KR20150027863A - 열차 후방 감시 시스템 - Google Patents

열차 후방 감시 시스템 Download PDF

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차영주
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Abstract

본 발명은 열차 후방 감시 시스템에 관한 것이다. 이러한 열차 후방 감시 시스템은 제1 열차 후방에 위치하고, 상기 제1 열차 후방의 영상을 촬영하여 영상정보를 출력하는 영상 수집부, 그리고 상기 열차 후방의 장애물을 감지하여 거리정보를 출력하는 센서부를 구비하는 수집부, 상기 수집부로부터 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 전달받아 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 제1 안테나부를 구비하는 송신부, 그리고 상기 제1 열차와 분리된 제2 열차에 위치하고, 상기 송신부에서 출력한 상기 주파수 대역의 신호를 전달받는 제2 안테나부, 그리고 상기 제2 안테나부가 수신한 상기 주파수 대역의 신호에 포함된 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 출력하는 표시부를 구비하는 수신부를 포함한다. 이로 인해, 기관실에서 열차의 후방을 효율적으로 모니터링 할 수 있게 되어, 열차의 조차장 입환 작업 효율이 향상된다.

Description

열차 후방 감시 시스템{REAR MONITORING SYSTEM FOR TRAIN}
본 발명은 열차 후방 감시 시스템에 관한 것이다.
선로를 운행하는 열차는 승객을 태우는 객실칸, 열차를 제어하는 기관실, 그리고 화물을 싣는 화물칸을 포함한다.
이러한 열차는 적어도 하나의 화물칸을 연결하여 구비할 수 있는데, 이때, 열차에 새로운 화물칸을 연결하거나, 연결되어 있던 화물칸의 연결을 분리할 수 있다.
위와 같은 화물칸의 연결 또는 분리와, 화물칸 내부에 짐을 싣는 동작은 조차장(操車場)이라는 공간에서 이루어지게 된다.
이때, 조차장에서 서로 다른 두 개의 화물칸을 연결하거나 이미 연결되어있던 두 개의 화물칸을 분리할 때, 기관실에 위치하는 기관사는 조차장에 위치하는 사람으로부터 화물차의 후방 정보를 전달받아 열차를 후진하도록 운행한다.
그러나 이와 같이, 화물칸의 연결 또는 분리와 같은 입환(入換) 작업을 위해서, 열차의 후진을 돕기 위한 인력이 조차장에 추가적으로 배치되어야 하고, 이때 안전사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열차의 조차장 입환 작업 효율을 높이기 위해 열차의 후방을 감시하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 시스템은 제1 열차 후방에 위치하고, 상기 제1 열차 후방의 영상을 촬영하여 영상정보를 출력하는 영상 수집부, 그리고 상기 열차 후방의 장애물을 감지하여 거리정보를 출력하는 센서부를 구비하는 수집부, 상기 수집부로부터 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 전달받아 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 제1 안테나부를 구비하는 송신부, 그리고 상기 제1 열차와 분리된 제2 열차에 위치하고, 상기 송신부에서 출력한 상기 주파수 대역의 신호를 전달받는 제2 안테나부, 그리고 상기 제2 안테나부가 수신한 상기 주파수 대역의 신호에 포함된 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 출력하는 표시부를 구비하는 수신부를 포함한다.
상기 제2 열차는 기관실을 구비하는 열차 칸인 것이 좋다.
상기 수집부는, 상기 제1 열차 후방의 음성을 녹음하여 음성신호를 출력하는 음성 수집부를 더 포함하는 것이 좋다.
상기 수집부는, 상기 제1 열차 후방을 빛으로 조사하는 조명부를 더 포함하는 것이 좋다.
상기 센서부는 초음파 센서인 것이 좋다.
상기 송신부는, 상기 수집부에 연결되어 위치하고, 상기 수집부에서 출력한 상기 영상정보, 상기 거리정보 또는 상기 음성정보를 전달받아 압축하여 압축된 영상정보, 압축된 거리정보 또는 압축된 음성정보를 출력하는 엔코더부, 그리고 상기 엔코더부에 연결되어 위치하고, 상기 엔코더부에서 출력한 상기 압축된 압축된 영상정보, 압축된 거리정보 또는 압축된 음성정보를 전달받아 변조하여 변조된 데이터를 출력하는 변조부를 더 포함하고, 상기 제1 안테나부는 상기 변조부에 연결되어 위치하여 상기 변조부에서 출력한 상기 변조된 데이터를 주파수 대역의 신호로 변환하는 것이 좋다.
상기 수신부는, 상기 제2 안테나부에 연결되어 위치하고, 상기 제2 안테나부가 수신한 상기 주파수 대역의 신호를 복조하여 복조된 데이터를 출력하는 복조부, 그리고 상기 복조부에 연결되어 위치하고, 상기 복조부에서 출력한 상기 복조된 데이터를 전달받아 압축 해제하여 영상정보, 거리정보 또는 음성정보를 출력하는 디코더부를 더 포함하는 것이 좋다.
상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부는 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역으로 신호를 송출하거나 수신하는 것이 좋다.
이러한 특징에 따르면, 화물칸 후방에 연결되어 위치하는 송신부는 화물칸 후방의 영상, 화물칸 후방의 음성, 그리고 화물칸 후방에 위치하는 다른 화물칸과의 거리를 각각 감지하고, 기관실에 위치하는 수신부는 송신부로부터 화물칸 후방의 영상, 화물칸 후방의 음성, 그리고 다른 화물칸과의 거리를 전달받아 이를 출력한다. 이로 인해, 입환 작업을 효율적으로 수행할 수 있고, 조차장에 추가 인력을 배치하지 않고 입환 작업을 수행할 수 있으므로, 조차장의 입환 작업 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 시스템에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 시스템은 선로(4) 위를 운행하는 기관실(1)에 구비되는 수신부(100), 그리고 선로(4) 위를 운행하고 기관실(1)과 연결된 제1 화물칸(2)에 구비되는 송신부(200)를 구비한다.
그리고, 제2 화물칸(3)은 선로(4) 위에 정지하여 위치하고 있고, 제1 화물칸(2)으로부터 떨어져 위치한다.
이때, 기관실(1) 및 기관실(1)과 연결된 제1 화물칸(2)은 화살표 방향을 따라 선로(4) 위를 운행하고, 이에 따라 제1 화물칸(2)과 제2 화물칸(3) 사이의 거리가 점점 가까워진다.
또는, 기관실(1) 및 제1 화물칸(2)은 화살표 반대 방향을 따라 선로(4) 위를 운행하고, 이에 따라 제1 화물칸(2)과 제2 화물칸(3) 사이의 거리가 점점 멀어질 수 있다.
이와 같이, 선로(4) 위를 운행하는 제1 화물칸(2)의 송신부(200)는 제1 화물칸(2)과 제2 화물칸(3)의 거리, 제2 화물칸(2) 후방의 영상정보, 제2 화물칸(2) 후방의 음성정보를 각각 센싱(2101)하여 출력하고, 출력된 거리 정보, 영상정보 및 음성정보를 제1 안테나(20)를 통해 제2 안테나(10)로 전달한다.
제1 안테나(20)는 제1 화물칸(2)에 위치하고 송신부(200)에 연결되어 위치한다.
그리고, 제2 안테나(10)는 기관실(1)에 위치하고 수신부(100)에 연결되어 위치한다.
이와 같이 제1 안테나(20) 및 제2 안테나(10)가 각각 위치할 때, 제2 안테나(10)는 제1 안테나(20)로부터 거리 정보, 영상정보 및 음성정보를 전달받고, 제1 안테나(20)로부터 전달받은 정보들을 수신부(100)로 전달한다.
도 2를 참고로 하여, 제1 화물칸(2)의 송신부(200) 및 기관실(1)의 수신부(100)의 구조를 더욱 자세하게 설명한다.
먼저, 도 2에 도시된 것과 같이, 송신부(200)는 수집부(210), 수집부(210)에 연결되어 위치하는 엔코더(encoder)부(220), 엔코더부(220)에 연결되어 위치하는 변조부(230), 그리고 변조부(230)에 연결되어 위치하는 제1 안테나부(240)를 구비한다.
수집부(210)는 제1 화물칸(2) 후방의 영상을 촬영하는 영상 수집부(211), 제1 화물칸(2) 후방의 음성정보를 녹음하는 음성 수집부(212), 제1 화물칸(2) 후방에 빛을 출력하는 조명부(213), 그리고 제1 화물칸(2) 후방에 위치하는 장애물의 거리를 센싱하는 센서부(214)를 구비한다.
영상 수집부(211)는 제1 화물칸(2) 후방의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 출력한다.
이때, 영상 수집부(211)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라일 수 있다.
그리고, 음성 수집부(212)는 제1 화물칸(2) 후방의 음성정보 또는 제1 화물칸(2) 주변에서 발생하는 소리를 감지하여 녹음하고, 감지 및 녹음된 음성정보를 출력한다.
조명부(213)는 광원으로서, 켜지거나 꺼지도록 제어될 수 있다. 한 예에서, 조명부(213)가 켜지도록 제어되었을 때, 조명부(213)는 빛을 출력하여 제1 화물칸(2) 후방을 비춘다. 이로 인해, 영상 수집부(211)는 야간에도 식별 가능한 영상정보를 촬영하여 출력할 수 있다.
조명부(213)는 LED(light emitting diode)로 구성될 수 있다.
센서부(214)는 제1 화물칸(2)의 후방에 위치하는 장애물의 거리를 감지하여 감지된 거리정보를 출력하고, 도 1을 참고로 하는 한 예에서, 센서부(214)는 제1 화물칸(2) 및 제2 화물칸(3) 사이의 거리를 감지한다.
이때, 센서부(214)는 초음파 센서인 것이 좋다.
센서부(214)가 초음파 센서로 구성될 때, 센서부(214)는 초음파 신호를 출력하고, 출력된 초음파 신호가 장애물에 반사되어 센서부(214)로 되돌아오는 시간을 이용하여 거리정보를 계산한다.
엔코더부(220)는 수집부(210)의 영상 수집부(211)에서 출력된 영상정보, 음성 수집부(212)에서 출력된 음성정보, 그리고 센서부(214)에서 출력된 거리정보를 각각 전달받고, 전달받은 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 압축하여 압축된 데이터를 출력한다.
변조부(230)는 다중화기(multiplexer)(231), 다중화기(231)에 연결된 변조기(232)를 구비한다.
다중화기(231)는 엔코더부(220)에서 출력한 압축된 데이터를 전달받고, 전달받은 압축된 데이터를 시분할 다중 방식(TDM, time domain multiplexing)으로 다중화하여 출력한다.
변조기(232)는 다중화기(231)에 연결되어 다중화기(231)로부터 출력된 다중화된 데이터를 전달받고, 전달받은 다중화된 데이터를 주파수 영역의 신호로 변조하여 출력한다.
이때, 변조기(232)는 DVB-Tx(Digital Video Broadcasting-Transmitter) 방송 규격을 이용하는 것이 좋다.
그리고, 제1 안테나부(240)는 제1 주파수 변환부(21) 및 제1 안테나(20)를 구비한다.
제1 주파수 변환부(21)는 변조부(230)의 변조기(232)에서 출력한 주파수 영역의 신호를 전달받고, 전달받은 주파수 영역의 신호를 상향 변환하여 상향 변환된 주파수 영역의 신호를 출력한다.
제1 주파수 변환부(21)는 변조부(230)로부터 수신된 상향 변환된 주파수 영역의 신호를 높은 주파수를 갖는 신호로 변환하는 업-컨버터(up-converter)일 수 있다.
제1 안테나(20)는 제1 주파수 변환부(21)에 연결되어 위치하고, 도 1을 참고로 하여 이미 설명한 것과 같이, 제1 화물칸(2) 외부에 위치하는 것이 좋다.
제1 안테나(20)는 제1 주파수 변환부(21)에서 출력된 상향 변환된 주파수 영역의 신호를 전달받아 송출한다.
이때, 수집부(210), 엔코더부(220), 변조부(230) 및 제1 안테나부(240)를 구비하는 송신부(200)는 제1 화물칸(2)의 외부면에 탈착 가능하도록 연결되는 것이 좋다.
한 예에서, 송신부(200)의 한 부분 및 제1 화물칸(2)의 한 부분은 각각 자성을 갖도록 형성되고, 이로 인해 송신부(200)가 제1 화물칸(2)에 부착 또는 분리되도록 연결될 수 있다.
그리고 이때, 송신부(200)는 충전식 배터리를 더 포함하도록 구성하고, 충전식 배터리는 수집부(210), 엔코더부(220), 변조부(230) 및 제1 안테나부(240)에 각각 전원을 공급할 수 있다.
계속해서 도 2를 참고로 하여 기관실(1)에 위치하는 수신부(100)의 구조를 설명하면, 수신부(100)는 제2 안테나부(110), 제2 안테나부(110)에 연결된 복조부(120), 복조부(120)에 연결된 디코더(decoder)부(130), 그리고 디코더부(130)에 연결된 표출부(140)를 구비한다.
제2 안테나부(110)는 제2 안테나(10) 및 제2 주파수 변환부(11)를 구비한다.
제2 안테나(10)는 제1 안테나(20)에서 송출한 변환된 주파수 영역의 신호를 전달받는다.
제2 안테나(10)는 도 1을 참고로 하여 이미 설명한 것과 같이, 기관실(1) 외부에 위치하는 것이 좋다.
이때, 제1 안테나(20) 및 제2 안테나(10)는 ISM 대역(Industrial Scientific Medical band)을 이용하여 신호를 송수신하는 것이 좋다.
제2 주파수 변환부(11)는 제2 안테나(10)와 연결되어 위치하고, 제2 안테나(10)로부터 변환된 주파수 영역의 신호를 전달받는다.
그리고 이때, 제2 주파수 변환부(11)는 전달받은 변환된 주파수 영역의 신호를 하향 변환하여 하향 변환된 주파수 영역의 신호를 출력한다.
복조부(120)는 복조기(121), 그리고 복조기(121)에 연결된 역 다중화기(de-multiplexer)(122)를 구비한다.
복조기(121)는 제2 주파수 변환부(11)에서 출력한 하향 변환된 주파수 영역의 신호를 전달받고, 전달받은 하향 변환된 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 복조하여 출력한다.
이때, 복조기(121)는 DVB-Rx(Digital Video Broadcasting-Receiver) 방송 규격을 이용하는 것이 좋다.
그리고, 역 다중화기(122)는 복조기(121)에서 출력한 시간 영역의 신호를 전달받고, 전달받은 시간 영역의 신호를 역 다중화하여 역 다중화된 데이터를 출력한다.
디코더부(130)는 복조부(120)의 역 다중화기(122)로부터 역 다중화된 데이터를 전달받아 압축을 해제하는 디코딩(decoding)을 수행한다. 이로 인해, 역 다중화된 데이터에 포함된 영상정보, 음성정보 또는 거리정보가 각각 출력된다.
표시부(140)는 영상표시부(141) 및 음성표시부(142)를 구비하고, 디코더부(130)에서 출력된 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 전달받는다.
영상표시부(141)는 영상을 출력하기 위한 화면을 구비하는 모니터 형태일 수 있으며, 디코더부(130)로부터 전달받은 영상정보 및 거리정보를 모니터에 출력하는 것이 좋다.
그리고, 음성표시부(142)는 음성을 출력하기 위한 스피커일 수 있으며, 디코더부(130)로부터 전달받은 음성신호를 출력하는 것이 좋다.
이로 인해, 기관실(1) 내부의 표시부(140)가 제1 화물칸(2)의 후방을 촬영한 영상과 음성, 그리고 제1 화물칸(2)과 가까운 장애물과의 거리를 계산하여 출력하므로, 기관실(1) 내부에 위치하는 기관사는 제1 화물칸(2)의 후방을 모니터링 할 수 있게 된다.
따라서, 열차의 조차장 입환 작업 시, 추가 인력을 배치하지 않고서도 열차의 후방을 효과적으로 모니터링할 수 있게 된다.
이때, 수신부(100)는 기관실(1) 내부에 고정되도록 위치하는 것이 좋다.
그리고, 수신부(100)를 구성하는 제2 안테나부(110), 복조부(120), 디코더부(130) 및 표시부(140)는 기관실(1)의 전원을 인가받아 구동될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 방법에 대하여 자세하게 설명한다.
먼저, 송신부(200)의 수집부(210)에서 열차 후방의 영상정보, 음성정보를 생성하고, 열차 후방의 장애물과의 거리를 센싱하여 거리정보를 출력한다(S10).
다음으로, 송신부(200)의 엔코더부(220)는 수집부(210)로부터 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 전달받아 압축한다(S20).
그런 다음, 송신부(200)의 변조부(230)는 엔코더부(220)에서 출력한 압축된 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 전달받아 변조한다(S30).
그리고, 송신부(200)의 제1 안테나부(240)는 변조부(230)에서 출력한 변조된 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 전달받아 송출한다(S40).
다음으로, 수신부(100)의 제2 안테나부(110)는 제1 안테나부(240)에서 송출한 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 수신하고(S50), 수신부(100)의 복조부(120)는 제2 안테나부(110)가 수신한 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 복조한다(S60).
그런 다음, 수신부(100)의 디코더부(130)는 복조부(120)로부터 복조된 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 전달받아 압축을 해제한다(S70). 이 단계에서 영상정보, 음성정보 및 거리정보가 각각 생성된다.
마지막으로, 수신부(100)의 표시부(140)는 디코더부(130)로부터 압축해제된 영상정보, 음성정보 및 거리정보를 출력한다(S80).
도 3을 참고로 하여 위와 같이 설명한 본 발명의 한 실시예에 따른 열차 후방 감시 방법에서, 첫 번째 내지 네 번째 단계(S10, S20, S30, S40)는 화물칸의 후방에 위치하는 송신부(200)에서 이루어지고, 다섯번째 단계 내지 여덟번째 단계(S50, S60, S70, S80)는 기관실에 위치하는 수신부(100)에서 이루어진다.
이로 인해, 기관실에 위치하는 기관사는 조차장 입환 작업 시 인력을 배치하지 않고서도 열차의 후방을 모니터링할 수 있게 된다. 따라서, 열차의 조차장 입환 작업 효율이 좋아진다는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 기관실 2 : 제1 화물칸
3 : 제2 화물칸 4 : 선로
10 : 제2 안테나 11 : 제2 주파수 변환부
20 : 제1 안테나 21 : 제2 주파수 변환부
100 : 송신부 110 : 제2 안테나부
120 : 복조부 130 : 디코더부
140 : 표시부 200 : 수신부
210 : 수집부 220 : 엔코더부
230 : 변조부 240 : 제1 안테나부

Claims (8)

  1. 제1 열차 후방에 위치하고, 상기 제1 열차 후방의 영상을 촬영하여 영상정보를 출력하는 영상 수집부, 그리고 상기 열차 후방의 장애물을 감지하여 거리정보를 출력하는 센서부를 구비하는 수집부, 상기 수집부로부터 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 전달받아 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 제1 안테나부를 구비하는 송신부, 그리고
    상기 제1 열차와 분리된 제2 열차에 위치하고, 상기 송신부에서 출력한 상기 주파수 대역의 신호를 전달받는 제2 안테나부, 그리고 상기 제2 안테나부가 수신한 상기 주파수 대역의 신호에 포함된 상기 영상정보 및 상기 거리정보를 출력하는 표시부를 구비하는 수신부
    를 포함하는 열차 후방 감시 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 열차는 기관실을 구비하는 열차 칸인 열차 후방 감시 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 수집부는,
    상기 제1 열차 후방의 음성을 녹음하여 음성신호를 출력하는 음성 수집부를 더 포함하는 열차 후방 감시 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 수집부는,
    상기 제1 열차 후방을 빛으로 조사하는 조명부를 더 포함하는 열차 후방 감시 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 센서부는 초음파 센서인 열차 후방 감시 시스템.
  6. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 송신부는,
    상기 수집부에 연결되어 위치하고, 상기 수집부에서 출력한 상기 영상정보, 상기 거리정보 또는 상기 음성정보를 전달받아 압축하여 압축된 영상정보, 압축된 거리정보 또는 압축된 음성정보를 출력하는 엔코더부, 그리고
    상기 엔코더부에 연결되어 위치하고, 상기 엔코더부에서 출력한 상기 압축된 압축된 영상정보, 압축된 거리정보 또는 압축된 음성정보를 전달받아 변조하여 변조된 데이터를 출력하는 변조부
    를 더 포함하고,
    상기 제1 안테나부는 상기 변조부에 연결되어 위치하여 상기 변조부에서 출력한 상기 변조된 데이터를 주파수 대역의 신호로 변환하는 열차 후방 감시 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 수신부는,
    상기 제2 안테나부에 연결되어 위치하고, 상기 제2 안테나부가 수신한 상기 주파수 대역의 신호를 복조하여 복조된 데이터를 출력하는 복조부, 그리고
    상기 복조부에 연결되어 위치하고, 상기 복조부에서 출력한 상기 복조된 데이터를 전달받아 압축 해제하여 영상정보, 거리정보 또는 음성정보를 출력하는 디코더부
    를 더 포함하는 열차 후방 감시 시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부는 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역으로 신호를 송출하거나 수신하는 열차 후방 감시 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180055982A (ko) 2016-11-16 2018-05-28 한국철도기술연구원 이미지 프로세싱 및 거리감지를 이용한 열차조성 안전장치 및 그 제어방법
CN114348050A (zh) * 2022-01-07 2022-04-15 广东韶钢松山股份有限公司 领车器系统和车辆

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