KR101041962B1

KR101041962B1 - 열차 자동 일상검사장치

Info

Publication number: KR101041962B1
Application number: KR1020080126635A
Authority: KR
Inventors: 김봉택
Original assignee: 김봉택; 샬롬엔지니어링 주식회사
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2011-06-16
Also published as: KR20100067999A

Abstract

통상의 열차 일상 검사장치에 있어서, 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하거나 또는 차륜이 철로위를 회전하면서 발생하는 진동의 정보를 검지하는 차륜이상검지부; 차륜이상검지부로부터 전송받은 디지털 영상 또는 진동을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 또는 크랙 및 흠집발생 여부에 따라 차륜의 이상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차 본체의 외관을 촬영한 디지털 영상을 판독하는 본체외관이상 검지부; 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 본체 외관을 판독하여 열차의 본체외관 이상여부를 판단하는 제3제어부; 제1, 제2 및 제3제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 열차 본체외관 이상정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송하는 통합관리부와; 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치가 개시된다.

철도, 차량, 차륜, 팬터그래프, 제동자, 공조기기, 차량외관, 이상검지

Description

열차 자동 일상검사장치{An automatic abnormality Detectingy system of Railroad Cars}

본 발명은 열차 자동 일상검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도차량의 차륜, 팬터그래프, 제동부, 공조기기 등을 포함하여 차량 전체에 대한 이상여부에 대한 정보를 통합적으로 관리할 수 있도록 하는 열차 자동 일상검사장치에 관한 것이다.

지하철이나 기차와 같은 열차는 동력원으로 전기에너지를 이용하고 있고, 이러한 전기에너지를 공급해주기 위해서 철로 위에 전기공급선을 가설하고 전동차에 전기공급선과 접촉되는 팬터그래프를 설치하여 전기공급선을 흐르고 있는 전기가 팬터그래프를 통해 전동차로 공급되도록 하고 있다.

전동차는 빠른 속도로 달리기 때문에 팬터그래프와 전기공급선의 마찰이 발생하고 이러한 마찰로 인해 팬터그래프와 전기공급선과의 접촉부분인 집전판이 마모가 생기게 된다.

열차의 계속적인 운행에 의해 집전판은 계속 마모가 되어 결국에는 집전판이 모두 마모되어 전동차가 전기공급을 받을 수 없게 된다.

따라서 전동차의 집전판은 일정한 운행시간이 경과하면 교체를 해주어야 하는데, 이러한 교체작업을 위하여 전동차 관리자는 수시로 전동차의 지붕위로 올라가 집전판의 마모정도를 체크해야 하며, 또한 언제 어떤 열차를 체크하였는지를 지속적으로 관리해야만 한다.

그런데, 이와 같이 관리자가 열차의 지붕위로 올라가 집전판의 마모상태를 확인하는 것은 매우 번거롭고 불편하며, 각 열차마다 그 마모정도가 다르므로 어떤 열차를 언제 체크해야 하는지를 관리하는 것도 많은 시간과 인력을 필요로 한다.

또한, 지하철이나 기차와 같은 전동차에 있어서, 운행시, 특히 제동 시에 차륜과 노면의 마찰 결과 발생되는 차륜의 찰상은 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라, 굉음 등을 발생시키는 주된 요인이 되고 있다. 따라서 이러한 차륜의 찰상을 신속하게 검사하여 검차기지에서는 해당 열차의 차륜을 교체하던지 기존에 기록되어 있던 정보를 업그레이드해주어야 한다.

상기와 같은 점을 감안하여 본 출원인은 철도차량 차륜 및 팬터그래프 이상검지장치(등록특허 10-0388535)를 통해서 차륜찰상검사와 팬터그래프 검사가 하나의 장치에 의해 이루어지도록 하여 차륜의 점검과 팬터그래프의 점검이 동시에 체계적으로 이루어질 수 있는 장치를 출원 및 개발한 바 있다.

그런데, 철도차량의 경우, 비가 많이 오거나, 눈이 많이 오는 악조건, 더운 날씨 또는 추운 날씨 상관없이 1년 365일 필요시에는 항상 운행되고 있으며, 따라서 항상 정상 운행할 수 있는 상태를 유지해야만 한다.

따라서 상술한 팬터그래프나 차륜뿐만 아니라, 철도차량 본체 전체적으로 균 열이나, 파손 등에 대한 이상여부를 항상 확인하여야 하며, 외부의 조명이나, 창문 등의 파손 및 균열여부, 차량 출입문의 이상여부, 행선지 등을 표시하도록 전동차의 전면 또는 측면 등에 설치되는 디스플레이부의 이상여부, 제륜자 및 디스크라이닝, 공조기기 등 많은 부분에 대한 이상여부를 확인할 필요가 있으며, 이러한 철도차량의 본체를 포함하는 여러 부분에 대한 이상여부를 여전히 관리자가 육안으로 확인하는 수준으로 이상여부를 확인 및 판단하고 있기 때문에, 그 관리가 체계적이지 못할 뿐만 아니라, 관리에 따른 인적비용은 물론 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 차륜과 팬터그래프는 물론, 철도차량 본체 전체적으로 이상여부를 감지하여 체계적으로 관리할 수 있도록 개선된 열차 자동 일상검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열차 자동 일상검사장치는, 통상의 열차 일상 검지장치에 있어서, 열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하거나 또는 차륜이 철로위를 회전하면서 발생하는 진동의 정보를 검지하는 차륜이상검지부; 상기 차륜이상검지부로부터 전송받은 디지털 영상 또는 진동을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 또는 크랙 및 흠집발생 여부에 따라 차륜의 이상여부를 판단하는 제1제어부; 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부; 상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부; 열차 본체의 외관을 촬영한 디지털 영상을 판독하는 본체외관이상 검지부; 상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 본체 외관을 판독하여 열차의 본체외관 이상여부를 판단하는 제3제어부; 상기 제1, 제2 및 제3제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 열차 본체외관 이상정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송 하는 통합관리부와; 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제3제어부는, 상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 본체 외관의 균열, 파손, 오염상태 등을 판독하여 본체 외관의 이상여부를 판단하는 제1외관 판단제어부; 상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 상기 본체 외측에 설치된 조명의 점멸 상태를 판독하여 조명의 이상여부를 판단하는 제2외관 판단제어부; 및 이상여부가 판단된 정보를 상기 통합관리부로 전송하는 데이터 전송부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3제어부는, 상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 출입문의 개폐상태를 판독하여 출입문의 이상여부를 판단하는 제3외관 판단제어부와; 상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 차량정보를 디스플레이해주는 디스플레이부에 표시된 정보를 판독하여 디스플레이부의 이상여부를 판단하는 제4외관 판단제어부;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제3제어부는, 상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 본체 외관에서의 발열상태를 판독하여 본체 외관 하부를 포함하여 본체 외관의 과열에 따른 이상여부를 판독하는 제5외관 판단제어부를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제4외관 판단제어부는, 상기 열차의 종착역에 대한 정보와, 검지시점에서의 정차역에 대한 정보를 판독하여 정상적인 정보가 출력되고 있는지 판단 하는 것이 좋다.

또한, 상기 제2외관 판단제어부는, 상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 차량의 조명위치에서의 밝기를 검지하고, 밝기가 미리 설정된 기준값 이하일 경우 이상으로 판단하는 것이 좋다.

또한, 열차의 제동부를 촬영한 디지털 영상을 판독하는 제동부이상 검지부와; 상기 제동부이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준영상과 비교하여 제동부의 마모정도에 따라 제동부 이상여부를 판단하는 제4제어부;를 더 포함하며, 상기 제동부는 제륜자와 디스크라이닝 중 적어도 하나를 포함하는 것이 좋다.

또한, 열차의 실내 온도를 검지하는 열차 공조기기이상 검지부와; 상기 열차 공조기기이상 검지부에서 검지된 정보를 판독하여 설정온도와 비교하고, 온도차 정도에 따라 열차의 공조기기의 이상여부를 판단하는 제5제어부;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량 본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 본체 외관이상 검지부는, 열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID 태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와; 센서를 이용하여 차량의 통과여부를 판단하는 열차통과 검지부와; 차량의 통과가 확인되면, 열차의 외관을 촬영한 영상을 획득하는 디지털영상검지부; 를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 차륜이상검지부는, 열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와; 차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차량 이동시의 철로의 진동정보를 측정하는 진동검지부; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부; 차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜으로 레이저광을 조사하고 차륜에서 반사되어 되돌아오는 레이저광을 검지하는 레이저정보 검지부; 압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1제어부는, 상기 디지털영상 검지부로부터 전달된 영상을 기준영상과 비교하여 차륜의 마모정도에 따라서 차륜의 과다 마모로 판단하고, 상기 진동검지부에서 전달된 진동정보를 기준데이터와 비교하여 측정된 진동이 기준진동을 초과할 경우 차륜의 크랙발생으로 판단하고, 상기 레이저정보 검지부에서 검지된 광량정보를 기준정보와 비교하여 차륜의 흠집발생 여부를 판단하는 것이 좋다.

또한, 상기 통합관리부는, 상기 제1 내지 제3제어부로부터 이상정보를 수신하기 위한 통합관리측 데이터수신부와; 상기 제1 내지 제3제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 팬터그래프 이상정보, 차륜이상정보, 차량 본체외관 이상정보를 저장하고 관리하는 통합관리용 저장관리부와; 상기 통합관리용 저장관리부에서 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 입력장치, 인쇄장치 및 모니터와; 상 기 통합관리용 저장관리부에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 통합관리용 데이터전송부;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 열차 자동 일상 검사장치에 따르면, 철로 차량의 차륜, 팬터그래프, 차량본체 외관(파손, 오염, 조명, 디스플레이부, 출입문), 제동자(제륜자, 디스크라이닝), 공조기기의 이상상태를 함께 확인하여 이를 함께 저장하고 관리할 수 있으므로 열차에 대한 이상정보를 각각 별개의 시스템에 의해 관리하는 종래의 기술에 비하여, 1편성 열차에 대한 각 부분의 이상여부를 단일시스템을 이용하여 통합적으로 관리할 수 있고, 각 열차에 대한 이력 역시 통합관리가 가능하다는 이점이 있다.

특히, 이러한 각각의 열차에 대한 통합관리뿐만 아니라 차량기지의 여러 열차에 대해서도 단일시스템을 이용한 통합관리가 가능하다는 장점이 있다.

이러한 열차의 통합적인 이력관리를 통하여 관리자는 편리하게 각 열차별 수리시기를 점검할 수 있고, 이러한 점검을 통하여 열차의 서로 다른 부분의 이상을 검지하기 위한 장치를 단일시스템으로 구성함으로써 장치의 구성을 보다 간소화할 뿐만 아니라 장치를 구현하는데 드는 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 이러한 차륜이상정보, 팬터그래프이상정보, 차량본체 이상정보, 출입문 이상정보, 조명 이상정보, 디스플레이부 이상정보, 제동부(제륜자, 디스크라이징) 이상정보, 공조기기 이상정보를 원격지의 감시자에게 열차식별번호와 함께 제공해주고, 차량관리자에게 이메일 또는 문자나 음성메시지를 전송하여 차량의 이상 여부를 즉시 알수 있도록 함으로써 차량의 이상 발생시 보다 신속하고 정확하게 대응할 수 있도록 하는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 일상검사장치를 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 일상검사장치는, 차륜이상검지부(100)와, 제1제어부(110)와, 팬터그래프이상 검지부(120)와, 제2제어부(130)와, 본체외상이상 검지부(140)와, 제3제어부(150)와, 제동부이상 검지부(160)와, 제4제어부(170)와, 열차 공조기기이상 검지부(180)와, 제5제어부(190)와, 통합관리부(200)와, 원격감시부(300)와, 이메일 및 메시지 서비스부(400)를 구비한다.

상기 차륜이상 검지부(100)는 열차번호인식부(101)와, 차량통과검지부(102)와, 차륜통과인식부(103) 및 디지털 영상검지부(104), 카메라 자동청소부(105), 차륜진동검지부(106) 및 레이저정보검지부(107)를 구비한다.

열차번호인식부(101)는 전동차의 차량에 부착되어 차량마다의 고유의 식별ID가 주어지는 ID태크와 이러한 ID태그의 식별ID를 원격으로 검사하여 판독하는 ID판독부를 구비한다. ID태그는 열차의 옆면 또는 밑면에 부착되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 열차의 앞부분이나 지붕에 부착되는 것도 가능하다. ID태그에는 태그가 부착된 열차를 다른 열차와 식별되도록 하는 고유의 식별번호가 입력되며, ID판독부는 이러한 ID태그에 입력된 열차의 식별번호를 판독하여 현재 지나가는 열 차가 어느 열차인지를 인식하고, 그러한 정보가 통합관리부(200)에서 차륜이상 검지부(100), 팬터그래프이상 검지부(120), 본체외관이상 검지부(140), 제동부이상 검지부(160) 및 공조기기이상 검지부(180) 각각에서 검지된 정보와 결합될 수 있도록 한다.

상기 차량통과검지부(102)는 센서에 의해 차량의 통과여부를 판단하는데, 여기서 센서는 초음파센서를 이용하거나 이미지센서, 마크센서, 레이저센서 등의 다양한 센서들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 차륜통과인식부(103)는 근접센서를 이용하여 차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단한다.

상기 디지털영상 검지부(104)는 차륜통과인식부(103)에서 차륜의 통과가 인식되면, 차륜부분의 영상을 획득한다.

여기서 디지털영상 검지부(104)에 의한 영상의 획득은 두 가지 방법을 이용할 수 있다.

하나는, CCD 카메라에 의해 영상을 획득하고, 여기서 획득한 영상을 콘트롤러에서 디지털 처리를 위해 사용할 수 있는 데이터 형태로 처리해주는 그래버를 두어 구현하는 방법이다. 다른 방법은 별도의 그래버를 두지 않고, 카메라 자체에서 디지털 영상처리를 하는 DSP(Digital Signal Processing) 기능이 포함되어 있는 디지털카메라를 이용하여 영상을 획득하는 방법이다.

본 발명의 실시예에서는 별도의 그래버보드를 두지 않고도 카메라 자체에서 영상을 획득하면서 동시에 디지털 처리가 가능하도록 영상데이터를 가공하는 DSP기 능을 내장하는 디지털카메라를 이용하여 영상을 획득한다.

본 발명의 실시예의 경우, 차륜통과 인식부(103)에 의해 차륜이 카메라에 근접한 것이 확인되면, 카메라가 작동하여 차륜을 촬영하여 영상을 획득한다. 이때, 카메라는 차량의 양쪽 차륜 각각을 촬영하여 영상을 획득할 수 있도록 철로를 사이에 두고 양쪽에 적어도 하나씩 설치된다.

상기 제1제어부(110)는 차륜이상 검지부(100)로부터 전송받은 디지털 영상을 기준영상(기준데이터)과 비교하여 차륜의 마모정도 또는 크랙발생 여부에 따라 차륜의 이상여부를 판단한다. 이러한 제1제어부(110)는 차륜이상 판단제어부(111)와, 제1데이터 전송부(112)를 구비한다. 상기 차륜이상 판단제어부(111)는 열차번호인식부(101), 차량통과검지부(102), 차륜통과인식부(103), 디지털영상 검지부(104) 등에 전기적으로 연결되어 있으며, 차륜이상 검지부(100)에서 얻어진 디지털영상을 판독하여 차륜의 마모에 따른 이상여부를 판단한다.

즉, 상기 차륜이상 판단제어부(111)는 디지털영상 검지부(104)에서 전송받은 디지털 영상을 판독하여 차륜의 이상여부를 판단하게 되는데 차륜의 마모정도를 점검하는 방법은 다음과 같다.

먼저 카메라의 계측영역을 설정하고, 계측된 영역에 대한 명암을 대비시켜 차륜의 경계선 부분의 라인을 검출한다. 다음은 아직 전혀 마모가 발생하지 않은 차륜의 외경을 확인할 수 있는 원호상의 라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 차륜의 외경 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 차륜의 외경 즉, 마모정도를 측정하게 된다.

또한, 상기 차륜이상 검지부(100)는 차륜진동검지부(106)를 더 구비하며, 상기 차륜진동검지부(106)는 차량이동시의 철로의 진동정도를 측정하는 부분으로 철로에 진동센서를 설치하고 열차가 진동센서가 부착된 부분의 철로를 지나갈 때의 진동의 정도를 측정한다.

그리고 상기 차륜이상 판단제어부(111)는 상기 차륜진동검지부(106)로부터 전달된 진동정보를 판독하여 차륜의 크랙 발생여부를 점검하게 된다. 차륜이상 판단제어부(111)는 차륜진동검지부(106)로부터 얻어진 진동정보를 기준진동값과 비교하여 차륜의 크랙발생 여부를 판단한다. 즉, 기준진동량이 정해져 있고, 측정된 열차의 진동량이 기준진동량을 초과한 경우에는 차량의 차륜에 크랙의 이상이 있는 것으로 판단하는 것이다.

상기 제1데이터 전송부(112)는 차륜이상 판단제어부(111)에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

또한, 상기 차륜이상 검지부(100)는 카메라 자동청소부(105)를 더 구비할 수 있다. 상기 카메라 자동청소부(105)는 한 개 또는 다수 개의 공기분사노즐로 구성된다. 압축된 공기를 공기분사노즐을 통해 분사시켜 카메라의 렌즈에 부착되어 있는 먼지와 같은 이물질을 제거할 수 있다. 즉, 디지털 영상검지부(104)의 각 카메라마다 카메라의 렌즈 주변에 공기분사노즐을 설치하여 필요시 공기분사노즐을 통해 공기를 분사시켜 카메라를 청소하는 것이다.

상기 차륜이상 판단제어부(111)는 카메라 자동청소부(105)를 설정된 시간이 되면 구동 제어하여 카메라를 자동으로 청소하도록 할 수도 있고, 차량통과검지 부(102)에서 열차 통과가 검지되면, 카메라로 차륜을 촬영하기 전에 청소하도록 제어할 수도 있다.

또한, 상기 레이저정보 검지부(107)는 차륜통과 인식부(103)에서 차륜의 통과가 인식되며, 차륜부분으로 레이저조사부에서 레이저광을 조사하고, 차륜에에 반사되어 되돌아오는 레이저광을 수광하는 레이저광 수광부를 구비함으로써, 되돌아 오는 광량을 검지하게 된다. 검지된 레이저광 정보는 차륜이상 판단제어부(111)로 전달된다.

따라서 상기 차륜이상 판단제어부(111)에서는 레이저정보 검지부(107)에서 전달된 레이저 수신광에 대한 정보를 기준데이터와 비교하여 그 차이정도에 따라서 차륜표면의 흠집 발생정도를 판단하여 차륜의 이상을 판단하게 된다. 즉, 차륜에 흠집이 발생될 경우, 그 흠집이 발생된 부분으로 조사된 레이저광을 정상적으로 반사되어 되돌아오지 않고 손실되거나, 되돌아오더라도 그 광량에 큰 차이를 가지게 되므로, 그 광량의 차이값에 따라서 차륜의 흠집 발생정도를 판단할 수 있게 된다.

상기 팬터그래프이상 검지부(120)는 열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 것으로서, 열차번호인식부(121), 열차통과인식부(122), 팬터그래프인식부(123), 디지털영상 검지부(124), 카메라 자동 청소부(125)를 구비한다.

상기 열차번호인식부(122)는 앞서 설명한 차륜이상 검지부(100)의 열차번호인식부(101)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 방법에 의해서 통과하는 열차가 어느 열차인지 확인할 수 있다.

상기 열차통과인식부(122)는 센서에 의해 차량의 통과여부를 판단하는데, 여기서 센서는 초음파센서를 이용하거나, 이미지센서, 마크센서, 레이저센서 등의 다양한 센서들 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 팬터그래프인식부(123)는 센서를 이용하여 팬터그래프의 통과여부를 판단한다. 본 발명의 실시예에서는 광전센서를 이용하여 팬터그래프가 지나가지 않은 경우에는 광전센서의 투사부로부터 투사된 빛이 수광부로 입력되어 있는 상태가 되고, 팬터그래프가 센서를 통과하는 경우에는 광전센서의 투사부로부터의 투사된 빛이 팬터그래프에 의해 차단되어 수광부로 입력되지 않게 되는 방식을 이용하여 팬터그래프 통과여부를 판단한다. 다만, 광전센서 외에 팬터그래프를 인식할 수 있는 다른 어떤 종류의 센서를 이용하는 것도 가능하다.

상기 디지털영상 검지부(124)는 앞서 설명한 차륜이상검지부(110)의 디지털영상검지부(104)와 같이 CCD카메라 또는 디지털카메라를 이용하여 디지털영상을 획득할 수 있다. 본 발명의 실시예의 경우, 디지털영상 검지부(124)는 두 대의 디지털카메라를 이용하여 팬터그래프를 촬영한 디지털영상을 획득할 수 있다. 두 대의 카메라 중에서 하나는 팬터그패프 인식부(123)에서 팬터그래프의 첫 번째 집전판이 카메라에 접근했다는 것을 인식하면, 카메라가 작동하여 팬터그래프의 앞쪽에 장착된 집전판의 영상을 획득하고 다시 팬터그래프인식부(123)에서 팬터그래프의 뒤쪽의 집전판이 카메라에 접근했다는 것을 인식하면, 다시 카메라가 작동하여 팬터그패프 뒤 쪽의 집전판의 영상을 획득한다.

상기 카메라 자동청소부(125)도 앞서 설명한 카메라 자동청소부(105)와 동일 한 구성을 가지며, 동일한 동작에 의해 디지털영상 검지부(124)의 카메라 각각의 렌즈를 자동으로 청소할 수 있다.

상기 제2제어부(130)는 디지털 영상검지부(124)로부터 전달받은 디지털영상을 판독하여 팬터그래프의 이상여부를 판독하는 팬터그래프이상 판단제어부(131)와, 제2데이터 전송부(132)를 구비한다.

상기 팬터그래프이상 판단제어부(131)는 열차번호 인식부(121)와, 열차통과 인식부(122)와, 팬터그래프 인식부(123)와, 디지털영상 검지부(124), 카메라 자동청소부(125)와 전기적으로 연결된다.

상기 팬터그래프이상 판단제어부(123)는 디지털영상 검지부(124)에서 전송받은 디지털 영상에서 명암을 대비시켜 집전판의 경계선 부분의 라인을 검출하고, 다음은 전혀 마모가 발생하지 않은 집전판의 두께를 확인할 수 있는 상부와 하부의 경계선라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 집전판의 상부 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 집전판의 두께 즉, 마모정도를 측정하고, 그 측정된 마모정도가 기준두께를 넘을 경우 팬터그래프 이상으로 판단한다.

상기 제2데이터 전송부(132)는 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

상기 본체외관이상 검지부(140)는 열차 본체의 외관을 촬영한 디지털 영상을 판독한다. 이러한 본체외관이상 검지부(140)는 열차번호인식부(141)와, 차량통과검지부(142), 디지털영상 검지부(143) 및 카메라 자동 청소부(144)를 구비한다. 상기 열차번호인식부(141)와 차량통과검지부(142), 디지털영상 검지부(143) 및 카메라 자동 청소부(144)는 앞서 설명한 차륜이상 검지부(100) 및 팬터그래프이상 검지부(120)의 구성요소들과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 동일한 기능을 할 수 있다. 다만, 디지털영상 검지부(143)는 열차의 외관 전체를 구분하여 정밀 촬영할 수 있도록 다 수개 구비되며, 열차의 전방과, 후방, 양측면 및 상부 각각을 촬영할 수 있도록 다수의 카메라들이 배치될 수 있다. 또한 상기 디지털영상 검지부(143)는 열감지 카메라를 더 구비한다.

또한, 본체외관이상 검지부(140)는 본체외관 인식부(145), 조명 인식부(146), 출입문 인식부(147), 디스플레이 인식부(148) 및 발열여부 인식부(149)를 더 구비한다.

상기 본체외관 인식부(145)는 디지털영상 검지부(143)로부터 전달받은 디지털 영상에서 카메라의 촬영영역을 기준으로 하여 본체 외관을 명암의 경계를 기준으로 하여 인식한다.

상기 조명 인식부(146)는 상기 본체외관 인식부(145)에서 인식된 본체 외관을 기준으로 하여, 차량으로 인식된 부분에서 미리 설정된 영역을 조명으로 인식한다. 여기 조명은 차량의 앞부분과 뒷부분, 양측면 등에 설치된 조명들을 포함할 수 있다. 따라서 조명인식부(146)는 열차번호인식부(141)에서 인식된 차량별로 본체 외관에 설치된 조명의 설치위치에 대한 정보를 근거로 하여, 디지털영상 내에서 차량외관으로 인식된 부분과 대응시켜 조명을 영상 내에서 인식할 수 있게 된다.

상기 출입문 인식부(147)는 디지털영상검지부(143)에서 전달된 디지털영상을 통해 차량본체에 외관으로 인식된 영역에서 출입문의 위치정보를 근거로 하여 출입 문을 인식할 수 있다. 또한 출입문 인식부(147)는 카메라의 계측영역을 설정하고, 계측된 영역에 대한 명암을 대비시켜 출입문의 경계선 라인(즉 출입구의 외곽라인)을 검출한다. 즉, 출입문과 차량본체와의 경계선 라인을 검출할 수 있으며, 또한 전철과 같이 한 쌍의 여닫이 도어인 경우에는 도어들 간의 경계부분(출입구의 중앙부분의 경계부분)을 출입구의 양측 경계라인을 기준으로 하여 중심에서 판독할 수 있다.

상기 디스플레이부 인식부(148)는 조명 인식부(146)와 마찬가지로 디지털 영상 검지부(143)로부터 전달된 디지털영상 내에서 차량별로 카메라의 계측 영역을 설정하고, 그 설정된 영역에 디스플레이부가 마련된 것으로 판독할 수 있게 된다.

상기 발열여부 인식부(149)는 디지털 영상검지부(143)에서 획득된 디지털 영상 중에서 열감지 카메라에서 촬영된 영상을 전달받아, 차량의 외관본체에서 다른 부분보다 열이 많이 발생한 것으로 나타나는 부분을 판독할 수 있게 된다.

상기 제3제어부(150)는 본체외관이상 검지부(140)로부터 전송받은 디지털영상을 통해 본체 외관을 판독하여 여러 부분의 이상여부를 판단한다. 이러한 제3제어부(150)는 제1외관 판단제어부(151), 제2외관 판단제어부부(152), 제3외관 판단제어부(153), 제4외관 판단제어부(154), 제5외관 판단제어부(155) 및 제3데이터 전송부(156)를 구비한다.

제1외관 판단제어부(151)는 디지털영상 검지부(143)에서 전달받은 디지털 영상에서 본체 외관의 균열, 파손, 오염상태 등을 판독하여 본체 외관의 이상여부를 판단한다. 구체적으로는, 본체외관 인식부(145)에서 본체 외관으로 인식한 영역에 서 명암이 주변보다 급변하는 부분을 검출하고, 그 검출된 부분의 폭, 길이, 형상, 명암의 정도 등을 기준영상과 비교하여 기준영상과 예를 들어 80% 이상 일치할 경우 본체외관의 이상으로 판단한다. 여기서 상기 기준영상은 통상적으로 열차의 본체외관에서 자주 나타나는 크랙형상과, 크랙의 크기, 파손(일그러짐, 깨짐 등 포함)에 따른 명암의 형상, 명암의 차이, 오염에 따른 명암의 차이, 검출된 부분의 면적 등을 고려하여 미리 설정되어 저장된다.

상기 제2외관 판단제어부(152)는 디지털영상 검지부(143)에서 전송받은 디지털영상에서 본체 외측에 설치된 조명의 점멸 상태를 판독하여 조명의 이상여부를 판단한다. 즉, 제2외관 판단제어부(152)는 디지털영상에서 차량의 조명위치에서의 밝기를 검출하고, 밝기가 미리 설정된 기준값 이하일 경우 조명이 고장나서 점멸되었거나, 조명의 밝기가 흐려 조명을 교체해야 할 것인지, 정상적인 밝기 상태인지를 판단할 수 있게 된다.

상기 제3외관 판단제어부(153)는 디지털영상 검지부(143)에서 전송받은 디지털영상에서 출입문의 개폐상태를 판독하여 출입문의 이상여부를 판단한다. 즉, 제3외관 판단제어부(153)는 출입문의 디지털영상 검지부(143)로부터의 디지털영상에서 출입문으로 인식된 영역을 계측영역으로 설정하고, 계측영역에서 명암을 대비시켜 출입구의 외곽 경계선 부분의 라인을 검출하고, 출입문(도어)의 외측부분의 라인을 검출한다. 그리고 검출된 출입구의 경계라인과 출입문의 외측부분의 라인 사이의 간격을 측정하고, 측정된 간격이 기준간격을 초과하여 이격된 경우, 출입문이 정상적으로 닫히지 않고 열려 있거나, 비정상적으로 작동된 것으로 판독하여 출입문 이 상으로 판단하게 된다. 또한, 상기 제3외관 판단제어부(153)는 열차 정차역에서는 출입문이 정상적으로 열린 상태인지를 판단할 수 있는데, 이 경우에는 출입구의 경계부분 라인과 출입문의 외측부분의 라인 사이의 간격이 기준거리 이상으로 이격되었는지를 비교하여 판단할 수 있게 된다. 따라서 열차가 운행 중인 상태, 정차역에 정차한 상태에서 각각 출입문의 이상여부를 판단할 수 있게 된다.

상기 제4외관 판단제어부(154)는 디지털영상 검지부(143)로부터 전달받은 영상에서 디스플레이부로 인식된 영역을 판독하여, 디스플레이부에서 나타나는 문자정보를 검출한다. 여기서 상기 디스플레이부에서는 차량의 출발역과 종착역에 대한 정보와, 차량의 다음 정차역에 대한 정보, 기타 주의 사항 등을 알려주는 안내정보 및 광고정보가 정해진 시간대별로 또는 정해진 운행위치에 따라서 설정된 순서대로 디스플레이 된다. 또한 다수의 디스플레이부 각각에서 상기 서로 다른 정보들을 표시할 수 있다. 이와 같이 디스플레이부에서 표시되는 각종 정보를 상기 제4외관 판단제어부(154)에서 검출하고, 검출된 표시정보가 검출위치 또는 검출시간별로 설정된 기준정보와 일치하는지 여부를 비교하여 각 디스플레이부의 이상여부를 판단한다.

상기 제5외관 판단제어부(155)는 디지털영상 검지부(143)로부터 전달된 디지털영상을 판독하여 본체 외관에서의 발열상태를 판독하여 발열온도를 검출하고, 검출 온도가 설정된 기준온도를 초과할 경우 본체 외관이 과열된 것으로 판단한다. 특히 본체 외관 중에서도 차량의 하부(차륜, 전기시설이 설치된 하부)를 집중적으로 판독하여 차량의 과열 내지는 화재발생 여부를 판단할 수 있게 된다. 이를 위해 서 앞서 설명한 바와 같이, 디지털영상 검지부(143)에서는 열감지 카메라를 이용하여 촬영한 디지털영상을 획득하고 획득된 영상을 제5외관 판단제어부(155)로 전송한다.

상기 제3데이터 전송부(156)는 상기 제1 내지 제5외관 판단제어부(151,152,153,154,155) 각각에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

상기 제동부이상 검지부(160)는 열차의 제동부를 촬영한 디지털영상을 판독하고, 상기 제4제어부(170)는 제동부이상 검지부(160)에서 전송받은 디지털영상을 기준영상과 비교하여 제동부의 마모정도에 따라 제동부의 이상여부를 판단한다.

상기 제동부이상 검지부(160)는 열차번호 인식부(161)와, 차륜통과 인식부(162), 디지털영상 검지부(163) 및 카메라자동 청소부(164)를 구비한다.

상기 열차번호 인식부(161)는 앞서 설명한 열차번호 인식부(101,121,141)와 동일한 구성과 동일한 동작을 한다. 차륜통과 인식부(162)는 앞서 설명한 차륜통과 인식부(103)와 같이 근접센서 등을 이용하여 열차가 진동센서에 근접하고 있음을 인식한다.

상기 디지털영상 검지부(163)는 차량의 양측 차륜을 각각 촬영할 수 있도록 적어도 2개 이상의 카메라를 포함하고, 상기 카메라는 CCD 카메라 또는 디지털 카메라일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 디지털카메라를 사용하여 실시간으로 디지털영상을 획득할 수 있다. 상기 차륜통과 인식부(162)에서 차륜의 통과가 인식되면, 그 인식된 정보를 근거로 하여 디지털영상 검지부(163)가 동작하여 차륜을 촬 영하여 디지털영상을 획득한다.

상기 카메라자동 청소부(164)는 디지털영상 검지부(163)의 카메라들의 렌즈로 압축공기를 분사하여 자동으로 청소하며, 그 청소시간이나 청소동작 여부는 제4제어부(170)에 의해 제어된다.

상기 제4제어부(170)는 제륜자이상 판단제어부(171)와, 디스크이상 판단제어부(172) 및 제4데이터전송부(173)를 구비한다.

상기 제륜자이상 판단제어부(171)는 디지털영상 검지부(163)로부터 전달된 디지털영상에서 카메라의 계측영역을 설정하고, 계측된 영역에 대한 명암을 대비시켜 제륜자의 좌우측 경계선 부분의 라인을 검출한다. 그리고 마모가 발생하지 않은 제륜자의 좌우 두께를 확인할 수 있는 경계선라인을 기준라인으로 설정한 상태에서, 측정된 제륜자의 좌우측 경계선 라인과 기준라인을 비교하여 측정된 제륜자의 마모정도를 측정하게 된다. 여기서 제륜자이상 판단제어부(171)는 측정된 제륜자의 마모정도에 따라서 '마모한계; 제륜자에 설정된 마모한계에 달한 제륜자', '편마모; 제륜자에 편마모 이상', '탈출; 제륜자에 이탈 발생', '미측정; 제륜자의 두께 측정이 영상처리에 의해 확인 불가', '정상; 제륜자에 이상이 없는 것' 등과 같이 분류하여 판단할 수 있게 된다. 그리고 제륜자이상 판단제어부(171)는 디지털영상 검지부(163)로부터 전달된 디지털영상을, 측정된 제륜자 두께, 제륜자 마모한계(기준두께), 측정결과, 측정시간, 편성번호, 차호, 제륜자 타입 등과 같은 정보와 함께 처리하여 제4데이터 전송부(173)를 통해 통합관리부(200)로 전송할 수 있다. 따라서 통합관리부(200)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 촬영된 제륜자의 영상 및 각 종 측정정보를 함께 저장하여 관리할 수 있게 된다.

상기 디스크이상 판단제어부(172)의 경우에도, 제륜자이상 판단제어부(171)와 마찬가지로 디지털영상 검지부(163)에서 전달받은 디지털영상에서 디스크의 두께를 기준두께와 비교하여 디스크라이닝의 마모정도를 측정하고, 측정된 마도정도에 따라서 디스크라이닝도 '마모한계', '미측정', '정상' 등과 같이 구분하여 판단할 수 있게 되며, 그 측정결과 및 디지털영상 등은 제륜자이상 판단제어부(171)에서 처리한 것과 마찬가지로 처리하여 통합관리부(200)로 전송되어 관리될 수 있도록 한다.

상기 제4데이터 전송부(173)는 제륜자이상 판단제어부(171) 및 디스크이상 판단제어부(172) 각각에서 획득되고 처리된 정보를 통합관리부(200)로 전송한다.

또한 본 발명의 실시예에서는 디지털영상을 획득 및 판독하여 제륜자 및 디스크라이닝의 이상여부를 단단하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 제륜자 또는 디스크라이닝에 초음파센서를 설치하고, 설치된 초음파센서에서 검지된 초음파의 주파수대역을 기준주파수대역과 비교하여 제륜자 및 디스크라이닝의 마모정도 또는 크랙발생여부 등을 검지할 수 있게 된다.

상기 공조기기이상 검지부(180)는 열차번호 인식부(181)와, 차량통과 검지부(182) 및 열차 실내온도 검지부(183)를 구비한다.

상기 열차번호 인식부(181)는 앞서 설명한 열차번호 인식부(101)와 동일한 구성을 가지고, 동일한 기능을 한다. 상기 차량통과 검지부(182)도 앞서 설명한 차량통과 검지부(102)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 기능을 한다.

상기 열차실내온도 검지부(183)는 각 열차의 실내 즉, 객실마다 실내온도를 측정하기 위해 각 객실마다 설치되는 온도센서와, 각각의 온도센서에서 검지된 신호를 객실정보와 함께 전송하도록 객실마다 마련된 온도정보 송신부와, 온도정보 송신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 구비한다.

상기 제5제어부(190)는 공조기기이상 판단제어부(191)와 제5데이터 송신부(192)를 구비한다.

상기 공조기기이상 판단제어부(191)는 열차실내온도 검지부(183)로부터 전달된 각 열차별 실내온도 측정값을 기준값(기준온도)과 비교하고, 그 비교결과에 따라서 공조기기의 이상여부를 판단한다. 여기서 상기 기준값(기준온도)은 계절별로, 날짜별로, 시간별로, 외부온도 등에 따라 유지되어야 하도록 미리 설정된 값으로서, 열차에 설치된 공조기기는 기준값(기준온도 범위)을 유지하도록 자동으로 또는 기관사의 조작에 의해 수동으로 구동된다. 따라서 측정값이 기준값과 차이가 나는 경우, 공조기기이상 판단제어부(191)는 공조기기에 이상이 발생한 것으로 판단한다.

상기 통합관리부(200)는 통합관리측 데이터수신부(210)와, 통합관리용 저장관리부(220)와, 통합관리용 데이터전송부(230), 입력장치(240), 프린터(250) 및 모니터(260)을 구비한다.

통합관리측 데이터수신부(210)는 차륜이상 검지부(100), 팬터그래프이상 검지부(120), 열차 본체외관이상 검지부(140), 제동부이상 검지부(170) 및 공조기기이상 검지부(190) 각각에서 검지된 열차의 번호 및 열차의 이상정보 데이터를 각각 의 데이터 전송부(112,132,156,173,192)를 통해 전송받아 각 열차별 이상정보를 취합하고, 저장 관리한다. 즉, 열차번호인식부에서 획득된 열차의 식별번호와, 식별번호 획득 후 차륜의 진동정보, 차륜의 마모정보, 검지된 팬터그래프정보, 열차본체 외관정보, 제륜자 및 디스크라이닝정보, 공조기기정보를 결합하여 해당 열차의 차륜, 팬터그래프, 차량외관(본체외관의 오염, 파손, 크랙발생 여부와 조명, 출입문, 디스플레이부, 과열여부), 제륜자, 디스크라이닝 및 공조기기의 이상정보를 기록한 후 이를 저장한다. 이를 통하여 각 열차별 차륜, 팬터그래프, 차량외관, 제륜자, 디스크라이닝 및 공조기기의 상태에 대한 이력을 작성하여 저장한다. 이렇게 저장된 각 열차별 이력정보를 이용하여 관리자는 편리하게 각각 열차별 수리시기를 점검할 수 있고, 이러한 점검을 통하여 열차의 안전을 확보할 수 있다.

또한 통합관리부(200)는 이렇게 저장된 정보를 인터넷 등의 데이터전송통신망을 통해 원격감시부(300)와 이메일 및 메시지서비스부(400)로 전송한다.

통합관리용 데이터전송부(230)는 통합관리용 저장관리부(220)에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 것이고, 입력장치(240), 프린터(250) 및 모니터(260)는 통합관리부(200)에서 필요한 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 것이다.

상기 원격감시부(300)는 통합관리부(100)로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부(100)와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하며, 원격에서 컴퓨터를 이용하여 데이터전송통신망에 연결하여 감시를 할 수 있도록 구현된다.

원격감시부(300)는 원격감시용 데이터수신부(310)와, 원격감시용 콘트롤러(320)와, 입력장치(340), 프린터(350) 및 모니터(360)를 구비한다. 원격감시용 데이터수신부(310)는 통합관리부(100)로부터 통합관리용 저장관리부(220)에서 처리된 데이터를 수신하기 위한 것이고, 원격감시용 콘트롤러(320)는 원격지에서도 통합관리부(100)로부터 전송받은 팬터그래프의 이상여부를 확인할 수 있도록 하기 위한 것으로 열차의 이상정보 및 각 열차별 이력관리데이터를 저장하거나 관리한다. 입력장치(340), 프린터(350) 및 모니터(360)는 원격감시용 콘트롤러(320)에 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 장치들이다.

이메일 및 메시지서비스부(400)는 차량의 이상 발견시 이를 즉시 차량의 관리자에게 통보해주는 서비스를 제공하는 것으로, 이메일(410)과 메시지서비스(420)를 구비한다.

이메일(410)을 통해서는 미리 설정된 관리자의 이메일주소로 차륜의 찰상정보 또는 팬터그래프 집전판의 마모정도에 의한 팬터그래프의 이상정보가 자동으로 입력되어 전송되도록 구현된다.

그리고 메시지서비스(520)의 경우에는 관리자의 휴대폰이나 PDA 등과 같은 단말장치로 차륜의 이상정보, 팬터그래프이상정보, 차량외관이상정보, 제륜자 및 디스크라이닝 이상정보, 공조기기이상정보가 자동으로 입력되어 문자메시지 또는 음성메시지로 전송한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 열차 자동 일상검사장치를 이용하여 철도차량을 검지하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 열차가 열차통과 검지부(102)에 접근하면, 열차번호 인식부(101)에 의해서 열차가 인식된다. 열차번호인식부(101)에서는 RF(Radio Frequency)파를 전송하여 ID태그를 읽고 ID 코드(Code)를 인식하며, ID 코드에 해당하는 열차번호를 분석하여 저장한다.

다음, 열차가 차륜통과인식부(103)에 접근하면 근접센서에 의해 열차가 진동센서에 접근하고 있음이 인식된다. 차륜통과인식부(103)의 근접센서에 의해 열차의 접근이 인식되면 차륜이상 판단제어부(111)가 초기화되고 차륜진동검지부(106)는 차륜의 진동을 검지하기 위한 준비를 하게 되며, 열차가 진동센서를 지날 때 열차의 진동량을 측정하게 된다. 열차의 차륜이 통과할 때마다의 진동량을 측정 및 저장하여 진동데이터를 저장하는 과정을 반복한다. 다음으로 차륜이상 판단제어부(111)에서는 진동센서로부터 전송받은 진동데이터들에 의해 1편성열차의 차륜 찰상여부(크랙발생 여부)를 판단한다.

또한, 차륜통과인식부(103)의 근접센서에 의해 열차의 접근이 인식되면 차륜이상 판단제어부(111)는 디지털영상 검지부(104)로 차륜의 영상을 획득하라는 제어신호를 인가하고, 제어신호를 인가받은 디지털영상 검지부(104)는 차량의 차륜의 부분을 촬영하여 디지털영상을 획득한다.

여기서 상기 차륜의 디지털영상을 획득하는 동작과 차륜의 진동을 측정하는 동작은 동시에 이루어질 수도 있고, 서로 시차를 두고 이루어질 수도 있다.

다음으로, 열차 차량이 팬터그래프이상 검지부(120)의 근처로 접근하면, 열차번호인식부(121)에서 열차를 인식한다.

그리고 센서가 위치하는 곳에 접근하여 열차통과 검지부(122)에서 열차번호가 분석되면, 팬터그래프이상 판단제어부(131)는 초기화되고, 팬터그래프 인식부(123)는 팬터그래프를 인식하기 위한 준비를 하게 되며, 팬터그래프가 팬터그래프 인식부(123)의 센서를 통과하여 팬터그래프 인식부(123)가 이를 인식하면, 트리거(Trigger) 신호를 출력하여 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서는 디지털영상 검지부(124)로 팬터그래프 영상을 획득하라는 명령을 내리게 되고, 그 명령을 받은 디지털영상 검지부(124)는 팬터그래프 부분을 촬영하여 디지털영상을 획득한다. 획득된 팬터그래프의 영상은 팬터그래프이상 판단제어부(131)에 저장되고, 다음 팬터그래프가 통과되면 다시 팬터그래프 영상을 획득하여 팬터그래프이상 판단제어부(131)에 저장한다. 이러한 과정을 반복하다가 열차통과인식부(121)에 의해 열차의 1편성차량 전체가 모두 통과하였음이 인식되면, 팬터그래프이상 판단제어부(131)에서는 디지털영상 검지부(124)에서 전송받은 디지털 영상데이터들에 의해 집전판의 마모정도를 판독하여 1편성차량의 팬터그래프 이상여부를 판단하고 제2데이터 전송부(132)를 통하여 통합관리부(200)로 전송한다.

또한 카메라의 렌즈에 이물질이 많이 부착되어 카메라에 의해 획득되는 영상의 화질이 선명하지 않게 되면, 카메라주변에 설치되어 있는 공기분사노즐을 통해 압축공기를 분사하여 카메라의 렌즈를 청소한다.

다음으로, 열차 차량이 차량외관이상 검지부(130) 근처로 접근하면 열차번호인식부(141)에서 열차가 인식된다. 다음으로 열차통과 검지부(142)에서 열차가 각종 센서들에 접근하고 있는지를 인식한다.

열차가 센서가 위치하는 곳에 접근하여 열차통과 검지부(142)에서 열차번호가 분석되면, 제3제어부(150)가 초기화된다. 그리고 제3제어부(150)에서는 열차통과 검지부(142)에서 열차통과가 검지된 시간을 기준으로 설정된 시간에 따라서 디지털영상 검지부(143)에서 차량 외관을 촬영하여 영상을 획득하도록 명령한다.

그러면 디지털영상 검지부(143)의 카메라들이 차량의 외관을 설정된 시간간격으로 촬영하고, 촬영되어 획득된 영상들은 검사할 부분별로 인식 및 구분되어 제3제어부(150)에 전달된다. 즉, 본체외관 인식부(146)는 디지털영상 검지부(143)에서 촬영된 영상데이터 중에서 본체외관에 해당되는 부분을 인식 및 판별하여 제1외관 판단제어부(151)로 전송하여 저장되도록 한다. 조명인식부(146)에서는 디지털영상 검지부(143)에서 촬영된 영상데이터 중에서 조명을 인식하여, 그 조명이 촬영된 영상부분만을 판별하여 제2외관 판단제어부(152)로 전송한다. 출입문인식부(147)는 디지털영상 검지부(143)에서 촬영된 영상데이터 중에서 출입문을 인식하여 출입문에 해당되는 영상만을 제3외관 판단제어부(153)로 전송하고, 디스플레이부인식부(148)는 디스플레이부만을 획득된 영상으로부터 인식 및 판별 후 제4외관 판단제어부(154)로 전송한다. 그리고 발열여부 인식부(149)는 열감지 카메라에서 촬영된 영상을 판별하여 제5외관 판단제어부(155)로 전송한다.

상기와 같이 제1 내지 제5외관 판단제어부(151,152,153,154,155)에서는 전송받아 저장된 영상데이터를 분석하여 본체외관의 이상여부(파손, 크랙발생여부, 오염 등), 조명이상여부, 출입문이상여부, 디스플레이부 이상여부, 과열여부 등을 판단하고, 판단 및 처리된 정보는 제3데이터 전송부(156)를 통해 통합관리부(200)로 전송한다.

다음으로 제동부이상 검지부(160) 근처로 열차 차량이 접근하면 열차번호 인식부(141)에 의해서 열차가 인식된다.

다음으로 차륜통과 인식부(162)에서 차륜통과가 인식되면, 제륜자이상 판단제어부(171)와 디스크이상 판단제어부(172)는 초기화되고, 각 판단제어부(171,172) 중 적어도 어느 하나에서는 디지털영상 검지부(163)가 차륜부분을 촬영하여 제륜자와 디스크라이닝 부분을 촬영하여 영상을 획득하도록 명령하고, 명령을 받은 디지털영상 검지부(163)는 차륜을 촬영하여 영상을 획득한다. 촬영하여 획득된 영상들은 제륜자이상 판단제어부(171) 및 디스크이상 판단제어부(172) 각각으로 전송되어 저장된다. 이 때, 제륜자이상 판단제어부(171) 및 디스크이상 판단제어부(172) 각각으로 전송되어 저장되는 영상은 동일한 영상일 수 있다. 즉, 제륜자와 디스크라이닝부분을 모두 모함하여 촬영하도록 하여 영상을 획득함으로써, 제륜자부분과 디스크라이닝부분의 영상으로 구분하여 촬영하거나, 분리 및 구분하는데 따른 장비 및 데이터처리속도를 줄일 수 있게 된다.

열차가 모두 통과된 것이 인식되면, 제륜자이상 판단제어부(171)는 제륜자의 이상여부를 판단하고 제4데이터 전송부(173)를 통해 통합관리부(200)로 전송한다. 그리고 디스크이상 판단제어부(172)도 디스크 라이닝의 이상여부를 판단하고 제4데이터 전송부(173)를 통하여 통합관리부(200)로 전송한다.

또한, 차량이 공조기기이상 검지부(180)에 근접하면, 열차번호 인식부(181)에 의해서 차량번호가 인식된다.

열차번호 인식부(181)에서 열차번호가 인식되면, 공조기기이상 판단제어부(191)는 초기화되고 차량통과를 검지하기 위한 준비를 하게 된다. 열차통과 검지부(182)에서 열차 통과가 인식되면, 실내온도 검지부(183)를 통해 열차 실내온도 측정데이터를 획득한다. 즉, 열차의 실내에서 검지된 온도정보를 열차에 마련된 온도정보 송신부에서 전송하고, 이를 온도정보 수신부에서 수신하여 공조기기이상 판단제어부(191)로 전송하여 저장하도록 한다. 이 때, 수신되는 온도정보는 차량의 객실정보와 함께 수신된다.

열차가 완전히 통과한 것이 인식되면, 공조기기이상 판단제어부(191)에서는 저장된 온도정보를 근거로 하여 공조기기의 이상여부를 판단하고, 제5데이터 전송부(192)를 통해 통합관리부(200)로 전송한다.

통합관리부(200)에서는 상기 각각의 제어부들(110,130,150,170,190)로부터 전송된 이상여부 판단정보들과 열차번호에 대한 정보 및 영상정보 등을 저장하고, 저장되어 있는 각종 검지정보들을 가지고 각 열차의 이력을 통합관리하게 된다.

또한, 데이터전송 통신망을 통하여 통합관리부에 저장된 차륜 이상정보, 팬터그래프 이상정보, 차량 본체외관 이상정보, 제동부 이상정보, 공조기기 이상정보를 원격지에서도 확인할 수 있으며, 특히 이메일 및 메시지서비스부(400)에서는 통합관리부(200)에 저장되는 정보 중 차량이상이 발견된 정보에 대해서는 차량의 관리자에게 바로 이메일, 문자, 음성 등의 메시지로 전송한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당 해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차 자동 일상검사장치를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 2는 제동자이상 검지부에서 검지된 데이터의 처리 상태를 나타내 보인 도면.

도 3은 차륜이상검지부와 팬터그래프이상 검지부의 구성을 보여주는 도면.

도 4는 제동부이상검지부와 차량외관이상 검지부의 구성을 보여주는 도면.

도 5는 공조기기이상 검지부의 구성을 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 열차 자동 일상검사장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100..차륜이상 검지부 110..제1제어부

120..팬터그래프이상 검지부 130..제2제어부

140..차량본체외관이상 검지부 150..제3제어부

160..제동자이상 검지부 170..제4제어부

180..공조기기이상 검지부 190..제5제어부

200..통합관리부 300..원격감시부

400..이메일 및 메시지서비스부

Claims

통상의 열차 일상 검지장치에 있어서,

열차의 차륜을 촬영한 디지털 영상을 판독하거나 또는 차륜이 철로위를 회전하면서 발생하는 진동의 정보를 검지하는 차륜이상검지부;

상기 차륜이상검지부로부터 전송받은 디지털 영상 또는 진동을 기준데이터와 비교하여 차륜의 마모정도 또는 크랙 및 흠집발생 여부에 따라 차륜의 이상여부를 판단하는 제1제어부;

열차의 통과여부를 검지하여 열차 팬터그래프의 디지털 영상을 판독하는 팬터그래프이상 검지부;

상기 팬터그래프이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 집전판의 마모상태 또는 파손여부를 판독하여 집전판의 마모정도 또는 팬터그래프의 파손유무에 따라 팬터그래프의 이상여부를 판단하는 제2제어부;

열차 본체의 외관을 촬영한 디지털 영상을 판독하는 본체외관이상 검지부;

상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에 의해 본체 외관을 판독하여 열차의 본체외관 이상여부를 판단하는 제3제어부;

상기 제1, 제2 및 제3제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 차륜이상정보, 팬터그래프 이상정보, 열차 본체외관 이상정보를 저장하고 관리하며, 저장한 정보를 데이터전송통신망을 통해 전송하는 통합관리부와;

상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 통합관리부와 멀리 떨어진 장소에서도 열차의 이상여부를 감시할 수 있도록 하는 원격감시부; 및

열차의 제동부를 촬영한 디지털 영상을 판독하는 제동부이상 검지부와;

상기 제동부이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상을 기준영상과 비교하여 제동부의 마모정도에 따라 제동부 이상여부를 판단하는 제4제어부;를 포함하며,

상기 제동부는 제륜자와 디스크라이닝 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항에 있어서, 상기 제3제어부는,

상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 본체 외관의 균열, 파손, 오염상태 등을 판독하여 본체 외관의 이상여부를 판단하는 제1외관 판단제어부;

상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 상기 본체 외측에 설치된 조명의 점멸 상태를 판독하여 조명의 이상여부를 판단하는 제2외관 판단제어부; 및

이상여부가 판단된 정보를 상기 통합관리부로 전송하는 데이터 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제2항에 있어서, 상기 제3제어부는,

상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 출입문의 개폐상태를 판독하여 출입문의 이상여부를 판단하는 제3외관 판단제어부와;

상기 본체외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 차량정보를 디스플레이해주는 디스플레이부에 표시된 정보를 판독하여 디스플레이부의 이상여부를 판단하는 제4외관 판단제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제3항에 있어서, 상기 제3제어부는,

상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 본체 외관에서의 발열상태를 판독하여 본체 외관 하부를 포함하여 본체 외관의 과열에 따른 이상여부를 판독하는 제5외관 판단제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제3항에 있어서, 상기 제4외관 판단제어부는,

상기 열차의 종착역에 대한 정보와, 검지시점에서의 정차역에 대한 정보를 판독하여 정상적인 정보가 출력되고 있는지 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제2항에 있어서, 상기 제2외관 판단제어부는,

상기 본체 외관이상 검지부로부터 전송받은 디지털 영상에서 차량의 조명위치에서의 밝기를 검지하고, 밝기가 미리 설정된 기준값 이하일 경우 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
삭제
제1항에 있어서,

열차의 실내 온도를 검지하는 열차 공조기기이상 검지부와;

상기 열차 공조기기이상 검지부에서 검지된 정보를 판독하여 설정온도와 비교하고, 온도차 정도에 따라 열차의 공조기기의 이상여부를 판단하는 제5제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 통합관리부로부터 데이터전송통신망을 통해 전송된 정보를 이용하여 원격에 있는 관리자 또는 제난방제당국으로 차륜이상이나 팬터그래프 이상 또는 차량 본체외관 이상에 대한 정보를 이메일 또는 메시지를 통하여 통보해주는 이메일 및 메시지 서비스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체 외관이상 검지부는,

열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID 태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와;

센서를 이용하여 차량의 통과여부를 판단하는 열차통과 검지부와;

차량의 통과가 확인되면, 열차의 외관을 촬영한 영상을 획득하는 디지털영상검지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항에 있어서, 상기 차륜이상검지부는,

열차의 접근을 알려주며, 열차의 접근시 열차에 부착되어 있는 ID태그를 판독하여 열차의 식별번호를 알아내는 열차번호인식부와;

차륜이 진동센서가 설치된 부분을 지나는지를 판단하는 차륜통과 인식부;

차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차량 이동시의 철로의 진동정보를 측정하는 진동검지부;

차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜 부분의 영상을 획득하는 디지털영상 검지부;

차륜통과인식부에 의해 차량의 접근이 검지된 경우, 차륜으로 레이저광을 조사하고 차륜에서 반사되어 되돌아오는 레이저광을 검지하는 레이저정보 검지부;

압축된 공기를 분사하여 디지털영상검지부의 카메라렌즈를 청소하는 카메라자동청소부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제11항에 있어서, 상기 제1제어부는,

상기 디지털영상 검지부로부터 전달된 영상을 기준영상과 비교하여 차륜의 마모정도에 따라서 차륜의 과다 마모로 판단하고,

상기 진동검지부에서 전달된 진동정보를 기준데이터와 비교하여 측정된 진동 이 기준진동을 초과할 경우 차륜의 크랙발생으로 판단하고,

상기 레이저정보 검지부에서 검지된 광량정보를 기준정보와 비교하여 차륜의 흠집발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.
제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통합관리부는,

상기 제1 내지 제3제어부로부터 이상정보를 수신하기 위한 통합관리측 데이터수신부와;

상기 제1 내지 제3제어부로부터 전송받은 데이터를 이용하여 각 열차별 팬터그래프 이상정보, 차륜이상정보, 차량 본체외관 이상정보를 저장하고 관리하는 통합관리용 저장관리부와;

상기 통합관리용 저장관리부에서 데이터를 입력하거나 출력하기 위한 입력장치, 인쇄장치 및 모니터와;

상기 통합관리용 저장관리부에서 처리된 데이터를 다른 시스템으로 전송하기 위한 통합관리용 데이터전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 자동 일상검사장치.