KR20220069256A - 화물열차 운행상태 모니터링 시스템 - Google Patents

화물열차 운행상태 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20220069256A
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Abstract

화물열차 운행상태 모니터링 시스템은 서로 연결된 복수의 화차들, 및 상기 화차들을 이동시키는 기관차를 포함하는 화물열차를 포함한다. 상기 복수의 화차들 각각은, 화차의 상태를 센싱하는 센서부, 상기 센싱 결과로부터 상기 화차의 이상 상태 여부를 판단하는 판단부, 상기 화차의 제동을 수행하는 제동부, 상기 화차의 센싱 정보를 외부와 공유하는 화차 통신부, 및 상기 화차에 전원을 제공하는 전원부를 포함한다.

Description

화물열차 운행상태 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR FREIGHT TRAIN}
본 발명은 화물열차 운행상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기관차에 화차가 연결되어 운행되는 화물열차의 운행상태를 모니터링하는 것으로, 개별 화차의 상태에 대한 모니터링 결과를 공유할 수 있고, 공유된 결과를 바탕으로 개별 화차 각각의 전력 상태를 관리할 수 있는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템에 관한 것이다.
종래 화물열차에서의 통신 시스템에 관한 기술이 개발되고는 있으나, 화물열차의 특성을 반영하는 것에는 한계가 있다.
즉, 서버장비의 기관차 내의 설치가 용이하지 않으며, 노드간 빈번한 무선통신 기능의 구현은 가능하지만 실용적인 사용에는 한계가 있고, 특히, 화물 열차의 상태에 대한 개별 모니터링의 개념이 적용되고 있지 않다.
화물열차의 경우, 기관차와 화물차량(화차)의 소유주가 서로 다를 수 있으며, 이에 따라 전력 공급의 차별화가 필요하다. 즉, 화차를 견인하는 기관차는 주로 차량(선로) 운영사의 소유로, 소유주가 다른 화차에 대한 전력공급의 의무가 없고, 특히 전력공급을 위한 기관차의 성능이나 인터페이스 확보, 화차로의 전력공급으로 인한 쇼트나 화재 등의 위험 및 관리 등에 부담이 있으며, 전체 화물열차 운행 시스템의 구성에 있어, 이러한 소유주의 차이에 의한 구조적 차이가 고려되어야 한다. 그러나, 종래 기술을 통해서는 하나의 일체화된 화물열차의 통신 시스템에 대하여만 고려할 뿐, 이러한 화물열차의 특성에 대한 고려가 전혀 없는 문제가 있다.
나아가, 화물열차의 통신 시스템에서는, 에너지 관리가 필수적이며, 특히 자체 에너지 생산이 불가능하여 배터리를 통해 전력을 공급하여야 하는데, 이러한 배터리의 전력 관리가 고려되지 않고 있으며, 이에 따라 화물열차의 운행시간이 단축되거나, 불완전한 통신 시스템의 구현으로 안전사고 등의 위험에 노출되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1676840호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 개별 화차의 상태에 대한 모니터링 결과를 공유할 수 있고, 공유된 결과를 바탕으로 개별 화차 각각의 전력 상태를 관리함으로써 운행 안전성이 향상되고, 운행 시간 및 내구성을 향상시킬 수 있는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 화물열차 운행상태 모니터링 시스템은 서로 연결된 복수의 화차들, 및 상기 화차들을 이동시키는 기관차를 포함하는 화물열차를 포함한다. 상기 복수의 화차들 각각은, 화차의 상태를 센싱하는 센서부, 상기 센싱 결과로부터 상기 화차의 이상 상태 여부를 판단하는 판단부, 상기 화차의 제동을 수행하는 제동부, 상기 화차의 센싱 정보를 외부와 공유하는 화차 통신부, 및 상기 화차에 전원을 제공하는 전원부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 화차 통신부와 통신을 수행하며, 상기 화차의 센싱 정보를 저장하는 서버 네트워크를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부에서 상기 화차의 이상 상태가 판단되는 경우, 상기 화차의 이상 상태는 상기 화차 통신부를 통해, 인접한 화차의 화차 통신부 또는 상기 서버 네트워크로 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 서버 네트워크로 제공된 상기 화차의 이상 상태 정보를 바탕으로, 상기 화물열차가 제동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인접한 화차의 화차 통신부로 제공된 상기 화차의 이상 상태 정보를 바탕으로, 상기 인접한 화차는 해당 화차의 제동부를 직접 제어하여 상기 화물열차를 제동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부에서 상기 화차의 이상 상태가 판단되는 경우, 상기 화차는 상기 제동부를 직접 제어하여 상기 화물열차를 제동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센서부에서 상기 화차의 상태를 센싱한 센싱 정보는, 상기 화차 통신부를 통해 인접한 화차의 화차 통신부로 제공되며, 상기 화차들 각각은, 모든 화차들의 상태에 대한 센싱 정보를 공유할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화차들은 일정 주기마다 순차적으로, 상기 모든 화차들의 상태에 대하여 공유한 센싱 정보를, 상기 서버 네트워크로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화차들 각각의 전원부의 전원 잔량 상태는, 상기 화차 통신부를 통해 모든 화차들이 서로 공유할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화차들은 상기 화차들 각각의 전원부의 전원 잔량 상태를 바탕으로, 상기 전원 잔량이 가장 많은 화차의 화차 통신부를 통해, 상기 모든 화차들의 상태에 대하여 공유한 센싱 정보를, 상기 서버 네트워크로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모든 화차들의 상태에 대한 센싱 정보는, 상기 기관차에 구비되는 표시부를 통해 표시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 화차들 각각에서 해당 화차의 상태를 센싱할 수 있으며, 이렇게 센싱된 센싱 결과를 바탕으로 화물열차를 제동시킬 수 있으므로, 즉각적인 제동으로 안전성을 향상시키며, 전반적인 운행의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
즉, 해당 화차는 상기 센싱 결과를 바탕으로 직접 해당 화차에 대한 제동을 수행함으로써, 전체적으로 화물열차를 즉각적으로 제동시킬 수도 있고, 이를 통해 정보 공유가 불가능한 환경에서도 화물열차의 안정적인 운행이 가능하다. 특히, 기관차와 화차들 사이의 소유주가 서로 달라, 기관차와 화차들 사이에서의 정보 공유가 불가능한 시스템의 경우, 이러한 화차 스스로의 제동을 통한 안전성 확보는 효과적이다.
또한, 센싱 정보 등을 서버 네트워크로 네트워킹을 통해 정보를 제공할 수 있는데, 이러한 네트워킹을 수행함에 있어, 센싱된 모든 데이터들에 대하여 네트워킹을 수행하지 않고, 이상 상태라고 판단되는 경우에만 데이터를 공유하도록 네트워킹을 수행함으로써, 불필요한 네트워킹에 따른 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
특히, 모든 화차들이 개별적으로 네트워킹을 수행하지 않고, 화차들 사이에서 모든 화차들의 정보를 공유한 상태에서, 화차들이 순차적으로 하나씩 네트워킹을 수행함으로써 화차들 간의 전원의 균일한 소모를 유도하고, 불필요한 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
나아가, 화차들의 전원 잔량 상태도 서로 공유한 상태에서, 전원의 잔량이 가장 많은 화차가 네트워킹을 수행함으로써, 마찬가지로 화차를 간의 전원 소모를 균일하게 유도하며, 불필요한 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
특히, 화차들의 전원 관리는, 화차들의 경우 외부로부터 별도의 전원을 공급받지 못하는 실제 화차 운영의 특성을 고려하여 매우 중요한 문제이므로, 상기와 같은 전원 낭비의 최소화를 통해 화물열차의 운행 시간을 연장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화물열차 운행상태 모니터링 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 일 예를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 다른 예를 도시한 모식도이다.
도 4는 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 또 다른 예를 도시한 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화물열차 운행상태 모니터링 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 일 예를 도시한 모식도이고,
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 화물열차 운행상태 모니터링 시스템(10, 이하 모니터링 시스템이라 함)은 화물 열차(50) 및 서버 네트워크(600)를 포함한다.
이 경우, 상기 화물 열차(50)는 기관차(100) 및 복수의 화차들(200, 300, 400)을 포함하는 것으로, 실제 화물열차의 경우, 상기 기관차(100)와 상기 화차들(200, 300, 400)은 서로 소유자가 같을 수도 있으나 다른 경우가 다반사이다.
이에 따라, 상기 기관차(100)는 상기 화차들(200, 300, 400)과 필요시에 선택적으로 서로 연결되어 운행되는 것을 특징으로 하며, 이에 따라, 상기 화차들(200, 300, 400)과 상기 기관차(100) 사이에서는 실질적으로 여러 가지 운행 상태를 공유하기에는 한계가 있는 상황이다.
이에 본 실시예에 의한 상기 모니터링 시스템(10)은 상기 화차들(200, 300, 400)을 중심으로, 상기 연결되는 기관차(100)와 무관하게, 상기 화차들(200, 300, 400) 스스로 필요한 정보를 서로 공유하고, 상기 서버 네트워크(600)로 해당 정보를 네트워킹하여 제공하며, 나아가, 스스로 제동 등과 같은 긴급 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 모니터링 시스템(10)을 통해 상기 화차들(200, 300, 400)이 서로 다른 종류의 기관차(100)와 서로 연결되어 화물열차(50)를 구성하더라도 스스로 안정적인 운행 시스템을 구현할 수 있다.
한편, 상기 기관차(100)를 통해 상기 화차들(200, 300, 400)은 구동력을 제공받을 수 있으며, 상기 화차들(200, 300, 400)에는 다양한 종류의 화물들이 적재되는 것은 이미 주지의 사실이다.
이하에서는, 이러한 화물열차(50)가 가지는 특성을 고려한 최적의 모니터링 시스템(10)에 대하여 설명한다.
우선, 상기 기관차(100)의 일반적인 구성에 대하여 설명하면, 상기 기관차(100)는 표시장치(110)를 포함한다.
상기 표시장치(110)는 상기 기관차(100) 내에 위치하는 기관사에서 소정의 정보를 표시하는 것으로, 기본적으로는 상기 중앙 관제실(500)을 통하여 소정의 제어 명령 등을 제공받는 통신 기능을 가질 수 있다.
일반적으로, 중앙 관제실(500)은, 전반적인 화물열차(50)의 운행상태를 관리하는 별도의 관제실인 것으로, 철도 공사와 같은 운영기관에서 운영하는 자산에 해당된다.
이 경우, 상기 중앙 관제실(500)은, 후술되는 서버 네트워크(600)를 통해 정보를 제공받을 수 있는데, 이렇게 제공받은 정보를 바탕으로, 필요한 경우 상기 화물열차(50)에 대한 제동 등의 긴급 제어를 상기 기관사에게 명령할 수 있다.
즉, 상기 중앙 관제실(500)의 소정의 관리자는, 무전 등을 통한 통신 기능을 이용하여, 상기 기관차(100)에 탑승한 기관사에게 소정의 긴급 제어 명령을 수행할 수 있으며, 상기 기관사는 이러한 명령을 바탕으로 상기 화물 열차(50)에 대한 제동 등의 긴급 제어를 수행할 수 있다.
다만, 본 실시예에서, 상기 중앙 관제실(500) 및 이를 통한 긴급 제어 명령은, 상기 중앙 관제실(500)이 상기 서버 네트워크(600)를 통해 관련 정보를 제공받는 것을 특징으로 할 뿐, 통상적인 운영기관에서의 철도 운영 상황과 유사한 것에 불과한 것이다.
즉, 이러한 중앙 관제실(500)을 통한 긴급 명령 등의 정보는 상기 표시장치(110)를 통해 상기 기관사에게 표시될 수 있다.
한편, 상기 표시장치(110)는 필요한 경우, 선택적으로 상기 서버 네트워크(600)와도 무선 네트워킹으로 통신을 수행할 수 있으며, 상기 서버 네트워크(600)로부터도 필요한 정보를 제공받아 이를 기관사에게 표시할 수는 있다.
상기 기관차(100)의 구동은 기관차(100)에 탑승한 기관사에 의해 수행되며, 상기 기관사는, 상기 표시장치(110)에 표시되는 정보를 바탕으로 구동을 수행하되, 상기 중앙 관제실(500)로부터 앞서 설명한 바와 같은 제어명령이 제공되면 상기 기관차(100)에 대한 긴급 제동 등의 제어를 수행할 수 있다.
한편, 상기 기관차(100)와 상기 화차들(200, 300, 400)은 제동신호는 서로 공유하게 되며, 상기 기관차(100)에서 발생되는 제동신호에 의해 상기 기관차(100)는 물론 상기 화차들(200, 300, 400)도 제동이 수행될 수 있고, 마찬가지로 상기 화차들(200, 300, 400)에서 발생되는 제동신호에 의해 상기 화차들(200, 300, 400)은 물론 상기 기관차(100)도 제동이 수행될 수 있다.
상기 화차들(200, 300, 400)은 도시된 바와 같이, 상기 기관차(100)에 연결되는 것으로, 복수의 화차들 각각은 서로 동일한 구조 및 기능을 수행한다. 이에, 이하에서는 제1 화차(200)에 대하여만 설명하고, 여타의 화차들(300, 400)에 대한 설명은 생략한다.
즉, 상기 제1 화차(200)는 화차 통신부(210), 판단부(230), 센서부(240), 전원부(250) 및 제동부(260)를 포함한다.
상기 화차 통신부(210)는, 상기 서버 네트워크(600)와 무선 네트워킹으로 통신을 수행하여 상기 제1 화차(200)의 상태 등에 관한 다양한 정보를 제공하거나, 필요한 정보를 제공받을 수 있다.
또한, 상기 화차 통신부(210)는, 인접한 다른 화차들(300, 400)과 무선 네트워킹으로 통신을 수행하여 상기 제1 화차(200)의 상태 등에 대한 정보를 제공하거나, 다른 화차들의 상태 등에 대한 정보를 제공받는다.
이를 통해, 상기 화차들(200, 300, 400) 각각은, 서로 다른 화차들의 상태 등에 대한 정보를 모두 공유할 수 있다.
상기 센서부(240)는 상기 제1 화차(200)의 상태를 센싱하는 것으로, 이 때 상기 센서부(240)에서 센싱되는 정보는 상기 제1 화차(200)의 이상 상태에 대한 정보로서, 예를 들어, 화차의 안전 상태 이상, 화차의 구동 또는 제동 상태 이상, 화차의 탈선, 화차의 적재 상태 이상 등을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 센서부(240)는 후술되는 상기 전원부(250)의 전원 잔량 상태를 센싱할 수도 있다.
이와 같이, 센싱되는 상기 센싱 정보는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 서버 네트워크(600) 또는 다른 화차들(300, 400)로 제공될 수 있다.
상기 판단부(230)는 상기 센서부(240)에서 센싱되는 상기 제1 화차(200)의 이상 상태에 대한 정보를 바탕으로, 상기 제1 화차(200)가 이상 상태에 해당되는 것인가의 여부를 판단한다.
즉, 상기 판단부(230)는, 각각의 이상 상태에 대한 판단의 기준을 설정한 상태에서, 상기 판단 기준을 초과하는 센싱 정보가 입력되는 경우, 상기 제1 화차(200)가 소정의 이상 상태에 해당됨을 판단한다.
상기 센서부(240)에서 센싱되는 센싱 정보는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 서버 네트워크(600) 또는 다른 화차들(300, 400)로 제공될 수 있는데, 모든 센싱 정보가 상기와 같이 제공되는 경우, 상기 전원부(250)의 전원 소비는 매우 증가하게 된다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 판단부(230)를 통해, 소정 판단 기준을 초과하는 센싱 정보, 즉 이상 상태로 판단되는 센싱 정보에 대하여만 상기 서버 네트워크(600) 또는 다른 화차들(300, 400)로 제공함으로써, 네트워킹 수행을 최소화하고, 이를 통해 상기 전원부(250)의 전원 소비를 최소화한다.
특히, 상기 화물열차(50)의 상기 화차들(200, 300, 400)은 화물을 적재하는 차량에 불과한 것으로, 외부로부터 별도의 전력을 제공받지 못하는 한계가 있다. 이에 따라, 상기 화차들(200, 300, 400)은 각각 해당 화차들에 필요한 전원을 공급하는 상기 전원부(250)가 화차마다 구비되며, 상기 전원부(250)는 일반적으로 충전식 배터리일 수 있다.
따라서, 상기 전원부(250)는 소정의 용량으로 제한되며, 재충전을 위해서는 이동을 중단하여야 하므로, 상기 전원부(250)의 효율적인 사용은 상기 화물 열차(50)의 운행에 있어 매우 중요하다.
즉, 상기 전원부(250)의 사용을 최소화함으로써, 보다 장시간의 상기 화물열차(50)의 운행이 가능하며, 상기 화물열차(50)의 운행에 있어서의 운행 안정성을 유지할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 상기 판단부(230)를 통해, 네트워킹 정보를 제한함으로써, 이러한 상기 전원부(250)의 효율적인 사용을 도모할 수 있다.
이 경우, 상기 전원부(250)는, 상기 제1 화차(200)를 구성하는 요소들 중 전원이 필요한 요소들에 전원을 공급하되, 상기 전원부(250)를 통해 가장 많은 전원을 소비하는 구성은 상기 화차 통신부(210)일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 화물열차(50)에서는, 상기 기관차(100)와 상기 화차들(200, 300, 400)은 제동신호는 서로 공유하게 되며, 이에 따라, 상기 제동부(260)에서 발생되는 제동신호에 의해 상기 화차들(200, 300, 400)은 물론 상기 기관차(100)도 제동이 수행될 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우, 상기 제동부(260)는, 상기 판단부(230)를 통해 상기 제1 화차(200)가 소정의 이상 상태인 것으로 판단되는 경우, 즉시 상기 제1 화차(200)에 대한 제동을 수행하며, 이러한 제동신호는 상기 여타의 화차들(300, 400)은 물론 상기 기관차(100)에게도 공유되어, 상기 화물열차(50) 전체에 대한 제동이 수행될 수 있다.
이상과 같이, 상기 제동부(260)는, 별도의 네트워킹을 통해 이상 상태의 정보가 상기 서버 네트워크(600)와 공유되지 않더라도, 해당 화차, 즉 제1 화차(200)에 제동 신호를 제공함으로써, 상기 화물열차(50) 전체에 대한 제동을 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 화차(200)는 서로 다른 화차들의 센싱 정보도 서로 공유하므로, 결국 다른 화차들(300, 400)의 이상 상태 정보도 공유한다. 따라서, 상기 제동부(260)는 다른 화차들(300, 400)의 이상 상태 정보를 바탕으로, 해당 화차, 즉 제1 화차(200)에 제동신호를 제공함으로써, 상기 화물열차(50) 전체에 대한 제동을 수행할 수도 있다.
상기 중앙 관제실(500)은, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 서버 네트워크(600)와 무선 네트워킹을 통한 통신을 수행하며, 이를 통해, 상기 화차들(200, 300, 400)의 상태에 대한 정보를 제공받을 수 있다.
이 경우, 상기 중앙 관제실(500)은 상기 기관차(100)의 기관사에게 기존의 자체 열차무선망을 통해 제어 명령을 제공할 수 있으며, 이러한 제어 명령은, 대표적인 것은 상기 화물열차(50)의 제동 명령일 수 있으며, 기타 상기 화물 열차(50)의 운행에 대한 각종 명령이나 정보를 제공할 수 있다.
즉, 상기 중앙 관제실(500)은 상기 서버 네트워크(600)와 무선 네트워킹을 통한 통신을 수행하며, 상기 서버 네트워크(600)에 저장된 각종 정보를 제공받을 수 있으며, 이를 바탕으로 필요한 경우, 상기 기관사에게 무전을 통한 상호통신을 통해 제어 명령을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 서버 네트워크(600)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 화차 통신부들(210, 310, 410)을 통해 직접 상기 화차들(200, 300, 400) 각각의 상태에 대한 정보가 제공되어 저장될 수 있다.
또한, 상기 서버 네트워크(600)에 저장되는 각종 정보는, 필요한 경우, 상기 중앙 관제실(500)로 제공될 수도 있다.
한편, 상기 서버 네트워크(600)는 유지보수 지원부(610)를 추가로 포함하여, 상기 서버 네트워크(600)의 저장 상태, 네트워킹 상태 등에 대한 주기적인 유지보수가 수행될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에서의 상기 모니터링 시스템(10)을 통한 상기 화물 열차(50)를 제동하는 예를 설명한다.
우선, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 개별 화차들 각각에 구비되는 상기 판단부(230)는 해당 화차의 센서부(240)에서 센싱되는 정보를 바탕으로, 소정의 이상 상태 판단 기준을 적용하여, 해당 화차가 이상 상태인지의 여부를 판단한다.
이와 같이, 상기 판단부(230)에서 판단된 해당 화차의 이상 상태에 대한 정보는, 상기 화차 통신부(210)를 통해 상기 서버 네트워크(600)로 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 중앙 관제실(500)이 상기 서버 네트워크(600)로 제공된 상기 이상 상태 정보를 제공받을 수 있으며, 상기 중앙 관제실(500)이 상기 기관차(100)로 제동 명령을 제공하며, 이에 따라 상기 기관사는 구동을 제동시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이러한 기관사의 제동 수행을 위한 제동 신호는 상기 화차들(200, 300, 400) 모두와 바로 공유되므로, 상기 각각의 화차들(200, 300, 400) 모두도 제동이 수행된다.
그리하여, 상기 화물열차(50)에 대한 제동이 수행될 수 있다.
다만, 이러한 기관차(100)로의 제동 명령의 전달과 제동의 수행은, 선택적인 것으로, 본 모니터링 시스템에서 항상 사용되는 것은 아니다.
한편, 상기 판단부(230)에서 판단된 해당 화차의 이상 상태에 대한 정보는, 상기 서버 네트워크(600)와 공유되는 것과 무관하게, 해당 화차가 직접 상기 이상 상태에 대한 정보를 바탕으로 제동을 수행할 수도 있다.
즉, 상기 제1 화차(200)의 판단부(230)에서 제1 화차(200)의 이상 상태가 판단되는 경우, 상기 제동부(260)는 상기 제1 화차(200)에 대한 제동을 수행한다.
이 경우, 상기 제동 신호는 상기 나머지 화차들(300, 400) 및 상기 기관차(100)와 바로 공유되므로, 상기 화물열차(50) 전체에 대한 제동이 수행된다.
나아가, 상기 판단부(230)에서 판단된 해당 화차의 이상 상태에 대한 정보는, 상기 서버 네트워크(600)와 공유되는 것과 무관하게, 인접한 화차들 또는 다른 화차들(300, 400)과 상기 이상 상태에 대한 정보를 공유할 수 있다.
즉, 상기 제1 화차(200)의 판단부(230)에서 제1 화차(200)의 이상 상태가 판단되는 경우, 상기 제1 화차(200) 외의 다른 화차들(300, 400)에서 해당 정보를 공유하여, 해당 화차의 제동부가 제동을 수행할 수 있으며, 이러한 제동 명령은 상기 제1 화차(200)를 포함한 다른 화차들과 상기 기관차(100)와 바로 공유되므로, 상기 화물열차(50) 전체에 대한 제동이 수행된다.
이상과 같이, 상기 화물열차(50)의 운행상태 모니터링 시스템(10)에서는, 특정 화차에 이상 상태가 감지되는 경우, 해당 화차 또는 여타의 화차들에 의해서도 제동이 수행될 수 있으며 이를 통해, 보다 안정적인 제동수행이 가능할 수 있다.
즉, 네트워킹의 문제 또는 기관차나 화차 등의 제동 신호 생성 또는 제동 수행 등의 문제가 발생한 경우라도, 해당 문제가 없는 화차를 통해 제동을 수행할 수 있으므로, 보다 안정적인 화물열차의 제동이 가능하게 된다.
한편, 이하에서는, 본 실시예에서의 상기 모니터링 시스템(10)을 통해, 배터리 소모를 최소화할 수 있는 네트워킹에 대하여 설명한다. 이러한 네트워킹에 대한 모식도는 도 3 또는 도 4와 같다.
즉, 도 3은 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 다른 예를 도시한 모식도이며, 도 4는 도 1의 모니터링 시스템을 이용한 화물열차 운행상태 모니터링의 또 다른 예를 도시한 모식도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 화차들(200, 300, 400) 각각에는 해당 화차의 운용을 위한 전원을 제공하는 전원부(250)가 구비되는데, 상기 전원부(250)는 외부로부터 전력을 제공받을 수 없으며 충전식의 배터리일 수 있다.
이에 따라, 상기 전원부(250)의 낭비를 최소화하는 것은, 전반적인 상기 화물열차(50)의 운행 효율을 향상시키기 위해 중요하다.
특히, 본 실시예의 경우, 상기 화차들(200, 300, 400)의 센싱 정보 또는 판단 정보가 상기 서버 네트워크(600)로 공유되는 것으로, 이를 위해 주기적인 네트워킹을 수행하여야 하므로, 상기 전원부(250)의 소모가 상대적으로 크며, 이에 따라 상기 전원부(250)의 낭비를 최소화하는 것은 중요하다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 실시예에서는, 상기 화차들(200, 300, 400) 각각의 센서부(240)에서 센싱된 정보 또는 각각의 판단부(230)에서 판단된 정보가 개별적으로, 즉 개별 화차의 화차 통신부(210)를 통해 독립적으로 상기 서버 네트워크(600)로 제공될 수도 있다.
다만, 이 경우, 주기적으로 또는 이상 상태가 발생한 경우라면 비주기적으로, 개별 화차들 각각이 네트워킹을 수행하여 하므로, 개별 화차들 각각에 구비되는 상기 전원부(250)의 소모가 증가하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 독립적인 개별 네트워킹을 대신하여, 상기 화차들(200, 300, 400) 중 어느 하나가 순차적으로 또는 소정의 기준으로 네트워킹을 수행함으로써, 상대적으로 상기 전원부(250)의 소모를 최소화할 수 있다.
이를 위해, 우선, 상기 화차들(200, 300, 400) 각각은, 각각의 화차 통신부(210)를 통해, 모든 화차들의 상태에 대한 정보, 즉 센서부에서 센싱된 정보 또는 판단부(230)에서 판단된 정보를 모두 공유한다.
이 경우, 상기 화차들 사이의 네트워킹은, 화차가 서버 네트워크(600)와 네트워킹을 수행하는 경우보다 전원의 소모가 현저하게 적기 때문에, 상기와 같은 화차들 사이의 네트워킹을 통한 정보 공유는 상기 전원부(250)의 소비를 증가시키는 문제는 발생하지 않는다.
이와 같이, 모든 화차들 각각이, 해당 화차를 포함한 모든 화차들의 상태에 대한 정보를 서로 공유한 상태에서, 데이터 전송을 수행해야 하는 일정 주기마다, 또는 이상 상태가 발생하는 경우 즉시, 순차적으로 상기 공유된 센싱 정보를 상기 서버 네트워크(600)로 제공한다.
즉, 제1 주기에서는, 제1 화차(200)의 화차 통신부(210)를 통해, 상기 모든 화차들(200, 300, 400)의 상태에 대한 정보를 상기 서버 네트워크(600)로 제공하고, 제2 주기에서는, 제2 화차(300)의 화차 통신부(310)를 통해, 상기 모든 화차들(200, 300, 400)의 상태에 대한 정보를 상기 서버 네트워크(600)로 제공하며, 제3 화차(400)의 화차 통신부(410)를 통해, 상기 모든 화차들(200, 300, 400)의 상태에 대한 정보를 상기 서버 네트워크(600)로 제공할 수 있다.
이 경우, 이상 상태가 발생하는 경우라면, 상기 주기와 무관하게 해당 순번의 화차에서 화차 통신부를 통해, 상기 모든 화차들(200, 300, 400)의 상태에 대한 정보를 상기 서버 네트워크(600)로 제공한다.
이상과 같이, 모든 화차들 각각이 개별적으로 상기 서버 네트워크(600)와 네트워킹을 수행하지 않고, 화차들이 순차적으로 상기 서버 네트워크(600)와 네트워킹을 수행함으로써, 네트워킹을 위한 전원의 소비를 최소화할 수 있으며, 전체적으로 화차들 각각의 전원부(250)의 전원 잔량을 균일하게 유지할 수 있다.
이와 달리, 모든 화차들 각각이, 해당 화차를 포함한 모든 화차들의 상태에 대한 정보를 서로 공유한 상태에서, 화차의 전원 잔량 상태를 고려하여, 전원 잔량 상태가 가장 양호한 화차가 해당 주기에서의 상기 서버 네트워크(600)와의 네트워킹을 수행한다.
이를 위해서는, 상기 모든 화차들(200, 300, 400)은, 각각의 화차들의 전원부의 전원 상태도 서로 공유하여야 한다.
즉, 상기 전원 상태가 서로 공유된다면, 상기 화차들(200, 300, 400) 중, 가장 전원 잔량 상태가 양호한, 즉 전원이 가장 많이 잔류한 화차를 통해, 상기 서로 공유된 모든 화차들의 센싱 정보 또는 판단 정보가 상기 서버 네트워크(600)로 제공된다.
이 후, 다음 주기에서도, 화차들(200, 300, 400) 중 가장 전원 잔량 상태가 양호한, 즉 전원이 가장 많이 잔류한 화차를 통해, 상기 네트워킹이 수행된다.
이와 같이, 각 화차의 전원부의 전원 잔량 상태를 고려하여 네트워킹을 수행함으로써, 전체적으로 각 화차들의 전원을 상대적으로 균일하게 유지하면서, 보다 효과적이고 장시간 전원을 사용할 수 있어, 상기 화물열차(50)의 운행을 안정적이고 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 화차들 각각에서 해당 화차의 상태를 센싱할 수 있으며, 이렇게 센싱된 센싱 결과를 바탕으로 화물열차를 제동시킬 수 있으므로, 즉각적인 제동으로 안전성을 향상시키며, 전반적인 운행의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
즉, 해당 화차는 상기 센싱 결과를 바탕으로 직접 해당 화차에 대한 제동을 수행함으로써, 전체적으로 화물열차를 즉각적으로 제동시킬 수도 있고, 이를 통해 정보 공유가 불가능한 환경에서도 화물열차의 안정적인 운행이 가능하다. 특히, 기관차와 화차들 사이의 소유주가 서로 달라, 기관차와 화차들 사이에서의 정보 공유가 불가능한 시스템의 경우, 이러한 화차 스스로의 제동을 통한 안전성 확보는 효과적이다.
또한, 센싱 정보 등을 서버 네트워크로 네트워킹을 통해 정보를 제공할 수 있는데, 이러한 네트워킹을 수행함에 있어, 센싱된 모든 데이터들에 대하여 네트워킹을 수행하지 않고, 이상 상태라고 판단되는 경우에만 데이터를 공유하도록 네트워킹을 수행함으로써, 불필요한 네트워킹에 따른 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
특히, 모든 화차들이 개별적으로 네트워킹을 수행하지 않고, 화차들 사이에서 모든 화차들의 정보를 공유한 상태에서, 화차들이 순차적으로 하나씩 네트워킹을 수행함으로써 화차들 간의 전원의 균일한 소모를 유도하고, 불필요한 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
나아가, 화차들의 전원 잔량 상태도 서로 공유한 상태에서, 전원의 잔량이 가장 많은 화차가 네트워킹을 수행함으로써, 마찬가지로 화차를 간의 전원 소모를 균일하게 유도하며, 불필요한 전원의 낭비를 최소화할 수 있다.
특히, 화차들의 전원 관리는, 화차들의 경우 외부로부터 별도의 전원을 공급받지 못하는 실제 화차 운영의 특성을 고려하여 매우 중요한 문제이므로, 상기와 같은 전원 낭비의 최소화를 통해 화물열차의 운행 시간을 연장할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 11, 12, 13 : 화물열차 모니터링 시스템
100 : 기관차 110 : 기관차 통신부
120 : 표시부 200, 300, 400 : 화차
210 : 화차 통신부 230 : 판단부
240 : 센서부 250 : 전원부
260 : 제동부 500 : 중앙 관제실
600 : 서버 네트워크

Claims (11)

  1. 서로 연결된 복수의 화차들, 및 상기 화차들을 이동시키는 기관차를 포함하는 화물열차를 포함하며,
    상기 복수의 화차들 각각은, 화차의 상태를 센싱하는 센서부, 상기 센싱 결과로부터 상기 화차의 이상 상태 여부를 판단하는 판단부, 상기 화차의 제동을 수행하는 제동부, 상기 화차의 센싱 정보를 외부와 공유하는 화차 통신부, 및 상기 화차에 전원을 제공하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화차 통신부와 통신을 수행하며, 상기 화차의 센싱 정보를 저장하는 서버 네트워크를 더 포함하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판단부에서 상기 화차의 이상 상태가 판단되는 경우,
    상기 화차의 이상 상태는 상기 화차 통신부를 통해, 인접한 화차의 화차 통신부 또는 상기 서버 네트워크로 제공되는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서버 네트워크로 제공된 상기 화차의 이상 상태 정보를 바탕으로,
    상기 화물열차가 제동되는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인접한 화차의 화차 통신부로 제공된 상기 화차의 이상 상태 정보를 바탕으로,
    상기 인접한 화차는 해당 화차의 제동부를 직접 제어하여 상기 화물열차를 제동시키는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 판단부에서 상기 화차의 이상 상태가 판단되는 경우,
    상기 화차는 상기 제동부를 직접 제어하여 상기 화물열차를 제동시키는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 센서부에서 상기 화차의 상태를 센싱한 센싱 정보는,
    상기 화차 통신부를 통해 인접한 화차의 화차 통신부로 제공되며,
    상기 화차들 각각은, 모든 화차들의 상태에 대한 센싱 정보를 공유하는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화차들은 일정 주기마다 순차적으로, 상기 모든 화차들의 상태에 대하여 공유한 센싱 정보를, 상기 서버 네트워크로 제공하는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 화차들 각각의 전원부의 전원 잔량 상태는,
    상기 화차 통신부를 통해 모든 화차들이 서로 공유하는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화차들은 상기 화차들 각각의 전원부의 전원 잔량 상태를 바탕으로,
    상기 전원 잔량이 가장 많은 화차의 화차 통신부를 통해, 상기 모든 화차들의 상태에 대하여 공유한 센싱 정보를, 상기 서버 네트워크로 제공하는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 모든 화차들의 상태에 대한 센싱 정보는, 상기 기관차에 구비되는 표시부를 통해 표시되는 것을 특징으로 하는 화물열차 운행상태 모니터링 시스템.
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