KR101117307B1

KR101117307B1 - Railway tunnel safety system

Info

Publication number: KR101117307B1
Application number: KR1020100108752A
Authority: KR
Inventors: 이철우; 김주찬; 임창선; 박정환
Original assignee: (주)티엘씨테크놀로지
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-02-27
Anticipated expiration: 2030-11-03

Abstract

본 발명은 철도 터널 안전 시스템에 있어서, 철도 터널 내에 구비되어 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태를 각각 감지하는 센서 수단;상기 센서 수단으로부터 감지된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드; 상기 USN 센서노드로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출하는 다수개의 게이트웨이; 및 상기 게이트웨이로부터 전송받은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태의 감지 정보를 확인 분석하여, 터널의 안전 이상 발생을 통보하는 중앙 관제시스템;을 포함하되, 상기 USN 센서노드는, 상기 센서수단으로부터 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태 정보를 수집하는 센서 정보 수집 모듈, 상기 USN 센서노드간의 인터페이스를 담당하는 제1 인터페이스 모듈, 상기 USN 센서노드의 유지보수를 수행하는 센서 유지 보수 모듈 및 상기 USN 센서노드간 정보 처리 및 제어를 수행하는 정보처리 및 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 터널 안전 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a railway tunnel safety system, comprising: sensor means provided in a railroad tunnel to detect concentrations of harmful gases in a tunnel, leaks, and tunnel conditions; and collecting sensing information detected from the sensor means through multiplexed communication; A plurality of USN sensor nodes; A plurality of gateways for receiving the sensed information transmitted from the USN sensor node through multiplexed communication and transmitting the received sensed information; And a central control system for confirming and analyzing the concentration of harmful gas in the tunnel received from the gateway, whether leakage occurs and detection information of the state of the tunnel, and notifying the occurrence of a safety abnormality in the tunnel. The USN sensor node includes: Sensor information collection module for collecting the concentration of harmful gas in the tunnel, whether leakage occurred and the state information of the tunnel from the sensor means, the first interface module that is responsible for the interface between the USN sensor node, the maintenance of the USN sensor node It provides a railway tunnel safety system comprising a sensor maintenance module and an information processing and control module for performing information processing and control between the USN sensor nodes.

Description

Railroad tunnel safety systems

본 발명은 철도 터널 안전 시스템에 관한 것으로, 센서 수단으로부터 감지된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드 및 USN 센서노드로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출하는 다수개의 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 터널 안전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a railway tunnel safety system, and receives a plurality of USN sensor nodes and sensing information transmitted from a USN sensor node through multiplexed communication, and collects received sensing information detected through a multiplexed communication. The present invention relates to a railway tunnel safety system and a control method including a plurality of gateways for transmitting information.

일반적으로 터널에는 크게 산악 터널, 방재적 터널(낙석방지 등)에서 설치하는 터널, 시가지 또는 그 주변에서 토지 고도 이용의 목적으로 설치하는 터널(지하도), 수저 터널 등이 있다.Generally, tunnels include mountain tunnels, tunnels installed in disaster prevention tunnels (such as rockfall prevention), tunnels (underground maps), and cutlery tunnels installed for the purpose of using land altitude in or around the city.

이러한 터널 대부분은 초기에는 별다른 문제가 없으나 일정기간이 경과하면 하중에 의한 균열 또는 콘크리트 자체 부식 등의 원인으로 부분 균열이 발생되어 천장과 벽면 등에서 누수 현상이 발생된다.Most of these tunnels do not have any problems at the beginning, but after a certain period of time, partial cracks occur due to cracks caused by load or corrosion of concrete itself, and water leakage occurs in ceilings and walls.

여기서, 이렇게 발생된 누수는 터널 내를 운행하는 차량을 오염시키는가 하면 운행에 불편을 초래하는 문제를 제공하였다. 특히, 대기의 기온이 급강하하는 겨울철에는 누수가 고드름으로 변하므로 운행중에 있는 차량 파손과 더불어 대형교통 사고를 유발시킬 우려를 한층 고조시켰다.In this case, the leak caused by the polluted vehicle running in the tunnel provided a problem that causes inconvenience to the operation. Especially, in winter, when the air temperature drops sharply, the leakage turns into icicle, which raises the possibility of causing a large traffic accident along with damage to the vehicle in operation.

한편, 이러한 문제는 전동차 또는 전차 전용 터널의 경우 그 심각성을 더욱 고조시키는데, 전동차의 경우는 고드름을 부서뜨리면서 주행하여도 큰 문제가 없으나, 전차의 경우에는 큰 문제가 발생된다.On the other hand, such a problem is heightened in the case of a train or a dedicated tank tunnel, even in the case of the electric car driving while breaking the icicles, there is a big problem in the case of a train.

즉, 터널의 천정으로부터 생성되어 발전한 고드름은 낙하시 가공선로에 접촉하게 되고, 이와 같이 고드름에 의해 고압의 전류가 누전됨에 따라 화재가 발생되고 가공선로가 끊어지는 등의 문제를 발생시키기 때문이다.In other words, the icicles generated and generated from the ceiling of the tunnel come into contact with the overhead line during the fall, and as a result of the leakage of high pressure current by the icicle, a fire occurs and the overhead line is broken.

더불어, 터널 내부의 지하수 누수로 인해 터널 내부 천정의 라이닝 콘크리트가 누수된 물의 부력으로 들뜸현상, 균열 및 동절기의 동파현상이 발생하였고 이는 결과적으로 라이닝 콘크리트의 열화 현상(노후화)을 촉진시켜 단기간에 많은 하자가 발생되게 하는 원인이 되었다.In addition, due to the groundwater leakage inside the tunnel, the buoyancy of the water leaked by the lining concrete of the ceiling inside the tunnel caused lifting, cracking, and freezing of the winter season, which promoted the deterioration of the lining concrete (aging). It caused the defect to occur.

또한, 종래에는 철도 시설물의 안전 이상 발생 여부를 모니터링하기 위하여 선로의 레일손상, 레일 들림, 도상 자갈의 밀림 현상, 레일의 신축 유간, 분기기의 상태 등을 점검하기 위한 장비들 및 궤도를 지지하는 지반이나 교량, 터널 등의 철도 구조물을 관측하기 위한 장비들을 탑재한 조사차량을 철도 현장에서 직접 운행하며 철도 시설물 안전 이상 발생 여부를 모니터링하고 있다.In addition, in order to monitor the safety of railroad facilities, the rails of the track, lifting the rails, rolling gravel of the road, the expansion of the rail, the equipment for checking the condition of the turnout and the like to support the track Investigating vehicles equipped with equipment for observing railway structures such as ground, bridges, and tunnels are operated directly at the railway site to monitor the safety of railway facilities.

그러나, 철도의 시설물들은 방대한 지역에 걸쳐 시설되어 있기 때문에, 종래의 철도 시설물 안전 모니터링 방식을 이용한 철도 시설물 관리시에는 관리자가 방대한 지역에 걸쳐 시설된 철도 시설물의 안전 이상 발생 여부를 실시간으로 확인할 수 없으며, 또한 철도 시설물의 안전 이상 발생 여부를 확인하는 시점이 늦어지게 되므로, 철도 사고를 사전에 예방할 수 없는 문제점이 있다.
However, since railroad facilities are installed in a large area, the manager cannot check in real time whether or not the railroad facilities installed in a large area have a safety abnormality when managing railroad facilities using a conventional railroad facility safety monitoring method. In addition, since the time to check whether the safety abnormality of the railroad facilities occurs is late, there is a problem that can not prevent the railway accident in advance.

따라서, 본 발명은 종래 기술에 제기된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 센서 수단의 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드 및 상기 USN 센서노드로부터 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하여 전송하는 다수개의 게이트웨이를 포함함으로써, USN 센서노드와 게이트웨이는 독립적으로 동작하기 때문에 일부에 고장이 발생해도 나머지 장치들은 정상적으로 동작하여 감지 정보 데이터의 전송 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 철도 터널 안전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems raised in the prior art, a plurality of USN sensor nodes for collecting the sensing information of the sensor means through the multiplexed communication and the sensing information from the USN sensor node and transmitted through the multiplexed communication By including a plurality of gateways, the USN sensor node and the gateway operates independently, so that even if a failure occurs, the rest of the devices operate normally to increase the transmission stability and reliability of the sensing information data and control thereof. The purpose is to provide a method.

또한, 본 발명은 본 발명은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태를 각각 감지하고, 무선통신수단인 게이트웨이를 이용하여 실시간으로 중앙 관제시스템와 통신함으로써, 지속적으로 터널 내의 안전을 진단할 수 있어 철도 사고로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있을 뿐 아니라 사고 발생시 신속히 대처할 수 있는 철도 터널 안전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to detect the concentration of harmful gases in the tunnel, whether the leakage occurs and the state of the tunnel, respectively, by communicating with the central control system in real time using a wireless communication means gateway, to continuously diagnose the safety in the tunnel It is possible to prevent damages caused by railway accidents in advance, and to provide a railway tunnel safety system and a control method thereof that can cope quickly in the event of an accident.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도 터널 안전 시스템에 있어서, 철도 터널 내에 구비되어 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태를 각각 감지하는 센서 수단; 상기 센서 수단으로부터 감지된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드; 상기 USN 센서노드로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출하는 다수개의 게이트웨이; 상기 게이트웨이로부터 전송받은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태의 감지 정보를 확인 분석하여, 터널의 안전 이상 발생을 통보하는 중앙 관제시스템;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 터널 안전 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a railway tunnel safety system, comprising: sensor means provided in a railway tunnel to sense concentrations of harmful gases in a tunnel, whether leakage occurs, and a state of a tunnel, respectively; A plurality of USN sensor nodes that collect sensed information detected from the sensor means through multiplexed communication; A plurality of gateways for receiving the sensed information transmitted from the USN sensor node through multiplexed communication and transmitting the received sensed information; A central control system for notifying the occurrence of safety abnormality of the tunnel by checking and analyzing the concentration of harmful gas in the tunnel received from the gateway, whether leakage occurred and detection of the state of the tunnel; and a railway tunnel safety system comprising: To provide.

이때, 상기 센서 수단은 유해가스 감지센서, 누수 감지센서, 터널 진동 감지센서, 연약지반/사면의 변형 감지 센서를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.In this case, the sensor means may include at least one or more harmful gas detection sensor, water leakage detection sensor, tunnel vibration detection sensor, deformation detection sensor of the soft ground / slope.

또한. 상기 USN 센서노드는, 상기 센서수단으로부터 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태 정보를 수집하는 센서 정보 수집 모듈; 상기 USN 센서노드간의 인터페이스를 담당하는 제1 인터페이스 모듈; 상기 USN 센서노드의 유지보수를 수행하는 센서 유지 보수 모듈; 및 상기 USN 센서노드간 정보 처리 및 제어를 수행하는 정보처리 및 제어 모듈;을 포함할 수 있다.Also. The USN sensor node, the sensor information collection module for collecting the concentration of harmful gas in the tunnel, whether leakage occurs and the state information of the tunnel from the sensor means; A first interface module responsible for an interface between the USN sensor nodes; A sensor maintenance module to perform maintenance of the USN sensor node; And an information processing and control module for performing information processing and control between the USN sensor nodes.

또한, 상기 게이트웨이는, 상기 USN 센서노드로부터 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태 정보를 수신받는 수신 모듈; 상기 수신 모듈에 의해 수신받은 감지 정보를 저장하는 저장 모듈; 상기 저장 모듈에 저장된 감지 정보를 상기 중앙 관제 시스템로 전송하는 전송 모듈; 상기 게이트웨이간의 인터페이스를 담당하는 제2 인터페이스 모듈; 상기 게이트웨이의 유지보수를 수행하는 게이트웨이 유지 보수 모듈; 및 상기 게이트웨이의 제어를 수행하는 제1 제어 모듈;을 포함할 수 있다.In addition, the gateway, the USN sensor node receiving module for receiving the concentration of harmful gas in the tunnel, whether leakage occurs and the status information of the tunnel; A storage module for storing the sensing information received by the receiving module; A transmission module for transmitting the sensing information stored in the storage module to the central control system; A second interface module in charge of an interface between the gateways; A gateway maintenance module that performs maintenance of the gateway; And a first control module for controlling the gateway.

또한, 상기 중앙 관제시스템은, 상기 게이트웨이로부터 전송받은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태의 감지 정보를 확인 분석하는 분석 모듈; 및 상기 분석 모듈로부터 분석된 결과가 기설정된 기준값을 초과하는 경우 터널 안전 이상 발생을 알리기 위한 경고 메시지를 철도차량에 통보하거나 터널 내에 별도로 구비되는 경고수단에 통보하여 제어하는 제2 제어 모듈;을 포함할 수 있다.In addition, the central control system, the analysis module for confirming and analyzing the detection information of the concentration of harmful gas in the tunnel received from the gateway, whether leakage occurs and the state of the tunnel; And a second control module configured to notify the railway vehicle of a warning message for notifying occurrence of a tunnel safety abnormality or to notify warning means provided separately in the tunnel when the result analyzed from the analysis module exceeds a preset reference value. can do.

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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 철도 터널 안전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 센서 수단의 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드 및 상기 USN 센서노드로부터 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하여 전송하는 다수개의 게이트웨이를 포함함으로써, USN 센서노드와 게이트웨이는 독립적으로 동작하기 때문에 일부에 고장이 발생해도 나머지 장치들은 정상적으로 동작하여 감지 정보 데이터의 전송 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention relates to a railway tunnel safety system and a control method thereof, and the present invention relates to multiple USN sensor nodes that collect sensing information of sensor means through multiplexed communication and multiplexed communication of sensing information from the USN sensor node. By including a plurality of gateways to receive and transmit through the USN sensor node and the gateway operates independently, even if a failure occurs, the remaining devices can operate normally to increase the transmission stability and reliability of the sensing information data. .

또한, 본 발명은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태를 각각 감지하고, 무선통신수단인 게이트웨이를 이용하여 실시간으로 중앙 관제시스템와 통신함으로써, 지속적으로 터널 내의 안전을 진단할 수 있어 철도 사고로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있을 뿐 아니라 사고 발생시 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention is to detect the concentration of harmful gases in the tunnel, whether the leakage occurs and the state of the tunnel, respectively, and by communicating with the central control system in real time using a gateway, a wireless communication means, it is possible to continuously diagnose the safety in the tunnel In addition to preventing damages caused by railway accidents in advance, there is an effect that can be quickly responded to accidents.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널 안전 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 철도 터널 및 철도 차량에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 채용되는 USN 센서 노드, 게이트웨이, 중앙 관제시스템에 대한 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널 안전 시스템 제어방법에 대한 순서도이다.1 is a block diagram of a railway tunnel safety system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram of a railway tunnel and a railway vehicle employed in an embodiment of the present invention.
3 is a detailed configuration diagram of a USN sensor node, a gateway, and a central control system employed in an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a railway tunnel safety system control method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 철도 터널 안전 시스템 및 그 제어방법에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.Details regarding the operational effects, including the technical configuration of the railway tunnel safety system and its control method according to the present invention will be clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

철도 터널 안전 시스템Railway tunnel safety system

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명은 철도 터널 안전 시스템에 있어서, 철도 터널 내에 구비되어 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태를 각각 감지하는 센서 수단(110), 상기 센서 수단(110)으로부터 감지된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 다수개의 USN 센서노드(120), 상기 USN 센서노드(120)로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출하는 다수개의 게이트웨이(130), 상기 게이트웨이(130)로부터 전송받은 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태의 감지 정보를 확인 분석하여, 터널의 안전 이상 발생을 통보하는 중앙 관제시스템(140)를 포함한다.Referring to Figures 1 to 3, the present invention is a railway tunnel safety system, is provided in the railway tunnel sensor means 110 for detecting the concentration of harmful gases in the tunnel, whether the leakage occurs and the state of the tunnel, respectively, Receives a plurality of USN sensor nodes 120 for collecting the sensed information sensed by the sensor means 110 through multiplexed communication, the sensed information transmitted from the USN sensor node 120 through multiplexed communication, and receives the received sensing. A plurality of gateways 130 for transmitting information, and the center for notifying the safety abnormality of the tunnel by confirming and analyzing the detection information of the concentration of harmful gases in the tunnel, leaks, and the state of the tunnel received from the gateway 130 The control system 140 is included.

상기 센서 수단(110)은 철도 터널(200) 내에 구비되어 터널 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태를 각각 감지한다.The sensor means 110 is provided in the railway tunnel 200 to detect the concentration of harmful gas in the tunnel, whether or not the leakage occurs and the state of the tunnel 200, respectively.

즉, 상기 센서 수단(110)은 유해가시 감지센서(111), 누수 감지센서(112), 터널의 진동 감지센서(113), 연약지반/사면의 변형 감지 센서(114)를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 이때, 상기 터널의 진동 감지센서(113)는 터널(200)의 진동을 감지할 수 있는 가속도, 변형률, 세굴 센서로 구성되며, 상기 센서 및 연약지반/사면의 변형 감지 센서(114)는 가속도, 변형률 센서로 구성될 수 있다. 그리고 상기 센서 수단(110)은 하나의 열을 형성하며 터널(200)의 길이방향으로 부착되되 상호간 소정간격 이격시켜 부착됨으로써 터널(200)의 모든 부분에 걸쳐 감지가 가능하도록 한다.That is, the sensor means 110 is provided with at least one or more harmful visibility sensor 111, leak detection sensor 112, tunnel vibration sensor 113, soft ground / slope deformation detection sensor 114. can do. In this case, the vibration detection sensor 113 of the tunnel is composed of acceleration, strain, scour sensor to detect the vibration of the tunnel 200, the sensor and the deformation detection sensor 114 of the soft ground / slope is acceleration, It may be configured as a strain sensor. In addition, the sensor means 110 forms a row and is attached in the longitudinal direction of the tunnel 200, but is attached to be spaced apart from each other by a predetermined interval so that detection is possible over all parts of the tunnel 200.

상기 USN 센서노드(120)는 상기 센서 수단(110)의 감지 정보를 수집한다. 이때, USN은 Ubiquitous Sensor Network의 이니셜으로, 미국이나 유럽 등의 다른 나라에서는 WSN(Wireless Sensor Network)이란 용어쓰고 있는데 같은 기술을 두고 다른 이니셜을 쓰고 있다. 상기 USN은 사람과 사물간, 사물과 사물간을 네트워크화하여 언제 어디서든 필요한 정보에 접근한다는 것인데, 이 네트워크를 형성하기 위해 필요한 요소로는 크게 센서노드(120), 게이트웨이(130), 시스템 네트워크 이면에 자리잡아 동작을 한다.The USN sensor node 120 collects sensing information of the sensor means 110. In this case, USN is an initial of the Ubiquitous Sensor Network, and in other countries such as the US and Europe, the term WSN (Wireless Sensor Network) is used. The USN is networked between people and things, and things and things to access necessary information anytime, anywhere. The elements necessary to form this network are largely the sensor node 120, the gateway 130, and the back of the system network. Settles in and acts.

보다 자세하게 설명하면, 상기 USN 센서노드(120)는 상기 센서 수단(110)이 감지한 물리적 상황을 전기신호로 전환하여 게이트웨이(130)의 요청에 반응전송하는 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 USN 센서노드(120)와 상기 게이트웨이(130)는 각각 다수개 구비되어 상호 다중화 통신을 수행하여, 일부에 고장이 발생해도 나머지 장치들은 정상적으로 동작하여 감지 정보 데이터의 전송 안정성 및 신뢰성을 높이도록 구성된다. 이때, 상기 다중화에 대해 보다 자세하게 설명하면, 데이터 통신망에서 하나의 통신회선을 여러 장치들이 공유, 즉 복수회로의 입력신호 중에서 선택제어신호에 의해 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어주는 기능을 수행하는 데이터 선택 논리회로이다. In more detail, the USN sensor node 120 serves to transmit a response to the request of the gateway 130 by converting the physical situation detected by the sensor means 110 into an electrical signal. In the present invention, the USN sensor node 120 and the gateway 130 are each provided in plural number to perform mutual multiplexing communication, so that even if a failure occurs in some parts, the remaining devices operate normally to ensure transmission stability and reliability of sensing information data. Configured to increase. In this case, the multiplexing will be described in more detail. In the data communication network, multiple devices share one communication line, that is, a function of selecting one input signal from a plurality of input signals by a selection control signal and loading the same into an output circuit. It is a data selection logic circuit that performs.

상기 USN 센서노드(120)는 센서 정보 수집 모듈(121), 제1 인터페이스 모듈(122), 센서 유지보수 모듈(123), 정보처리 및 제어 모듈(124)을 포함하는 미들웨어를 탑재하고 있다. 상기 센서 정보 수집 모듈(121)은 상기 센서수단으로부터 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널의 상태 정보를 수집한다. 상기 제1 인터페이스 모듈(122)은 상기 USN 센서노드(120)간의 인터페이스를 담당한다. 즉, 다수개 구비되는 USN 센서노드(120)간을 상호 연결하는 역할을 한다. 상기 센서 유지 보수 모듈(123)은 상기 USN 센서노드(120)의 유지보수를 수행한다. 즉, 다수개 구비되는 USN 센서노드(120) 중 고장이 발생한 USN 센서노드(120)의 유지보수를 수행하여 최적의 성능을 유지하도록 하는 역할을 한다. 상기 정보처리 및 제어 모듈(124)은 상기 USN 센서노드간 정보 처리 및 제어를 수행한다.The USN sensor node 120 includes middleware including a sensor information collecting module 121, a first interface module 122, a sensor maintenance module 123, and an information processing and control module 124. The sensor information collection module 121 collects the concentration of harmful gas in the tunnel 200 from the sensor means, whether there is a leak, and state information of the tunnel. The first interface module 122 is responsible for the interface between the USN sensor node 120. That is, the USN sensor node 120 provided with a plurality serves to interconnect. The sensor maintenance module 123 performs maintenance of the USN sensor node 120. That is, it performs a role of maintaining the optimal performance by performing maintenance of the USN sensor node 120 has a failure of the plurality of USN sensor node 120 is provided. The information processing and control module 124 performs information processing and control between the USN sensor nodes.

상기 게이트웨이(130)는 상기 USN 센서노드(120)로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출한다. 즉, 상기 게이트웨이(130)는 센서노드(120)와 무선의 통신을 통해서 정보를 수집하여 시스템로 송출하는 중간자 역할을 한다.The gateway 130 receives the sensing information transmitted from the USN sensor node 120 through multiplexing communication and transmits the received sensing information. That is, the gateway 130 serves as an intermediary to collect information and transmit it to the system through wireless communication with the sensor node 120.

상기 게이트웨이(130)는 수신 모듈(131), 저장 모듈(132), 전송 모듈(133), 제2 인터페이스 모듈(134), 게이트웨이 유지 보수 모듈(135), 제1 제어 모듈(136)을 포함하는 미들웨어가 탑재되어 있다.The gateway 130 includes a receiving module 131, a storage module 132, a transmission module 133, a second interface module 134, a gateway maintenance module 135, and a first control module 136. Middleware is mounted.

상기 수신 모듈(131)은 상기 USN 센서노드(120)로부터 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태 정보를 수신받는다. 상기 저장 모듈(132)은 상기 수신 모듈(131)에 의해 수신받은 감지 정보를 저장한다. 상기 전송 모듈(133)은 상기 저장 모듈(132)에 저장된 감지 정보를 상기 중앙 시스템로 전송한다. 즉, 상기 전송 모듈(133)은 이기종망(Opic, Ethernet, WLAN, CDMA, 지그비)과의 연동을 위해 수신된 감지 정보를 변환하여 중앙 관제시스템(140)로 송출하는 역할을 한다. 상기 제2 인터페이스 모듈(134)은 상기 게이트웨이(130)간의 인터페이스를 담당한다. 즉, 다수개 구비되는 게이트웨이(130)를 상호 연결하는 역할을 한다. 상기 게이트웨이 유지 보수 모듈(135)은 상기 게이트웨이(130)의 유지보수를 수행한다. 즉, 다수개 구비되는 게이트웨이(130) 중 고장이 발생한 게이트웨이(130)의 유지보수를 수행하여 최적의 성능을 유지하도록 하는 역할을 한다. 상기 제어 모듈(136)은 상기 게이트웨이의 제어를 수행한다.The receiving module 131 receives the concentration of noxious gas in the tunnel 200 from the USN sensor node 120, whether a leak occurs, and state information of the tunnel 200. The storage module 132 stores the sensing information received by the receiving module 131. The transmission module 133 transmits the sensing information stored in the storage module 132 to the central system. That is, the transmission module 133 converts the received sensing information for interworking with heterogeneous networks (Opic, Ethernet, WLAN, CDMA, Zigbee) and transmits it to the central control system 140. The second interface module 134 is responsible for the interface between the gateways 130. That is, it serves to interconnect the plurality of gateways 130 provided. The gateway maintenance module 135 performs maintenance of the gateway 130. That is, it performs the maintenance of the gateway 130 in which the failure occurs among the plurality of gateways 130 provided to maintain optimal performance. The control module 136 performs control of the gateway.

상기 중앙 관제시스템(140)는 상기 게이트웨이(130)로부터 전송받은 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태의 감지 정보를 확인 분석하여, 터널(200)의 안전 이상 발생을 통보한다.The central control system 140 checks and analyzes the concentration of harmful gas in the tunnel 200 received from the gateway 130, whether leakage occurs, and detection information of the state of the tunnel 200, thereby ensuring the safety of the tunnel 200. Notify of abnormality.

상기 중앙 관제시스템(140)는 분석 모듈(141) 및 제2 제어 모듈(142)을 포함할 수 있다. 상기 분석 모듈(141)은 상기 게이트웨이(130)로부터 전송받은 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태의 감지 정보를 확인 분석한다. 상기 제어 모듈(142)은 상기 분석 모듈(141)로부터 분석된 결과가 기설정된 기준값을 초과하는 경우 터널(200) 안전 이상 발생을 알리기 위한 경고 메시지를 철도차량에 구비된 단말기에 통보하거나 터널(200) 내에 별도로 구비되는 경고수단에 통보하여 제어한다.The central control system 140 may include an analysis module 141 and a second control module 142. The analysis module 141 confirms and analyzes the concentration of harmful gas in the tunnel 200 received from the gateway 130, whether leakage occurs, and detection information of the state of the tunnel 200. The control module 142 notifies the terminal equipped with the railway vehicle a warning message for notifying occurrence of the safety abnormality in the tunnel 200 when the analysis result of the analysis module 141 exceeds a preset reference value or the tunnel 200. Control by notifying warning means provided separately in

철도 터널 안전 시스템 제어방법Rail tunnel safety system control method

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 철도 터널 안전 시스템 제어 방법은 앞서 설명한 도 1 내지 도 3과 같은 구성으로 이루어진 철도 터널 안전 시스템을 기반으로 하는 제어방법으로 이하 중복되는 설명은 생략한다.Referring to Figure 4, the railway tunnel safety system control method according to an embodiment of the present invention is a control method based on the railway tunnel safety system composed of the configuration as described above 1 to 3 will be described below overlap Omit.

먼저, 철도 터널(200) 내에 구비되는 센서 수단(110)이 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태를 각각 감지한다.(S100) 이때, 상기 센서 수단(110)은 유해가시 감지센서(111), 누수 감지센서(112), 터널(200)의 진동 감지센서, 연약지반/사면의 변형 또는 기울어짐 감지 센서를 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. First, the sensor means 110 provided in the railway tunnel 200 detects the concentration of harmful gas in the tunnel 200, whether there is a leak, and the state of the tunnel 200, respectively (S100). 110 may include at least one harmful visible sensor 111, the leak detection sensor 112, the vibration sensor of the tunnel 200, the deformation or inclination of the soft ground / slope.

다음으로, 다수개의 USN 센서노드(120)가 상기 센서 수단(110)으로부터 감지된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집한다.(S110) 상기 USN 센서노드(120)는 상기 센서 수단(110)이 감지한 물리적 상황을 전기신호로 전환하여 게이트웨이(130)의 요청에 반응전송하는 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 USN 센서노드(120)와 상기 게이트웨이(130)는 각각 다수개 구비되어 상호 다중화 통신을 수행하여, 일부에 고장이 발생해도 나머지 장치들은 정상적으로 동작하여 감지 정보 데이터의 전송 안정성 및 신뢰성을 높이도록 구성된다. Next, a plurality of USN sensor nodes 120 collects sensed information detected from the sensor means 110 through multiplexed communication. (S110) The USN sensor node 120 is detected by the sensor means 110. It converts a physical situation into an electrical signal and plays a role in response to the request of the gateway 130. In the present invention, the USN sensor node 120 and the gateway 130 are each provided in plural number to perform mutual multiplexing communication, so that even if a failure occurs in some parts, the remaining devices operate normally to ensure transmission stability and reliability of sensing information data. Configured to increase.

다음으로, 다수개의 게이트웨이(130)가 상기 USN 센서노드(120)로부터 송출된 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하고, 수신된 감지 정보를 송출한다.(S120) 상기 게이트웨이(130)는 센서노드(120)와 무선의 통신을 통해서 정보를 수집하여 시스템로 전송하는 중간자 역할을 한다.Next, the plurality of gateways 130 receives the sensed information transmitted from the USN sensor node 120 through multiplexed communication, and transmits the received sensed information. (S120) The gateway 130 includes a sensor node ( 120) and acts as an intermediary to collect and transmit information to the system through wireless communication.

다음으로, 중앙 관제시스템(140)가 상기 게이트웨이(130)로부터 전송받은 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태의 감지 정보를 확인 분석하여, 터널(200)의 안전 이상 발생을 통보한다.(S130) 상기 중앙 관제시스템(140)는 분석된 결과가 기설정된 기준값을 초과하는 경우 터널(200) 안전 이상 발생을 알리기 위한 경고 메시지를 철도차량에 구비된 단말기에 통보하거나 터널(200) 내에 별도로 구비되는 경고수단에 통보하여 제어한다.Next, the central control system 140 checks and analyzes the concentration of harmful gas in the tunnel 200 received from the gateway 130, whether leaks occur, and detection information of the state of the tunnel 200, and the tunnel 200. The central control system 140 notifies the terminal equipped with the railway vehicle a warning message for notifying the occurrence of the safety abnormality in the tunnel 200 when the analyzed result exceeds a predetermined reference value. Notify or control by notifying the warning means provided in the tunnel 200 separately.

이처럼, 센서 수단(110)의 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수집하는 상기 다수개의 USN 센서노드(120) 및 상기 USN 센서노드(120)로부터 감지 정보를 다중화 통신을 통해 수신하여 전송하는 다수개의 게이트웨이(130)를 포함함으로써, 상기 USN 센서노드(120)와 게이트웨이(130)는 독립적으로 동작하기 때문에 일부에 고장이 발생해도 나머지 장치들은 정상적으로 동작하여 감지 정보 데이터의 전송 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있다.As such, a plurality of gateways for receiving and transmitting sensing information from the plurality of USN sensor nodes 120 and the USN sensor node 120 that collect sensing information of the sensor means 110 through multiplexed communication ( By including 130, the USN sensor node 120 and the gateway 130 operate independently, so that even if a failure occurs in some parts, the remaining devices operate normally to increase transmission stability and reliability of sensing information data.

또한, 본 발명은 터널(200) 내의 유해가스의 농도, 누수발생 여부 및 터널(200)의 상태를 각각 감지하고, 무선통신수단인 상기 게이트웨이(130)를 이용하여 실시간으로 상기 중앙 관제시스템(140)와 통신함으로써, 지속적으로 터널(200) 내의 안전을 진단할 수 있어 철도 사고로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있을 뿐 아니라 사고 발생시 신속히 대처할 수 있다.In addition, the present invention detects the concentration of harmful gas in the tunnel 200, whether the leak occurs and the state of the tunnel 200, respectively, and in real time using the gateway 130 which is a wireless communication means in the central control system 140 By communicating with), it is possible to continuously diagnose the safety in the tunnel 200 can not only prevent the damage caused by the railway accident in advance, but also can respond quickly in the event of an accident.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention described above have been described in detail, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변경 및 개량 형태 또는 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Accordingly, the scope of the present invention should not be limited to the disclosed embodiments but should be regarded as belonging to various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims, or the scope of the present invention. .

100 : 철도 터널 안전 시스템
110 : 센싱 수단
120 : 센서 노드
130 : 게이트웨이
140 : 중앙 시스템100: railway tunnel safety system
110: sensing means
120: sensor node
130: gateway
140: central system

Claims

In the railway tunnel safety system,
Sensor means provided in the railway tunnel for detecting the concentration of harmful gases in the tunnel, whether leakage occurs and the state of the tunnel, respectively;
A plurality of USN sensor nodes that collect sensed information detected from the sensor means through multiplexed communication;
A plurality of gateways for receiving the sensed information transmitted from the USN sensor node through multiplexed communication and transmitting the received sensed information; And
And a central control system for notifying the occurrence of safety faults in the tunnel by checking and analyzing the concentration of harmful gas in the tunnel received from the gateway, whether leakage occurred and detection information of the state of the tunnel.
The USN sensor node,
Sensor information collection module for collecting the concentration of harmful gas in the tunnel, whether leakage occurs and the state information of the tunnel from the sensor means;
A first interface module responsible for an interface between the USN sensor nodes;
A sensor maintenance module to perform maintenance of the USN sensor node; And
And an information processing and control module for performing information processing and control between the USN sensor nodes.
The gateway is,
Receiving module for receiving the concentration information of the harmful gas in the tunnel, the leakage occurs and the status information of the tunnel from the USN sensor node;
A storage module for storing the sensing information received by the receiving module;
A transmission module for transmitting the sensing information stored in the storage module to the central control system;
A second interface module in charge of an interface between the gateways;
A gateway maintenance module that performs maintenance of the gateway; And
A first control module to control the gateway;
Railway tunnel safety system comprising a.

The method of claim 1,
The sensor means is a railway tunnel safety system, characterized in that it comprises at least one or more harmful gas detection sensor, water leakage detection sensor, tunnel vibration detection sensor, soft ground / slope deformation detection sensor.

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The method of claim 1,
The central control system,
An analysis module for confirming and analyzing the concentration of harmful gas in the tunnel received from the gateway, whether leakage occurs, and detection information of a state of the tunnel; And
A second control module for notifying a railway vehicle of a warning message for notifying occurrence of a tunnel safety abnormality or notifying warning means provided separately in the tunnel when a result analyzed by the analysis module exceeds a preset reference value;
Railway tunnel safety system comprising a.

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