
20. 위 14에서, 상기 차량 식별 정보를 수신하는 단계 이전에, 차량 진입 인식부가 상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 단계; 및 상기 철도 차량이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 상기 차량 진입 인식부가 상기 차량 식별부 및 상기 상태 측정부 중 적어도 하나의 전원을 온(ON)시키는 단계를 더 포함한다.
20. The method as set forth in claim 14, further comprising, before the step of receiving the vehicle identification information, detecting whether the vehicle entry recognizing unit enters the predetermined position of the railway vehicle; And turning on the power of at least one of the vehicle identification unit and the state measurement unit when the railway vehicle enters a preset point.
본 발명의 실시예에 의하면, 철도 차량의 운행 중 차축 베어링의 발열 온도를 측정하여 차축 베어링의 이상 여부를 신속하게 판단할 수 있게 된다. 그리고, 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 철도 차량의 각 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정함으로써, 철도 차량의 차체 이상 여부를 신속하게 판단할 수 있게 된다. 그리고, 차축 베어링 및 차체의 이상 여부를 관리자에게 알려줌으로써, 관리자가 빠르게 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 차축 베어링 및 차체의 이상 여부를 감지할 수 있는 장치들을 차량에 설치하지 않고 레일 주변의 지면 또는 침목 등에 설치함으로써, 적은 비용으로 해당 레일로 운행되는 모든 차량의 베어링 상태 및 차체 상태를 점검할 수 있게 된다. 또한, 차량의 베어링 상태 정보, 차체 상태 정보, 및 이들을 분석한 정보들을 장기적으로 수집하여 데이터베이스화 함으로써, 철도 차량에 대한 이상 유무를 사전에 예측 또는 판단할 수 있게 된다.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to quickly determine whether the axle bearing is abnormal by measuring the heat generation temperature of the axle bearing during operation of the railway vehicle. By measuring at least one of the acoustic frequency caused by the driving noise of the vehicle body and the vibration frequency caused by the vibration between the respective wheels and the rail of the railway vehicle, it is possible to quickly judge whether or not the vehicle body is abnormal. By notifying the manager of the abnormality of the axle bearing and the vehicle body, the manager can quickly take measures. At this time, it is necessary to check the bearing condition and the body condition of all the vehicles running on the rail at a low cost by installing the devices for detecting abnormality of the axle bearing and the vehicle body on the ground or the sleepers around the rails . In addition, the information on the bearing state of the vehicle, the information on the body of the vehicle, and the information analyzed therefrom are collected in the long term and converted into a database, so that it is possible to predict or determine the abnormality of the railway vehicle in advance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 각종 센서들 및 철도 차량을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 센서들 및 철도 차량을 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 방법을 나타낸 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a monitoring system for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a railway vehicle monitoring system,
3 is a front view showing sensors and a railroad vehicle of a monitoring system of a railway vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method of monitoring a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. However, this is an exemplary embodiment only and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely a means for efficiently describing the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 각종 센서들 및 철도 차량을 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 시스템의 센서들 및 철도 차량을 나타낸 정면도이다.2 is a plan view showing various sensors and a railroad vehicle of a monitoring system for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a plan view of a railway vehicle monitoring system according to an embodiment of the present invention; And FIG. 3 is a front view showing sensors and a railroad vehicle of a monitoring system of a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 철도 차량의 모니터링 시스템(100)은 차량 진입 인식부(102), 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 환경 센서(110), 데이터 수집부(112), 보정부(114), 및 분석부(116)를 포함한다. 여기서, 베어링 상태 측정부(106) 및 차체 상태 측정부(108)가 철도 차량의 상태를 측정하는 상태 측정부이다.1 to 3, the
여기서, 차량 진입 인식부(102), 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 및 환경 센서(110)는 예를 들어, ICD(Inland Container Depot)의 인입선 구간에 설치될 수 있다. 그러나, 설치되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 철도 차량 레일 주변에 설치될 수 있다. 이때, 차량 진입 인식부(102), 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 및 환경 센서(110)는 철도 차량이 상대적으로 저속으로 운행되는 구간에 설치될 수 있다. Here, the vehicle
차량 진입 인식부(102)는 철도 차량(202)의 진입 여부를 감지한다. 차량 진입 인식부(102)는 진입 인식 센서(102-1) 및 촬영 수단(102-2)을 포함할 수 있다. 진입 인식 센서(102-1)는 레일(154) 주변의 지면 또는 침목(151) 등에 설치되어 철도 차량(202)의 진입 여부를 감지하는 역할을 한다. 이때, 진입 인식 센서(102-1)는 움직임 센서 및 진동 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The vehicle
촬영 수단(102-2)은 차량 진입 인식부(102)의 인근에 설치되어 레일(154) 주변을 촬영하는 역할을 한다. 즉, 진입 인식 센서(102-1)가 작업 인부 또는 동물 등에 의해 철도 차량(202)의 진입 여부를 잘못 판단하는 경우가 있을 수 있다. 이때, 관리자는 촬영 수단(102-2)을 통해 진입 인식 센서(102-1)의 오작동 여부를 확인할 수 있게 된다. 촬영 수단(102-2)은 진입 인식 센서(102-1)에서 진입 신호가 발생하는 경우, 기 설정된 지점을 촬영할 수 있다. 촬영 수단(102-2)은 예를 들어, 카메라(열상 카메라 또는 화상 카메라 등) 또는 CCTV 등이 될 수 있다.The photographing means 102-2 is provided in the vicinity of the vehicle
차량 진입 인식부(102)는 철도 차량(202)이 기 설정된 지점(즉, 베어링 상태 측정부(106) 등이 설치된 지점)으로 진입하는 경우, 베어링 상태 측정부(106) 를 동작시킬 수 있다. 즉, 베어링 상태 측정부(106)는 평상 시에는 전원이 오프(OFF)된 상태에 있다가 철도 차량(202)이 기 설정된 지점으로 진입할 때에만 온(ON)되어 동작할 수 있다. 이 경우, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있게 된다. 이때, 베어링 상태 측정부(106)는 철도 차량(202)의 베어링 상태를 측정한 후 일정 시간이 경과하면 자동으로 전원이 오프(OFF)되도록 구성될 수 있다. 이때, 차량 진입 인식부(102)는 차체 상태 측정부(108)를 베어링 상태 측정부(106)와 함께 동작시킬 수 있다. 차체 상태 측정부(108)는 철도 차량(202)의 차체 상태를 측정한 후 일정 시간이 경과하면 자동으로 전원이 오프(OFF) 되도록 구성될 수 있다. 여기서는, 베어링 상태 측정부(106) 및 차체 상태 측정부(108)가 동시에 동작하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 베어링 상태 측정부(106) 및 차체 상태 측정부(108)가 소정 시간 간격을 갖고 동작할 수도 있다. The vehicle
또한, 차량 진입 인식부(102)는 철도 차량(202)이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 환경 센서(110)를 동작시킬 수 있다. 이때, 환경 센서(110)는 평상 시에는 전원이 오프(OFF)된 상태에 있다가 철도 차량(202)이 기 설정된 지점으로 진입할 때에만 온(ON)되어 동작할 수 있다. 그리고, 레일(154) 주위의 온도 및 습도 등을 측정한 후 일정 시간이 경과하면 자동으로 전원이 오프(OFF)되도록 구성될 수 있다. 또한, 차량 진입 인식부(102)는 철도 차량(202)이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 차량 식별부(104)의 전원을 온(ON) 시킬 수도 있다. In addition, the vehicle
차량 진입 인식부(102)는 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 및 환경 센서(110) 보다 앞선 위치에 설치될 수 있다. 또한, 차량 진입 인식부(102)는 철도 차량(202)의 진입 시, 철도 차량(202)의 진입 정보(예를 들어, 철도 차량의 진입 시간 등)를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다.
The vehicle
차량 식별부(104)는 철도 차량(202)의 차체(204, 206)에 부착된 식별 태그(208)로부터 차량 식별 정보를 수신한다. 여기서, 철도 차량(202)은 제1 차체(204) 및 제2 차체(206)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 철도 차량(202)은 그 이외의 다양한 개수의 차체를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 차체(204) 및 제2 차체(206)는 각각 4개의 차륜(R1, R2, L1, L2)를 구비하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 다양한 개수의 차륜을 구비할 수 있다. 즉, 철도 차량(202)은 하나 이상의 차체를 포함한다.The
여기서, 식별 태그(208)는 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보를 저장하고, 차량 식별부(104)의 요청에 따라 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보를 송신할 수 있다. 차량 식별 정보는 철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나가 포함된다. 식별 태그(208)는 철도 차량(202)에 포함된 차체(204, 206) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. Here, the
차량 식별부(104)는 식별 태그(208)와 근거리 무선 통신을 수행하여 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보를 수신할 수 있다. 차량 식별부(104)는 레일(154) 주변에 설치되어 식별 태그(208)와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 차량 식별부(104)는 식별 태그(208)로부터 수신한 차량 식별 정보를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다.
The
베어링 상태 측정부(106)는 철도 차량(202)의 베어링 상태를 측정한다. 베어링 상태 측정부(106)는 철도 차량(202)이 기 설정된 지점에 진입하는 경우, 해당 철도 차량(202)의 베어링 상태를 측정할 수 있다. 이때, 베어링 상태 측정부(106)는 차량 진입 인식부(102)가 철도 차량(202)를 인식하는 경우에만 전원이 온(ON) 되어 철도 차량(202)의 베어링 상태를 측정할 수 있다. The bearing
베어링 상태 측정부(106)는 철도 차량(202)의 각 차체(204, 206)의 차축 베어링(161)의 발열 온도를 측정할 수 있다. 일반적으로, 차체(204, 206)의 차축이 회전하는 경우, 차축 베어링(161)에는 차축과의 마찰에 의해 열이 발생하게 된다. 이때, 차축 베어링(161)의 발열 온도가 기 설정된 임계 온도를 초과하는 경우, 차축이 절손될 수 있으므로 베어링 상태 측정부(106)를 통해 차축 베어링(161)의 발열 온도를 측정한다. The bearing
베어링 상태 측정부(106)는 차축 베어링(161)의 발열 온도를 비접촉식으로 측정할 수 있다. 이때, 베어링 상태 측정부(106)는 레일(154) 주변(예를 들어, 레일(154) 주변의 지면 또는 침목(151) 등)에서 차축 베어링(161)과 소정 거리 이격하여 설치될 수 있다. 베어링 상태 측정부(106)는 차축 베어링(161)과 대응되는 높이에 설치될 수 있다. The bearing
베어링 상태 측정부(106)는 제1 차체(204)의 4개의 차륜(R1, L1, R2, L2)에 각각 대응하여 설치될 수 있다. 이 경우, 베어링 상태 측정부(106)는 철도 차량(202)이 진행함에 따라 제1 차체(204)의 4개의 차륜(R1, L1, R2, L2)의 베어링 온도를 측정한 후, 제2 차체(206)의 4개의 차륜의 베어링 온도를 측정하게 된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 베어링 상태 측정부(106)는 한 쌍의 차륜(예를 들어, R1 및 L1)과 대응하여 설치될 수도 있다. 베어링 상태 측정부(106)는 예를 들어, 적외선 온도 센서 또는 초음파 온도 센서를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 베어링 상태 측정부(106)는 측정한 차축 베어링(161)의 발열 온도를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다.
The bearing
차체 상태 측정부(108)는 철도 차량(202)의 각 차체(204, 206)의 상태를 측정한다. 차체 상태 측정부(108)는 철도 차량(202)이 기 설정된 지점에 진입하는 경우, 해당 철도 차량(202)의 각 차체(204, 206)들의 상태를 측정할 수 있다. 이때, 차체 상태 측정부(108)는 차량 진입 인식부(102)가 철도 차량(202)을 인식하는 경우에만 전원이 온(ON)되어 철도 차량(202)의 각 차체(204, 206)들의 상태를 측정할 수 있다. 차체 상태 측정부(108)는 음향 측정부(108-1) 및 진동 측정부(108-2)를 포함한다.The vehicle body
음향 측정부(108-1)는 철도 차량(202)이 진행할 때 각 차체(204, 206)에서 발생하는 구동 소음(즉, 음향 주파수)를 측정한다. 철도 차량(202)이 레일(154) 위를 주행하는 경우, 레일(154)과의 마찰에 의한 소음, 철도 차량(202)의 차축 베어링(161)의 회전에 의한 소음 등 구동 소음이 발생하는데, 차체(204, 206)에 이상이 발생한 경우, 정상 시와는 다른 구동 소음(음향 주파수)이 생기게 된다. 예를 들어, 차체(204, 206)의 구동 기관 중 어느 부품의 결함으로 인해 차축의 회전이 매끄럽지 않은 경우에는 구동 소음이 평소보다 심해지게 된다.The acoustic measurement unit 108-1 measures driving noise (i.e., acoustic frequency) generated in each of the
이에, 음향 측정부(108-1)가 차체(204, 206)에서 발생하는 구동 소음에 의한 음향 주파수를 측정하게 된다. 음향 측정부(108-1)는 레일(154) 주변(예를 들어, 레일(154) 주변의 지면 또는 침목(151) 등)에 설치될 수 있다. 음향 측정부(108-1)는 제1 차체(204)의 4개의 차륜(R1, L1, R2, L2)에 각각 대응하여 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Thus, the acoustic measurement unit 108-1 measures the acoustic frequency due to the driving noise generated in the
진동 측정부(108-2)는 철도 차량(202)이 진행할 때 발생하는 진동을 측정한다. 철도 차량(202)이 레일(154) 위를 진행할 때, 철도 차량(202)의 각 차륜들이 레일(154)과 접촉하면서 진동이 발생하게 된다. 이때, 차체(204, 206)에 결함이 있는 경우에 발생하는 진동 주파수는 정상 시의 진동 주파수와 다르게 된다. 이에, 진동 측정부(108-2)가 철도 차량(202)이 진행할 때 발생하는 진동을 측정하게 된다. 진동 측정부(108-2)는 레일(154) 주변(예를 들어, 레일(154) 주변의 지면 또는 침목(151) 등)에 설치될 수 있다. The vibration measuring unit 108-2 measures the vibration generated when the
차체 상태 측정부(108)는 음향 측정부(108-1)가 측정한 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다. 차체 상태 측정부(108)는 진동 측정부(108-2)가 측정한 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다.
The vehicle body
환경 센서(110)는 환경 센서(110)가 설치된 주변의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 측정한다. 이때, 환경 센서(110)는 차량 진입 인식부(102)가 철도 차량(202)를 인식하는 경우에만 전원이 온(ON) 되어 주변의 온도 및 습도 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 환경 센서(110)는 레일(154) 주변(예를 들어, 레일(154) 주변의 지면 또는 침목(151) 등)에 설치될 수 있다. The
환경 센서(110)는 온도 센서(110-1) 및 습도 센서(110-2)를 포함한다. 온도 센서(110-1)는 온도 센서(110-1)가 설치된 주변의 온도를 측정한다. 습도 센서(110-2)는 습도 센서(110-2)가 설치된 주변의 습도를 측정한다. 환경 센서(110)는 온도 센서(110-1)가 측정한 주변의 온도 및 습도 센서(110-2)가 측정한 주변의 습도를 데이터 수집부(112)로 전송할 수 있다. 여기서는, 환경 센서(110)가 온도 센서(110-1) 및 습도 센서(110-2)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 환경 센서(110)는 그 이외에 대기압 센서를 포함할 수도 있다.
The
데이터 수집부(112)는 차량 진입 인식부(102)로부터 철도 차량(102)이 기 설정된 지점에 진입한 진입 시간 정보를 수신할 수 있다. 데이터 수집부(112)는 차량 식별부(104)로부터 철도 차량(102)의 차량 식별 정보를 수신할 수 있다. 이때, 차량 식별 정보에는 철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나가 포함된다. 데이터 수집부(112)는 베어링 상태 측정부(106)로부터 차축 베어링(161)의 발열 온도를 포함하는 베어링 상태 정보를 수신할 수 있다. 데이터 수집부(112)는 차체 상태 측정부(108)로부터 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 차체 상태 정보를 수신할 수 있다. 데이터 수집부(112)는 환경 센서(110)로부터 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 수신할 수 있다. The
데이터 수집부(112)는 철도 차량(102)의 차량 식별 정보를 베어링 상태 정보, 차체 상태 정보 및 환경 정보 중 적어도 하나와 매칭시켜 저장할 수 있다. 데이터 수집부(112)는 철도 차량(102)의 각 차체(204, 206)의 식별 정보(예를 들어, 차체 고유 번호)를 각 차체(204, 206)에 대한 베어링 상태 정보(예를 들어, 발열 온도 등) 및 차체 상태 정보(예를 들어, 음향 주파수 및 진동 주파수)와 매칭시켜 저장할 수 있다. 이때, 데이터 수집부(112)는 철도 차량(102)의 차량 식별 정보 중 차체들 간의 순서 정보를 통해 제1 차체(204) 및 제2 차체(206) 중 어느 것이 선두 차체이고 어느 것이 후미 차체인지 여부를 확인할 수 있게 된다. 그리고, 데이터 수집부(112)는 각 차체(204, 206)에 대해 4개의 각 차륜 별로 베어링 상태 정보를 매칭시켜 저장할 수 있다. The
예를 들어, 제1 차체(204)의 차체 고유 번호가 1001호이고, 제1 차체(204)가 선두(Front) 차체이며, 제1 차체(204) 중 R2 차륜에 대한 베어링 상태 정보가 90℃(발열 온도)이고, 차체 상태 정보가 1042 Hz(음향 주파수) 및 2154 Hz(진동 주파수)인 경우, 데이터 수집부(112)는 1001호/Front/R2 차륜 → 90℃/1042 Hz/2154 Hz로 매칭시켜 저장할 수 있다. 이때, 데이터 수집부(112)는 철도 차량(202)의 진입 시간 정보를 함께 매칭시켜 저장할 수 있다. 이 경우, 각 철도 차량이 운행됨에 따라 각 차체들의 차륜에 대한 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보가 누적되게 된다. 이렇게 누적된 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보는 베어링의 상태 및 차체의 상태를 분석 및 예측하기 위한 자료로 사용될 수 있다. For example, assume that the vehicle body number of the
데이터 수집부(112)는 차량 진입 인식부(102), 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 및 환경 센서(110)와 각각 무선 통신을 수행할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유선 통신 또는 무선과 유선이 혼합된 형태의 통신을 수행할 수도 있다.
The
보정부(114)는 데이터 수집부(112)로부터 전달받은 환경 정보(즉, 환경 센서(110)가 측정한 주변의 온도, 습도, 및 대기압 등)를 이용하여 베어링 상태 정보(즉, 차축 베어링(161)의 발열 온도) 및 차체 상태 정보(즉, 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수 등)를 보정하는 역할을 한다. The correcting
보정부(114)는 환경 센서(110)가 측정한 환경 정보에 따라 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 기 설정된 방식으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 환경 센서(110)가 측정한 온도가 기 설정된 기준 온도보다 10°C 낮은 경우, 보정부(114)는 베어링 상태 측정부(106)가 측정한 차축 베어링(161)의 발열 온도 값을 10% 높게 보정할 수 있다. 마찬가지로, 환경 센서(110)가 측정한 습도가 기 설정된 기준 습도 보다 높거나 낮은 경우, 보정부(114)는 음향 측정부(108-1)가 측정한 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 값을 기 설정된 방식에 따라 높게 보정하거나 낮게 보정할 수 있다. 또한, 우천시에는 음향 측정부(108-1)가 측정한 음향 주파수에 우천시 발생하는 소음에 의한 음향 주파수 성분이 포함되게 된다. 이때, 보정부(114)는 음향 측정부(108-1)가 측정한 음향 주파수에서 우천시 발생하는 소음에 의한 음향 주파수 성분을 제거하여 보정할 수도 있다. 또한, 환경 센서(110)가 측정한 환경 정보에 따라 진동 측정부(108-2)가 측정한 진동 주파수 값을 보정할 수 있다. 이 경우, 환경에 따른 영향을 반영하여 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 보정함으로써, 차축 베어링(161)의 상태 및 차체(204, 206)의 상태를 보다 정확하게 분석할 수 있게 된다.
The correcting
분석부(116)는 보정부(114)에 의해 보정된 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 이용하여 해당 차축 베어링(161) 및 각 차체(204, 206)의 이상 여부를 판단한다. 이때, 분석부(116)는 차축 베어링(161)의 발열 온도, 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수, 및 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수 등의 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 각각 적어도 하나의 기 설정된 임계값과 비교하여 해당 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 이상 여부를 판단할 수 있다. The
분석부(116)는 차축 베어링(161)의 이상 상태를 단계적으로 세분화하기 위해, 차축 베어링(161)의 발열 온도에 대해 단계 별로 기 설정된 임계값을 구비할 수 있다. 예를 들어, 분석부(116)는 차축 베어링(161)의 발열 온도가 70°C 이상인 경우에는 주의 상태로, 차축 베어링(161)의 발열 온도가 90°C 이상인 경우에는 경고 상태로, 차축 베어링(161)의 발열온도가 100°C 이상인 경우에는 긴급 점검 상태로 판단할 수 있다. 이때, 분석부(116)는 차축 베어링(161)의 발열 온도에 대해 70°C, 90°C, 및 100°C 의 기 설정된 임계값을 구비하게 된다. 그러나, 이는 하나의 실시예일뿐이며, 차축 베어링(161)의 이상 여부를 보다 세밀하게 판단하기 위해 더욱 세분화된 임계값들을 구비할 수 있다. The
마찬가지로, 분석부(116)는 차체(204, 206)의 이상 상태를 단계적으로 세분화하기 위해, 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수에 대해 각각 단계 별(예를 들어, 주의 상태, 경고 상태, 긴급 점검 상태 등)로 기 설정된 임계값을 구비할 수 있다. Likewise, the
분석부(116)는 철도 차량(202)에 포함된 각 차체(204, 206)들의 베어링 상태 정보를 상호 간 비교하여 차축 베어링(161)의 이상 여부를 분석할 수 있다. 예를 들어, 제1 차체(204)의 차축 베어링(161)의 발열 온도와 제2 차체(206)의 차축 베어링(161)의 발열 온도 간의 차가 5°C 이상 차이가 나는 경우에는 주의 상태로, 제1 차체(204)의 차축 베어링(161)의 발열 온도와 제2 차체(206)의 차축 베어링(161)의 발열 온도 간의 차가 7°C 이상 차이가 나는 경우에는 경고 상태로, 제1 차체(204)의 차축 베어링(161)의 발열 온도와 제2 차체(206)의 차축 베어링(161)의 발열 온도 간의 차가 10°C 이상 차이가 나는 경우에는 긴급 점검 상태로 판단할 수 있다. The
마찬가지로, 분석부(116)는 철도 차량(202)에 포함된 각 차체(204, 206)들의 차체 상태 정보를 상호 간 비교하여 차체(204, 206)의 이상 여부를 분석할 수 있다. 즉, 분석부(116)는 차체의 음향 주파수 및 철도 차량(202)의 각 차륜과 레일(154) 간의 진동에 의한 진동 주파수에 대해서도 제1 차체(204)의 차체 상태 정보와 제2 차체(206)의 차체 상태 정보를 비교하여 제1 차체(204) 및 제2 차체(206)의 이상 여부를 분석할 수 있다. Similarly, the
여기서는, 동일한 철도 차량에 포함된 차체들 간의 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 상호 비교하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 철도 차량에 포함된 차체의 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보와 비교하여 차축 베어링 및 차체의 이상 여부를 분석할 수도 있다. Herein, the bearing condition information and the vehicle condition information between the vehicles included in the same railway vehicle are compared with each other. However, the present invention is not limited to this, It is also possible to analyze the abnormality of the bearing and the vehicle body.
상술한 바와 같이, 분석부(116)는 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 각각 적어도 하나의 기 설정된 임계값과 비교(제1 분석 방식)하거나 다른 차체의 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보와 비교(제2 분석 방식)하여 해당 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 이상 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 분석부(116)는 제1 분석 방식 및 제2 분석 방식을 모두 이용하여 해당 철도 차량(202)의 이상 여부를 판단할 수도 있다. 이때, 분석부(116)는 제1 분석 방식에 의한 철도 차량(202)의 이상 상태와 제2 분석 방식에 의한 철도 차량(202)의 이상 상태가 서로 상이한 경우, 제1 분석 방식에 의한 철도 차량(202)의 이상 상태 및 제2 분석 방식에 의한 철도 차량(202)의 이상 상태 중 이상 정도가 심한 것을 해당 철도 차량(202)의 이상 상태로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 분석 방식에 의한 차축 베어링(161)의 이상 상태는 "주의 상태"이고, 제2 분석 방식에 의한 차축 베어링(161)의 이상 상태는 "경고 상태" 인 경우, 분석부(116)는 해당 차축 베어링(161)의 이상 상태를 "경고 상태"로 판단할 수 있다. 그리고, 제1 분석 방식에 의한 제1 차체(204)의 이상 상태는 "경고 상태"이고, 제2 분석 방식에 의한 제1 차체(204)의 이상 상태는 "긴급 점검 상태" 인 경우, 분석부(116)는 해당 제1 차체(204)의 이상 상태를 "긴급 점검 상태"로 판단할 수 있다.As described above, the
분석부(116)는 철도 차량(202)의 분석 결과를 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보, 베어링 상태 정보, 및 차체 상태 정보와 매칭하여 저장할 수 있다. 분석부(116)는 일정 시간 단위(예를 들어, 일, 주, 월, 년 등)로 각 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 분석 결과 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 분석부(116)는 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 분석 결과를 화면에 표시할 수 있다. 이때, 분석부(116)는 일정 시간 단위의 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 분석 결과를 통계하여 화면에 표시할 수 있다. The
분석부(116)는 철도 차량(202)의 분석 결과를 관리자 단말기(미도시)로 전송할 수 있다. 철도 차량(202)의 분석 결과에는 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보, 베어링 상태 정보, 차체 상태 정보, 차축 베어링 분석 정보, 및 차체 분석 정보 중 적어도 하나가 포함된다. 이때, 철도 차량(202)의 분석 결과, 철도 차량(202)이 이상 상태(예를 들어, 주의 상태, 경고 상태, 및 긴급 점검 상태)에 있는 경우, 관리자 단말기(미도시)는 철도 차량(202)의 이상 상태를 관리자에게 경고음 또는 표시등 점멸 등을 통해 알려줄 수 있다. 이 경우, 관리자는 철도 차량(202)의 이상 여부를 신속하게 감지하여 빠르게 조치를 취할 수 있게 된다. 예를 들어, 차축 베어링(161)의 이상 상태가 주의 상태인 경우, 관리자는 해당 차축 베어링(161)의 상태를 집중적으로 모니터링할 수 있다. 그리고, 제1 차체(204)의 이상 상태가 긴급 점검 상태인 경우, 관리자는 해당 철도 차량(202)의 운행을 중단하고 정비 공장으로 이송하여 점검을 받도록 할 수 있다. 이때, 점검 결과를 철도 차량의 모니터링 시스템(100)에 저장할 수 있다.The
여기서, 철도 차량(202)의 분석 결과 및 점검 결과 등을 철도 차량의 차량 식별 정보, 베어링 상태 정보, 및 차체 상태 정보와 매칭하여 누적 저장하면, 차축 베어링(161) 및 각 차체(204, 206)의 점검 시기 등을 판단하는데 활용할 수 있고, 차축 베어링(161) 및 각 차체(204, 206)의 이상 상태 등을 예측하는데 활용할 수 있게 된다. 그리고, 점검 결과에 따라 기 설정된 임계값을 갱신하여 차축 베어링(161) 및 각 차체(204, 206)의 분석 결과의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.When the analysis result and the check result of the
본 발명의 실시예에 의하면, 철도 차량의 운행 중 차축 베어링의 발열 온도를 측정하여 차축 베어링의 이상 여부를 신속하게 판단할 수 있게 된다. 그리고, 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 철도 차량의 각 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정함으로써, 철도 차량의 차체 이상 여부를 신속하게 판단할 수 있게 된다. 그리고, 차축 베어링 및 차체의 이상 여부를 관리자에게 알려줌으로써, 관리자가 빠르게 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 차축 베어링 및 차체의 이상 여부를 감지할 수 있는 장치들을 차량에 설치하지 않고 레일 주변의 지면 또는 침목 등에 설치함으로써, 적은 비용으로 해당 레일로 운행되는 모든 차량의 베어링 상태 및 차체 상태를 점검할 수 있게 된다. 또한, 차량의 베어링 상태 정보, 차체 상태 정보, 및 이들을 분석한 정보들을 장기적으로 수집하여 데이터베이스화 함으로써, 철도 차량에 대한 이상 유무를 사전에 예측 또는 판단할 수 있게 된다.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to quickly determine whether the axle bearing is abnormal by measuring the heat generation temperature of the axle bearing during operation of the railway vehicle. By measuring at least one of the acoustic frequency caused by the driving noise of the vehicle body and the vibration frequency caused by the vibration between the respective wheels and the rail of the railway vehicle, it is possible to quickly judge whether or not the vehicle body is abnormal. By notifying the manager of the abnormality of the axle bearing and the vehicle body, the manager can quickly take measures. At this time, it is necessary to check the bearing condition and the body condition of all the vehicles running on the rail at a low cost by installing the devices for detecting abnormality of the axle bearing and the vehicle body on the ground or the sleepers around the rails . In addition, the information on the bearing state of the vehicle, the information on the body of the vehicle, and the information analyzed therefrom are collected in the long term and converted into a database, so that it is possible to predict or determine the abnormality of the railway vehicle in advance.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도 차량의 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of monitoring a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 차량 진입 인식부(102)가 철도 차량(202)의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 확인한다(S 101). Referring to FIG. 4, the vehicle
단계 S 101의 확인 결과, 철도 차량(202)이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 차량 진입 인식부(102)는 차량 식별부(104), 베어링 상태 측정부(106), 차체 상태 측정부(108), 및 환경 센서(110) 중 적어도 하나의 전원을 (ON) 시킨다(S 103). When the
다음으로, 차량 식별부(104)는 철도 차량(202)의 차체에 부착된 식별 태그(208)로부터 차량 식별 정보를 수신한다(S 105). 차량 식별부(104)는 수신한 차량 식별 정보를 데이터 수집부(112)로 전송한다.Next, the
다음으로, 베어링 상태 측정부(106)가 철도 차량(202)의 베어링 상태를 측정하고, 차체 상태 측정부(108)가 철도 차량(202)의 각 차체(204, 206)의 상태를 측정한다(S 107). 베어링 상태 측정부(106)는 측정한 베어링 상태 정보를 데이터 수집부(112)로 전송한다. 차체 상태 측정부(108)는 측정한 차체 상태 정보를 데이터 수집부(112)로 전송한다.Next, the bearing
다음으로, 환경 센서(110)가 철도 차량(202) 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나를 측정한다(S 109). 환경 센서(110)는 측정한 환경 정보(온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나를 포함)를 데이터 수집부(112)로 전송한다. Next, the
여기서는, 단계 S 105, 단계 S 107, 및 단계 S 109가 순차적으로 이루어지는 것처럼 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 단계 S 105, 단계 S 107, 및 단계 S 109는 동시에 이루어질 수 있다. 그리고, 단계 S 105, 단계 S 107, 및 단계 S 109 간에 수행되는 순서는 다양하게 변경될 수 있다.Here, although it has been described that the steps S 105, S 107, and S 109 are sequentially performed, the present invention is not limited thereto, and steps S 105, S 107, and S 109 may be performed at the same time. And, the order performed between steps S 105, S 107, and S 109 may be variously changed.
다음으로, 데이터 수집부(112)는 차량 식별부(104)로부터 수신한 차량 식별 정보와 베어링 상태 측정부(106)로부터 수신한 베어링 상태 정보 및 차체 상태 측정부(108)로부터 수신한 차체 상태 정보를 매칭킨다(S 111). 또한, 데이터 수집부(112)는 상기 차량 식별 정보를 상기 환경 센서(110)로부터 수신한 환경 정보와 매칭시킬 수 있다.Next, the
다음으로, 보정부(114)는 환경 센서(110)가 측정한 환경 정보를 이용하여 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 보정한다(S 113). 보정부(114)는 환경 센서(110)가 측정한 환경 정보에 따라 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 기 설정된 방식으로 보정할 수 있다. Next, the
다음으로, 분석부(116)는 보정부(114)에 의해 보정된 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보를 이용하여 해당 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 이상 여부를 판단한다(S 115). 분석부(116)는 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 분석 결과를 해당 철도 차량(202)의 차량 식별 정보, 베어링 상태 정보, 및 차체 상태 정보와 매칭하여 저장할 수 있다. 분석부(116)는 차축 베어링(161) 및 차체(204, 206)의 분석 결과를 관리자 단말기(미도시)로 전송할 수 있다.
Next, the
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.
100 : 철도 차량의 모니터링 시스템
102 : 차량 진입 인식부 102-1 : 진입 인식 센서
102-2 : 촬영 수단 104 : 차량 식별부
106 : 베어링 상태 측정부 108 : 차량 상태 측정부
108-1 : 음향 측정부 108-2 : 진동 측정부
110 : 환경 센서 110-1 : 온도 센서
110-2 : 습도 센서 112 : 데이터 수집부
114 : 보정부 116 : 분석부
151 : 침목 154 : 레일
161 : 차축 베어링
202 : 철도 차량 204 : 제1 차체
206 : 제2 차체 208 : 식별 태그100: Rail vehicle monitoring system
102: Vehicle entrance recognition unit 102-1: Entry recognition sensor
102-2: photographing means 104: vehicle identification section
106: Bearing condition measuring unit 108: Vehicle condition measuring unit
108-1: Acoustic measurement unit 108-2: Vibration measurement unit
110: environmental sensor 110-1: temperature sensor
110-2: Humidity sensor 112: Data collection unit
114: Correction unit 116: Analysis unit
151: sleepers 154: rails
161: Axle bearing
202: railway vehicle 204: primary body
206: secondary body 208: identification tag
Claims (20)
상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 상태 측정부;
상기 차량 식별부로부터 상기 차량 식별 정보를 수신하고, 상기 상태 측정부로부터 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 철도 차량 상태 정보를 수신하며, 상기 차량 식별 정보와 상기 철도 차량 상태 정보를 매칭시키는 데이터 수집부; 및
상기 철도 차량 상태 정보를 분석하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 분석부;를 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
A vehicle identification section for receiving vehicle identification information from an identification tag installed in a railway vehicle including at least one vehicle body;
A state measuring unit for measuring at least one of an axle bearing state of the railway vehicle and each of the vehicle body states;
Receiving the vehicle identification information from the vehicle identification unit, receiving the railroad vehicle status information including at least one of the bearing status information and the vehicle status information from the status measurement unit, and transmitting the vehicle identification information and the railroad car status information A data collecting unit for matching data; And
And an analysis unit for analyzing the railway vehicle condition information to determine whether the railway vehicle is abnormal.
상기 차량 식별 정보는,
철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 및 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나를 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The vehicle identification information includes:
A number of the vehicle body, a number of each vehicle body, an order information between the vehicle bodies, and a unique number of each of the wheels.
상기 상태 측정부는,
상기 차축 베어링의 발열 온도, 상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수, 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The state measuring unit includes:
Wherein at least one of the heat generation temperature of the axle bearing, the acoustic frequency due to the driving noise of the vehicle body, and the vibration frequency due to the vibration between the wheel and the rail of the railway vehicle is measured.
상기 상태 측정부는,
상기 철도 차량이 운행되는 레일 주변의 지면 및 침목 중 적어도 하나에 형성되는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The state measuring unit includes:
Wherein the railway vehicle is formed on at least one of a ground and a sleeper around the rail on which the railway vehicle is operated.
상기 상태 측정부는,
상기 철도 차량의 차축 베어링의 발열 온도를 측정하는 베어링 상태 측정부; 및
상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정하는 차체 상태 측정부를 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
5. The method of claim 4,
The state measuring unit includes:
A bearing state measuring unit for measuring an exothermic temperature of an axle bearing of the railway vehicle; And
And a vehicle state measurement unit for measuring at least one of an acoustic frequency due to the driving noise of the vehicle body and a vibration frequency due to the vibration between the wheel and the rail of the railway vehicle.
상기 분석부는,
상기 철도 차량 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The analyzing unit,
And comparing the railway vehicle condition information with at least one threshold value set step by step according to an abnormal condition of the railway vehicle to determine whether the railway vehicle is abnormal.
상기 분석부는,
상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The analyzing unit,
A railway vehicle monitoring system for comparing the railway vehicle condition information of a predetermined vehicle body of the railway vehicle with the railway vehicle condition information of another vehicle body of the railway vehicle or the railway vehicle condition information of another railway vehicle, .
상기 분석부는,
상기 철도 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교한 결과 및 상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교한 결과 중 상기 철도 차량의 이상 정도가 심한 것으로 판단된 비교 결과를 상기 철도 차량의 이상 상태로 판단하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The analyzing unit,
And comparing the railway condition information with at least one predetermined threshold value in accordance with an abnormal condition of the railway car, and comparing the railway car condition information of the predetermined car body among the railway cars and the railway car condition information Or the comparison result of the railway vehicle status information of the other railway vehicle is judged to be abnormal in the railway car.
상기 철도 차량의 모니터링 시스템은,
상기 철도 차량의 상태 측정 시, 상기 철도 차량 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나의 환경 정보를 측정하고, 측정한 환경 정보를 상기 데이터 수집부로 전송하는 환경 센서를 더 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The monitoring system of the railway vehicle includes:
Further comprising an environmental sensor for measuring environmental information of at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure around the railway car when measuring the state of the railway car, and transmitting the measured environmental information to the data collection unit Monitoring system.
상기 철도 차량의 모니터링 시스템은,
상기 환경 정보를 이용하여 상기 철도 차량 상태 정보를 보정하는 보정부를 더 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
10. The method of claim 9,
The monitoring system of the railway vehicle includes:
Further comprising: a correction unit that corrects the railway vehicle condition information using the environment information.
상기 철도 차량의 모니터링 시스템은,
상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 차량 진입 인식부를 더 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The monitoring system of the railway vehicle includes:
Further comprising a vehicle entry recognizing section for detecting whether or not the railway vehicle has entered a predetermined point.
상기 차량 진입 인식부는,
상기 철도 차량이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 상기 차량 식별부 및 상기 상태 측정부 중 적어도 하나의 전원을 온(ON)시키는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The vehicle entering and recognizing unit
Wherein the control unit turns on at least one of the vehicle identification unit and the state measurement unit when the railway vehicle enters a preset point.
상기 차량 진입 인식부는,
상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 진입 인식 센서; 및
상기 진입 인식 센서로부터 진입 신호가 발생하는 경우, 상기 기 설정된 지점을 촬영하는 촬영 수단을 포함하는, 철도 차량의 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The vehicle entering and recognizing unit
An entrance recognizing sensor for detecting whether the railway vehicle has entered a predetermined point; And
And photographing means for photographing the preset point when an entrance signal is generated from the entrance recognition sensor.
상태 측정부가 상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 단계;
데이터 수집부가 상기 차량 식별부로부터 상기 차량 식별 정보를 수신하고, 상기 상태 측정부로부터 베어링 상태 정보 및 차체 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 철도 차량 상태 정보를 수신하며, 상기 차량 식별 정보와 상기 철도 차량 상태 정보를 매칭시키는 단계; 및
분석부가 상기 철도 차량 상태 정보를 분석하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
Receiving vehicle identification information from an identification tag installed in a railway vehicle including at least one vehicle body;
Measuring at least one of an axle bearing state of the railway vehicle and each of the vehicle body states;
Wherein the data collecting unit receives the vehicle identification information from the vehicle identification unit and receives from the state measurement unit the railroad vehicle condition information including at least one of bearing condition information and vehicle condition information, Matching state information; And
And analyzing the railway vehicle condition information to determine whether the railway vehicle is abnormal.
상기 차량 식별 정보는,
철도 차량의 고유 번호, 차체 개수, 각 차체들의 고유 번호, 차체들 간의 순서 정보, 및 각 차륜들의 고유 번호 중 적어도 하나를 포함하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
The vehicle identification information includes:
A unique number of a railway vehicle, a number of vehicle bodies, a unique number of each of the vehicle bodies, order information between the vehicle bodies, and a unique number of each of the wheels.
상기 철도 차량의 차축 베어링 상태 및 상기 각 차체 상태 중 적어도 하나를 측정하는 단계는,
상기 상태 측정부가 상기 차축 베어링의 발열 온도, 상기 차체의 구동 소음에 의한 음향 주파수, 및 상기 철도 차량의 차륜과 레일 간의 진동에 의한 진동 주파수 중 적어도 하나를 측정하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
Measuring at least one of an axle bearing state of the railway vehicle and each of the vehicle body states,
Wherein the state measuring unit measures at least one of a heat generation temperature of the axle bearing, an acoustic frequency due to driving noise of the vehicle body, and a vibration frequency due to vibration between the wheel and the rail of the railway vehicle.
상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계는,
상기 분석부가 상기 철도 차량 상태 정보를 상기 철도 차량의 이상 상태에 따라 단계 별로 기 설정된 적어도 하나의 임계값과 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
The step of determining whether or not the railway vehicle is abnormal includes:
Wherein the analyzing unit compares the railway vehicle condition information with at least one predetermined threshold value step by step according to an abnormal condition of the railway vehicle to determine whether the railway vehicle is abnormal.
상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계는,
상기 분석부가 상기 철도 차량 중 소정 차체의 철도 차량 상태 정보와 상기 철도 차량 중 다른 차체의 철도 차량 상태 정보 또는 다른 철도 차량의 철도 차량 상태 정보를 비교하여 상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
The step of determining whether or not the railway vehicle is abnormal includes:
Wherein the analyzing unit compares the railway vehicle status information of the predetermined vehicle body among the railway vehicles with the railway vehicle condition information of another vehicle body of the railway vehicle or the railway vehicle condition information of another railway vehicle to determine whether the railway vehicle is abnormal. .
상기 철도 차량의 이상 여부를 판단하는 단계 이전에,
환경 센서가 상기 철도 차량 주변의 온도, 습도, 및 대기압 중 적어도 하나의 환경 정보를 측정하고, 측정한 환경 정보를 상기 데이터 수집부로 전송하는 단계; 및
보정부가 상기 환경 정보를 이용하여 상기 철도 차량 상태 정보를 보정하는 단계를 더 포함하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
Before the step of determining whether the railway vehicle is abnormal,
Measuring an environment information of at least one of temperature, humidity, and atmospheric pressure around the railway vehicle, and transmitting the measured environment information to the data collection unit; And
Further comprising the step of the correcting unit correcting the railway car condition information using the environment information.
상기 차량 식별 정보를 수신하는 단계 이전에,
차량 진입 인식부가 상기 철도 차량의 기 설정된 지점으로의 진입 여부를 감지하는 단계; 및
상기 철도 차량이 기 설정된 지점으로 진입하는 경우, 상기 차량 진입 인식부가 상기 차량 식별부 및 상기 상태 측정부 중 적어도 하나의 전원을 온(ON)시키는 단계를 더 포함하는, 철도 차량의 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
Before the step of receiving the vehicle identification information,
Detecting whether a vehicle entry recognizing unit has entered a predetermined position of the railway vehicle; And
Further comprising the step of causing the vehicle entry recognizing section to turn on at least one of the vehicle identification section and the state measuring section when the railway vehicle enters a preset point.
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2013
- 2013-05-08 KR KR20130051684A patent/KR20140133635A/en not_active Application Discontinuation
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