KR101387018B1 - Ｈｂｄ 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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박성재
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한국철도공사
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Abstract

본 발명은 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 선로에 설치된 온도검지모듈 및 전자페달과 더불어 철도차량 차축 온도 측정장치를 구성하는 HBD 전자랙에 있어서, 상기 HBD 전자랙은 상기 전자페달에서 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 차축감지신호 생성부와; 상기 전자페달에서 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도 계산부와; 상기 열차속도 계산부에서 계산한 속도에 따라 복수의 샘플주기를 결정하는 샘플주기 결정부와; 상기 차축감지신호 생성부의 차축감지신호에 따라 상기 온도검지모듈에서 입력되는 신호를 저장하는 샘플 앤 홀드부와; 상기 샘플 앤 홀드부에서 저장된 데이터와 상기 샘플주기 결정부에서 결정된 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도데이터 산출부가 포함되어 구성된다.
본 발명에 따르면, HBD 전자랙의 내부에 두개의 전자페달의 출력신호를 통하여 철도차량의 주행 속도를 계산하고, 계산된 속도를 통하여 샘플주기를 결정하여, 온도 검지모듈의 출력신호에서 차축의 온도를 여러 번 샘플링하도록 함으로써, 차축의 정확한 온도를 감지할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＨＢＤ 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법{Axle Temperature Measuring Device in HBD Electric Rack and Method thereof}
본 발명은 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선로에 설치되어 고속으로 주행하는 철도차량의 차축에서 발생하는 열을 정확하게 측정할 수 있게 할 뿐만 아니라, 본 발명의 회로와 연동되는 전자페달의 고장 유무를 알려주어 신속한 대처를 가능하게 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레일 차량 교통에서 진단 및 모니터링 시스템이 점검에 많이 사용되며, 이러한 진단 및 모니터링 시스템에 의해 레일 차량의 부품 및 어셈블리의 상태 변화가 검출됨으로써, 부품 및 어셈블리의 결합을 용이하게 검출할 수 있게 되며, 그 중에서 레일 차량의 휠 세트에서 과열과 관련된 손상의 검출이 매우 중요하다.
이러한 운행중인 열차의 차축온도 측정은 일반적으로 비접촉식 적외선 온도센서를 이용하여 이루어지는데, 측정 대상인 차축의 크기가 약 10cm 밖에 되지 않다 보니 차축의 위치를 정확히 검출하는 것은 정확한 온도 측정의 최우선 조건이라 할수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 차축 위치의 검출은 열차선로에 부착된 전자페달(300)을 이용하여 수행되는데, 전자페달(300)은 완전 정적 모드(Complete static mode)에서 운용하는 장치여서 열차와 신호 센서 사이에 기계적 접촉이 없이 레일에 시스템을 구성한다.
따라서, 열차 주행 속도가 굉장히 빠르더라도 내부의 공진 회로를 이용하여 생성한 전자기장(Electromagnetic field)을 통해 통과하는 바퀴를 효과적으로 검지할 수 있다.
그리고, 상기 전자페달(300)의 출력신호는 아날로그/디지털 변환기(310)를 거쳐 HBD 전자랙(100)으로 입력되고, 상기 HBD 전자랙(100)에서는 온도검지모듈(200)과 전자페달(300)로부터 입력받은 신호에 의해 유효한 차축 온도 정보 검출을 위한 동기신호를 생성한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 HBD 전자랙 내의 차축온도 검출 장치는 전자페달 출력신호를 입력받아 온도검지 데이터를 획득하기 위한 차축감지신호(Blanking signal)를 생성하는 차축감지신호 생성부, 4 ~ 20mA의 전류신호인 온도검지모듈 출력신호를 획득하기 위한 Sample & Hold 회로, 획득한 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환부, 마지막으로 변환된 디지털데이터를 온도값으로 변환하는 온도데이터 산출부 등으로 구성되어 있다.
이러한 종래 기술의 작동 과정을 살펴보면, 전자페달은 평상시 내부의 공진 회로를 이용하여 자기장을 형성하는데, 열차의 차축이 전자페달의 일정간격 이내로 접근되면 이 자기장이 파괴된다.
전자페달에 연결된 아날로그/디지털 신호변환기는 전자페달의 출력을 50Khz의 주파수 형태로 변환하여 HBD 전자랙에 전달하는데, HBD 전자랙 내의 차축감지신호 생성부가 이 신호를 받아 온도검지모듈의 출력인 4 ~ 20mA의 전류신호를 샘플링하는 Blanking 신호를 생성하게 된다.
수동 소자로 이루어진 Sample & Hold 회로는 해당 Blanking 신호가 유지되는 시간동안 온도검지모듈에서 나오는 전류값을 축척하고, 이를 A/D 변환부로 전달한다.
A/D 변환부를 거쳐 전압의 형태로 변환된 신호는 온도데이터 산출부로 전달되고, 온도데이터 산출부에서 입력받은 전압신호를 온도 변환 테이블을 기준으로 온도 값으로 산출한다.
그런데, 전술한 종래의 차축 온도 검출장치는 도 3에 도시된 바와 같이, HBD 전자랙 내부의 전자페달 연동부는 단일 입력만을 받을 수 있는 구조로 차축의 접근만을 감지할 뿐 열차속도는 계산할 수가 없었기 때문에, 열차속도에 상관없이 1개의 온도 데이터 값만 획득 가능하여 차축에 대한 정확한 온도의 측정이 이루어지지 않는 경우가 발생하고, 저속으로 이동하는 열차의 온도는 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0060816호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적외선 온도 검지모듈과 전자페달에서 발생되는 신호를 수신하는 HBD 전자랙의 내부에 두개의 전자페달의 출력신호를 통하여 철도차량의 주행 속도를 계산하고, 계산된 속도를 통하여 샘플주기를 결정하여, 온도 검지모듈의 출력신호에서 차축의 온도를 여러 번 샘플링하도록 함으로써, 차축의 정확한 온도를 감지할 수 있는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 차축 온도 검출 장치와 연동 되는 철도차량의 위치를 감지하기 위한 전자페달에는 두 개의 센서가 구비되어 각각 인지신호를 HBD 전자랙으로 전송하게 되는데, 상기 HBD 전자랙에 주파수/고장 검출부가 구비되고, 상기 주파수/고장 검출부는 설정된 시간 간격 이내에 전자페달의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하여 고장 유무를 판단하고, 고장이라고 판단될 경우 이를 신속하게 통지하도록 함으로써, 신속한 대처를 가능하게 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치는 선로에 설치된 온도검지모듈 및 전자페달과 더불어 철도차량 차축 온도 측정장치를 구성하는 HBD 전자랙에 있어서, 상기 HBD 전자랙은 상기 전자페달에서 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 차축감지신호 생성부와; 상기 전자페달에서 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도 계산부와; 상기 열차속도 계산부에서 계산한 속도에 따라 복수의 샘플주기를 결정하는 샘플주기 결정부와; 상기 차축감지신호 생성부의 차축감지신호에 따라 상기 온도검지모듈에서 입력되는 신호를 저장하는 샘플 앤 홀드부와; 상기 샘플 앤 홀드부에서 저장된 데이터와 상기 샘플주기 결정부에서 결정된 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도데이터 산출부가 포함되어 구성된다.
상기 전자페달은 이격 되게 위치하는 두 개의 센서로 구성될 수 있다.
상기 열차속도 계산부는 상기 두 개의 센서로부터 입력되는 신호의 시간 간격을 통하여 철도차량의 속도를 계산할 수 있다.
상기 온도데이터 산출부는 상기 샘플 앤 홀드부에서 저장된 데이터를 이용하여 상기 복수의 샘플주기에 따라 샘플링한 각각의 온도 평균을 차축의 온도 값으로 산출할 수 있다.
상기 HBD 전자랙에는 전자페달의 출력신호를 수신하여 전자페달의 고장 유무를 판단하는 주파수/고장 검출부가 더 구비될 수 있다.
상기 주파수/고장 검출부는 상기 두 센서에서 입력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 시간 간격 이내에 전자페달의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하는 카운트부와; 상기 카운트부에서 고유 주파수가 입력되지 않을 경우, 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 신호를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단하는 신호비교부와; 상기 신호비교부에서 판단한 신호를 수신하여, 이상 신호로 판단되는 경우가 미리 설정된 시간 이상 지속될 경우 고장으로 판단하는 고장경보 발생부로 이루어질 수 있다.
상기 신호비교부는 차축인지신호를 출력하여 상기 열차속도 계산부와 차축감지신호 생성부로 각각 전송할 수 있다.
그리고, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법은 (a) 차축감지신호 생성부에서 전자페달로부터 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 감지신호출력단계; (b) 열차속도 계산부에서 상기 전자페달로부터 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도계산단계; (c) 샘플주기 결정부에서 상기 열차속도계산단계를 통해 계산된 속도에 따라 복수의 샘플주기를 결정하는 샘플주기결정단계; (d) 샘플 앤 홀드부에서 상기 감지신호출력단계를 통한 차축감지신호에 따라 온도검지모듈에서 입력되는 신호를 저장하는 입력신호저장단계; (e) 온도데이터 산출부에서 상기 입력신호저장단계를 통해 저장된 데이터와 상기 샘플주기결정단계에서 결정된 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도데이터산출단계를 포함할 수 있다.
상기 열차속도계산단계에서는 두 개의 센서로부터 입력되는 신호의 시간 간격을 통하여 철도차량의 속도가 계산되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 온도데이터산출단계에서는 상기 샘플 앤 홀드부에서 저장된 데이터를 이용하여 상기 복수의 샘플주기에 따라 샘플링한 각각의 온도 평균이 차축의 온도 값으로 산출되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 감지신호출력단계 이전에는 주파수/고장 검출부에서 전자페달의 출력신호를 수신하여 전자페달의 고장 유무를 판단하는 고장판단단계를 포함할 수 있다.
상기 고장판단단계에서는 카운트부에서 두 센서를 통해 입력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 시간 간격 이내에 전자페달의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하는 주파수판단단계와; 상기 주파수판단단계에서 고유 주파수가 입력되지 않을 경우, 신호비교부에서 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 신호를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단하는 신호비교단계와; 고장경보 발생부에서 상기 신호비교단계에서 판단한 신호를 수신하여, 이상 신호로 판단되는 경우가 미리 설정된 시간 이상 지속될 경우 고장으로 판단하는 고장경보발생단계를 포함할 수 있다.
상기 신호비교단계에서는 차축인지신호를 출력하여 상기 열차속도 계산부와 차축감지신호 생성부로 각각 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 적외선 온도 검지모듈과 전자페달에서 발생되는 신호를 수신하는 HBD 전자랙의 내부에 두개의 전자페달의 출력신호를 통하여 철도차량의 주행 속도를 계산하고, 계산된 속도를 통하여 샘플주기를 결정하여, 온도 검지모듈의 출력신호에서 차축의 온도를 여러 번 샘플링하도록 함으로써, 차축의 정확한 온도를 감지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 차축 온도 검출 장치와 연동 되는 철도차량의 위치를 감지하기 위한 전자페달에는 두 개의 센서가 구비되어 각각 인지신호를 HBD 전자랙으로 전송하게 되는데, 상기 HBD 전자랙에 주파수/고장 검출부가 구비되고, 상기 주파수/고장 검출부는 설정된 시간 간격 이내에 전자페달의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하여 고장 유무를 판단하고, 고장이라고 판단될 경우 이를 신속하게 통지하도록 함으로써, 신속한 대처를 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 차축 온도 측정을 위한 선로변 HBD 장치를 도시한 블록도 이며,
도 2는 일번적인 HBD 전자랙의 내에 구비되는 차축 온도 검출 장치를 도시한 블록도이며,
도 3은 종래의 차축 온도 검출 장치를 통한 차축 온도를 감지하는 예시를 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 HBD 전자랙의 블록도이며,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차축 온도 검출 장치를 통한 차축 온도를 감지하는 예시를 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명에 제1실시예에 따른 차축 온도 검출 장치를 통하여 서로 다른 속도로 주행하는 철도차량의 차축 온도를 감지하는 예시를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법을 도시한 플로우차트이며,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙을 도시한 블록도이며,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙의 주파수/고장 검출부를 도시한 블록도이며,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 HBD 전자랙의 블록도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차축 온도 검출 장치를 통한 차축 온도를 감지하는 예시를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 제1실시예에 따른 차축 온도 검출 장치를 통하여 서로 다른 속도로 주행하는 철도차량의 차축 온도를 감지하는 예시를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법을 도시한 플로우차트이다.
본 발명은 철도차량 차축 온도 측정을 위한 HBD 시스템을 구성하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치에 관한 것으로, 우선 HBD 시스템을 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 철도차량 휠 세트의 온도를 검지하기 위한 온도검지모듈(200)과 철도차량의 접근을 감지하는 전자페달(300)과 상기 전자페달(300)과 온도검지모듈(200)의 신호를 수신하여 철도차량 차축의 온도를 측정하는 HBD 전자랙(100)으로 이루어진다.
상기 온도검지모듈(200)은 적외선 센서와 같은 비접촉으로 온도를 감지하기 위한 센서로 이루어져 선로에 설치됨으로써, 안정적으로 철도차량의 휠 세트의 온도를 감지할 수 있으며, 상기 전자페달(300)은 두 개의 센서(미도시)로 이루어지는데, 상기 두 개의 센서는 서로 일정거리 이격 되도록 선로 상에 위치하게 된다.
그리고, 상기 전자페달(300)은 내부의 공진회로를 이용하여 자기장을 형성하는데, 철도차량의 차축이 전자페달(300)의 일정간격 이내로 접근되면 이 자기장이 파괴되며, 전자페달(300)을 이루는 두 개의 센서는 각각 인지 신호를 출력하여, HBD 전자랙(100)이 철도차량의 접근을 알게 된다.
이때, 상기 전자페달(300)과 HBD 전자랙(100 사이에는 아날로그/디지털 변환부(310)가 구비되어 전자페달(300)에서 발생하는 아날로그신호를 디지털 신호로 변환시켜주게 된다.
한편, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 HBD 전자랙(100)의 내부에 구비되는 차축 온도 검출 장치에 관한 것으로 상기 전자페달(300)에서 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 차축감지신호 생성부(130)와, 상기 전자페달(300)에서 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도 계산부(120)와, 상기 열차속도 계산부(120)에서 계산한 속도에 따라 샘플주기를 결정하는 샘플주기 결정부(140)와, 상기 차축감지신호 생성부(130)의 차축감지신호에 따라 온도검지모듈(200)에서 입력되는 신호를 저장하는 샘플 앤 홀드부(150)와, 상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장된 데이터와 상기 샘플주기 결정부(140)의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도 데이터 산출부(170)로 이루어진다.
여기서, 상기 열차속도 계산부(120)는 상기 전자페달(300)을 구성하는 일정 거리 이격되도록 위치되는 두 개의 센서로부터 입력되는 신호의 입력되는 시간 간격을 통하여 철도차량의 속도를 계산하게 된다.
즉, 상기 전자페달(300)을 형성하는 센서의 이격거리를 알고, 철도차량이 상기 거리를 이동하는데 걸리는 시간을 알 수 있게 되므로, 철도차량의 주행 속도를 계산할 수 있게 된다.
그래서, 상기 샘플주기 결정부(140)에서는 계산한 철도차량의 속도에 의해 샘플주기를 결정함으로써, 적절한 샘플주기에 의해 정확한 다수의 온도 샘플을 추출할 수 있게 하여, 철도차량 차축의 정확한 온도를 계측할 수 있게 한다.
예를 들어, 500Km/h에서 계측 가능한 샘플주기는 100μs 마다 측정이 되며, 50Km/h에서 계측 가능한 샘플주기는 1430μs 마다 측정이 된다.
그리고, 상기 샘플 앤 홀드부(150)는 상기 차축 감지 신호 생성부(130)에서 생성한 차축감지신호를 전송받는 동안에는 상기 온도검지모듈(200)에서 전송되는 신호를 지속적으로 저장하게 된다.
상기 온도검지모듈(200)에서는 4 내지 20mA의 직류 전류 신호가 전송된다.
여기서, 상기 온도 데이터 산출부(170)는 상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장한 데이터에서 샘플주기 결정부(140)에서 설정한 샘플주기에 따라 다수의 온도를 샘플링하게 되고, 이렇게 샘플링한 다수의 온도 값의 평균을 산출하여 철도차량 차축의 온도 값으로 판단하게 된다.
즉, 종래에는 도 3에 도시된 바와 같이, 철도차량의 속도에 상관없이 1개의 온도 데이터 값만 획득 가능하여 차축에 대한 정확한 온도의 측정이 이루어지지 않는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 철도차량의 속도를 정확하게 계측할 수 있어, 도 6에 도시된 바와 같이, 속도에 따라 다수의 샘플링을 할 수 있게 함으로써, 보다 정확하게 차축의 온도를 측정할 수 있게 된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 철도차량이 속도가 달라지더라도 철도차량의 하부에 위치한 휠 세트의 온도를 설정한 만큼 샘플링할 수 있어, 안정적으로 차축의 온도를 측정할 수 있게 된다.
예를 들어, 철도차량의 속도가 100km/h 인 경우에는 상대적으로 넓은 간격으로 샘플링이 이루어지며, 철도차량의 속도가 200km/h 인 경우에는 상대적으로 좁은 간격으로 샘플링이 이루어진다.
그리고, 상기 샘플 앤 홀드부(150)와 온도 데이터 산출부(170) 사이에는 A/D변환부(160)가 구비되어 샘플 앤 홀드부(150)에서 전송되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환시키기 된다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 제1실시예에 따른 HBD 전자랙은 다음과 같이 작동한다.
먼저 전자페달(300)로부터 신호가 전송되면(S110), 차축감지신호 생성부(130)에서 전자페달(300)로부터 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력한다(S120).
이어서, 열차속도 계산부(120)에서 상기 전자페달(300)로부터 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산한다(S130).
이어서, 샘플주기 결정부(140)에서 상기 철도차량의 속도에 따른 복수의 샘플주기를 결정한다(S140).
이어서, 샘플 앤 홀드부(150)에서 상기 차축감지신호에 따라 온도검지모듈(200)에서 입력되는 신호를 저장한다(S150).
이어서, 온도데이터 산출부(170)에서 상기 샘플 앤 홀드부(150)에 저장된 데이터와 상기 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단한다(S160).
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙을 도시한 블록도이며, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙의 주파수/고장 검출부를 도시한 블록도이며, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법을 도시한 플로우차트이다.
본 발명의 제2실시예로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 전자페달(300)과 온도검지모듈(200)의 신호를 수신하여 철도차량 차축의 온도를 측정하는 HBD 전자랙(100')이 구비된다.
상기 HBD 전자랙(100')은 전자페달(300)의 출력신호를 수신하여 전자페달(300)의 고장 유무를 판단하는 주파수/고장 검출부(110)와, 상기 주파수/고장 검출부(110)을 통하여 전달되는 전자페달(300)의 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 차축감지신호 생성부(130)와, 상기 주파수/고장 검출부(110)을 통하여 전달되는 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도 계산부(120)와, 상기 열차속도 계산부(120)에서 계산한 속도에 따라 샘플주기를 결정하는 샘플주기 결정부(140)와, 상기 차축감지신호 생성부(130)의 차축감지신호에 따라 온도검지모듈(200)에서 입력되는 신호를 저장하는 샘플 앤 홀드부(150)와, 상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장된 데이터와 상기 샘플주기 결정부(140)의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도 데이터 산출부(170)로 이루어진다.
여기서, 상기 주파수/고장 검출부(110)는 상기 전자페달(300)의 두 센서에서 입력되는 신호를 각각 수신하여 설정된 시간 간격 이내에 전자페달(300)의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하는 카운트부(111,112)와, 상기 카운트부(111,112)에서 고유 주파수가 입력되지 않을 경우, 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 정상 상태를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단하는 신호비교부(113,114)와, 상기 신호비교부(113,114)에서 판단한 신호를 수신하여 이상 신호로 판단되는 경우가 설정된 시간 이상 지속될 경우 고장으로 판단하는 고장경고부(115)로 이루어진다.
즉, 상기 카운트부(111,112)는 정상적인 대기상태일 때, 전자페달(300)에서 출력되는 고유 주파수를 인지하고 있어, 전자페달(300)에서 전송되는 신호가 정상 상태인지를 판단하게 된다.
상기 신호비교부(113,114)는 전자페달(300)에서 전송되는 신호가 정상적인 대기 상태가 아닐 경우, 내부에 저장된 철도차량이 근접하여 차축을 인지한 신호의 상태와 현재 입력되고 있는 신호의 상태를 비교하여 차축이 인식된 상태인지, 아니면 정상적이지 않은 이상 신호가 출력되는 것인지를 판단하게 된다.
예를 들어, 정상적일 때는 75KHz의 주파수를 가지는 신호가 출력되고, 정상적이지 않은 이상 신호일 때는 로우(Low) 신호가 출력되며, 철도 차량이 근접하게 되면 하이(High) 신호가 출력된다.
상기 고장경고부(115)는 신호비교부(113,114)에서 이상상태로 판단하는 신호가 설정된 시간 이상 지속적으로 수신되게 되면 전자페달(300)이 고장이라고 판단하게 된다.
그리고, 상기 고장경고부(115)에서 전자페달(300)이 고장으로 판단될 경우, 샘플 앤 홀드부(150)로 고장신호를 전송하여 데이터를 샘플링하는 작동을 중지하도록 하고, 통신망으로 연결되는 외부의 관제실(미도시)로 전자페달(300)의 고장정보를 송신하게 된다.
그래서, 실시간으로 전자페달(300)의 고장을 알 수 있게 되어, 신속한 대처를 할 수 있게 된다.
이때, 상기 주파수/고장 검출부(110)의 신호비교부(113,114)는 차축인지신호를 출력하여 열차 속도 계산부(120)와 차축감지신호 생성부(130)로 각각 신호를 전송하게 되는데, 신호비교부(113,114)는 전자페달(300)에서 수신된 신호를 가공하지 않은 신호를 출력하게 된다.
그리고, 나머지 구성들은 상술한 제1실시예의 구성과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 제2실시예에 따른 HBD 전자랙은 다음과 같이 작동한다.
먼저 전자페달(300)로부터 신호가 전송되면(S210), 주파수/고장 검출부(110)의 카운트부(111, 112)에서 두 센서를 통해 입력되는 전자페달(300)의 출력신호를 수신하여 미리 설정된 시간 간격 이내에 전자페달(300)의 정상적인 고유 주파수가 입력되는 지를 판단한다(S220).
이어서, 정상적인 고유주파수가 입력되지 않을 경우, 신호비교부(113, 114)에서 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 신호를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단한다(S221).
이어서, 고장경보 발생부(115)에서 상기 S221 단계에서 판단한 신호를 수신하여, 이상 신호로 판단되는 경우가 미리 설정된 시간 이상 지속되면(S222), 고장으로 판단하여 고장신호를 관제실로 전송한다(S223).
그리고, 나머지 S230, S240, S250, S260 및 S270 단계는 상술한 제1실시예의 S120, S130, S140, S150 및 S160 단계와 각각 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 단계 S110 내지 단계 S160 및 단계 S210 내지 S270에 따른 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 시디롬, 메모리, ROM, EEPROM 등의 기록매체에 저장시킬 수도 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: HBD 전자랙 120: 열차속도 계산부
130: 차축감지신호 생성부 140: 샘플주기 결정부
150: 샘플 앤 홀드부 170: 온도데이터 산출부
200: 온도검지모듈 300: 전자페달

Claims (14)

  1. 선로에 설치된 온도검지모듈(200) 및 전자페달(300)과 더불어 철도차량 차축 온도 측정장치를 구성하는 HBD 전자랙(100)에 있어서,
    상기 HBD 전자랙(100)은 상기 전자페달(300)에서 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 차축감지신호 생성부(130)와;
    상기 전자페달(300)에서 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도 계산부(120)와;
    상기 열차속도 계산부(120)에서 계산한 속도에 따라 복수의 샘플주기를 결정하는 샘플주기 결정부(140)와;
    상기 차축감지신호 생성부(130)의 차축감지신호에 따라 상기 온도검지모듈(200)에서 입력되는 신호를 저장하는 샘플 앤 홀드부(150)와;
    상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장된 데이터와 상기 샘플주기 결정부(140)에서 결정된 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도데이터 산출부(170)
    가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전자페달(300)은 이격 되게 위치하는 두 개의 센서로 구성된 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 열차속도 계산부(120)는 상기 두 개의 센서로부터 입력되는 신호의 시간 간격을 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 온도데이터 산출부(170)는 상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장된 데이터를 이용하여 상기 복수의 샘플주기에 따라 샘플링한 각각의 온도 평균을 차축의 온도 값으로 산출하는 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 HBD 전자랙(100)에는 전자페달(300)의 출력신호를 수신하여 전자페달(300)의 고장 유무를 판단하는 주파수/고장 검출부(110)가 더 구비된 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 주파수/고장 검출부(110)는 상기 두 센서에서 입력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 시간 간격 이내에 전자페달(300)의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하는 카운트부(111, 112)와;
    상기 카운트부(111, 112)에서 고유 주파수가 입력되지 않을 경우, 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 신호를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단하는 신호비교부(113, 114)와;
    상기 신호비교부(113, 114)에서 판단한 신호를 수신하여, 이상 신호로 판단되는 경우가 미리 설정된 시간 이상 지속될 경우 고장으로 판단하는 고장경보 발생부(115)로 이루어진 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 신호비교부(113, 114)는 차축인지신호를 출력하여 상기 열차속도 계산부(120)와 차축감지신호 생성부(130)로 각각 전송하는 것을 특징으로 한 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 장치.
  8. (a) 차축감지신호 생성부(130)에서 전자페달(300)로부터 전송된 신호를 통하여 차축감지신호를 출력하는 감지신호출력단계;
    (b) 열차속도 계산부(120)에서 상기 전자페달(300)로부터 전송된 신호를 통하여 철도차량의 속도를 계산하는 열차속도계산단계;
    (c) 샘플주기 결정부(140)에서 상기 열차속도계산단계를 통해 계산된 속도에 따라 복수의 샘플주기를 결정하는 샘플주기결정단계;
    (d) 샘플 앤 홀드부(150)에서 상기 감지신호출력단계를 통한 차축감지신호에 따라 온도검지모듈(200)에서 입력되는 신호를 저장하는 입력신호저장단계;
    (e) 온도데이터 산출부(170)에서 상기 입력신호저장단계를 통해 저장된 데이터와 상기 샘플주기결정단계에서 결정된 복수의 샘플주기를 통하여 차축의 온도를 판단하는 온도데이터산출단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 열차속도계산단계에서는 두 개의 센서로부터 입력되는 신호의 시간 간격을 통하여 철도차량의 속도가 계산되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 온도데이터산출단계에서는 상기 샘플 앤 홀드부(150)에서 저장된 데이터를 이용하여 상기 복수의 샘플주기에 따라 샘플링한 각각의 온도 평균이 차축의 온도 값으로 산출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 감지신호출력단계 이전에는 주파수/고장 검출부(110)에서 전자페달(300)의 출력신호를 수신하여 전자페달(300)의 고장 유무를 판단하는 고장판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 고장판단단계에서는 카운트부(111, 112)에서 두 센서를 통해 입력되는 신호를 수신하여 미리 설정된 시간 간격 이내에 전자페달(300)의 고유 주파수가 입력되는 지를 판단하는 주파수판단단계와;
    상기 주파수판단단계에서 고유 주파수가 입력되지 않을 경우, 신호비교부(113, 114)에서 상기 두 센서의 신호와 철도차량이 인접한 상태일 때의 신호를 비교하여 신호의 이상 여부를 판단하는 신호비교단계와;
    고장경보 발생부(115)에서 상기 신호비교단계에서 판단한 신호를 수신하여, 이상 신호로 판단되는 경우가 미리 설정된 시간 이상 지속될 경우 고장으로 판단하는 고장경보발생단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 신호비교단계에서는 차축인지신호를 출력하여 상기 열차속도 계산부(120)와 차축감지신호 생성부(130)로 각각 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HBD 전자랙의 차축 온도 검출 방법.
  14. 삭제
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