KR20210106174A - Maintenance system for floating railway track using track state information - Google Patents

Maintenance system for floating railway track using track state information Download PDF

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KR20210106174A
KR20210106174A KR1020200021003A KR20200021003A KR20210106174A KR 20210106174 A KR20210106174 A KR 20210106174A KR 1020200021003 A KR1020200021003 A KR 1020200021003A KR 20200021003 A KR20200021003 A KR 20200021003A KR 20210106174 A KR20210106174 A KR 20210106174A
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track
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air spring
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KR1020200021003A
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최정열
강태희
이근태
안대희
이대산
오효재
김수형
권승도
박진성
장성민
홍성현
조민우
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동양대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a floating track maintenance system which can accurately detect abnormal situations such as bending, fatigue fracture, and ground subsidence of a track in real time from track state information such as a cumulative load applied to a floating track by a train or vibration displacement and height of the track to maintain the track in a safe state. The floating track maintenance system includes: a track state sensing unit which is installed on a track to measure a load applied to the track by a train and vibration displacement of the track by an air spring according to the load; and a track management server which controls vibration damping force of the air spring by comparing the measured vibration displacement of the track with set allowable vibration displacement.

Description

궤도 상태정보를 이용한 철도용 플로팅 궤도의 유지관리 시스템{Maintenance system for floating railway track using track state information}Maintenance system for floating railway track using track state information

본 발명은 열차에 의한 진동을 감소하도록 설치되는 플로팅 궤도를 유지 관리하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열차에 의하여 플로팅 궤도에 인가되는 누적하중이나, 궤도의 진동변위 및 높이와 같은 궤도 상태정보로부터 궤도의 휨이나 피로 파단, 지반 침하와 같은 이상 상황을 실시간으로 정확하게 감지하여 안전한 상태로 궤도를 유지 관리할 수 있는 플로팅 궤도의 유지관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for maintaining and managing floating tracks installed to reduce vibrations caused by trains, and more particularly, track state information such as cumulative loads applied to floating tracks by trains or vibration displacements and heights of tracks It relates to a floating track maintenance system that can accurately detect abnormal situations such as bending, fatigue fracture, and ground subsidence in real time and maintain the track in a safe state.

철도는 운송수단으로써 중요성이 높아져 점점 고속화하고 있으며, 철도 활용성 및 이용자 편의성 증대 등을 위하여 도심지 및 건물 인접구간을 통과하는 철도도 증가되고 있다.Railroads are increasing in importance as a means of transportation and are increasing at higher speeds, and railroads passing through downtown areas and adjacent buildings are also increasing in order to increase rail usability and user convenience.

그러나, 열차가 고속화됨에 따라 증가되는 진동발생으로 인해 민원이 증가하고 있으며, 이로 인해 구조물의 사용성 저하, 진동 관련 환경기준치 초과 등과 같은 다양한 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 방진 패드를 이용하여 지반으로부터 분리되는 플로팅 궤도(floating track)가 널리 사용되고 있다. However, as the speed of trains increases, civil complaints are increasing due to increased vibration, which causes various problems such as deterioration of the usability of structures and exceeding the vibration-related environmental standards. In order to solve this problem, a floating track separated from the ground using a vibration-proof pad is widely used.

플로팅 궤도는 열차가 지나가는 레일을 지지하는 콘크리트 슬래브로 이루어진 구조물로, 상면에는 레일이 배치되고 궤도와 지반 사이에는 방진 매트가 구비되어 궤도가 지반으로부터 소정 간격을 두고 부양되어 있다. 플로팅 궤도는 이러한 방진 매트를 개재하여 지반으로부터 부양되어 있어, 열차의 통과로 인하여 발생하는 진동을 감소시킬 수 있는데, 주로 건물 인접지역의 열차 선로 또는 선하 역사에 설치되고 있다.A floating track is a structure made of a concrete slab that supports a rail through which a train passes. The rail is disposed on the upper surface, and a vibration-proof mat is provided between the track and the ground, so that the track is floated at a predetermined distance from the ground. The floating track is buoyed from the ground through this anti-vibration mat, and can reduce vibrations caused by the passage of trains.

이와 같은 플로팅 궤도는 진동을 효과적으로 감쇄할 수 있지만, 일반 궤도와 마찬가지로 고중량의 열차로 인하여 상당한 충격량이 궤도에 인가됨에 따라, 누적되는 충격에 따른 궤도의 휨 또는 피로 파단 등을 방지하기 위하여 궤도의 정기적인 유지보수가 필수적이다. 특히, 궤도와 지반 사이에 개재하는 방진 매트 역시 상부에서 인가되는 충격에 따라 마모 또는 파손이 발생하고, 이에 따라 방진 성능이 저하됨에 따라 적절한 시점에 유지보수가 이루어져야 한다.Such a floating track can effectively attenuate vibration, but as with a normal track, a significant amount of impact is applied to the track due to a heavy train, so to prevent bending or fatigue fracture of the track due to the accumulated impact, Human maintenance is essential. In particular, the anti-vibration mat interposed between the track and the ground is also worn or damaged by the impact applied from the upper part, and as a result, the dust-proof performance is deteriorated, so maintenance must be performed at an appropriate time.

하지만, 궤도의 유지보수를 위해서는 주기적으로 궤도를 관찰 및 계측해야 하는 번거로움이 있고, 또한 이와 같은 관찰 및 계측은 측정자의 주관적 판단에 따른 평가가 이루어질 수 있어 궤도를 정확하게 유지보수 하기에 한계가 있다. However, for the maintenance of the track, there is a inconvenience of periodically observing and measuring the track. Also, such observation and measurement can be evaluated according to the subjective judgment of the measurer, so there is a limit to accurately maintaining the track. .

이에 더하여, 궤도의 하부에 설치되는 방진 매트의 교체 시, 상부의 궤도를 분리하여 새로운 방진 매트를 교환하여 설치해야 함에 따라 교체 작업에 많은 시간과 비용이 소모되는 문제가 있다. In addition, when replacing the anti-vibration mat installed in the lower part of the track, there is a problem in that a lot of time and money is consumed in the replacement operation as the upper track is separated and a new anti-vibration mat must be exchanged and installed.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0056255호(롤링저감을 위한 비틀림에 저항하는 강재빔을 이용한 철도용 방진궤도 시스템)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0056255 (Vibration-proof track system for railway using a steel beam resisting torsion for rolling reduction) 대한민국 등록특허공보 제10-0757228호(철도궤도로부터 발생되는 진동 및 소음을 방지하기 위한철도궤도용 방음 및 방진매트)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0757228 (soundproofing and anti-vibration mat for railroad tracks to prevent vibration and noise generated from railroad tracks)

본 발명은 상술한 종래기술은 문제점을 해결하도록 창안된 것으로, 본 발명은 열차가 운행되는 플로팅 궤도로부터 현재의 궤도 상태정보 측정하여 이로부터 궤도의 휨이나 피로 파단, 지반 침하와 같은 이상 상황을 실시간으로 정확하게 감지하여 궤도를 안전한 상태로 관리할 수 있는 플로팅 궤도의 유지관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the above-described prior art, and the present invention measures the current track state information from the floating track on which the train runs, and from this, abnormal situations such as bending, fatigue fracture, and ground subsidence of the track are measured in real time. The purpose of this is to provide a maintenance system for floating track that can accurately detect and manage the track in a safe state.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상면에 레일이 설치되고 에어 스프링을 개재하여 지반에 부양되는 철도용 플로팅 궤도를 유지 관리하는 시스템으로, 궤도에 설치되어 열차에 의해 상기 궤도에 가해지는 하중과, 하중에 따라 에어 스프링에 의한 궤도의 진동변위를 측정하는 궤도상태 센싱부와, 궤도상태 센싱부에 의해 측정된 하중을 누적 연산한 누적하중과 설정된 허용하중을 비교하여 궤도의 보수 여부를 판단하고, 측정된 궤도의 진동변위를 설정된 허용 진동변위와 비교하여 에어 스프링의 진동 감쇄력을 제어하는 궤도관리 서버를 포함한다.In order to achieve this object, the present invention is a system for maintaining and managing a floating track for a railway that is installed on the upper surface and is floated on the ground through an air spring, the load applied to the track by the train installed on the track, The track condition sensing unit that measures the vibration displacement of the track by the air spring according to the load, and the accumulated load calculated by accumulatively calculating the load measured by the track condition sensing unit and the set allowable load to determine whether or not the track is repaired, It includes a track management server that controls the vibration damping force of the air spring by comparing the measured vibration displacement of the track with the set allowable vibration displacement.

여기서 본 발명의 궤도상태 센싱부는, 열차에 의해 상기 궤도에 가해지는 하중을 측정하는 압력센서와, 궤도의 높이와 진동변위를 측정하는 변위센서를 포함한다.Here, the track state sensing unit of the present invention includes a pressure sensor for measuring the load applied to the track by the train, and a displacement sensor for measuring the height and vibration displacement of the track.

그리고 본 발명의 궤도관리 서버는, 압력센서로 측정되는 열차 하중을 누적적으로 합산하는 누적하중 연산부와, 누적하중 연산부에 의해 측정된 누적하중과 허용하중을 비교하여 궤도의 보수 여부를 판단하는 궤도 유지보수 판단부를 포함한다.And, the track management server of the present invention compares the cumulative load calculation unit for accumulatively summing the train loads measured by the pressure sensor and the accumulated load and the allowable load measured by the cumulative load calculation unit Track to determine whether or not the track is repaired It includes a maintenance judgment unit.

또한 본 발명의 궤도관리 서버는, 측정된 진동변위와 설정된 허용 진동변위를 비교하여 에어 스프링 내부의 공기압을 제어하는 에어 스프링 공기압 제어부를 더 포함한다.In addition, the track management server of the present invention further includes an air spring air pressure control unit for controlling the air pressure inside the air spring by comparing the measured vibration displacement with the set allowable vibration displacement.

그리고 본 발명의 에어 스프링 공기압 제어부는, 궤도를 지지하는 지반이 침하되어 변위센서에 의해 측정된 궤도의 높이가 설정된 궤도 기준높이보다 낮은 경우, 에어 스프링 내부로 공기를 주입하여 상기 궤도의 높이를 상승시킬 수 있다.And the air spring air pressure control unit of the present invention, when the ground supporting the track is subsided and the height of the track measured by the displacement sensor is lower than the set track reference height, by injecting air into the air spring to raise the height of the track can do it

또한 본 발명의 에어 스프링 공기압 제어부는, 궤도를 지지하는 지반이 부분적으로 침하되어 궤도 중심을 기준으로 변위센서에 의해 측정된 궤도 좌측 및 우측의 높이가 서로 다르게 측정된 경우, 궤도 저면의 좌측 및 우측 길이방향을 따라 다수 열로 설치되는 다수 개의 에어 스프링에 선택적으로 내부로 공기를 주입하여 상기 궤도의 높이를 상승시킬 수 있다.In addition, the air spring pneumatic control unit of the present invention, when the ground supporting the track is partially subsided and the heights of the left and right sides of the track measured by the displacement sensor based on the center of the track are measured differently, the left and right sides of the track bottom It is possible to increase the height of the track by selectively injecting air into the plurality of air springs installed in a plurality of rows along the longitudinal direction.

그리고 궤도관리 서버는, 등록된 관리자에게 궤도 상태정보를 문자로 알림하는 관리자 알림부를 더 포함한다.And the track management server further includes a manager notification unit for notifying the registered manager track state information by text.

본 발명에 따르면 열차가 운행되는 플로팅 궤도로부터 열차에 의하여 플로팅 궤도에 인가되는 누적하중이나, 궤도의 진동변위 및 높이와 같은 궤도 상태정보로부터 궤도의 휨이나 피로 파단, 지반 침하와 같은 이상 상황을 실시간으로 정확하게 감지하여 안전한 상태로 궤도를 유지 관리할 수 있다.According to the present invention, abnormal situations such as bending, fatigue fracture, and ground subsidence of the track can be detected in real time from track status information such as the cumulative load applied to the floating track by the train from the floating track on which the train operates, or the vibration displacement and height of the track. It is possible to accurately detect and maintain the track in a safe state.

또한, 본 발명은 궤도의 진동변위에 따라 궤도의 하부에 설치되는 에어 스프링의 내부 공기압을 제어함으로써 일정하고 안정된 방진성능이 유지될 수 있으며, 특히 궤도 하부에 에어 스프링이 다수 열로 복수 개가 설치됨에 따라 지반 침하는 물론, 부등 침하시에도 궤도를 부상시켜 안정된 높이로 유지시킬 수 있다. In addition, the present invention can maintain a constant and stable anti-vibration performance by controlling the internal air pressure of the air spring installed in the lower part of the track according to the vibration displacement of the track. In case of subsidence of the ground as well as uneven subsidence, the track can be floated and maintained at a stable height.

도 1은 본 발명에 따른 플로팅 궤도의 유지관리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플로팅 궤도의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플로팅 궤도의 저면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 궤도상태 센싱부와 궤도관리 서버의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a maintenance system for a floating track according to the present invention.
2 is a front view of a floating track according to the present invention;
3 is a view showing the bottom of the floating track according to the present invention.
4 is a block diagram showing the configuration of the track state sensing unit and the track management server according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art, and the shape of elements in the drawings, the size of elements, spacing between elements, etc. may be exaggerated or reduced for

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “형성되어”, “포함되어”, “결합되어”, “고정되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성, 포함, 결합 또는 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the description of the embodiment, if a component is described as “formed”, “included”, “coupled”, or “fixed” to another component, it is directly formed in the other component, It may be included, coupled, or fixed, but it will be understood that other components may be present in between.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, when it is determined that the technical features of the present invention may be unnecessarily obscured as matters already known to those skilled in the art, such as known functions or known configurations related in principle in describing the embodiments, the detailed description thereof A description will be omitted.

본 발명에 따른 플로팅 궤도의 유지관리 시스템은 도 1에 도시되는 바와 같이, 플로팅 궤도(100), 플로팅 궤도(100)에 설치되어 궤도 상태정보를 측정하는 궤도상태 센싱부(200), 궤도상태 센싱부(200)의 측정된 궤도의 상태정보로부터 궤도의 보수 여부와 궤도의 진동 감쇄력을 제어하는 궤도관리 서버(300)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the floating track maintenance system according to the present invention is a floating track 100, a track state sensing unit 200 installed on the floating track 100 to measure track state information, and track state sensing It comprises a track management server 300 that controls whether or not the track is repaired and the vibration damping force of the track from the measured track state information of the unit 200 .

플로팅 궤도(100)는 도 2,3에 도시되는 바와 같이, 상면에 레일(110)이 안착되는 슬래브 콘크리트(120)와, 레일(110)로 운행되는 열차에 의한 진동을 감쇄하도록 슬래브 콘크리트(120)와 기초 콘크리트(140) 사이에 다수 개로 설치되는 에어 스프링(130)을 구비한다. 에어 스프링(130)은 고무 또는 실리콘과 같은 탄성 재질로 이루어져, 내부로 주입된 공기에 의하여 열차에 의한 진동을 감쇄할 수 있는 방진장치이다. As shown in FIGS. 2 and 3 , the floating track 100 is a slab concrete 120 on which the rail 110 is seated on the upper surface, and the slab concrete 120 to attenuate vibration by a train running on the rail 110 . ) and a plurality of air springs 130 installed between the base concrete 140 are provided. The air spring 130 is made of an elastic material such as rubber or silicone, and is a vibration isolator capable of attenuating vibration caused by a train by air injected into the air spring 130 .

이와 같은 에어 스프링(130)은 도 3에 도시되는 바와 같이, 슬래브 콘크리트(120)의 저면 좌측 및 우측을 지지하도록 길이방향을 따라 다수 열로 설치되며, 내부로 공기가 주입 및 배출되도록 노즐이 마련된다. 에어 스프링(130)은 에어 컴프레셔(150)로부터의 주입되는 공기에 의하여 진동 감쇄력과 궤도의 높이를 조절할 수 있다. 에어 컴프레셔(150)의 공기주입은 궤도관리 서버(300)에 의해 제어되며, 이에 따라 각각의 에어 스프링(130) 내부 공기압은 개별로 제어된다. As shown in FIG. 3, the air spring 130 is installed in multiple rows along the longitudinal direction to support the bottom left and right sides of the slab concrete 120, and nozzles are provided so that air is injected and discharged therein. . The air spring 130 may adjust the vibration damping force and the height of the track by the air injected from the air compressor 150 . The air injection of the air compressor 150 is controlled by the track management server 300, and accordingly, the air pressure inside each air spring 130 is individually controlled.

도 4는 본 발명에 따른 궤도상태 센싱부(200)와 궤도관리 서버(300)의 구성을 도시한 블록도로, 이를 참조하면 궤도상태 센싱부(200)는 플로팅 궤도(100)에 설치되어 열차에 의해 궤도(100)로 가해지는 하중을 측정하는 압력센서(210)와, 궤도(100)로 가해지는 하중에 따라 에어 스프링(130)에 의하여 발생하는 궤도(100)의 진동변위를 측정하는 변위센서(220)를 구비한다. 4 is a block diagram showing the configuration of the track state sensing unit 200 and the track management server 300 according to the present invention. Referring to this, the track state sensing unit 200 is installed on the floating track 100 and installed on the train. A pressure sensor 210 that measures a load applied to the track 100 by (220) is provided.

여기서, 압력센서(210)는 레일(110)을 주행하는 열차에 의해 궤도에 가해지는 하중을 측정하도록 설치되고, 변위센서(220)는 궤도(100)의 진동변위는 물론, 진동이 발생하지 않을 시의 통상적인 궤도 높이도 측정하도록 설치된다. 이와 같이 설치된 압력센서(210)와 변위센서(220)는 유,무선 통신망으로 궤도관리 서버(300)에 연결되어 측정한 궤도 상태정보를 전송한다. Here, the pressure sensor 210 is installed to measure the load applied to the track by the train traveling on the rail 110, and the displacement sensor 220 is a vibration displacement of the track 100, as well as vibration. It is also installed to measure the city's normal track height. The pressure sensor 210 and the displacement sensor 220 installed in this way are connected to the track management server 300 through a wired/wireless communication network and transmit the measured track state information.

궤도관리 서버(300)는 압력센서(210)와 변위센서(220)로부터 측정된 값을 수신하여 궤도의 보수 여부를 판단하고 에어 스프링(130)의 진동 감쇄력을 제어한다. 여기서 궤도의 보수 여부라 함은, 통상적으로 열차 하중에 의한 휨이나 피로 파단을 방지하도록 허용하중이 설정된 레일(110)의 교체 여부를 판단하는 것을 의미한다. 이를 위하여 궤도관리 서버(300)는 누적하중 연산부(310), 궤도 유지보수 판단부(320), 관리자 알림부(330), 에어 스프링 공기압 제어부(340)를 포함하여 이루어진다. The track management server 300 receives the measured values from the pressure sensor 210 and the displacement sensor 220 to determine whether or not the track is repaired and controls the vibration damping force of the air spring 130 . Herein, whether or not the track is repaired means to determine whether to replace the rail 110 in which the allowable load is set to prevent bending or fatigue fracture caused by the train load in general. To this end, the track management server 300 includes a cumulative load calculation unit 310 , a track maintenance determination unit 320 , a manager notification unit 330 , and an air spring air pressure control unit 340 .

누적하중 연산부(310)는 압력센서(210)로 측정되는 열차 하중을 일정 기간 동안 누적적으로 합산하고, 궤도 유지보수 판단부(320)는 이와 같이 합산된 누적하중이 설정된 허용하중의 초과 여부를 판단하여 레일(110)의 교체를 판단한다. 레일(110)의 교체가 필요하다고 판단되면, 관리자 알림부(330)는 통신망을 통하여 등록된 관리자의 휴대 단말기(400)로 레일의 교체가 필요함을 문자로 알림한다. 이때, 관리자 알림부(330)는 합산된 누적하중이 허용하중을 초과하지 않고, 허용하중의 설정된 일정비율에 이르면(예를 들어, 10%, 20%, ..., 90%), 레일(110)의 잔여수명을 알림할 수 있다. The cumulative load calculating unit 310 cumulatively sums the train loads measured by the pressure sensor 210 for a certain period of time, and the track maintenance determination unit 320 determines whether the accumulated load exceeds the set allowable load. It is determined to determine the replacement of the rail (110). If it is determined that the replacement of the rail 110 is necessary, the manager notification unit 330 notifies the user of the need for replacement of the rail through a text message to the mobile terminal 400 of the registered manager through the communication network. At this time, the manager notification unit 330 does not exceed the allowable load and the total accumulated load does not exceed the allowable load, and when the set percentage of the allowable load is reached (for example, 10%, 20%, ..., 90%), the rail ( 110) can be notified of the remaining life.

에어 스프링 공기압 제어부(340)는 변위센서(220)로부터 측정된 궤도 진동변위와 설정된 허용 진동변위를 비교하여 에어 스프링(130) 내부의 공기압을 제어한다. 에어 스프링(130) 내부의 공기압이 과다하여 진동변위가 설정된 허용 진동변위를 초과하면, 에어 스프링 공기압 제어부(340)는 에어 스프링(130)의 내부 공기를 외부로 배출시켜 안정적인 진동이 이루어질 수 있도록 유도한다. The air spring air pressure control unit 340 controls the air pressure inside the air spring 130 by comparing the orbital vibration displacement measured from the displacement sensor 220 with the set allowable vibration displacement. When the air pressure inside the air spring 130 is excessive and the vibration displacement exceeds the set allowable vibration displacement, the air spring air pressure control unit 340 discharges the internal air of the air spring 130 to the outside to induce stable vibration. do.

반대로, 누적적으로 인가되는 열차하중 등으로 에어 스프링(130)의 내부 공기압이 낮아져 진동변위가 허용 진동변위에 미달하면, 에어 스프링 공기압 제어부(340)는 에어 컴프레셔(150)를 이용하여 에어 스프링(130)의 내부로 공기를 주입하여 방진성능을 향상시킨다. Conversely, when the internal air pressure of the air spring 130 is lowered due to the cumulatively applied train load, etc., and the vibration displacement is less than the allowable vibration displacement, the air spring air pressure control unit 340 uses the air compressor 150 to control the air spring ( 130) to improve the dustproof performance by injecting air into the inside.

따라서, 에어 스프링 공기압 제어부(340)는 에어 스프링(130)을 설정된 허용 진동변위에 따라 내부 공기압을 적정하게 유지시킬 수 있어 일정한 방진성능이 발현될 수 있도록 관리할 수 있음은 물론, 종래 마찰에 의한 마모가 발생하여 잦은 교체 또는 유지 보수가 필요한 방진 패드와 비교하여 반영구적으로 사용할 수 있다.Therefore, the air spring air pressure control unit 340 can properly maintain the internal air pressure of the air spring 130 according to the set allowable vibration displacement, so that a certain vibration-proof performance can be expressed, as well as the conventional friction caused by friction. It can be used semi-permanently compared to dust-proof pads that wear out and require frequent replacement or maintenance.

한편, 변위센서(220)는 진동이 발생하지 않을 시의 통상적인 궤도 높이도 측정할 수 있는데, 열차의 지속적인 하중으로 인하여 지반이 침하하여 변위센서(220)에 의해 측정된 궤도의 높이가 설정된 궤도 기준높이보다 낮게 측정되면, 에어 스프링 공기압 제어부(340)는 에어 스프링(130)의 내부로 공기를 주입하여 하강한 높이만큼 궤도를 상승시킨다. 이와 같이 지반이 침하된 경우, 상술한 바와 같이 에어 스프링(130)으로 궤도 높이를 임시적으로 일정하게 유지시켜 열차 탈선과 같은 안전사고를 발생하지 않도록 한 후, 관리자 알림부(330)를 통하여 지반 침하 사실을 알림하여 이후 지반 보강이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. On the other hand, the displacement sensor 220 can also measure the normal track height when vibration does not occur, the ground subsides due to the continuous load of the train, and the track height measured by the displacement sensor 220 is set. When measured lower than the reference height, the air spring air pressure control unit 340 raises the track by the lowered height by injecting air into the air spring 130 . When the ground subsides in this way, as described above, the track height is temporarily maintained constant with the air spring 130 to prevent safety accidents such as train derailment, and then the ground subsidence through the manager notification unit 330 . It is desirable to notify the fact so that the ground reinforcement can be made later.

이와 같이 관리자 알림부(330)는 레일 교체 정보, 레일 잔여수명 정보 및 궤도를 지지하는 지반 침하정보 등과 같은 궤도 상태정보를 실시간으로 관리자 휴대단말기(400)로 알림함으로써 정확한 궤도의 현재상태를 관리자가 파악할 수 있다.As such, the manager notification unit 330 informs the manager of the current state of the correct track by notifying the manager portable terminal 400 of track status information such as rail replacement information, rail remaining life information, and ground subsidence information supporting the track in real time. can figure out

여기서, 지반이 부분적으로 침하되어 변위센서(220)에 의해 궤도 중심을 기준으로 측정된 좌측 및 우측의 높이가 서로 다르면, 에어 스프링 공기압 제어부(340)는 도 2에 도시되는 바와 같이 궤도 저면의 좌측 및 우측 길이방향을 따라 다수 열로 설치되는 다수 개의 에어 스프링(130)에 선택적으로 내부로 공기를 주입하여 부분 침하된 궤도의 높이를 상승시킬 수 있다.Here, if the ground is partially subsided and the heights of the left and right sides measured with respect to the center of the track by the displacement sensor 220 are different from each other, the air spring air pressure control unit 340 is the left side of the bottom of the track as shown in FIG. 2 . And by selectively injecting air into a plurality of air springs 130 installed in a plurality of rows along the right longitudinal direction, it is possible to raise the height of the partially submerged track.

이와 같이 본 발명에 따르면 열차가 운행되는 플로팅 궤도(100)로부터 열차에 의하여 플로팅 궤도(100)에 인가되는 누적하중이나, 궤도(100)의 진동변위 및 높이와 같은 궤도 상태정보로부터 궤도(100)의 휨이나 피로 파단, 지반 침하와 같은 이상 상황을 실시간으로 정확하게 감지할 수 있어 궤도(100)를 안전하고 효율적으로 유지 관리할 수 있다.As described above, according to the present invention, from the track state information such as the cumulative load applied to the floating track 100 by the train from the floating track 100 on which the train operates, or the vibration displacement and height of the track 100, the track 100 It is possible to accurately and effectively detect abnormal situations such as bending, fatigue fracture, and ground subsidence in real time, so that the track 100 can be safely and efficiently maintained.

또한, 본 발명은 궤도(100)의 진동변위에 따라 궤도의 하부에 설치되는 에어 스프링(130)의 내부 공기압을 제어함으로써 일정하고 안정된 방진성능이 유지될 수 있으며, 특히 궤도(100) 하부에 에어 스프링(130)이 다수 열로 복수 개가 설치됨에 따라 지반 침하는 물론, 부등 침하시에도 궤도(100)를 부상시켜 안정된 높이로 유지시킬 수 있다. In addition, the present invention can maintain a constant and stable anti-vibration performance by controlling the internal air pressure of the air spring 130 installed in the lower part of the track according to the vibrational displacement of the track 100, in particular, the air in the lower part of the track 100 As a plurality of springs 130 are installed in multiple rows, it is possible to maintain the track 100 at a stable height by levitating the track 100 even during subsidence of the ground as well as unequal subsidence.

이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention described above is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such variations or modifications fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 플로팅 궤도 110 : 레일
120 : 슬래브 콘크리트 130 : 에어 스프링
140 : 기초 콘크리트 150 : 에어 컴프레셔
200 : 궤도상태 센싱부 210 : 압력센서
220 : 변위센서 300 : 궤도관리 서버
310 : 누적하중 연산부 320 : 궤도 유지보수 판단부
330 : 관리자 알림부 340 : 에어 스프링 공기압 제어부
400 : 관리자 휴대단말기100: floating track 110: rail
120: slab concrete 130: air spring
140: foundation concrete 150: air compressor
200: track state sensing unit 210: pressure sensor
220: displacement sensor 300: track management server
310: cumulative load calculation unit 320: track maintenance determination unit
330: manager notification unit 340: air spring air pressure control unit
400: administrator mobile terminal

Claims (7)

상면에 레일이 설치되고 에어 스프링을 개재하여 지반에 부양되는 철도용 플로팅 궤도를 유지 관리하는 시스템에 있어서,
상기 궤도에 설치되어 열차에 의해 상기 궤도에 가해지는 하중과, 상기 하중에 따라 에어 스프링에 의한 궤도의 진동변위를 측정하는 궤도상태 센싱부; 및,
상기 궤도상태 센싱부에 의해 측정된 상기 하중을 누적 연산한 누적하중과 설정된 허용하중을 비교하여 상기 궤도의 보수 여부를 판단하고, 측정된 상기 궤도의 진동변위를 설정된 허용 진동변위와 비교하여 상기 에어 스프링의 진동 감쇄력을 제어하는 궤도관리 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 유지관리 시스템.In the system for maintaining and managing the floating track for railroad which is installed on the upper surface and floated on the ground through an air spring,
a track state sensing unit installed on the track and measuring the load applied to the track by the train and the vibration displacement of the track by an air spring according to the load; and,
It is determined whether the track is repaired by comparing the accumulated load calculated by accumulative calculation of the load measured by the track state sensing unit with the set allowable load, and the measured vibration displacement of the track is compared with the set allowable vibration displacement, and the air A maintenance management system for a floating track using track state information, comprising: a track management server that controls the vibration damping force of the spring. 제1항에 있어서,
상기 궤도상태 센싱부는,
열차에 의해 상기 궤도에 가해지는 하중을 측정하는 압력센서; 및,
상기 궤도의 높이와 진동변위를 측정하는 변위센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.According to claim 1,
The track state sensing unit,
a pressure sensor for measuring the load applied to the track by the train; and,
Displacement sensor for measuring the height and vibration displacement of the track; Condition monitoring system of a floating track using track state information, characterized in that it comprises a. 제2항에 있어서,
상기 궤도관리 서버는,
상기 압력센서로 측정되는 열차 하중을 누적적으로 합산하는 누적하중 연산부;
상기 누적하중 연산부에 의해 측정된 누적하중과 상기 허용하중을 비교하여 궤도의 보수 여부를 판단하는 궤도 유지보수 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.3. The method of claim 2,
The track management server,
a cumulative load calculating unit for accumulatively summing the train loads measured by the pressure sensor;
and a track maintenance determination unit for determining whether or not the track is repaired by comparing the accumulated load measured by the accumulated load calculating unit with the allowable load. 제3항에 있어서,
상기 궤도관리 서버는,
측정된 상기 진동변위와 설정된 허용 진동변위를 비교하여 상기 에어 스프링 내부의 공기압을 제어하는 에어 스프링 공기압 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.4. The method of claim 3,
The track management server,
The condition monitoring system of a floating track using track condition information, characterized in that it further comprises; an air spring air pressure control unit for controlling the air pressure inside the air spring by comparing the measured vibration displacement with the set allowable vibration displacement. 제4항에 있어서,
상기 에어 스프링 공기압 제어부는,
상기 궤도를 지지하는 지반이 침하되어 상기 변위센서에 의해 측정된 궤도 의 높이가 설정된 궤도 기준높이보다 낮은 경우, 상기 에어 스프링 내부로 공기를 주입하여 상기 궤도의 높이를 상승시키는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.5. The method of claim 4,
The air spring air pressure control unit,
When the ground supporting the track is subsided and the height of the track measured by the displacement sensor is lower than the set reference height of the track, air is injected into the air spring to raise the height of the track Condition monitoring system for floating orbits using information. 제5항에 있어서,
상기 에어 스프링 공기압 제어부는,
상기 궤도를 지지하는 지반이 부분적으로 침하되어 궤도 중심을 기준으로 상기 변위센서에 의해 측정된 궤도 좌측 및 우측의 높이가 서로 다르게 측정된 경우, 궤도 저면의 좌측 및 우측 길이방향을 따라 다수 열로 설치되는 다수 개의 에어 스프링에 선택적으로 내부로 공기를 주입하여 상기 궤도의 높이를 상승시키는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.6. The method of claim 5,
The air spring air pressure control unit,
When the ground supporting the track is partially subsided and the heights of the left and right sides of the track measured by the displacement sensor with respect to the center of the track are measured differently from each other, installed in multiple rows along the left and right longitudinal directions of the bottom of the track Condition monitoring system of a floating track using track condition information, characterized in that the height of the track is increased by selectively injecting air into the plurality of air springs. 제1항에 있어서,
상기 궤도관리 서버는,
등록된 관리자에게 궤도 상태정보를 문자로 알림하는 관리자 알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 궤도 상태정보를 이용한 플로팅 궤도의 상태 모니터링 시스템.According to claim 1,
The track management server,
The state monitoring system of the floating track using the track state information, characterized in that it further comprises; a manager notification unit for notifying the registered manager of the track state information by text.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757228B1 (en) 2006-10-18 2007-09-10 (주)신성엔지니어링 Mat for sound proofing and vibration-proofing of railway track for preventing sound and vibration from the railway track
KR20180056255A (en) 2016-11-18 2018-05-28 주식회사 포스코건설 Floating slab track using steel beam to resist rolling under the eccentric vehicular load

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