KR20190003245A - 철도차량 객실 실시간 감시 시스템 - Google Patents

철도차량 객실 실시간 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 철도차량 객실 실시간 감시 시스템은, 운행 스케줄에 따라 실제로 운행되는 복수의 철도차량들의 객실 각각에 설치된 전기장치들의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지 정보들을 외부로 실시간 전송하는 객실 전기장치 감지모듈; 및 상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시켜 통합적인 유지보수 업무를 수행하는 통합 철도차량 관리서버를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

철도차량 객실 실시간 감시 시스템{REAL TIME MONITORING SYSTEM FOR RAILWAY VEHICLES}
본 발명은 철도차량 객실 실시간 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운행 스케줄에 따라 실제로 운행되는 복수의 철도차량들의 객실 각각에 설치된 전기장치들의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지 정보들을 외부로 실시간 전송하는 객실 전기장치 감지모듈; 및 상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시켜 통합적인 유지보수 업무를 수행하는 통합 철도차량 관리서버를 포함함으로써, 보다 완벽하고 통합적인 철도차량 유지보수 업무가 가능하여 승객에 대한 서비스 질을 향상 시킬 수 있는, 철도차량 객실 실시간 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지하철 또는 열차는 운전실에 연이어서 복수의 객차가 연결되어 운행되고 있으며, 각각의 객차에는 승객의 편의를 위해 냉방기, 난방기, 조명 및 안내 장치 등이 설치 및 운영되고 있다.
하지만, 차량 내부의 편의 장치는 차량 운행에 필요한 중요 장치가 아니어서 운전실에서 실시간 이상 유무를 알 수 없고, 차량이 차량기지로 입고 된 후 정비를 통해 이상 유무를 확인하고 있는 실정이다.
이로 인해 종래의 점검방식에 의할 경우, 차량 운행 중 발생되는 고장에 대해 승객의 민원 제기된 이후에나 알 수 있어서, 운행 중 고장으로 인한 승객의 불편을 초래할 수 있는 우려가 있었다.
또한 현재 서울 지하철의 1일 차량운행 평균 대수는 1000 편성을 넘어가는데, 이 중 지하철 2호선의 경우 하루 편성 수만 88 편성으로 인해, 하루에 최소 800량 이상의 차량 정비를 진행하여야 함으로써, 정확한 정비를 완료하기에는 쉽지 않은 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0095642호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 운행 스케줄에 따라 실제로 운행되는 복수의 철도차량들의 객실 각각에 설치된 전기장치들의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지 정보들을 외부로 실시간 전송하는 객실 전기장치 감지모듈; 및 상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시켜 통합적인 유지보수 업무를 수행하는 통합 철도차량 관리서버를 포함함으로써, 보다 완벽하고 통합적인 철도차량 유지보수 업무가 가능하여 승객에 대한 서비스 질을 향상 시킬 수 있는, 철도차량 객실 실시간 감시 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 철도차량 객실 실시간 감시 시스템은, 운행 스케줄에 따라 실제로 운행되는 복수의 철도차량들의 객실 각각에 설치된 전기장치들의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지 정보들을 외부로 실시간 전송하는 객실 전기장치 감지모듈; 및 상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시켜 통합적인 유지보수 업무를 수행하는 통합 철도차량 관리서버를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 차량의 운행 중 상태를 데이터화 하여 저장함으로써, 운행 후 일괄 차트 화하여 모든 차량에 장치 이상 유무를 한눈에 볼 수 있어 보다 완벽하고 통합적인 철도차량 유지보수 업무가 가능한 기술적 효과가 있다.
또한 본 발명은 객실 내에 지능형 모듈만을 설치하면 됨으로써 설치 및 운용이 용이해 지고, 차량 내에 이미 설치된 와이파이(WiFi) 중계기를 이용함으로써, 통신 설비의 신규 가설 등의 필요가 없어져 유지비용을 감소시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 본 발명은 실시간으로 편성별, 차량별 승객 편의 장치에 대한 실시간 감시가 가능하고, 운행 중 이상 상황에 대한 대처를 빠르게 할 수 있어서, 승객 불편을 최소화 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 통합 철도차량 관리서버를 사용하여 복수개의 철도차량의 상태를 통합관리 하는 개요를 나타낸 것이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 복수개의 철도차량의 객실에 각각 설치된 객실 전기장치모듈과 통합 철도차량 관리서버의 관계를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 통합 철도차량 관리서버의 주요 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 고장 여부를 판단하기 위한 회로 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 상태를 체크하기 위한 웹 프로그램의 실행 화면을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 철도차량의 객실에 설치된 전기장치에 고장이 발생된 경우, 경보 발생 시 제공되는 패킷의 형태를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1a는 본 발명에 따른 통합 철도차량 관리서버를 사용하여 복수개의 철도차량의 상태를 통합관리 하는 개요를 나타낸 것이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 복수개의 철도차량의 객실에 각각 설치된 객실전기장치모듈과 통합 철도차량 관리서버의 관계를 나타낸 것이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명은 제1 철도차량(A100-1) ~ 제n 철도차량(A100-n), 통합 철도차량 관리서버(200) 및 네트워크(10a)를 포함한다.
제1 철도차량(A100-1) ~ 제n 철도차량(A100-n)은 운행 스케쥴에 따라 실제로 운행되는 지상 또는 지하의 레일(rail) 위를 달리는 편성 철도차량(이를테면, 열차, 전철 등)을 의미한다.
이 경우 각각의 철도차량(A100-1 ~ A100-n)은 이를테면, 1호 객실 ~ 10호 객실을 포함하고 있으며, 또한 각각의 객실에는 도 1b에 도시된 바대로, 전기적인 제어 신호에 따라 냉방, 난방, 조명, 안내 방송 등을 지능적으로 구현하고, 각각의 전기장치들의 상태를 실시간으로 체크하고, 체크된 결과를 외부로 통신할 수 있는 사물인터넷(IoT) 기반의 객실 전기장치 감지모듈(110)이 설치되어 있다.
도 1b를 참조하면, 객실 전기장치 감지모듈(110)은 객실 냉방장치 감지모듈(111), 객실 난방장치 감지모듈(112), 객실 조명장치 감지모듈(113) 및 객실 안내장치 감지모듈(114)을 포함한다.
객실 냉방장치 감지모듈(111)은 객실에 설치된 냉방장치(미 도시)의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 정보를 네트워크(10a)를 통해 외부의 통합 철도차량 관리서버(200)로 전송해 준다.
객실 난방장치 감지모듈(112)은 객실에 설치된 난방장치(미 도시)의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 정보를 네트워크(10a)를 통해 외부의 통합 철도차량 관리서버(200)로 전송해 준다.
객실 조명장치 감지모듈(113)은 객실에 설치된 조명장치(미 도시)의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 정보를 네트워크(10a)를 통해 외부의 통합 철도차량 관리서버(200)로 전송해 준다.
객실 안내장치 감지모듈(114)은 객실에 설치된 안내장치(미 도시)의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 정보를 네트워크(10a)를 통해 외부의 통합 철도차량 관리서버(200)로 전송해 준다.
여기서 네트워크(10a)는 외부와 무선통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는데, 이를테면 와이파이(WiFi), 알에프(RF), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.
통합 철도차량 관리서버(200)는 상기 객실 냉방장치 감지모듈(111), 상기 객실 난방장치 감지모듈(112), 상기 객실 조명장치 감지모듈(113) 및 상기 객실 안내장치 감지모듈(114)로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 신속한 유지보수가 이루어 질수 있도록 해당 편성 철도차량으로 경보를 발송하는 등 편성 철도차량들에 대한 통합적인 관리를 수행하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2에서 후술한다.
도 2는 본 발명에 따른 통합 철도차량 관리서버의 주요 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통합 철도차량 관리서버(200)는 객실 장치별 데이터수집부(210), 통신부(220), 데이터베이스 부(230), 객실 장치별 고장판단부(240), 철도차량별 식별 관리부(250), 철도차량별 경보부(260), 고장통계 처리부(270) 및 통합 제어부(280)를 포함한다.
객실 장치별 데이터수집부(210)는 제1 철도차량(A100-1) ~ 제n 철도차량(A100-n)의 각각의 객실에 설치된 객실 냉방장치 감지모듈(111), 객실 난방장치 감지모듈(112), 객실 조명장치 감지모듈(113) 및 객실 안내장치 감지모듈(114)이 실시간으로 전송한 감지 데이터들을 수집한다.
여기서 감지 데이터들은 이를테면, 제1 철도차량(A100-1)의 5호 객실에 설치된 냉방장치의 고장 정보, 제10 철도차량(A100-10)의 6호 객실에 설치된 조명장치의 고장 정보, 제19 철도차량(A100-19)의 1호 객실에 설치된 안내장치의 정상상태 정보 등을 포함할 수 있다.
통신부(220)는 제1 철도차량(A100-1) ~ 제n 철도차량(A100-n) 또는 외부의 단말(이를테면, 유지보수 관리자 단말 등)과 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는데, 이를테면, 와이파이(WiFi), 알에프(RF), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등의 무선통신, PLC 유선통신 또는 인터넷, SNS(Social Network Service) 등을 사용할 수 있다.
데이터베이스 부(230)는 이를테면, 철도차량 통합 관리를 위해 필요한 각종 운영 프로그램을 내부에 미리 저장하고 있거나, 상기 객실 장치별 데이터수집부(210)로부터 수신한 감지 데이터들을 철도차량별/객실별/전기장치별로 분류하여 저장하고, 통합 제어부(280)를 통해 처리한 각종 정보들을 저장하는데, 이 경우 저장매체로 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
객실 장치별 고장판단부(240)는 상기 객실 장치별 데이터수집부(210)로부터 수신한 감지 데이터들을 분석하여, 철도차량별/객실별/전기장치별로 작동상태가 정상인지 또는 고장인지를 판단하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 3에서 후술한다.
철도차량별 식별 관리부(250)는 철도차량별/객실별/전기장치별로 고장판단 및 경보 발생 등의 작업을 수행할 수 있도록, 제품의 고유 키(key)를 관리하는데, 이를테면, 고유 키(key) 값이 'AD001' 이면 이는 '1편성 1차량 1번째 객실의 조명'(도 4, 제품 키 값(C10) 참조)을 의미한다.
철도차량별 경보부(260)는 상기 객실 장치별 고장판단부(240)에서 감지 데이터들을 분석한 결과 특정 제품에 고장이 발생하였다고 판단한 경우, 상기 철도차량별 식별 관리부(250)를 통해 고장이 발생된 철도차량을 식별하고, 해당 철도차량의 관리자 단말로 경보 신호를 발송하여 신속한 유지 보수 업무가 수행될 수 있도록 해준다.
이 경우 경보 신호는 일정한 패킷(packet) 형태로 제공되며, 패킷은 도 5에 도시된 바대로, [철도차량 식별정보], [객실 식별정보], [객실장치 식별정보], [고장 발생시간], [고장 원인], [유지보수 긴급정도(상/중/하)] 등의 항목을 포함하는 고장관련 종합 정보를 제공함으로써, 고장 발생 시 보다 신속하고 정확한 유지보수 업무가 수행될 수 있도록 함이 바람직하다.
이를테면, 상기 패킷의 항목에 따라, [5차량], [10호실], [냉방장치], [2017-6-21, pm 2시 35분 15초], [벼락으로 인한 파손], [상] 등의 형태로 해당 유지보수 업무 담당자에게 제공함으로써, 해당 유지보수 업무 담당자가 고장 발생 차량의 정확한 위치, 고장 정보, 유지보수 업무의 긴급정도 등을 고려하여 보다 효과적인 유지보수 업무를 수행할 수 있게 된다.
고장통계 처리부(270)는 상기 객실 장치별 고장판단부(240) 및 상기 철도차량별 경보부(260)가 처리한 각종 데이터들을 토대로 철도차량별/객실별/전기장치별로 유지보수 전체현황정보를 통계 처리하고, 처리된 결과를 일괄 차트 등으로 입체적으로 디스플레이 함으로써, 보다 완벽한 철도차량 유지보수 업무가 수행될 수 있도록 해준다.
통합 제어부(280)는 객실 장치별 데이터수집부(210), 통신부(220), 데이터베이스 부(230), 객실 장치별 고장판단부(240), 철도차량별 식별 관리부(250), 철도차량별 경보부(260) 및 고장통계 처리부(270)를 통합적으로 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 고장 여부를 판단하기 위한 회로 구성을 블록도로 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 상태를 체크하기 위한 웹 프로그램의 실행 화면을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명은 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 고장 여부를 판단하기 위해, AC-DC 컨버터(10), 전류 센서(20), 릴레이(30), MCU(40) 및 WiFi 모듈(50)을 포함한다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 고장 여부를 판단하는 원리를 설명한다.
우선 외부로부터 교류(AC) 220V가 입력되면, AC-DC 컨버터(10)는 교류(AC) 220V를 입력받아 직류(DC) 5V로 변환시킨 후 이를 전류 센서(20) 및 MCU(40)로 출력시킨다.
전류 센서(20)는 외부로부터 교류(AC) 220V를 입력받아 릴레이(30)로 출력시키면, 릴레이(30)는 MCU(40)의 제어신호에 따라 스위칭 신호를 발생시켜 객실 조명장치들(미 도시)의 온(on)/오프(off) 동작을 구현한다.
또한 전류 센서(20)는 외부로부터 입력된 전류를 홀(hall) 효과를 이용하여 전체 구동에 사용된 전류량을 감지하고, 이에 대한 정보를 포함하는 전류 감지신호를 MCU(40)로 전송하면, MCU(40)는 상기 전류 센서(20)로부터 수신한 전류 감지신호를 외부로 전송시키기 위해 WiFi 모듈(50)로 보낸다.
이 경우 전류 감지신호는 실시간으로 감지되는 전류량 변화 정보를 포함하며(도 4, 전류량 그래프(C20) 참조), 상기 객실 장치별 고장판단부(240)의 분석을 통해 전류량 값이 0 암페어(A) 또는 미리 설정된 기준값 보다 작다고 판단한 경우, 해당 전기장치(이를테면, 객실 조명장치 등)에 고장 또는 이상이 발생한 것으로 판단한다.
한편 MCU(40)는 릴레이(30)로 제어 신호를 인가시키거나, 디밍 신호를 발생시켜 객실 조명장치들(미 도시)의 디밍(dimming) 조명을 구현한다.
이와 같이 본 발명의 경우 철도차량의 객실에 설치된 객실 조명장치의 고장 여부 판단 방법에 대해 설명 하였지만, 이에 한정되지 아니하고 철도차량의 객실에 설치된 객실 냉방장치, 객실 난방장치 및 객실 안내장치의 고장 여부 판단에 대해서도 마찬가지 방식을 적용할 수 있음은 당연하다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
A100-1 ~ A100-n : 제1 철도차량 ~ 제n 철도차량
110 : 객실 전기장치감지모듈
111 : 객실 냉방장치감지모듈
112 : 객실 난방장치감지모듈
113 : 객실 조명장치감지모듈
114 : 객실 안내장치감지모듈
200 : 통합 철도차량 관리서버
210 : 객실장치별 데이터수집부
220 : 통신부
230 : 데이터베이스 부
240 : 객실장치별 고장판단부
250 : 철도차량별 식별관리부
260 : 철도차량별 경보부
270 : 고장통계 처리부
280 : 통합 제어부

Claims (6)

  1. 운행 스케줄에 따라 실제로 운행되는 복수의 철도차량들의 객실 각각에 설치된 전기장치들의 동작 상태를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지 정보들을 외부로 실시간 전송하는 객실 전기장치 감지모듈; 및
    상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 수신한 감지 정보들을 토대로 고장 유무를 판단하고, 고장으로 판단 시 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시켜 통합적인 유지보수 업무를 수행하는 통합 철도차량 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 객실 전기장치 감지모듈은,
    상기 전기장치들의 상태를 실시간으로 체크하고, 체크된 결과를 외부로 통신할 수 있는 사물인터넷(IoT) 기반의 지능형 모듈을 사용하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 객실 전기장치 감지모듈은,
    객실 냉방장치 감지모듈, 객실 난방장치 감지모듈, 객실 조명장치 감지모듈 및 객실 안내장치 감지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.

  4. 제 1항에 있어서, 상기 통합 철도차량 관리서버는,
    상기 객실 전기장치 감지모듈로부터 실시간으로 전송된 감지 데이터들을 수신하여 철도차량별/객실별/전기장치별로 데이터를 수집하는 객실 장치별 데이터수집부;
    상기 객실 장치별 데이터수집부로부터 수신한 감지 데이터들을 분석하여, 철도차량별/객실별/전기장치별로 작동상태가 정상인지 또는 고장인지를 판단하는 객실 장치별 고장판단부; 및
    상기 객실 장치별 고장판단부에서 객실에 설치된 전기장치들이 고장 또는 이상이 발생하였다고 판단한 경우, 철도차량별/객실별/전기장치별로 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷 형태로 경보 신호를 발생시키는 철도차량별 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 객실 장치별 고장판단부는,
    상기 감지 데이터들을 분석하여 실시간으로 전송된 전류량이 0 암페어(A) 또는 미리 설정된 기준값 보다 작다고 판단한 경우, 철도차량별/객실별/전기장치별로 고장 또는 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.

  6. 제 4항에 있어서, 상기 고장관련 종합 정보를 포함하는 패킷은,
    [철도차량 식별정보], [객실 식별정보], [객실장치 식별정보] 및 [고장 발생시간]의 항목을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 객실 실시간 감시 시스템.
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