KR20220089797A - 철도차량 안전진단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 철도차량 안전진단장치는, 복수의 센서들로부터 특정 구간 동안 수집된 센싱값들을 기초로 철도차량의 상태를 요약하는 철도차량 상태 요약부; 복수의 특정 구간들 동안의 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 산출하는 철도차량 상태분포 산출부; 상기 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 통해 특정 센싱값에 관한 이상상황을 판단하여 이상 안전부품을 검출 하는 이상 안전부품 검출부; 및 상기 이상 안전부품과 연관된 진단 아이템에 따라 정밀진단의 수행 여부를 결정하여 상기 정밀진단을 수행하는 정밀진단 수행부를 포함할 수 있다.

Description

철도차량 안전진단장치{RAILWAY VEHICLE SAFETY DIAGNOSIS APPARATUS}

본 발명은 철도차량 안전진단 기술에 관한 것으로, 특히 복수의 센서들로부터 수집한 센싱값들을 이용하여 안전부품의 결함을 진단할 수 있는 철도차량 안전진단장치에 관한 것이다.

현재 철도차량에 대한 자체진단 기술은 제어 시스템의 센서 등 제한된 대상에만 적용되고 있다. 철도차량의 안전부품들은 결함이 발생하는 경우 치명적인 사고로 이어질 가능성이 매우 높지만 이들에 대한 모니터링이나 진단은 효과적으로 수행되지 않고 있다. 철도차량은 수많은 부품들로 구성되어 있고 각 부품들에 관한 데이터 수집 및 분석을 위해 많은 자원이 소모되기 때문에, 다양한 부품들을 위한 각각의 진단 방법이 효과적으로 수행되기 어려운 환경적인 제약을 가지고 있다.

본 발명은 복수의 센서들로부터 수집한 센싱값들을 이용하여 안전부품의 결함을 진단할 수 있는 철도차량 안전진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 안전진단장치는, 복수의 센서들로부터 특정 구간 동안 수집된 센싱값들을 기초로 철도차량의 상태를 요약하는 철도차량 상태 요약부; 복수의 특정 구간들 동안의 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 산출하는 철도차량 상태분포 산출부; 상기 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 통해 특정 센싱값에 관한 이상상황을 판단하여 이상 안전부품을 검출 하는 이상 안전부품 검출부; 및 상기 이상 안전부품과 연관된 진단 아이템에 따라 정밀진단의 수행 여부를 결정하여 상기 정밀진단을 수행하는 정밀진단 수행부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 철도차량 안전진단장치는 철도차량의 상태를 구성하는 복수의 진단 아이템들 각각에 대한 지표값의 분포를 통해 안전부품의 이상을 판단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 안전진단장치를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 안전진단시스템을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 안전진단시스템(100)는 철도차량(110), 철도차량 안전진단장치(130), 데이터베이스(150) 및 사용자 단말(170)을 포함한다.

철도차량(110)은 철도의 선로 위를 운행할 목적으로 제조된 교통수단으로서 동력차, 객차, 화차 및 특수차 등에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 철도차량(110)은 다양한 부품들의 상태를 모니터링하기 위하여 관련 데이터를 측정할 수 있는 복수의 센서들을 포함하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 철도차량(110)은 모터 블록 온도 센서, 모터 파워 검출기, 대차 속도 센서, GPS 센서, 배전반 온도 센서, 응축수 수위 센서, 도어 위치 센서, 도어 작동 전류 검출기, 축 비틀림 각도 센서, 휠 진동 센서, 기어 박스 진동 센서, 대차 진동 센서 및 송풍기 진동 센서 등을 포함할 수 있다.

모터 블록 온도 센서는 철도차량(110)에 동력을 제공하는 모터들이 모여 있는 모터 블록 근처에 장착될 수있고, 모터 블록의 온도를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 모터 블록 온도 센서는 열화상 센서일 수 있다. 모터 파워 검출기는 모터들에 공급되는 전력을 검출하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다.

대차 속도 센서는 철도차량(110)의 속도를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 대차 속도 센서를 사용 하는 대신 GPS 센서에서 측정되는 GPS 좌표 변화를 이용하여 철도차량(110)의 속도를 계산할 수 있다. GPS 센서는 철도차량(110)의 GPS 좌표를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 철도차량(110)은 미리 설치된 레일 상에서 움직이게 되므로, 철도차량(110)의 GPS 좌표는 철도차량(110)이 어느 레일 상에서 움직이고 있는지를 예측할 수 있게 한다.

배전반 온도 센서는 철도차량(110)에 사용되는 다양한 전기 부품들(예를 들어, 모터, 송풍기 등)에 전력을 공급 하기 위한 배전반의 근처에 장착될 수 있고, 배전반의 온도를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 배전반 온도 센서는 열화상 센서일 수 있다.

응축수 수위 센서는 철도차량(110) 내에서 발생된 응축수를 모아 두는 응축수 저장 탱크에 장착되어 있고, 응축 수의 수위를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 도어 위치 센서는 철도차량(110)에 설치된 도어의 위치를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 도어 위치 센서는 도어에 장착된 타겟과, 도어 근처에 고정적 으로 설치될 수 있고 타겟의 위치를 검출하는 센서를 포함할 수 있다. 추가적으로, 도어 위치 센서는 도어에 끼인 물체를 검출하기 위한 초음파 센서를 포함할 수 있다.

도어 작동 전류 검출기는 도어를 움직이기 위한 모터 등의 액츄에이터에 공급되는 전류를 검출하고 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 축 비틀림 각도 센서는 트라이포드에 설치되어 트라이포드에 연결된 축의 비틀림 각도를 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 축 비틀림 각도 센서는 상기 축에 걸리는 토크를 검출하는 토크 센서를 포함할 수 있다.

휠 진동 센서는 철도차량(110)의 휠에 장착될 수 있고 휠의 진동을 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다.

휠 진동 센서는 휠의 3축 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도 센서를 포함할 수 있다. 기어 박스 진동 센서는 모터와 축을 연결하는 기어들이 모여 있는 기어 박스에 장착될 수 있고, 기어 박스의 진동을 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 기어 박스 진동 센서는 기어 박스의 3축 가속도를 측정할 수 있는 3축 가속도 센서를 포함할 수 있다.

대차 진동 센서는 각 철도차량(110)에 장착될 수 있고 대차 진동을 검출하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다.

송풍기 진동 센서는 모터를 냉각하기 위한 송풍기에 장착될 수 있고 송풍기의 진동을 측정하여 이에 대한 신호를 생성할 수 있다. 철도차량(110)은 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 센서를 더 포함할 수 있으며, 이들의 측정값은 안전부품의 진단을 위해 사용될 수 있다.

철도차량 안전진단장치(130)는 철도차량(110)을 구성하는 안전부품들의 결함을 사전에 진단할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 여기에서, 안전부품은 철도차량(110)을 구성하는 부품들 중에서 결함이 발생하는 경우 철도차량(110) 및 탑승자의 안전에 영향을 미칠 수 있는 주요부품에 해당할 수있다. 철도차량 안전진단장치(130)는 철도차량(110)과 블루투스, WiFi 등을 통해 무선으로 연결될 수있고, 네트워크를 통해 철도차량(110)과 데이터를 주고 받을 수 있다.

일 실시예에서, 철도차량 안전진단장치(130)는 철도차량(110)에 포함된 복수의 센서들로부터 센싱값을 주기적으로 또는 실시간으로 수신할 수 있고, 안전부품의 이상상황 또는 결함을 진단하여 그 결과를 철도차량 (110)에 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 철도차량 안전부품 진단 장치(130)는 철도차량(110)에 포함되어 구현될 수 있다.

철도차량 안전진단장치(130)는 데이터베이스(150)를 포함하여 구현될 수 있고, 데이터베이스(150)와 독립 적으로 구현될 수 있다. 데이터베이스(150)와 독립적으로 구현된 경우 철도차량 안전진단장치(130)는 데이터베이스(150)와 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있다.

데이터베이스(150)는 철도차량(110)의 안전부품을 진단하기 위해 필요한 다양한 정보들을 저장할 수 있는 저장 장치이다. 데이터베이스(150)는 철도차량(110) 및 철도차량(110)을 구성하는 다양한 안전부품들에 관한 정보를 저장할 수 있고, 철도차량(110)으로부터 수신한 복수의 센싱값들을 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 복수의 센싱값들을 기초로 철도차량(110)의 안전부품을 진단하는 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.

데이터베이스(150)는 특정 범위에 속하는 정보들을 저장하는 적어도 하나의 독립된 서브-데이터베이스들로 구성될 수 있고, 적어도 하나의 독립된 서브-데이터베이스들이 하나로 통합된 통합 데이터베이스로 구성될 수 있다.

적어도 하나의 독립된 서브-데이터베이스들로 구성되는 경우에는 각각의 서브-데이터베이스들은 블루투스, WiFi 등을 통해 무선으로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 상호 간의 데이터를 주고 받을 수 있다. 데이터베이스 (150)는 통합 데이터베이스로 구성되는 경우 각각의 서브-데이터베이스들을 하나로 통합하고 상호 간의 데이터 교환 및 제어 흐름을 관리하는 제어부를 포함할 수 있다.

사용자 단말(170)은 철도차량 안전진단장치(130)에 의해 수행된 안전부품 진단 결과를 수신하여 다양한 인터페이스를 통해 표시할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 사용자 단말(170)은 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 사용자 단말(170)은 철도차량 안전진단장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 사용자 단말 (170)들은 철도차량 안전진단장치(130)와 동시에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 단말(170)은 철도차량(110) 및/또는 철도차량 안전진단장치(130)에 미리 등록될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 철도차량 안전진단시스템
110 : 철도차량
130 : 철도차량 안전진단장치
150 : 데이터베이스
170 : 사용자 단말

Claims (1)

1. 복수의 센서들로부터 특정 구간 동안 수집된 센싱값들을 기초로 철도차량의 상태를 요약하는 철도차량 상태 요약부;
   복수의 특정 구간들 동안의 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 산출하는 철도차량 상태분포 산출부;
   상기 철도차량의 상태 요약에 관한 분포를 통해 특정 센싱값에 관한 이상상황을 판단하여 이상 안전부품을 검출 하는 이상 안전부품 검출부; 및
   상기 이상 안전부품과 연관된 진단 아이템에 따라 정밀진단의 수행 여부를 결정하여 상기 정밀진단을 수행하는 정밀진단 수행부를 포함하는 철도차량 안전진단 장치.

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