KR20180090745A - 열차 접근 경보 시스템 - Google Patents

열차 접근 경보 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180090745A
KR20180090745A KR1020180012814A KR20180012814A KR20180090745A KR 20180090745 A KR20180090745 A KR 20180090745A KR 1020180012814 A KR1020180012814 A KR 1020180012814A KR 20180012814 A KR20180012814 A KR 20180012814A KR 20180090745 A KR20180090745 A KR 20180090745A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
train
access
data
server
unit
Prior art date
Application number
KR1020180012814A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102086011B1 (ko
Inventor
김광수
방윤배
Original Assignee
주식회사 한국건설방재연구원
안세정보통신(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한국건설방재연구원, 안세정보통신(주) filed Critical 주식회사 한국건설방재연구원
Publication of KR20180090745A publication Critical patent/KR20180090745A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102086011B1 publication Critical patent/KR102086011B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/06—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for warning men working on the route
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14—Central alarm receiver or annunciator arrangements
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B3/00—Audible signalling systems; Audible personal calling systems
    • G08B3/10—Audible signalling systems; Audible personal calling systems using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/36—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 열차 접근 경보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자에게 열차의 접근정보를 효율적으로 알려줄 수 있도록 하는 열차 접근 경보 시스템에 관한 것이다.
본 발명이 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템은, 선로 작업영역 내에 배치되어, 진동 센서를 이용하여 진동 데이터를 획득하는 접근 감지부와, 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버 및 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고, 서버는 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 접근 경보부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

열차 접근 경보 시스템{TRAIN ACCESS WARNING SYSTEM}
본 발명은 열차 접근 경보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자에게 열차의 접근정보를 효율적으로 알려줄 수 있도록 하는 열차 접근 경보 시스템에 관한 것이다.
철도는 사전적 정의에 따르면 침목 위에 철제의 궤도를 설치하고, 그 위로 차량을 운전하여 여객과 화물을 운송하는 시설을 일컫는다.
이와 같이 철도는 정해진 궤도를 따라 열차가 이동하는 바, 항상 외부에 노출된 선로는 이를 보수하기 위한 작업이 수시로 이루어지고 있다.
일반적으로 철도의 선로 변에서 선로나 신호 설비에 대한 유지 보수 작업을 위한 작업 현장에는 작업자의 안전을 위한 일환으로, 선로 변 작업 영역을 기준으로 일정 거리에 작업자와는 별도의 안전 요원을 배치하여, 열차와의 충돌 사고를 예방하는 방안이 활용되고 있다.
안전 요원은 선로 변의 작업 영역에 열차가 접근하는지 여부를 감시하여 열차의 접근이 인식되면 작업자에게 열차 접근에 대한 경고 알림을 제공한다.
예컨대 안전 요원은 낮의 경우 깃발을 이용한 수신호를 이용해 작업자에게 열차의 접근 정보를 전달하고, 밤의 경우에는 경광등을 이용한 수신호를 이용해 작업자에게 열차의 접근 정보를 전달한다.
한편, 작업자는 대부분 지속적으로 단조로운 유지보수 작업을 수행하게 된다.
따라서, 작업자는 선로 변의 작업영역을 기준으로 일정거리에 위치한 안전요원을 통해 열차접근의 경보 신호를 받더라도, 감각차단(感覺遮斷) 현상이 발생하여 깃발 또는 경광등에 의한 안전요원의 경보신호를 인지하지 못하는 경우가 빈번하게 발생된다.
이로 인해 작업자는 열차가 유지 보수 작업 영역 인근까지 접근하여도 열차의 접근을 인식하지 못하여 열차와의 충돌로 인한 사상사고가 발생하고 있는 실정이다.
또한 상술한 바와 같이 철도의 선로변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수 작업 현장에 안전 요원을 배치하여 이의 안전사고를 방지하고 있지만, 인력을 이용하는 방법은 사람에게 안전을 전적으로 담당시키는 것으로 사람의 실수로 인하여 매우 위험한 상황을 초래할 수 있다.
특히, 작업자는 유지 보수 작업을 하는 중에도 지속적으로 안전요원자의 수신호 등을 인식해야 하므로 유지 보수 작업의 효율성도 저하됨은 물론 작업자 이외에도 별도의 안전요원을 다수 더 배치해야 하므로 인건비의 상승이 유발되는 문제점도 있다.
또한, 안전경보자 역시 열차의 접근 유무를 지속적으로 감시해야 함에도 집중력 저하 등의 감각차단 현상에 의해 정확한 열차의 접근 유무를 전달하지 못하여 신뢰성을 가지는 열차 접근에 대한 정보를 제공하지 못하는 문제점도 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 작업자가 열차의 접근을 인지하지 못하여 발생하는 사상사고를 방지할 수 있도록 작업자에게 열차의 접근 정보를 용이하게 전달할 수 있는 열차 접근 경보 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템은, 선로 작업영역 내에 배치되어, 진동 센서를 이용하여 진동 데이터를 획득하는 접근 감지부와, 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버 및 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고, 서버는 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 접근 경보부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 작업 영역 내에 진동 센서를 배치하여 물체(열차) 이동에 따른 진동을 감지하고, 감지된 진동 데이터의 특성 패턴을 추출함으로써, 감지된 진동을 야기한 이동 물체가 무엇인지 식별하고, 이동하는 물체의 속도와 작업 영역과의 거리 정보를 식별하여, 해당 이동 물체(열차)의 접근에 대한 경보를 작업 영역 내의 작업자에게 제공함으로써, 작업 구간 외 지역에 직접 열차를 감지하는 수단을 배치하지 않고, 작업 구간 내에서 감지되는 진동 데이터를 분석한 결과에 따라 열차 접근 경보를 제공하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득을 위한 열차 감지 수단을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 사용 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 경보부의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득을 위한 열차 감지 수단을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 레퍼런스 데이터 획득 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재 접근하는 열차를 식별하고 그 접근에 대한 대피 알림을 작업 영역의 작업자에게 알리기 위해, 먼저 열차의 종류, 이동속도, 작업 영역과의 거리를 판별하기 위한 레퍼런스 데이터를 획득한다.
도 2를 참조하면, 작업 영역 외 열차가 이동하는 구간에 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)가 배치되고, 작업 영역 내에는 진동 데이터 획득부(400)가 배치된다.
진동 데이터 획득부(400)는 제1 진동 센서(S1) 및 제2 진동 센서(S2)를 포함하여 구성된다.
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)에서 획득된 감지 데이터와, 진동 데이터 획득부에서 획득된 진동 데이터는 서버(300)로 전송되며, 동기화가 이루어진다.
서버(300)는 작업 영역 외에 배치되는 중앙 관제 서버인 것이 바람직하며, 필요에 따라 작업 영역 내에 배치되어 중앙 서버로 해당 데이터를 전송하는 중개 서버인 것 역시 가능하다.
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)는 작업 영역을 기준으로 기설정 거리(예: 1Km, 1.5Km. 2Km, 3Km, 5Km 등)에 배치되어, 선로를 따라 진입하는 열차를 감지한다.
레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1케이스(110), 감지부(120), 영상부(130), 감지 판단부(140) 및 데이터전송부(150)를 포함한다.
제1케이스(110)는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.
제1케이스(110)는 수용공간에 열차의 접근감지를 위한 각종 부품들을 수납하여 철도의 선로 변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수작업을 위한 작업현장의 작업영역을 기준으로 기설정된 거리에 배치된다.
이는, 열차의 종류 및 그에 따른 이동 속도와 연관하여, 작업 영역 및 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)의 이격 거리에 따라 작업 영역 내 작업자가 대피할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있도록 하기 위함이다.
감지부(120)는 일부가 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 상태로 제1케이스(110)의 수용공간에 수납된다.
그리고 감지부(120)는 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 영역이 선로를 따라 진입하는 열차를 감지한다.
더욱 상세하게는 감지부(120)는 제1센서(121)와 제2센서(122)를 포함한다.
제1센서(121)는 제1케이스(110)에서 열차가 진입하는 방향으로, 선로 변을 향해 배치된다.
그리고, 제2센서(122)는 제1센서(121)의 인접한 위치에서 선로 변과 마주하는 방향에 배치된다.
따라서, 감지부(120)는 열차가 진입하는 방향으로부터 열차가 진입하게 되면 제1센서(121)가 그 진입 여부를 먼저 감지하고, 그 후에 제2센서(122)가 열차의 진입 여부를 감지하게 된다.
이렇게 감지부(120)가 감지한 감지정보는 감지 판단부(140)에 의해 열차 진입 경보 신호인지 판단하게 된다.
영상부(130)는 일부가 제1케이스(110)로부터 외부로 노출된 상태로 제1케이스(110)의 수용공간에 수납된다.
그리고 영상부(130)는 선로를 따라 진입하는 열차를 촬영하여 영상정보를 생성한다.
이렇게 영상부(130)가 쵤영한 영상정보는 감지 판단부(140)에 의해 열차 진입 신호인지 여부에 대한 판단에 이용된다.
감지 판단부(140)는 제1케이스(110)의 내부에 수납되는 것으로서, 기설정된 정보를 감지부(120)가 감지한 정보와 비교하여 감지부(120)의 감지정보가 열차 진입 경보 신호인지 판단한다.
즉, 제1센서(121)가 감지한 시간으로부터 제2센서(122)가 감지한 시간까지 걸린 시간을 분석하고, 감지 판단부(140)에 기설정된 정보와 비교하여 감지부(120)에서 감지된 정보가 열차 진입 경보 신호인지 판단한다.
제1센서(121) 및 제2센서(122)에서 감지된 시간 정보를 기준으로 열차 진입 경보 신호 여부를 판단하게 되는데, 예컨대 감지 판단부(140)는 제1센서(121)가 선로변에서 미확인물체를 감지한 후, 제2센서(122)가 감지할 때까지 경과된 시간이 기설정된 값의 범위 내에 포함되지 않거나, 제1센서(121) 또는 제2센서(122)에서만 미확인물체가 감지된 경우에는 감지부(120)에서 감지된 감지정보가 열차 진입에 의한 것이 아닌 것으로 판단한다.
반면, 감지 판단부(140)는 제1센서(121)가 선로 변에서 미확인물체를 감지한 후, 제2센서(122)가 감지할 때까지 경과된 시간이 감지 판단부(140)에 기설정된 값의 범위 내에 포함되는 경우, 감지부(120)에서 감지된 감지정보가 열차 진입 경보 신호인 것으로 판단한다.
전술한 예에 따르면, 제1 센서 및 제2 센서에서 감지된 시간 정보의 간격, 즉 감지 시간의 차이가 기설정 값의 범위 내에 포함되는 경우 감지 정보를 열차 진입에 의한 것으로 판단하는 것으로 서술하였으나, 이는 날씨, 철도 공사, 운행 지연 시간 등 열차 운행 정보를 종합적으로 고려하여 기설정 범위 내에 해당 감지 시간의 차이가 포함되면 열차 진입에 의한 것으로 판단하는 것이 가능하다.
예컨대 열차 선로 이상에 의해 일시적으로 열차가 저속 주행할 수 있는데, 서버(300)는 이에 대한 열차 운행 정보를 저장함으로써, 열차 진입 판단 여부에 대한 오류 발생을 방지한다.
감지 판단부(140)는 영상부(130)가 촬영한 영상정보를 분석하여 영상부(130)가 촬영한 영상정보가 열차진입에 의한 감지정보인지 판단하는 것이 가능하다.
한편, 접근 감지부(100)은 감지부(120) 또는 영상부(130) 중 어느 하나만 사용하거나, 감지부(120)와 영상부(130)를 모두 사용함도 가능하다.
감지부(120)와 영상부(130)를 모두 사용함으로써, 열차 진입 경보 신호의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.
데이터전송부(150)는 제1케이스(110)의 내부 또는 외측면에 배치되는 것으로서, 감지 판단부(140)로부터 감지부(120)가 감지한 정보가 열차진입에 의한 정보인 것으로 판단되면 그 감지 정보를 서버(300)로 송신한다.
데이터전송부(150)는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.
서버(300)는 데이터전송부(150)를 통해 획득한, 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부(100)의 감지 신호와, 해당 시점에서 진동 데이터 획득부(400)가 획득한 진동 데이터를 동기화하여 저장함으로써, 작업 영역에서 기설정 이격 거리 떨어진 지점을 열차가 지나고 있을 때의 진동 데이터를 획득함이 가능하다.
서버(300)는 진동 데이터 획득부(400)를 통해 현장에서 획득한 데이터를 축적한 레퍼런스 데이터 패턴을 생성한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 작업 구간 내 작업자에게 대피에 필요한 충분한 시간을 확보하는 것이므로, 경보 통보로부터 대피 시간까지의 시간을 1분으로 정한 경우를 예를 들어 설명한다.
예컨대 열차와 작업 구간 까지의 거리가 1km이고, 이동 열차의 운행 속도가 60Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 1.5km이고, 이동 열차의 운행 속도가 90Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 2km이고, 이동 열차의 운행 속도가 120Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 3km이고, 이동 열차의 운행 속도가 180Km/h인 경우, 열차와 작업 구간 까지의 거리가 5km이고, 이동 열차의 운행 속도가 300Km/h인 경우, 각 상황별로 획득된 특성 패턴에 대한 데이터쉬트를 획득하며, 이러한 데이터쉬트는 서버(300) 내 또는 별도의 데이터베이스에 저장된다.
이 때, 데이터쉬트 획득 및 실제 현장에서 열차 접근 감지를 위해서는, 기설정 거리(예: 10미터) 이격된 제1 진동 센서(S1) 및 제2 진동 센서(S2)를 배치하여 진동 데이터를 획득함이 전술한 바와 같다.
데이터쉬트는 아래 [표 1]과 같이, 주파수 데이터, 진폭 데이터, 위상 데이터, 파형의 왜곡률 데이터를 포함한다.
열차와 작업장 사이의
거리		 이동열차의
운행 속도		 주파수 진폭 위상 파형의 왜곡률
1Km 60Km/h
1.5Km 90Km/h
2Km 120Km/h
3Km 180Km/h
5Km 300Km/h
본 발명은 진동 데이터를 단순 적분하여 열차의 접근 감지 여부를 이진법적으로 해석하는 것에 그치지 아니하고, 진동 데이터의 특성 패턴을 생성하고 이를 활용하여 열차의 종류, 이동 속도, 작업 영역 까지의 거리 및 안전한 대피를 위한 대피 알림 경보 시간을 산출하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열차 접근 경보 시스템의 사용 상태를 나타낸 개략도이다.
본 실시예에 따른 진동 데이터 획득부(400)는, 진동 센서를 포함하여 구성되어, 열차가 작업 영역 쪽으로 접근하는 경우, 열차의 이동에 따른 진동을 감지하여 이를 송수신 모듈을 통해 AP(Access Point)를 거쳐 서버(300)로 전송하고, 서버(300)는 진동 데이터를 분석하여, 작업 중인 작업자에게 열차 접근에 대한 예보 또는 경보 제공에 대한 명령을 접근 경보부(200)로 전송한다.
도 4은 작업 영역 외부에 서버(300)가 위치하는 것을 예를 들어 도시한 것이나, 이는 당업자의 이해를 돕기 위해 도시한 것에 불과하며, 후술하는 바와 같이 진동 데이터 획득부(400), 송수신 모듈, 접근 경보부(200)가 단말에 포함되는 것이 가능하다.
아울러, 접근 경보부(200)는 별도의 모듈로서 작업 영역 내에 배치되거나 또는 접근 감지부와 하나의 단말에 구성되어 경고음이나 경고 문구를 출력하는 구성에 제한되는 것이 아니며, 작업자가 소지한 스마트폰 등을 이용하여 열차 접근에 대한 알림 및 대피 경보를 알리는 구성으로 적용되는 것 역시 가능하다.
진동 데이터 획득부(400)에 포함되는 진동 센서는 열차 레일에 직접 부착되거나, 레일에 인접하여 배치되어 고정된다.
전술한 바와 같이, 진동 데이터 획득부(400)와 접근 경보부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 상이한 구성으로서 따로 배치될 수 있으나, 다른 예로서 단일 단말 내에 포함되어, 열차 접근을 감지 및 해당 접근 감지 정보를 활용한 경보를 작업 영역 내의 작업자에게 제공하는 것이 가능하고, 접근 경보부(200)는 작업자가 소지한 스마트폰 등 작업자 단말을 활용하여 접근 경보를 제공하는 것 역시 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 서버(300)는 진동 센서를 통해 현장에서 획득한 데이터를 축적한 데이터 패턴 분석 결과를 활용하여 이는 전술한 [표 1]과 같다.
현장에서 진동 데이터 획득부(400)를 통해 획득된 데이터쉬트는 서버(300) 또는 별도의 데이터베이스에 저장된다.
현장에서 취득된 진동 파형에 대하여는 푸리에 급수를 이용하여 기본 파형을 획득하고, 해당 기본 파형의 주파수, 진폭, 위상 등 특성 패턴 및 전술한 왜곡률 데이터를 획득한다.
푸리에 변환은 시간에 대한 함수를 함수를 구성하고 있는 주파수 성분으로 분해하는 것이다.
시간의 함수가 푸리에 변환이 되면, 주파수의 복소 함수가 되고, 이들의 절대값은 원래 함수를 구성하는 주파수 성분의 양을, 편각은 기본 사인 곡선과의 위상차(Phase Offset)을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따르면, 작업 영역 내에서 제1 및 제2 진동 센서(S1, S2)를 배치하여 물체(열차) 이동에 따른 진동을 감지하고, 서버(300)는 감지된 진동 데이터의 특징 패턴을 추출하고, 이를 기저장된 데이터쉬트의 데이터와 비교하여 매칭되는 패턴 특성을 조회한다.
시간에 따른 진동 주파수를 획득하고, 이에 대한 푸리에 변환을 수행하여, 기본 주파수를 획득하고, 진폭, 주파수, 위상차, 파형의 왜곡률을 획득한다.
매질이 일정할 때에는 같은 파형이 획득되겠지만, 레일의 이격 부위에 따라서 파형의 왜곡이 발생한다.
예컨대, 본 발명에서는 파형의 왜곡률을 고려하여, 진동 주파수의 특성 패턴을 매칭하여 열차 접근 정보를 획득한다.
시간에 대한 진동 파형의 방정식을 푸리에 급수로 표현하면, 아래 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00001
이 때, A는 진폭에 대한 실효값이다.
파형의 왜곡률(D)은 아래 [수학식 2]와 같이 산출된다.
Figure pat00002
매칭되는 패턴 특성에 따라, 감지된 진동을 야기한 이동 물체가 무엇인지 식별하고, 이동하는 물체의 속도와 위치 정보를 식별하여, 해당 이동 물체(열차)의 접근에 대한 경보를 작업자에게 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 서버(300)는 관리자 단말 또는 작업자 단말을 통해 작업의 종류에 대한 정보를 입력 받는다.
즉, 현장에서 큰 구조물을 이용한 진단 작업이 수행되고 있을 경우, 대피를 위한 시간을 열차 접근 1분 전에 알려줄 필요가 있고, 작업자가 간단한 진단 작업을 수행하고 있을 경우, 대피를 위한 시간을 열차 접근 30초 전에 알려주면 된다고 가정한다.
서버(300)는 입력된 작업 종류에 따라, DB에 저장된 레퍼런스 데이터와, 진동 데이터 획득부(400)를 통해 획득된 진동 데이터의 비교를 상이하게 수행한다.
즉, 해당 작업 종류에 따라 대응되는 레퍼런스 데이터를 호출하고, 이를 현재 획득된 진동 데이터의 특성 패턴과 비교하여, 기설정된 대피 알림 시간을 두고 열차 접근 경보를 알리도록 경보 제공 명령 신호를 접근 경보부(200)로 전송한다.
전술한 바와 같이, 접근 경보부(200)는 별도의 모듈로서 작업 영역 내에 배치되거나 또는 진동 데이터 획득부(400)와 하나의 단말에 구성되어 경고음이나 경고 문구를 출력하는 구성에 제한되는 것이 아니며, 작업자가 소지한 스마트폰 등을 이용하여 열차 접근에 대한 알림 및 대피 경보를 알리는 구성으로 적용되는 것 역시 가능하다.
당업자의 이해를 돕기 위해서, 이하에서는 도 5를 참조하여 접근 경보부(200)의 별도의 디바이스로 배치되는 경우 그 구성을 예를 들어 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 경보부의 구성을 나타내는 도면이다.
접근 경보부(200)은 철도의 선로변에서 선로나 신호설비에 대한 유지보수작업을 위한 작업자의 선로변 작업영역에 설치된 것으로서, 서버(300)로부터 수신된 열차 진입 경보 신호를 수신 받아 이를 외부로 경고 알림의 형태로 출력한다.
이러한 접근 경보부(200)은 제2케이스(210)와 수신부(220)와 경보신호출력부(230) 및 신호제어부(240)를 포함한다.
제2케이스(210)는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.
제2케이스(210)는 수용공간에 열차의 접근경보를 위한 각종 부품들을 수납하여 작업영역에 배치된다.
수신부(220)는 제2케이스(210)의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 서버(300)로부터 전송된 열차 진입 경보 신호를 수신한다.
한편, 수신부(220)는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.
경보신호출력부(230)는 수신부(220)를 통해 열차 진입 경보 신호가 수신되면 선로변 작업영역의 작업자가 인지할 수 있도록 경고정보를 출력한다.
이러한 경보신호출력부(230)는 스피커(231) 및 경광등(232)으로 이루어진다.
스피커(231)는 수신부(220)로부터 열차 진입 경보 신호가 수신되면 경보신호출력부(230)를 제어하는 신호제어부(240)의 제어에 따라 스피커(231)를 통해 경고음이 출력된다.
그리고 경광등(232)은 수신부(220)로부터 열차 진입 경보 신호가 수신되면 신호제어부(240)의 제어에 따라 빛이 점멸된다.
따라서, 경고음이 출력되는 스피커(231)와 빛이 절멸되는 경광등(232)으로 인해, 작업영역의 작업자가 이를 확인 및 열차가 접근중임을 인식하고 신속하게 대처할 수 있다.
한편, 경보신호출력부(230)는 스피커(231) 또는 경광등(232) 중 어느 하나만 사용하거나, 스피커(231) 및 경광등(232)을 모두 사용함도 가능하다.
스피커(231) 및 경광등(232)을 모두 사용함으로써, 작업영역의 작업자가 이를 더욱 명확하게 확인할 수 있고, 열차가 접근중임을 더욱 명확하게 인식할 수 있다.
또한, 곡선구간 또는 산간지역과 같이 서버(300)가 외부 영역에 있는 경우, 또는 산과 같은 장애물이 존재하는 경우에는 서버(300)로부터 열차 진입 경보 신호가 제대로 전달되지 않게 되는 경우가 발생된다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 실시예에서는 서버(300)와 접근 경보부(200) 사이에 중계기가 설치된다.
중계기는 서버(300)와 접근 경보부(200) 사이에 배치되어 열차 진입 경보 신호를 접근 경보부(200)으로 재송신한다.
이러한 중계기는 제3케이스와 경보신호수신부 및 경보신호송신부를 포함한다.
제3케이스는 원통형 또는 사각형상으로 형성된 몸체로서, 내부에 수용공간이 형성된다.
제3케이스는 수용공간에 열차의 접근감지 및 접근경보를 위한 각종 부품들을 수납한다.
경보신호수신부는 제3케이스의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 서버(300)로부터 전송되는 열차 진입 경보 신호를 수신한다.
한편, 경보신호수신부는 유선송신모듈 또는 무선송신모듈 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다.
경보신호송신부는 제3케이스의 내부 또는 외측면에 배치된 것으로서, 경보신호수신부가 수신한 열차 진입 경보 신호를 열차가 작업영역으로 접근하고 있음을 알리기 위한 경보신호를 원격지의 선로변 작업영역에 설치된 접근 경보부(200)로 송신한다.
또한, 곡선구간 또는 산간지역과 같이 산과 같은 장애물이 존재하는 경우에는 중계기를 장애물의 완곡점 영역에 설치한다.
이로 인해 송신된 열차 진입 경보 신호신호는 장애물을 피해 중계기를 거쳐 접근 경보부(200)로 용이하게 전달될 수 있다.
이제까지 본 발명의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 레퍼런스 데이터 획득용 열차 감지부 110: 제1케이스
120: 감지부 121: 제1센서
122: 제2센서 130: 영상부
140: 감지 판단부 150: 데이터전송부
200: 접근 경보부 210: 제2케이스
220: 제1경보신호수신부 230: 경보신호출력부
231: 스피커 232: 경광등
240: 신호제어부 300: 서버
400: 진동 데이터 획득부

Claims (5)

  1. 선로 작업영역 내에 배치되어, 진동 센서를 이용하여 진동 데이터를 획득하는 접근 감지부;
    상기 접근 감지부가 획득한 진동 데이터를 분석하여 열차 진입에 대한 특성 패턴을 기저장된 데이터와 매칭하여 열차 접근 정보를 산출하는 서버; 및
    상기 서버가 산출한 열차 접근 정보에 따른 경보 신호를 출력하는 접근 경보부를 포함하고,
    상기 서버는 상기 진동 데이터를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 매칭 결과에 따라 대피 알림 제공 명령 신호를 상기 접근 경보부로 전송하는 것
    인 열차 접근 경보 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서버는 진동 데이터를 분석하여 주파수, 진폭, 위상 및 파형의 왜곡률에 대한 데이터를 획득하고, 이를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여, 상기 작업영역과 열차와의 거리 정보 및 상기 열차의 이동 속도 정보를 획득하고, 상기 거리 정보 및 이동 속도 정보를 활용하여 접근 경보부로 열차 접근 정보를 전송하는 것
    인 열차 접근 경보 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서버는 입력되는 작업 종류에 따라 대피 알림을 위한 시간 정보를 조정하고, 대피 알림을 위한 시간 정보를 고려하여 기저장된 레퍼런스 데이터를 호출하여, 현재 획득되는 진동 데이터와 비교 분석하여 상기 열차 접근 정보를 전송하는 것
    인 열차 접근 경보 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버는 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여, 상기 파형의 왜곡률로 산출하여 특성 패턴을 획득하고, 이를 기저장된 학습 데이터와 매칭하여 상기 열차 접근 정보를 전송하는 것
    인 열차 접근 경보 시스템.
    [수학식 1]
    Figure pat00003

    [수학식 2]
    Figure pat00004

    여기서, 수학식 1은 시간에 대한 진동 파형의 방정식을 푸리에 급수로 표현한 수식이고, A는 진폭에 대한 실효값이며, D는 파형의 왜곡률임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접근 경보부는 상기 열차 접근 정보를 수신하여, 안전한 대피까지 남은 시간을 포함한 열차 접근 경보를 제공하는 것
    인 열차 접근 경보 시스템.
KR1020180012814A 2017-02-03 2018-02-01 열차 접근 경보 시스템 KR102086011B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170015759 2017-02-03
KR1020170015759 2017-02-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180090745A true KR20180090745A (ko) 2018-08-13
KR102086011B1 KR102086011B1 (ko) 2020-03-06

Family

ID=63250676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180012814A KR102086011B1 (ko) 2017-02-03 2018-02-01 열차 접근 경보 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102086011B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200104739A (ko) 2019-02-27 2020-09-04 주식회사 한국건설방재연구원 작업자 안전 관리를 위한 작업용 철도 차량 접근 원격 알람 시스템
KR102310925B1 (ko) 2020-08-20 2021-10-13 한국철도공사 인공지능에 의한 열차 진입 경보 시스템
KR20220165055A (ko) 2021-06-07 2022-12-14 현대로템 주식회사 철도차량용 유지보수 안전장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102508768B1 (ko) 2020-12-02 2023-03-10 김봉택 열차 접근에 대해 경고하는 시스템 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11342845A (ja) * 1998-06-04 1999-12-14 Mitsubishi Electric Corp 列車検知装置及び列車位置検知システム、並びに列車接近警報発生装置
JP2008238888A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp 列車位置検知システム
KR100985780B1 (ko) * 2010-05-31 2010-10-06 (주)동남티디에스 열차의 접근 경보 장치 및 방법
KR20150079326A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 한국철도기술연구원 차량 접근 경보 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11342845A (ja) * 1998-06-04 1999-12-14 Mitsubishi Electric Corp 列車検知装置及び列車位置検知システム、並びに列車接近警報発生装置
JP2008238888A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toshiba Corp 列車位置検知システム
KR100985780B1 (ko) * 2010-05-31 2010-10-06 (주)동남티디에스 열차의 접근 경보 장치 및 방법
KR20150079326A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 한국철도기술연구원 차량 접근 경보 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200104739A (ko) 2019-02-27 2020-09-04 주식회사 한국건설방재연구원 작업자 안전 관리를 위한 작업용 철도 차량 접근 원격 알람 시스템
KR102310925B1 (ko) 2020-08-20 2021-10-13 한국철도공사 인공지능에 의한 열차 진입 경보 시스템
KR20220165055A (ko) 2021-06-07 2022-12-14 현대로템 주식회사 철도차량용 유지보수 안전장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102086011B1 (ko) 2020-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180090745A (ko) 열차 접근 경보 시스템
CA2948272C (en) Hazardous event alert systems and methods
US10814892B2 (en) V-aware end of train device
US9321470B1 (en) Systems and methods for implementing object collision avoidance for vehicles constrained to a particular path using remote sensors
CA2701244C (en) System and method to determine train location in a track network
US5890682A (en) Railway crossing collision avoidance system
US11001284B2 (en) Method for determining location of other trains for PTC purposes
US9533626B2 (en) Method and system for determining the availability of a lane for a guided vehicle
CN106781700B (zh) 煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统
CN102923167A (zh) 列车追踪接近预警系统
US20230022877A1 (en) Method and monitoring system for determining a position of a rail vehicle
US20200172132A1 (en) Enforcing Restricted Speed Rules Utilizing Track Data and Other Data Sources
RU2583011C1 (ru) Система оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава
US10752273B2 (en) Train direction and speed determinations using laser measurements
US20230356762A1 (en) Signal box controlled crew warning system
JP2001026266A (ja) 軌道上障害物監視通報システム
KR20040023786A (ko) 열차운행 안전관리시스템
US20180038938A1 (en) System and method for position and proximity detection
WO2021187244A1 (ja) 移動体監視システム、異常検知方法およびプログラム
CN109624975A (zh) 工程运输车辆行进监测方法及系统
Mateen et al. Autonomous Accidents Detection and alert for vehicles
KR102168026B1 (ko) 철도 통합 감시 시스템
KR100387942B1 (ko) 지피에스를 이용한 휴대용 열차접근 경보 장치 및 그제어방법
KR200326769Y1 (ko) 열차 접근 경보 장치
EP3498569A1 (en) Train control system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant