KR20250034732A

KR20250034732A - Traction System for Variable Gauge Track Operation of Railway Vehicles and Traction Method Using the Same

Info

Publication number: KR20250034732A
Application number: KR1020230117056A
Authority: KR
Inventors: 문형석; 박기준; 권용장
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2023-09-04
Filing date: 2023-09-04
Publication date: 2025-03-11

Abstract

본 발명은 구동 장치 및 액추에이터의 작동에 의해 차량 하측으로 투입되어 차량의 지지 및 견인이 가능한 복수의 견인 유닛, 네트워크를 통해 견인 유닛의 구동 장치 및 리프팅 장치의 작동을 통합 관제하는 관제부로 구성되어, 가변 윤축이 장착된 차량을 견인하여 서로 다른 궤간을 가지는 선로간 연결부에 설치된 가변궤간 선로를 통과시킴으로써, 가변 윤축 차륜간 거리 조정을 수행하는 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템 및 이를 이용한 견인 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traction system for operating a train on a variable gauge track, which performs distance adjustment between wheels of variable axles by towing a vehicle equipped with a variable axle and passing it on a variable gauge track installed at a track-to-track connection having different gauges, and a traction method using the same, the system comprising: a plurality of traction units capable of supporting and towing the vehicle by being introduced under the vehicle by the operation of a driving device and an actuator; and a control unit that comprehensively controls the operation of the driving devices and lifting devices of the traction units through a network.

Description

Traction system for variable gauge track operation of trains and traction method using the same {Traction system for variable gauge track operation of railway vehicles and traction method using the same}

본 발명은 서로 다른 궤간을 가지는 선로간 연결부를 통과하는 열차로부터 기관차를 분리하여, 가변궤간 선로를 객차 또는 화차만이 통과할 수 있도록 함으로써, 가변궤간 선로의 내구 수명을 확보하는 견인 시스템이 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동 장치 및 액추에이터의 작동에 의해 차량 하측으로 투입되어 차량의 지지 및 견인이 가능한 복수의 견인 유닛, 네트워크를 통해 견인 유닛의 구동 장치 및 리프팅 장치의 작동을 통합 관제하는 관제부로 구성되어, 가변 윤축이 장착된 차량을 견인하여 서로 다른 궤간을 가지는 선로간 연결부에 설치된 가변궤간 선로를 통과시킴으로써, 가변 윤축 차륜간 거리 조정을 수행하는 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템 및 이를 이용한 견인 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traction system which secures the service life of a variable-gauge track by separating a locomotive from a train passing through a joint between tracks having different gauges, thereby allowing only passenger cars or freight cars to pass through the variable-gauge track, and more specifically, to a traction system for operating a train on a variable-gauge track, the system comprising a plurality of traction units which are capable of supporting and towing the vehicle by being introduced underneath the vehicle by the operation of a drive device and an actuator, and a control unit which comprehensively controls the operation of the drive devices and lifting devices of the traction units through a network, thereby towing a vehicle equipped with a variable axle and passing it through a variable-gauge track installed at a joint between tracks having different gauges, thereby performing distance adjustment between wheels of a variable axle, and a traction method using the same.

철도 차량을 통한 운송은 선박 운송이나 항공 운송에 비해 높은 내륙 운송 접근성을 가지고, 악천후 발생 등 기후의 영향을 거의 받지 않으며, 운송 거리가 증가할수록 비용이 감소하는 장점을 가지고 있어, 장거리 운송에 주로 사용된다.Transportation via rail vehicles has the advantage of high inland transportation accessibility compared to ship or air transportation, is hardly affected by climate conditions such as bad weather, and has the advantage of decreasing costs as the transportation distance increases, so it is mainly used for long-distance transportation.

그러나 우리 나라를 비롯한 대다수의 국가는 1435mm의 궤간 크기를 가지는 표준궤간 선로를 채택하고 있는 반면, 러시아나 인도 또는 스페인 등의 국가에서는 표준궤간보다 큰 궤간 크기를 가지는 광궤를 사용하거나, 표준궤간보다 작은 궤간 크기를 가지는 협궤를 사용하고 있어, 국경 지대 통과 시 선로의 궤간 크기가 일치하지 않아 주행이 불가하게 된다.However, while most countries, including our country, have adopted a standard gauge railway with a gauge size of 1435 mm, countries such as Russia, India, and Spain use a wide gauge with a gauge size larger than the standard gauge, or a narrow gauge with a gauge size smaller than the standard gauge. As a result, when crossing border areas, the gauge sizes of the railways do not match, making it impossible to drive.

따라서 서로 다른 궤간 크기를 가지는 선로를 채택한 국가의 국경을 통과하는 철도 차량은 선로의 궤간 변경 크기에 맞춰 차량의 윤축 궤간을 조정하는 절차를 거칠 필요가 있으며, 서로 다른 궤간을 가지는 선로간 연결부에는 차량의 윤축 궤간 조정이 이루어지는 선로인 궤간가변선이 설치된다.Therefore, railway vehicles crossing the borders of countries that have adopted tracks with different gauge sizes need to go through a procedure to adjust the wheelset gauge of the vehicles to match the size of the track gauge change, and variable gauge lines are installed at the connection between tracks with different gauges, which are tracks where the wheelset gauge of the vehicles is adjusted.

차량의 윤축 궤간을 조정하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0799338호(2008.01.23.등록)의 철도 차량용 궤간 가변 윤축시스템 및 궤간 가변 레일과 같이 차량의 윤축 궤간을 조정하는 궤간 가변 시스템이 적용되고 있으며, 궤간 가변 윤축시스템이 장착된 철도 차량이 서로 다른 크기의 궤간을 가지는 두 선로 상에 설치된 궤간 가변 레일을 통과하면서 윤축의 궤간이 자동으로 조정된다.In order to adjust the wheel axle gauge of a vehicle, a gauge variable system for adjusting the wheel axle gauge of a vehicle, such as the variable gauge wheel axle system and variable gauge rail for a railway vehicle of Korean Patent Publication No. 10-0799338 (registered on January 23, 2008), is applied, and when a railway vehicle equipped with a variable gauge wheel axle system passes over a variable gauge rail installed on two tracks having different gauge sizes, the wheel axle gauge is automatically adjusted.

궤간 가변 윤축시스템 및 궤간 가변 레일을 통해 윤축의 궤간 크기를 변경하는 작업은, 변경 전 퀘간 크기에 대응하는 궤간을 가지는 기관차를 분리하여 열차 편성에서 제외하고, 변경 후 궤간 크기에 대응하는 궤간을 가지는 기관차를 연결하여 열차 편성에 포함시키는 방식으로 이루어진다.The work of changing the gauge size of a wheelset through a variable gauge wheelset system and a variable gauge rail is carried out by separating a locomotive having a gauge corresponding to the gauge size before the change and excluding it from the train formation, and then connecting a locomotive having a gauge corresponding to the gauge size after the change and including it in the train formation.

그러나 이와 같은 궤간 가변 레일은 레일의 궤간 크기가 변화하는 방향으로 궤간 가변 윤축에 횡 방향 힘을 가하여 가변 윤축의 궤간 크기를 변경시키게 되므로, 궤간가변선의 선로는 일반 선로에 비해 내구 수명이 단축되며, 특히 동력장치가 부가된 기관차의 경우 화차 때는 객차로 이루어진 일반 철도 차량 대비 선로 통과 과정에서 매우 큰 축중을 가하게 된다. However, since variable-gauge rails like this apply a lateral force to the variable-gauge wheelset in the direction in which the gauge size of the rail changes, the track of a variable-gauge line has a shorter durability life than that of a general track, and in particular, in the case of a locomotive with an added power unit, a much larger axle load is applied when passing through the track compared to a general railway vehicle consisting of passenger cars.

궤간가변선을 통해 기관차를 투입하여 기관차가 분리된 열차와 연결한 후, 연결된 기관차를 통해 철도 차량 운행을 재개하는 경우, 투입 및 견인 과정에서 2회의 궤간가변선상 기관차 출입이 이루어지게 되는데, 궤간가변선으로의 잦은 기관차 출입은 궤간가변선의 내구 수명 감소를 가속화하는 원인이 된다.When a locomotive is introduced through a variable-gauge line, connected to a separated train, and then railway vehicle operation is resumed through the connected locomotive, the locomotive enters and exits the variable-gauge line twice during the introduction and pulling process. Frequent locomotive entry and exit onto a variable-gauge line accelerates the reduction in the durability of the variable-gauge line.

따라서 궤간가변선 상으로의 기관차 출입 없이 철도 차량을 견인하여 궤간 가변 레일을 통과시켜 윤축의 궤간 크기를 변경함으로써, 궤간가변선의 내구 수명을 확보시킬 수 있는 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템을 개발할 필요성이 높아지고 있다.Therefore, there is an increasing need to develop a traction system for variable-gauge track operation that can secure the service life of variable-gauge tracks by changing the gauge size of the wheelset by towing railway vehicles through variable-gauge rails without locomotives entering and exiting the variable-gauge track.

대한민국 등록특허공보 제10-0799338호 (2008.01.23. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0799338 (Registered on January 23, 2008)

본 발명에서는 궤간가변선을 통해 철도 차량의 윤축 궤간 크기를 변경되는 과정에서 상대적으로 무거운 축중을 가지는 기관차가 궤간가변선을 통과하지 않도록 함으로써, 궤간가변선의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a traction system for operating a train on a variable gauge track, which can improve the durability of a variable gauge track by preventing a locomotive with a relatively heavy axle load from passing through the variable gauge track during the process of changing the wheel axle gauge size of a railway vehicle through the variable gauge track.

본 발명에 따른 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템은, 구동 장치를 통해 전후 방향 주행 및 방향 전환이 가능한 복수의 견인 유닛, 각 견인 유닛 상부에 장착되고 액추에이터의 작동에 의해 상측 방향으로 이동하여 차량 하부를 지지하여 설정된 높이로 들어올리거나, 액추에이터의 작동에 의해 하측 방향으로 이동하여 차량 하부로부터 분리되는 리프팅 장치, 각 견인 유닛의 구동 장치 및 리프팅 장치의 액추에이터 작동을 개별 제어하는 제어 장치, 네트워크를 통해 제어 장치와 연결되고 제어 장치로 제어 신호를 전송하여 구동 장치 및 리프팅 장치의 작동을 통합 관제하는 관제부를 포함하여 구성되되, 선로의 궤간 간격 변화에 따라 차축 상에서 차량 폭 방향 내측 또는 외측을 향해 이동 가능한 차륜으로 이루어진 가변 윤축이 장착된 차량이, 서로 다른 궤간을 가지는 제1 선로와 제2 선로간 연결부에 설치되어 제1 선로에 대응하는 궤간 크기를 제2 선로에 대응하는 궤간 크기로 변경하는 가변궤간 선로로 진입하기 전, 관제부는 제1 선로 상에서 기관차가 분리된 차량 하부로 복수의 견인 유닛을 투입하여 제2 선로를 향해 차량을 견인함으로써, 가변궤간 선로를 통과하는 차량의 가변 윤축 차륜간 거리 조정이 이루어지며, 제2 선로 상에 대기 중인 기관차와 견인된 차량이 연결되면 투입된 견인 유닛을 철수시킨다.The traction system for operating a train on a variable gauge track according to the present invention comprises: a plurality of traction units capable of driving forward and backward and changing direction through a driving device; a lifting device mounted on the upper portion of each traction unit and moving upward by the operation of an actuator to support the lower portion of the vehicle and lift it to a set height, or moving downward by the operation of the actuator to separate it from the lower portion of the vehicle; a control device individually controlling the operation of the actuators of the driving devices of each traction unit and the lifting device; and a control unit connected to the control device through a network and transmitting a control signal to the control device to comprehensively control the operation of the driving devices and the lifting devices, wherein before a vehicle equipped with a variable axle, which is formed of wheels capable of moving inward or outward in the vehicle width direction on an axle according to a change in the gauge interval of the track, enters a variable gauge track installed at a connection between a first track and a second track having different gauges and changing the gauge size corresponding to the first track to the gauge size corresponding to the second track, the control unit controls the locomotive on the first track to enter the variable gauge track. By deploying multiple traction units under a separated vehicle and pulling the vehicle toward a second track, variable wheelbase wheel spacing adjustment of the vehicle passing through a variable gauge track is achieved, and when the towed vehicle is connected to a locomotive waiting on the second track, the deployed traction units are withdrawn.

본 발명의 실시 예에 따르면 각 견인 유닛의 리프팅 장치에는 하측 방향으로 작용하는 하중의 크기를 측정하는 하중 측정 장치가 부가되며, 액추에이터의 작동에 의해 차량 하부를 지지하여 설정된 높이로 들어올릴 때 하중 측정 장치를 통해 하중을 측정하되, 측정된 하중 크기가 투입된 견인 유닛의 허용 견인력을 초과하는 경우, 제어 장치는 투입된 각 견인 유닛의 작동을 일시 중단하고 관제부로 하중 초과 신호를 전송하여, 관제부에서 해당 차량으로 견인 유닛을 추가 투입하거나, 측정된 하중이 투입된 견인 유닛의 허용 견인력 미만인 경우, 제어 장치는 관제부로부터 수신한 제어 신호에 따라 차량을 제2 선로로 견인한다.According to an embodiment of the present invention, a load measuring device for measuring the magnitude of a load acting in a downward direction is added to the lifting device of each traction unit, and when the lower part of the vehicle is supported by the operation of the actuator and lifted to a set height, the load is measured through the load measuring device. If the measured load magnitude exceeds the allowable traction force of the deployed traction unit, the control device temporarily suspends the operation of each deployed traction unit and transmits an excess load signal to the control unit, so that the control unit additionally deploys a traction unit to the vehicle, or if the measured load is less than the allowable traction force of the deployed traction unit, the control device tows the vehicle to a second track according to a control signal received from the control unit.

본 발명의 실시 예에 따르면 각 견인 유닛의 구동 장치는, 견인 유닛 본체에 장착되는 다수의 매커넘휠과, 각 매커넘휠에 연결되어 구동력을 개별적으로 제공하는 구동 모터로 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the driving device of each traction unit is composed of a plurality of macernum wheels mounted on the traction unit body, and a driving motor connected to each macernum wheel to individually provide driving force.

본 발명의 실시 예에 따르면 관제부는 서버로부터 차량에 탑승한 승객 또는 적재된 화물 정보를 수신하여 차량의 중량을 추정함으로써, 차량 견인을 위해 투입되는 견인 유닛의 초기 투입 수량을 결정한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit receives information on passengers or loaded cargo on a vehicle from a server and estimates the weight of the vehicle, thereby determining the initial number of towing units to be deployed for towing the vehicle.

본 발명의 실시 예에 따르면 관제부의 제어 장치 제어는 기계 학습을 기반으로 하는 인공지능 알고리즘에 의해 자동으로 이루어지되, 견인 유닛의 제어 결과 획득한 결과 데이터는 인공지능 알고리즘으로 피드백되어, 인공지능 알고리즘의 재학습 데이터로 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the control device of the control unit is automatically controlled by an artificial intelligence algorithm based on machine learning, and the result data obtained as a result of the control of the traction unit is fed back to the artificial intelligence algorithm and provided as re-learning data of the artificial intelligence algorithm.

본 발명의 실시 예에 따르면 각 견인 유닛의 본체에는 카메라, 라이다, 초음파 센서 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 센서 모듈이 장착되며, 연산 장치는 견인 유닛 주행 중 센서 모듈로부터 수신한 신호로부터 지형 및 장해물 데이터를 생성하여 충돌 사고 발생 위험 감지 시 제어 장치로 구동 장치의 회피 기동 데이터를 포함하는 긴급 회피 제어 신호를 발신하되, 연산 장치의 제어 신호는 관제부의 제어 신호보다 우선하는 제어 권한을 가지고 있어, 연산 장치에서 수신된 회피 기동 데이터에 의해 견인 유닛의 긴급 회피 기동이 이루어지고, 긴급 회피 기동 완료 후 긴급 회피 제어 신호 미수신 시 관제부의 제어 신호에 의한 견인 유닛 제어가 재개된다.According to an embodiment of the present invention, a sensor module comprising one or a combination of a camera, a lidar, and an ultrasonic sensor is mounted on the main body of each towing unit, and a computing device generates terrain and obstacle data from signals received from the sensor module while the towing unit is driving, and when a risk of a collision accident is detected, an emergency avoidance control signal including evasion maneuver data of a driving device is transmitted to a control device, wherein the control signal of the computing device has a control authority that has priority over the control signal of the control unit, so that the towing unit's emergency avoidance maneuver is performed by the evasion maneuver data received by the computing device, and when the emergency avoidance control signal is not received after the emergency avoidance maneuver is completed, the towing unit control is resumed by the control signal of the control unit.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 가변 윤축은, 차축 상에 결합되는 고정캡, 고정캡에 결합되어 차륜을 차량 횡 방향을 따라 이동시키는 잠금기구, 잠금기구의 잠금 및 풀림을 구속하는 플랜지, 고정캡 단부에 형성된 스프링 홀더와 플랜지 사이에 장착되는 스프링, 고정캡에 설치되어 플랜지의 위치를 고정하는 플랜지 잠금구로 구성되며,According to an embodiment of the present invention, the variable axle comprises a fixed cap coupled to an axle, a locking mechanism coupled to the fixed cap to move the wheel along the lateral direction of the vehicle, a flange that restricts locking and unlocking of the locking mechanism, a spring mounted between the flange and a spring holder formed at an end of the fixed cap, and a flange locking member installed on the fixed cap to fix the position of the flange.

상기 가변궤간 선로는, 제1,2 선로 사이에 설치되는 궤간변환레일, 궤간변환레일보다 높은 높이를 이루도록 궤간변환레일 내외측면을 따라 배치된 가이드 레일, 궤간변환레일 사이에 형성되고 플랜지와 접촉하는 횡 방향 폭이 증가 또는 감소하여 플랜지의 횡 방향 이동에 따른 잠금기구의 잠금 및 풀림을 제어하는 릴리스 레일로 구성된다.The above variable gauge track is composed of a gauge conversion rail installed between the first and second tracks, a guide rail arranged along the inner and outer sides of the gauge conversion rail to form a height higher than the gauge conversion rail, and a release rail formed between the gauge conversion rails and having a lateral width in contact with the flange that controls locking and releasing of a locking mechanism according to lateral movement of the flange.

본 발명의 실시 예에 따르면 하중 측정 장치에서 측정된 하중이 투입된 견인 유닛의 허용 견인력 미만이면, 관제부는 차량 전후 방향 또는 폭 방향을 따라 배치된 각 견인 유닛의 하중 측정 장치로부터 측정된 하중 값을 수신하며, 각 견인 유닛의 하중 측정 장치에서 측정된 중량의 편차 크기가 설정된 값 이상인 경우, 투입된 견인 유닛을 이동시켜 하중 측정 장치에서 측정된 중량의 편차 크기가 설정된 값 미만으로 형성되는 지점으로 차량 하부 지지 위치를 변경한다.According to an embodiment of the present invention, if the load measured by the load measuring device is less than the allowable traction force of the deployed towing unit, the control unit receives the measured load value from the load measuring device of each towing unit arranged along the front-rear direction or the width direction of the vehicle, and if the deviation size of the weight measured by the load measuring device of each towing unit is greater than a set value, the deployed towing unit is moved to change the vehicle lower support position to a point where the deviation size of the weight measured by the load measuring device is formed to be less than the set value.

본 발명의 실시 예에 따르면 견인 유닛에 의한 차량 이동 중 각 견인 유닛의 하중 측정 장치에서 중량 변화를 측정하며, 제어 장치를 통해 각 액추에이터를 작동시켜 하중 측정 장치에서 측정된 중량 변화가 감소되는 방향으로 각 견인 유닛의 리프팅 장치의 높이를 제어한다.According to an embodiment of the present invention, a weight change is measured at a load measuring device of each towing unit during movement of a vehicle by the towing unit, and a control device operates each actuator to control the height of a lifting device of each towing unit in a direction in which the weight change measured by the load measuring device is reduced.

본 발명에 따른 차량의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 방법은, 제1 선로를 따라 운행하는 차량의 기관차가 가변궤간 선로로 진입하기 전 제1 선로 상에서 정차하여 기관차를 분리하며, 분리된 기관차를 분기기를 통해 제1 선로로부터 다른 선로로 이동시키는 기관차 분리 단계; 관제부가 서버로부터 차량에 탑승한 승객 또는 적재된 화물 정보를 수신하여, 가변궤간 선로를 통과하는 차량 하부로 투입되는 견인 유닛의 초기 투입 수량을 결정하며, 네트워크를 통해 견인 유닛의 제어 장치로 구동 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 전송하여, 전후 방향 주행 및 방향 전환을 통해 복수의 견인 유닛을 기관차가 분리된 차량 하부로 투입하는 견인 유닛 투입 단계; 관제부에서 각 견인 유닛 상부에 장착된 리프팅 장치로 리프팅 장치의 액추에이터가 상측 방향으로 이동하기 위한 제어 신호를 전송하며, 제어 신호에 따라 리프팅 장치가 작동하여 차량 하부를 지지하면서 설정된 높이로 들어올리는 차량 지지 단계; 관제부에서 각 견인 유닛의 제어 장치로 제어 신호를 전송하여, 견인 유닛을 통해 차량을 제2 선로 방향으로 견인하며, 선로의 궤간 간격 변화에 따라 차축 상에서 차량 폭 방향 내측 또는 외측을 향해 이동 가능한 차륜으로 이루어진 차량의 가변 윤축이, 서로 다른 궤간 크기를 가지는 제1,2 선로간 연결부에 설치된 가변궤간 선로를 통과함으로써, 제2 선로 궤간에 대응하는 크기로의 차량의 가변 윤축 차륜간 거리 조정이 이루어지는 차륜 거리 조정 단계; 관제부의 제어에 따른 견인 유닛의 작동을 통해, 견인된 차량의 연결기를 제2 선로 상에서 대기 중인 기관차의 연결기에 연결하는 기관차 연결 단계; 관제부에서 각 견인 유닛의 액추에이터가 하측 방향으로 이동하기 위한 제어 신호를 전송하며, 제어 신호에 따라 리프팅 장치가 하강하여 차량 하부로부터 분리되는 리프팅 장치 분리 단계; 관제부에서 견인 유닛의 제어 장치로 제어 신호를 전송하여, 투입된 견인 유닛을 철수시키는 견인 유닛 철수 단계;로 이루어진다.A traction method for operating a vehicle on a variable-gauge track according to the present invention comprises: a locomotive separation step in which a locomotive of a vehicle running along a first track stops on the first track before entering the variable-gauge track to separate the locomotive, and moves the separated locomotive from the first track to another track through a switch; a traction unit introduction step in which a control unit receives information on passengers or loaded cargo on the vehicle from a server, determines an initial number of traction units to be introduced under a vehicle passing through a variable-gauge track, and transmits a control signal for controlling a drive device to a control device of the traction unit through a network, and introduces a plurality of traction units under the vehicle from which the locomotive is separated through forward and backward driving and direction change; a vehicle support step in which the control unit transmits a control signal for an actuator of a lifting device mounted on the upper portion of each traction unit to move upward, and the lifting device operates according to the control signal to support the lower portion of the vehicle and lift it to a set height; The method comprises: a wheel distance adjustment step in which a variable axle of a vehicle, which is configured by transmitting a control signal from a control unit to a control device of each traction unit, to tow a vehicle in the direction of a second track through the traction unit, and in which a wheel capable of moving inward or outward in the direction of the vehicle width on the axle according to a change in the track gauge interval passes through a variable gauge track installed at a first and second track connecting portion having different gauge sizes, thereby adjusting the wheel distance of the variable axle of the vehicle to a size corresponding to the track gauge; a locomotive connecting step in which, through the operation of the traction unit according to the control of the control unit, the coupler of the towed vehicle is connected to the coupler of the locomotive waiting on the second track; a lifting device separation step in which, from the control unit, the actuator of each traction unit is transmitted to move downward, and in which, according to the control signal, the lifting device is lowered and separated from the lower part of the vehicle; a traction unit withdrawal step in which, from the control unit, the deployed traction unit is withdrawn by transmitting a control signal to the control device of the traction unit.

본 발명의 실시 예에 따르면 각 견인 유닛의 리프팅 장치에는 하측 방향으로 작용하는 하중의 크기를 측정하는 하중 측정 장치가 부가되되, 차량 지지 단계에서 리프팅 장치를 통해 차량을 설정된 높이로 들어올릴 때, 하중 측정 장치를 통해 측정된 하중 크기가 투입된 견인 유닛의 허용 견인력을 초과하는 경우, 제어 장치는 투입된 각 견인 유닛의 작동을 일시 중단하고 관제부로 하중 초과 신호를 전송하여, 관제부에서 해당 차량으로 견인 유닛을 추가 투입하는 견인 유닛 추가 투입 단계가 수행되거나, 또는 측정된 하중이 투입된 견인 유닛의 허용 견인력 미만인 경우, 차륜 거리 조정 단계가 진행된다.According to an embodiment of the present invention, a load measuring device for measuring the magnitude of a load acting in a downward direction is added to the lifting device of each towing unit, and when the vehicle is lifted to a set height through the lifting device in the vehicle supporting step, if the magnitude of the load measured by the load measuring device exceeds the allowable traction force of the deployed towing unit, the control device temporarily suspends the operation of each deployed towing unit and transmits an excess load signal to the control unit, so that the towing unit additional deployment step of the control unit additionally deploying a towing unit to the corresponding vehicle is performed, or if the measured load is less than the allowable traction force of the deployed towing unit, the wheel distance adjustment step is performed.

본 발명에 따르면 열차가 서로 다른 규격의 선로를 연결하는 궤간가변선을 통과하는 과정에서, 견인 유닛을 통해 기관차가 분리된 상태의 차량을 견인하여 궤간 간격이 변화된 선로 상에 대기 중인 다른 기관차에 연결하여, 상대적으로 무거운 축중을 가지는 기관차가 궤간가변선을 통과하지 않도록 함으로써, 궤간가변선의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when a train passes through a variable gauge line connecting tracks of different specifications, a locomotive tows a separated vehicle through a traction unit and connects it to another locomotive waiting on a track with a changed gauge gap, thereby preventing a locomotive with a relatively heavy axle load from passing through the variable gauge line, thereby improving the durability life of the variable gauge line.

본 발명에 따르면 견인 유닛을 통해 기관차가 분리된 차량을 견인하여 궤간가변선을 통과시키는 과정에서, 견인 유닛의 리프팅 장치를 통해 차량을 일정 높이만큼 들어올려 궤간가변선에 가해지는 차량의 축중을 경감시킴으로써, 궤간가변선의 내구 수명을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the process of having a locomotive tow a separated vehicle through a traction unit to pass through a variable-gauge track, the vehicle is lifted to a certain height through a lifting device of the traction unit, thereby reducing the axle load of the vehicle applied to the variable-gauge track, thereby having the effect of further improving the durability life of the variable-gauge track.

본 발명에 따르면 견인 유닛을 통해 기관차가 분리된 차량을 견인하여 궤간가변선을 통과시킨 후 대기 중인 다른 기관차에 차량을 연결함으로써, 궤간가변선에서 양측 차륜간 이격 간격 조정 작업 중 발생하는 시간 지연을 저감할 수 있는 효과강 있다.According to the present invention, by having a locomotive tow a separated vehicle through a traction unit to pass a variable-gauge line and then connect the vehicle to another waiting locomotive, there is an effect of reducing the time delay occurring during the work of adjusting the gap between wheels on both sides on a variable-gauge line.

도 1은 본 발명에 따른 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템의 구성을 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변궤간 선로의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가변 윤축의 구조와, 가변궤간 선로 상에서의 가변 윤축의 배치 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 견인 유닛의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템을 이용한 견인 방법의 순서도를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a drawing schematically showing the configuration of a traction system for operating a train on a variable gauge track according to the present invention.
Figure 2 is a drawing showing the structure of a variable gauge track according to the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing the structure of a variable axle according to the present invention and the arrangement structure of the variable axle on a variable gauge track.
Figure 4 is a drawing showing the structure of a traction unit according to the present invention.
FIG. 5 is a drawing showing a flow chart of a traction method using a traction system for operating a train on a variable gauge track according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. The parts necessary for understanding the operation and function according to the present invention are described in detail.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. When describing embodiments of the present invention, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.This is to convey the gist of the present invention more clearly without obscuring it by omitting unnecessary explanation.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. In addition, when describing components of the present invention, different reference numerals may be given to components with the same name depending on the drawings, and the same reference numerals may be given to different drawings.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.However, even in such cases, this does not mean that the components have different functions depending on the embodiment, or that they have the same function in different embodiments, and the function of each component should be judged based on the description of each component in the embodiment.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.In addition, the technical terms used in this specification should be interpreted as having a meaning generally understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined otherwise in this specification, and should not be interpreted in an overly comprehensive or overly narrow sense.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Additionally, singular expressions used herein include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. In this application, the terms “consisting of” or “comprising” should not be construed to necessarily include all of the various components or various steps described in the specification, and should be construed to mean that some of the components or some of the steps may not be included, or that additional components or steps may be included.

본 발명에 따른 열차의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템은, 도 1에서 도시하는 바와 같이 서로 다른 규격의 선로가 서로 연결되면서 선로의 궤간 간격이 변화하는 궤간가변선을 통과하는 과정에서, 다수의 견인 유닛(100)이 기관차가 분리된 상태의 차량 하부에 투입되어 차량을 지지한 다음, 궤간 간격이 변화된 선로 상에 대기 중인 기관차로 견인하여 연결함으로써, 궤간가변선에서 동력 부재 상태인 차량을 견인하여 새로운 선로 궤간 간격에 맞춰 차륜간 이격 간격을 조절하도록 한다.The traction system for operating a train on a variable gauge track according to the present invention, as illustrated in FIG. 1, when passing through a variable gauge track where tracks of different specifications are connected to each other and the gauge spacing of the tracks changes, a plurality of traction units (100) are inserted under a vehicle in a separated state from the locomotive to support the vehicle, and then tow the vehicle to a locomotive waiting on the track where the gauge spacing has changed, thereby towing the vehicle in a state of power failure on the variable gauge track and adjusting the wheel spacing to match the new track gauge spacing.

이하 궤간가변선으로 차량이 진입하는 선로를 제1 선로(10), 제1 선로(10)와 다른 궤간을 가지며 궤간가변선을 통과한 차량이 진출하는 선로를 제2 선로(20), 그리고 제1 선로(10)와 제2 선로(20)간 연결부에 설치되어 제1 선로(10)에 대응하는 궤간 크기를 제2 선로(20)에 대응하는 궤간 크기로 변경하는 선로를 가변궤간 선로(30)로 정의하여 본 발명에 따른 견인 시스템 구성을 설명한다.Hereinafter, a track along which a vehicle enters a variable-gauge line is defined as a first track (10), a track having a different gauge from the first track (10) and along which a vehicle exits after passing through a variable-gauge line is defined as a second track (20), and a track installed at a connection between the first track (10) and the second track (20) to change the gauge size corresponding to the first track (10) to the gauge size corresponding to the second track (20) is defined as a variable-gauge track (30), thereby explaining the configuration of a traction system according to the present invention.

제1 선로(10) 및 제2 선로(20)는 각각 표준 궤간이나, 표준 궤간보다 궤간 크기가 작은 협궤, 또는 표준 궤간보다 궤간 크기가 큰 광궤 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 가변궤간 선로(30)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 제1 선로(10) 및 제2 선로(20) 사이에는 제1,2 선로(10,20)의 궤간 크기에 맞춰 궤간의 크기가 점진적으로 변화하는 선로인 궤간변환레일(31)이 설치된다. The first track (10) and the second track (20) may each be formed of either a standard gauge, a narrow gauge having a gauge size smaller than the standard gauge, or a wide gauge having a gauge size larger than the standard gauge, and as illustrated in FIG. 2, a variable gauge track (30) is installed between the first track (10) and the second track (20) in which the gauge size gradually changes in accordance with the gauge sizes of the first and second tracks (10, 20).

궤간변환레일(31)의 내외측면에는 궤간변환레일(31)보다 높은 높이를 이루도록 한 쌍의 가이드 레일(32)이 궤간변환레일(31)의 내외측면과 대향하도록 배치되며, 차량이 궤간변환레일(31)을 따라 이동하면서 차량에 장착된 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격이 변화하는 동안 차륜 내측면 또는 외측면이 가이드 레일(32)에 의해 지지된다. On the inner and outer sides of the gauge conversion rail (31), a pair of guide rails (32) are arranged to face the inner and outer sides of the gauge conversion rail (31) so as to form a height higher than the gauge conversion rail (31), and while the vehicle moves along the gauge conversion rail (31), the inner or outer side of the wheel of the variable axle (200) mounted on the vehicle changes the distance between the wheels on both sides, and the inner or outer side of the wheel is supported by the guide rail (32).

가이드 레일(32)에 의해 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 속도 및 간격 변화가 안내되면서, 차륜과 궤간변환레일(31)간 이탈 발생에 따른 차량의 탈선 사고를 방지할 수 있으며, 양측 궤간변환레일(31) 사이에는 횡 방향 폭이 점차 증가하거나 또는 횡 방향 폭이 점차 감소하도록 상부 방향을 향해 일정 높이 돌출 형성된 릴리스 레일(33)이 배치된다.By guiding the change in the speed and spacing between the wheels on both sides of the variable axle (200) by the guide rail (32), it is possible to prevent a vehicle derailment accident due to the occurrence of separation between the wheels and the gauge conversion rail (31). A release rail (33) is arranged between the gauge conversion rails (31) on both sides and is formed to protrude upward at a certain height so that the transverse width gradually increases or decreases.

도 3에서 도시하는 바와 같이 가변 윤축(200)의 차축(201) 상에는 고정캡(210)이 결합되고, 고정캡(210)에는 잠금기구(220)가 결합되어 차축(201) 상에 연결된 차륜을 차량 횡 방향을 따라 이동시키며, 고정캡(210)의 차륜 반대측 단부에는 플랜지(230)가 결합되어 잠금기구(220)의 잠금 및 풀림을 구속한다.As shown in Fig. 3, a fixed cap (210) is coupled to an axle (201) of a variable axle (200), and a locking mechanism (220) is coupled to the fixed cap (210) to move a wheel connected to the axle (201) along the lateral direction of the vehicle, and a flange (230) is coupled to an end of the fixed cap (210) on the opposite side of the wheel to restrict the locking and releasing of the locking mechanism (220).

고정캡(210)의 차륜측 단부에는 스프링 홀더(240)가 형성되고, 플랜지(230)와 스프링 홀더(240)간 대향하는 표면에는 코일스프링으로 이루어지는 스프링(250)이 장착된다.A spring holder (240) is formed at the wheel side end of the fixed cap (210), and a spring (250) made of a coil spring is mounted on the surface facing the flange (230) and the spring holder (240).

고정캡(210)에는 플랜지 잠금구(260)가 설치되며, 플랜지 잠금구(260)에는 걸림쇠와 걸림쇠 돌기가 형성되어, 걸림쇠 및 걸림쇠 돌기간 결합 또는 분리에 의해 플랜지(230)의 위치를 고정하거나 플랜지(230)의 위치 고정 상태를 해제함으로써, 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격 고정 또는 이격 간격 조정이 이루어지질 수 있도록 한다.A flange locking member (260) is installed in the fixed cap (210), and a catch and a catch projection are formed in the flange locking member (260), so that the position of the flange (230) can be fixed or the position fixed state of the flange (230) can be released by engaging or disengaging between the catch and the catch projection, thereby allowing the gap between the wheels on both sides of the variable axle (200) to be fixed or adjusted.

릴리스 레일(33)은 차량이 가변궤간 선로(30)를 통과하는 과정에서 플랜지(230)와 접촉하는 위치 상에 배치되어, 릴리스 레일(33)과 접촉한 플랜지(230)는 릴리스 레일(33)의 횡 방향 폭 증가를 통해 형성된 경사면에 의해 차축(201)을 따라 외측으로 이동하여, 걸림쇠 및 걸림쇠 돌기간 풀림이 이루어지면서 잠금기구(220)의 잠금 상태를 해제하며, 궤간변환레일(31) 및 가이드 레일(32)의 궤간 크기에 맞춰 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격이 변화하게 된다.The release rail (33) is positioned at a position where it comes into contact with the flange (230) during the process of the vehicle passing through the variable gauge track (30), and the flange (230) in contact with the release rail (33) moves outward along the axle (201) by the inclined surface formed by the increase in the lateral width of the release rail (33), thereby releasing the locking mechanism (220) as the catch and the catch projection are released, and the gap between the wheels on both sides of the variable axle (200) changes according to the gauge size of the gauge conversion rail (31) and the guide rail (32).

차량의 가변 윤축(200)이 제2 선로(20)에 근접하면 궤간변환레일(31) 및 가이드 레일(32)에 의한 궤간 변환이 완료되어 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격 조정이 완료되며, 릴리스 레일(33)은 제2 선로(20) 근접하는 방향을 따라 횡 방향 폭이 감소하면서 형성된 역방향 경사면을 형성한다.When the variable axle (200) of the vehicle approaches the second track (20), the track conversion by the track conversion rail (31) and the guide rail (32) is completed, and the distance between the wheels on both sides of the variable axle (200) is adjusted, and the release rail (33) forms a reverse slope formed by decreasing the lateral width along the direction of approaching the second track (20).

제2 선로(20) 근접하는 방향에서 릴리스 레일(33)이 형성하는 역방향 경사면에 의해 플랜지(230)가 차축(201)을 따라 외측 이동하게 되며, 이에 따라 걸림쇠 및 걸림쇠 돌기간 결합이 이루어지면서 잠금기구(220)가 잠겨 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격이 고정된다.In the direction of approaching the second track (20), the flange (230) moves outward along the axle (201) due to the reverse slope formed by the release rail (33), and accordingly, the engagement between the catch and the catch projection is formed, thereby locking the locking mechanism (220) and fixing the gap between the wheels on both sides of the variable axle (200).

열차는 동력 장치를 포함하는 기관차에 동력 장치가 포함되지 않은 객차 또는 화차가 연결되어 구성되는데, 이하 본 발명의 명세서에서 기재하는 차량은 기관차를 제외한 객차 또는 화차를 의미한다. A train is composed of a locomotive including a power unit and passenger cars or freight cars not including a power unit connected to each other. The vehicle described in the specification of the present invention hereinafter means a passenger car or freight car excluding a locomotive.

기관차는 차량 대비 윤축으로 작용하는 축중이 매우 크게 형성되기 때문에, 기관차의 빈번한 가변궤간 선로(30) 출입은 가변궤간 선로(30)의 내구 수명을 크게 단축시킬 수 있다.Since the axle load of a locomotive acting as a wheel axle is formed very large compared to that of a vehicle, frequent entry and exit of the locomotive onto a variable gauge track (30) can significantly shorten the durability life of the variable gauge track (30).

따라서 본 발명에서는 제1 선로(10)를 따라 주행하면서 차량을 견인하는 기관차가 가변궤간 선로(30)에 진입하기 전, 제1 선로(10) 상에 정차하여 차량으로부터 기관차를 분리한 다음, 분기기를 통해 기관차의 진행 방향을 제1 선로(10)와 연결되는 다른 선로로 전환하여 이동시킨 후, 분기기를 원상태로 조절하여 제1 선로(10)를 가변궤간 선로(30)로 연결한다.Therefore, in the present invention, before a locomotive towing a vehicle while running along a first track (10) enters a variable-gauge track (30), the locomotive stops on the first track (10) to separate the locomotive from the vehicle, then changes the direction of travel of the locomotive to another track connected to the first track (10) through a switch and moves, and then adjusts the switch back to its original state to connect the first track (10) to the variable-gauge track (30).

제2 선로(20)에는 차량을 견인하기 위한 다른 기관차가 대기하며, 복수의 견인 유닛(100)을 통해 기관차가 분리된 차량을 견인하여 가변궤간 선로(30)를 통해 제2 선로(20)로 이동시킴으로써, 차량의 가변 윤축(200)의 양측 차륜간 이격 간격을 제2 선로(20)의 궤간에 맞춰 변경한다.On the second track (20), another locomotive is waiting to tow the vehicle, and the locomotive tows the separated vehicle through a plurality of traction units (100) and moves it to the second track (20) through the variable gauge track (30), thereby changing the distance between the wheels on both sides of the variable axle (200) of the vehicle to match the gauge of the second track (20).

따라서 본 발명의 견인 시스템은 네트워크를 통해 각 견인 유닛(100)과 연결되어 견인 유닛(100)의 작동을 관제하는 관제부(1)와, 구동 장치(110)를 통해 전후 방향 주행 및 방향 전환이 가능하도록 구성되어 관제부(1)의 관제에 의해 기관차가 분리된 차량을 제2 선로(20)로 견인하여 이동시키는 다수의 견인 유닛(100)으로 이루어진다.Therefore, the traction system of the present invention is composed of a control unit (1) that is connected to each traction unit (100) through a network and controls the operation of the traction unit (100), and a plurality of traction units (100) configured to enable forward and backward travel and direction change through a driving device (110) and to tow and move a vehicle from which a locomotive has been separated to a second track (20) under the control of the control unit (1).

견인 유닛(100)의 구동 장치(110)는 도 4에서 도시하는 바와 같이 견인 유닛(100) 본체에 장착되는 4개 이상의 매커넘휠(mecanum wheel,111)과, 각 매커넘휠(111)에 연결되어 구동력을 개별적으로 제공하는 구동 모터로 구성된다.The driving device (110) of the traction unit (100) is composed of four or more mecanum wheels (111) mounted on the main body of the traction unit (100), as shown in FIG. 4, and a driving motor that is connected to each mecanum wheel (111) and individually provides driving force.

매커넘휠(111)의 외주면에는 다수의 원기둥 형상의 롤러가 매커넘휠(111)의 중심축으로부터 45° 편향되도록 장착되며, 구동 모터를 통해 각 매커넘휠(111)의 회전 방향 및 회전 속도를 독립적으로 제어함으로써, 별도의 조향축 없이 견인 유닛(100)의 전후좌우 이동 방향 전환 및 제자리에서의 회전 기동이 가능하다.On the outer surface of the macernum wheel (111), a number of cylindrical rollers are mounted so as to be deflected by 45° from the central axis of the macernum wheel (111), and by independently controlling the rotational direction and rotational speed of each macernum wheel (111) through a driving motor, the forward/backward/left/right movement direction of the traction unit (100) can be changed and the rotational movement can be started in place without a separate steering shaft.

매커넘휠(111)이 적용된 구동 장치(110)는 견인 유닛(100)의 기동성 및 접근성을 향상시키며, 견인 대상인 차량에 고중량의 화물이 적재되어 다수의 견인 유닛(100) 투입 필요 시 차량 측면으로부터 차량 하부로 견인 유닛(100)의 진입이 가능하도록 하여, 견인 유닛(100)의 운용이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.The driving device (110) with the macanum wheel (111) applied improves the maneuverability and accessibility of the towing unit (100), and when a heavy cargo is loaded on the vehicle to be towed and multiple towing units (100) need to be deployed, the towing unit (100) can enter from the side of the vehicle to the bottom of the vehicle, thereby making the operation of the towing unit (100) easier.

견인 유닛(100)의 상부에는 리프팅 장치(120)가 장착되며, 액추에이터의 작동에 의해 리프팅 장치(120)의 승하강 이동이 가능하도록 구성되어, 리프팅 장치(120)를 상측 방향으로 이동시켜 차량 하부를 지지한 후 차량을 설정된 높이로 들어올리거나, 리프팅 장치(120)를 하측 방향으로 이동시켜 들어올린 차량을 원위치 시키고 차량 하부로부터 분리될 수 있다.A lifting device (120) is mounted on the upper part of the towing unit (100), and is configured to allow the lifting device (120) to move up and down by the operation of an actuator, so that the lifting device (120) can be moved upward to support the lower part of the vehicle and then lift the vehicle to a set height, or the lifting device (120) can be moved downward to return the lifted vehicle to its original position and separate it from the lower part of the vehicle.

각 견인 유닛(100)의 구동 장치(110) 및 리프팅 장치(120)는 제어 장치(130)에 의해 작동이 제어되며, 제어 장치(130)는 각 매커넘휠(111)에 구동력을 제공하는 구동 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 개별 제어하고, 리프팅 장치(120)에 연결된 액추에이터의 상측 또는 하측 이동 방향 및 이동 거리를 개별 제어한다. The driving device (110) and lifting device (120) of each traction unit (100) are controlled for operation by a control device (130), and the control device (130) individually controls the rotational direction and rotational speed of the driving motor that provides driving force to each macanum wheel (111), and individually controls the upward or downward movement direction and movement distance of the actuator connected to the lifting device (120).

관제부(1)는 네트워크를 통해 제어 장치(130)와 연결되어 견인 유닛(100)을 통합 관제하며, 제어 장치(130)는 관제부(1)로부터 각 견인 유닛(100)으로 전송된 제어 신호를 수신하여, 제어 신호에 따라 구동 장치(110) 및 리프팅 장치(120)를 작동시킨다.The control unit (1) is connected to the control device (130) through a network to control the traction unit (100) in an integrated manner, and the control device (130) receives a control signal transmitted from the control unit (1) to each traction unit (100) and operates the driving device (110) and the lifting device (120) according to the control signal.

관제부(1)에서 각 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로 발신되는 제어 신호는 컨트롤러에 의해 생성되며, 컨트롤러는 견인 유닛(100) 제어 담당 인력의 수동 조작 방식으로 구성되거나, 또는 인공 지능을 이용한 자동 조작 방식으로 구성될 수 있다.The control signal transmitted from the control unit (1) to the control device (130) of each towing unit (100) is generated by the controller, and the controller may be configured in a manual operation manner by a person in charge of controlling the towing unit (100), or in an automatic operation manner using artificial intelligence.

차량이 가변궤간 선로(30)에 근접하여 제2 선로(20)로 이동하기 전, 유휴상태인 견인 유닛(100)은 제1 선로(10) 근방에 위치하는 대기장소에서 대기하게 되며, 대기장소에는 견인 유닛(100)의 구동 모터에 전원을 공급하는 배터리 충전 시설이 마련될 수 있다.Before the vehicle approaches the variable gauge track (30) and moves to the second track (20), the idle traction unit (100) waits in a waiting area located near the first track (10), and a battery charging facility that supplies power to the drive motor of the traction unit (100) may be provided in the waiting area.

견인 유닛(100)의 배터리 잔량이 설정된 수준 이하로 떨어지는 경우, 해당 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)에서 관제부(1)로 배터리 방전 경고 신호를 발신하며, 배터리 방전 경고 신호를 수신한 관제부(1)는 컨트롤러를 통해 해당 견인 유닛(100)을 배터리 충전 시설로 이동시켜 배터리를 충전시킨다.When the battery level of the towing unit (100) falls below a set level, a battery discharge warning signal is transmitted from the control device (130) of the towing unit (100) to the control unit (1), and the control unit (1) that receives the battery discharge warning signal moves the towing unit (100) to a battery charging facility through the controller to charge the battery.

또한, 관제부(1)는 서버로부터 차량에 탑승한 승객의 수 또는 차량에 적재된 화물의 수량 및 중량 정보, 그리고 열차에 편성된 차량의 종류 및 유형에 따른 차량 크기와 공차 중량 등의 규격 정보를 수신하여 차량의 중량을 추정할 수 있으며, 각 견인 유닛(100)이 안정적으로 차량을 견인할 수 있는 한계 하중인 허용 견인력의 크기를 고려하여, 차량의 견인을 수행할 견인 유닛(100)의 초기 투입 수량을 결정한다.In addition, the control unit (1) can estimate the weight of the vehicle by receiving from the server the number of passengers on board the vehicle, the quantity and weight of cargo loaded on the vehicle, and the standard information such as the vehicle size and tolerance weight according to the type and type of the vehicles organized in the train, and determine the initial number of traction units (100) to be used to tow the vehicle by considering the size of the allowable traction force, which is the limit load at which each traction unit (100) can stably tow the vehicle.

그리고 각 견인 유닛(100)의 리프팅 장치(120)에는 리프팅 장치(120)의 상부면에 하측 방향으로 작용하는 하중의 크기를 측정하는 하중 측정 장치(121)가 부가되어, 액추에이터의 작동에 의해 리프팅 장치(120)가 상측으로 이동하면서 차량 하부를 지지하여 설정된 높이로 들어올릴 때, 각 견인 유닛(100)으로 작용하는 하중을 측정할 수 있다.In addition, a load measuring device (121) for measuring the size of a load acting downward on the upper surface of the lifting device (120) of each towing unit (100) is added to the lifting device (120), so that when the lifting device (120) moves upward by the operation of the actuator to support the lower part of the vehicle and lift it to a set height, the load acting on each towing unit (100) can be measured.

견인 유닛(100)의 허용 견인력을 초과하는 하중이 작용하는 상태에서 견인을 수행하는 경우, 구동 장치(110) 또는 리프팅 장치(120)의 손상이 발생하거나 충분한 견인력을 발생시키지 못하여 견인이 제대로 이루어지지 못할 수 있다.When towing is performed under a load exceeding the allowable towing force of the towing unit (100), the driving device (110) or lifting device (120) may be damaged or may not generate sufficient towing force, preventing proper towing.

따라서 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중 크기가 투입된 각 견인 유닛(100)의 허용 견인력을 초과하는 경우, 허용 견인력을 초과하는 하중이 가해진 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)는 투입된 각 견인 유닛(100)의 작동을 일시 중단시킨 후, 관제부(1)로 하중 초과 신호를 전송한다.Therefore, if the load size measured by the load measuring device (121) exceeds the allowable traction force of each traction unit (100) that has been applied, the control device (130) of the traction unit (100) to which the load exceeding the allowable traction force has been applied temporarily suspends the operation of each traction unit (100) that has been applied, and then transmits an excess load signal to the control unit (1).

투입된 견인 유닛(100)의 작동을 동시에 중단시키기 위하여, 견인 유닛(100) 투입 시 투입된 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)간 네트워크를 통해 서로 연결되는 동기화 작업이 이루어질 수 있다.In order to simultaneously stop the operation of the deployed towing units (100), a synchronization operation can be performed in which the control devices (130) of the deployed towing units (100) are connected to each other through a network when the towing units (100) are deployed.

견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로부터 하중 초과 신호를 수신한 관제부(1)는 해당 차량으로 견인 유닛(100)을 추가 투입하며, 하중 초과 신호에 포함된 초과된 하중의 크기 정보에 따라 추가 투입되는 견인 유닛(100)의 수량이 결정된다.The control unit (1) that receives an overload signal from the control device (130) of the towing unit (100) additionally deploys a towing unit (100) to the corresponding vehicle, and the number of towing units (100) to be additionally deployed is determined based on information on the size of the excess load included in the overload signal.

각 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중 크기가 투입된 견인 유닛(100)의 허용 견인력 미만인 경우, 제어 장치(130)는 관제부(1)로부터 수신한 제어 신호에 따라 차량을 견인하여 가변궤간 선로(30)를 통해 제2 선로(20)로 이동시킨다.If the load size measured by each load measuring device (121) is less than the allowable traction force of the applied traction unit (100), the control device (130) tows the vehicle according to the control signal received from the control unit (1) and moves it to the second track (20) through the variable gauge track (30).

또한, 투입된 모든 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중이 허용 견인력 미만의 범위에 해당하더라도, 차량 내에 적재된 화물의 배치 위치나 무게 중심 위치에 따라 차량 전후 방향 또는 차량 폭 방향 하중 분포가 불균일하게 형성될 수 있다.In addition, even if the load measured by the load measuring device (121) of all the deployed towing units (100) falls within the range below the allowable towing force, the load distribution in the front-rear direction or the width direction of the vehicle may be formed unevenly depending on the arrangement location or center of gravity location of the cargo loaded in the vehicle.

차량 전후 방향 또는 폭 방향을 따라 배치된 각 견인 유닛(100)에 작용하는 하중의 편차가 크게 형성되는 경우, 각 견인 유닛(100)의 이동 속도를 균일하게 유지하기 위해 구동 장치(110)의 출력을 제어하는데 어려움이 발생할 수 있다.If there is a large deviation in the load applied to each towing unit (100) arranged along the front-rear direction or width direction of the vehicle, it may be difficult to control the output of the driving device (110) to maintain the moving speed of each towing unit (100) uniform.

따라서 관제부(1)는 차량 전후 방향 또는 폭 방향을 따라 배치된 각 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)로부터 측정된 하중 값을 수신하여, 각 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)에서 측정된 중량의 편차가 설정된 값 이상의 크기를 가지는 경우, 컨트롤러를 통해 제어 신호를 발신하여 투입된 견인 유닛(100)을 이동시킴으로써, 하중 측정 장치(121)에서 측정된 중량의 편차 크기가 설정된 값 미만으로 형성되는 지점으로 차량 하부 지지 위치를 변경할 수 있다.Accordingly, the control unit (1) receives the load value measured from the load measuring device (121) of each towing unit (100) arranged along the front-rear direction or width direction of the vehicle, and when the deviation of the weight measured by the load measuring device (121) of each towing unit (100) has a size greater than a set value, the control unit (1) transmits a control signal through the controller to move the deployed towing unit (100), thereby changing the vehicle lower support position to a point where the deviation of the weight measured by the load measuring device (121) is formed to be less than the set value.

이때, 차량 내에 적재된 화물의 하중 분포 불균일성이 매우 크게 형성되어, 견인 유닛(100)의 이동에 따른 차량 하부 지지 위치 변경 후에도 각 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)에서 측정된 중량의 편차가 설정된 값 미만의 크기로 가감되지 않는 경우, 관제부(1)는 하중이 집중되는 차량 전후 또는 폭 방향 위치로 견인 유닛(100)을 추가 투입함으로써, 각 견인 유닛(100)에 작용하는 하중의 편차를 경감시킬 수 있다.At this time, if the load distribution unevenness of the cargo loaded in the vehicle is formed very large, and even after the vehicle lower support position is changed due to the movement of the towing unit (100), the deviation of the weight measured by the load measuring device (121) of each towing unit (100) is not increased or decreased to a size less than the set value, the control unit (1) can reduce the deviation of the load applied to each towing unit (100) by additionally inserting the towing unit (100) to the front/rear or width direction position of the vehicle where the load is concentrated.

또한, 견인 유닛(100)의 작동에 의한 차량 이동 시 차량의 가속 또는 감속에 의해 관성력이 작용하면서 견인 유닛(100)으로 작용하는 하중의 크기가 변화할 수 있으며, 하중 변화는 각 견인 유닛(100)의 구동 장치(110) 출력 제어에 어려움을 발생시킨다.In addition, when the vehicle moves by the operation of the traction unit (100), the size of the load acting on the traction unit (100) may change as the inertial force acts due to the acceleration or deceleration of the vehicle, and the change in the load causes difficulty in controlling the output of the drive device (110) of each traction unit (100).

따라서 견인 유닛(100)의 작동 중 하중 측정 장치(121)를 통해 작용하는 중량 변화를 실시간으로 측정하여 관제부(1)로 전송하며, 관제부(1)는 수신된 중량 변화 데이터를 기반으로 각 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로 액추에이터를 작동시키는 제어 신호를 실시간으로 전송함으로써, 하중 측정 장치(121)에서 측정되는 중량 변화가 감소되는 방향으로 각 견인 유닛(100)의 리프팅 장치(120)의 높이를 제어하게 된다.Accordingly, the weight change applied through the load measuring device (121) during the operation of the traction unit (100) is measured in real time and transmitted to the control unit (1), and the control unit (1) transmits a control signal for operating the actuator to the control device (130) of each traction unit (100) in real time based on the received weight change data, thereby controlling the height of the lifting device (120) of each traction unit (100) in the direction in which the weight change measured by the load measuring device (121) is reduced.

이때, 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중의 크기에 따른 견인 유닛(100)의 추가 투입 수량 결정이나, 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중의 편차에 따른 견인 유닛(100)의 차량 하부 지지 위치 변경, 또는 견인 유닛(100)의 작동 중 하중 측정 장치(121)에서 측정되는 중량 변화에 따른 리프팅 장치(120)의 액추에이터 제어 작업 수행은, 견인 유닛(100) 제어 담당 인력이 수동 조작하는 방식을 적용하기에 부적합하므로, 관제부(1)의 컨트롤러는 인공 지능을 이용한 자동 조작 방식이 적용되는 것이 바람직하다.At this time, the determination of the additional input quantity of the traction unit (100) according to the size of the load measured by the load measuring device (121), the change of the vehicle lower support position of the traction unit (100) according to the deviation of the load measured by the load measuring device (121), or the performance of the actuator control operation of the lifting device (120) according to the change in weight measured by the load measuring device (121) during the operation of the traction unit (100) is not suitable for the method of applying the manual operation by the traction unit (100) control personnel, so it is preferable that the controller of the control unit (1) apply an automatic operation method using artificial intelligence.

관제부(1)의 컨트롤러를 통한 제어 장치(130) 제어는 기계 학습(machine learning)을 기반으로 하는 인공지능 알고리즘에 의해 자동으로 이루어지며, 견인 유닛(100)의 구동 장치(110) 및 리프팅 장치(120) 운용을 통해 획득한 견인 유닛(100)의 차량 하부 지지 위치 변경에 따른 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중의 편차나, 리프팅 장치(120)의 액추에이터 제어에 따른 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중의 편차 변화 등의 제어 결과 데이터는 인공지능 알고리즘으로 피드백되어, 인공지능 알고리즘의 재학습 데이터로 제공되어, 인공지능 알고리즘의 제어 장치(130) 제어 적확성을 향상시킬 수 있다. The control device (130) control via the controller of the control unit (1) is automatically performed by an artificial intelligence algorithm based on machine learning, and the control result data, such as the deviation of the load measured by the load measuring device (121) due to the change in the vehicle lower support position of the traction unit (100) obtained through the operation of the driving device (110) and the lifting device (120) of the traction unit (100), or the change in the deviation of the load measured by the load measuring device (121) due to the actuator control of the lifting device (120), is fed back to the artificial intelligence algorithm and provided as re-learning data of the artificial intelligence algorithm, thereby improving the control accuracy of the artificial intelligence algorithm's control device (130).

그리고 다수의 열차가 통과하면서 기관차의 분리 및 연결 작업이 이루어지는 궤간가변선의 장소적 특성상, 견인 유닛(100) 대기장소로부터 기관차가 분리된 차량으로 견인 유닛(100)을 투입하는 과정 및 차량 견인을 완료한 견인 유닛(100)을 대기장소로 철수하는 과정에서 다른 열차나 기관차, 또는 궤간가변선의 철도 시설과 충돌 사고가 발생할 수 있는 위험이 있다.And due to the characteristics of the location of the variable gauge line where the separation and connection of locomotives are performed as multiple trains pass, there is a risk of a collision accident with another train, locomotive, or railway facilities of the variable gauge line during the process of inserting the traction unit (100) into a vehicle from which the locomotive has been separated from the waiting area of the traction unit (100) and the process of withdrawing the traction unit (100) that has completed towing the vehicle to the waiting area.

견인 유닛(100)의 충돌 사고 발생을 방지하기 위하여 각 견인 유닛(100)의 본체에는 카메라, 라이다(LiDAR), 초음파 센서 중 선택되는 어느 하나로 이루어지거나, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 센서 모듈(140)이 장착각 견인 유닛(100)의 본체에는 카메라, 라이다(LiDAR), 초음파 센서 중 선택되는 어느 하나로 이루어지거나, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 센서 모듈(140)이 장착될 수 있다.In order to prevent a collision accident of the towing unit (100), a sensor module (140) composed of one selected from among a camera, LiDAR, and an ultrasonic sensor, or a combination thereof, may be mounted on the main body of each towing unit (100). A sensor module (140) composed of one selected from among a camera, LiDAR, and an ultrasonic sensor, or a combination thereof, may be mounted on the main body of each towing unit (100).

센서 모듈(140)은 견인 유닛(100) 주행 중 센서 모듈(140)로부터 수신한 신호를 연산 장치(141)로 전송하며, 연산 장치(141)는 센서 모듈(140)로부터 수신한 신호로부터 지형 및 장해물 데이터를 생성하여, 각종 장해물과의 충돌 사고 발생 위험을 감지한다.The sensor module (140) transmits a signal received from the sensor module (140) while the towing unit (100) is driving to the computing device (141), and the computing device (141) generates terrain and obstacle data from the signal received from the sensor module (140) to detect the risk of collision with various obstacles.

연산 장치(141)에서 장해물과의 충돌 사고 발생 위험을 감지하면 연산 장치(141)는 제어 장치(130)로 긴급 회피 제어 신호를 발신하며, 긴급 회피 제어 신호에는 장해물과의 충돌을 피하기 위한 구동 장치(110) 제어 신호로 이루어진 회피 기동 데이터가 포함되어, 제어 장치(130)는 회피 기동 데이터에 따른 구동 장치(110) 작동 제어를 수행한다.When the operation device (141) detects a risk of collision with an obstacle, the operation device (141) transmits an emergency avoidance control signal to the control device (130). The emergency avoidance control signal includes avoidance maneuver data consisting of a drive device (110) control signal for avoiding collision with the obstacle, and the control device (130) performs operation control of the drive device (110) according to the avoidance maneuver data.

이때, 연산 장치(141)의 긴급 회피 제어 신호에 포함된 제어 신호는, 관제부(1)의 제어 신호보다 우선하는 제어 장치(130) 제어 권한을 가지고 있어, 연산 장치(141)에서 수신된 회피 기동 데이터에 의해 견인 유닛(100)의 긴급 회피 기동이 이루어진다. At this time, the control signal included in the emergency avoidance control signal of the operation device (141) has the control device (130) control authority that has priority over the control signal of the control unit (1), so that the emergency avoidance maneuver of the towing unit (100) is performed by the avoidance maneuver data received from the operation device (141).

긴급 회피 기동 완료 후 연산 장치(141)에서 더 이상 장해물과의 충돌 사고 발생 위험을 감지하지 않아 긴급 회피 제어 신호 발신이 중단되면, 긴급 회피 제어 신호 수신이 중단된 제어 장치(130)는 관제부(1)의 제어 신호에 따라 견인 유닛(100) 제어를 재개한다.After the emergency avoidance maneuver is completed, if the calculation device (141) no longer detects the risk of collision with an obstacle and stops transmitting the emergency avoidance control signal, the control device (130) that stopped receiving the emergency avoidance control signal resumes controlling the towing unit (100) according to the control signal of the control unit (1).

이와 같이 구성되는 본 발명의 가변궤간 선로 운행을 위한 견인 시스템을 통한 견인 방법은 도 5에 도시된 흐름도와 같은 단계로 이루어진다.The traction method using the traction system for variable gauge railway operation of the present invention configured as described above is comprised of steps as shown in the flow chart in Fig. 5.

기관차 분리 단계(S10)에서는 제1 선로(10)를 따라 운행하면서 차량을 견인하는 기관차가 가변궤간 선로(30)로 진입하기 전 제1 선로(10) 상에서 정차하며, 기관차와 차량간 연결기를 분리한 후 분기기 조정을 통해 가변궤간 선로(30)에 연결된 제1 선로(10)의 방향을 제1 선로(10) 측면으로 연결되는 제3의 선로로 변경하여, 분리된 기관차를 제3의 선로로 이동시킨다.In the locomotive separation step (S10), a locomotive towing a vehicle while running along the first track (10) stops on the first track (10) before entering the variable gauge track (30), separates the coupler between the locomotive and the vehicle, and then changes the direction of the first track (10) connected to the variable gauge track (30) to a third track connected to the side of the first track (10) through the adjustment of the switch, thereby moving the separated locomotive to the third track.

제1 선로(10)에서 제3의 선로로의 기관차 이동이 완료되면, 분기기 방향을 원래대로 조정하여 제1 선로(10)를 가변궤간 선로(30)로 연결한다.When the locomotive movement from the first track (10) to the third track is completed, the switch direction is adjusted back to the original direction to connect the first track (10) to the variable gauge track (30).

견인 유닛 투입 단계(S20)에서는 서버로부터 차량에 탑승한 승객의 수 또는 차량에 적재된 화물의 수량 및 중량 정보, 그리고 열차에 편성된 차량의 종류 및 유형에 따른 차량 크기와 공차 중량 등의 규격 정보를 수신한 관제부(1)에서 견인할 차량의 중량을 추정한 후, 각 견인 유닛(100)이 안정적으로 차량을 견인할 수 있는 한계 하중인 허용 견인력의 크기를 고려하여, 차량의 견인을 수행할 견인 유닛(100)의 초기 투입 수량을 결정한다.In the towing unit deployment step (S20), the control unit (1) receives from the server the number of passengers on board the vehicle, the quantity and weight information of cargo loaded on the vehicle, and the specification information such as the vehicle size and empty weight according to the type and type of the vehicles organized in the train, and then estimates the weight of the vehicle to be towed, and then determines the initial deployment quantity of the towing unit (100) to perform towing of the vehicle by considering the size of the allowable towing force, which is the limit load at which each towing unit (100) can stably tow the vehicle.

관제부(1)에서 차량의 견인을 수행할 견인 유닛(100)의 초기 투입 수량 결정이 완료되면, 제1 선로(10) 근방에 위치하는 대기장소에서 대기 중인 유휴상태의 견인 유닛(100)을 기관차가 분리되어 자력 주행이 불가능한 차량으로 투입한다. When the initial deployment quantity of traction units (100) to perform vehicle towing is determined at the control unit (1), idle traction units (100) waiting in the waiting area near the first track (10) are deployed to vehicles that are separated from the locomotive and cannot run on their own.

관제부(1)의 컨트롤러는 네트워크를 통해 각 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)와 연결되어 각 제어 장치(130)로 구동 장치(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 개별적으로 전송하며, 제어 장치(130)의 제어에 따른 견인 유닛(100)의 주행 및 방향 전환을 통해 견인 유닛(100)이 기관차가 분리된 차량 하부로 진입하게 된다. The controller of the control unit (1) is connected to the control device (130) of each traction unit (100) through a network and individually transmits a control signal for controlling the driving device (110) to each control device (130), and the traction unit (100) is driven and changes direction according to the control of the control device (130) so that the traction unit (100) enters the lower part of the vehicle from which the locomotive is separated.

차량 지지 단계(S30)에서는 관제부(1)에서 차량 하부로 진입한 각 견인 유닛(100)으로 액추에이터 제어 신호를 전송하며, 제어 신호를 수신한 제어 장치(130)는 액추에이터를 작동시켜 리프팅 장치(120)를 상측 방향으로 이동시킨다.In the vehicle support stage (S30), an actuator control signal is transmitted from the control unit (1) to each towing unit (100) that has entered the lower part of the vehicle, and the control device (130) that receives the control signal operates the actuator to move the lifting device (120) upward.

상측 방향으로 이동하는 리프팅 장치(120)의 상부 끝단이 차량 하부면에 접촉하면서 차량을 지지한 상태에서, 리프팅 장치(120)가 미리 설정된 높이만큼 추가 이동하면서 차량을 들어올리며, 리프팅 장치(120)에 의해 들어올려진 차량의 현가장치가 하측 방향으로 신장되면서 차량의 가변 윤축(200)의 차륜과 제1 선로(10)의 레일 표면간 접촉 상태가 유지된다.The vehicle is supported by the upper end of the lifting device (120) moving upward while making contact with the lower surface of the vehicle, and the vehicle is lifted by the lifting device (120) while moving additionally by a preset height, and the suspension of the vehicle lifted by the lifting device (120) is extended in the downward direction, thereby maintaining contact between the wheel of the variable axle (200) of the vehicle and the rail surface of the first track (10).

차량 지지 단계(S30)에서 리프팅 장치(120)를 통해 차량을 설정된 높이로 들어올릴 때, 하중 측정 장치(121)를 통해 측정된 하중 크기가 투입된 견인 유닛(100)의 허용 견인력을 초과하는 경우 견인 유닛 추가 투입 단계(S31)가 수행된다. When the vehicle is lifted to a set height through the lifting device (120) in the vehicle support step (S30), if the load size measured through the load measuring device (121) exceeds the allowable traction force of the deployed traction unit (100), the traction unit additional deployment step (S31) is performed.

견인 유닛 추가 투입 단계(S31)에서는 제어 장치(130)가 투입된 각 견인 유닛(100)의 작동을 일시 중단하며, 관제부(1)로 하중 초과 신호를 전송한다.In the additional towing unit introduction step (S31), the control device (130) temporarily suspends the operation of each towing unit (100) introduced and transmits an overload signal to the control unit (1).

관제부(1)로 전송된 하중 초과 신호에는 측정된 하중 크기 데이터가 포함되며, 관제부(1)는 초과된 하중의 크기 및 견인 유닛(100)의 허용 견인력을 고려하여 견인 유닛(100)을 추가 투입 수량을 결정한 후 해당 차량으로 견인 유닛(100)을 추가 투입한다.The overload signal transmitted to the control unit (1) includes measured load size data, and the control unit (1) determines the additional number of towing units (100) to be added by considering the size of the excess load and the allowable towing force of the towing unit (100), and then adds the towing unit (100) to the corresponding vehicle.

그리고 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)에서 측정된 하중이 허용 견인력 미만의 범위에 해당하더라도, 차량 전후 방향 또는 폭 방향을 따라 배치된 각 견인 유닛(100)에 작용하는 하중의 편차가 크게 형성되며, 관제부(1)에서 수신한 각 견인 유닛(100)의 하중 측정 장치(121)에서 측정된 중량의 편차가 설정된 값 이상의 크기를 가지는 경우, 관제부(1)는 컨트롤러를 통해 제어 신호를 발신하여 투입된 견인 유닛(100)을 이동시켜 하중 측정 장치(121)에서 측정된 중량의 편차 크기를 조정하는 견인 유닛 위치 재조정 단계(S32)가 추가적으로 수행될 수 있다.And even if the load measured by the load measuring device (121) of the towing unit (100) is within the range of the allowable towing force, if a large deviation is formed in the load applied to each towing unit (100) arranged along the front-rear direction or width direction of the vehicle, and if the deviation in the weight measured by the load measuring device (121) of each towing unit (100) received by the control unit (1) has a size greater than a set value, the control unit (1) may additionally perform a towing unit position readjustment step (S32) of adjusting the size of the deviation in the weight measured by the load measuring device (121) by sending a control signal through the controller to move the deployed towing unit (100).

차량 지지 단계(S30) 또는 견인 유닛 추가 투입 단계(S31)에서 하중 측정 장치(121)를 통해 측정된 하중 크기가 투입된 견인 유닛(100)의 허용 견인력 미만인 경우, 견인 유닛(100)의 리프팅 장치(120)를 통한 차량 하부 지지 작업이 완료되며, 차륜 거리 조정 단계(S40)가 진행된다.If the load size measured by the load measuring device (121) in the vehicle support step (S30) or the towing unit additional introduction step (S31) is less than the allowable towing force of the introduced towing unit (100), the vehicle lower support work through the lifting device (120) of the towing unit (100) is completed, and the wheel distance adjustment step (S40) is performed.

차륜 거리 조정 단계(S40)에서는 관제부(1)에서 각 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로 제어 신호를 전송하여, 견인 유닛(100)을 통해 차량을 제2 선로(20) 방향으로 견인한다.In the wheel distance adjustment step (S40), a control signal is transmitted from the control unit (1) to the control device (130) of each traction unit (100), so that the vehicle is towed toward the second track (20) through the traction unit (100).

견인 유닛(100)에 의해 견인되는 차량의 가변 윤축(200) 차륜은 제1 선로(10)로부터 가변궤간 선로(30)로 진입하게 되며, 가변 윤축(200)의 플랜지(230)가 횡 방향 폭이 증가하는 릴리스 레일(33)의 경사면에 의해 차축(201)을 따라 외측으로 이동하면서 잠금기구(220)의 잠금 상태가 해제된다.The variable axle (200) wheel of a vehicle towed by a traction unit (100) enters a variable gauge track (30) from the first track (10), and the locking state of the locking mechanism (220) is released as the flange (230) of the variable axle (200) moves outward along the axle (201) by the inclined surface of the release rail (33) whose lateral width increases.

가변 윤축(200) 차륜은 궤간변환레일(31) 표면을 따라 이동하면서 궤간변환레일(31)의 궤간 변화에 맞춰 차륜간 이격 간격이 점진적으로 변화하게 되며, 제2 선로(20) 궤간에 대응하는 크기로의 차량의 가변 윤축(200) 차륜간 거리 조정이 완료되는 구간에 도달하면, 가변 윤축(200)의 플랜지(230)가 횡 방향 폭이 감소하는 릴리스 레일(33)의 경사면에 의해 차축(201)을 따라 내측으로 이동하면서 잠금기구(220)가 잠금 상태에 놓이면서 가변 윤축(200) 차륜간 거리가 고정된다.As the variable axle (200) wheel moves along the surface of the gauge conversion rail (31), the distance between the wheels gradually changes in accordance with the gauge change of the gauge conversion rail (31), and when the distance between the wheels of the variable axle (200) of the vehicle is completely adjusted to a size corresponding to the gauge of the second track (20), the flange (230) of the variable axle (200) moves inward along the axle (201) by the inclined surface of the release rail (33) whose lateral width decreases, and the locking mechanism (220) is placed in a locked state, thereby fixing the distance between the wheels of the variable axle (200).

궤간변환레일(31)에 의해 가변 윤축(200) 차륜간 거리 조정이 이루어지는 동안, 궤간변환레일(31)의 내외측면에 각각 형성된 한 쌍의 가이드 레일(32)이 차륜 내측면 또는 외측면을 지지함으로써, 차륜과 궤간변환레일(31)간 이탈 발생에 따른 차량의 탈선 사고를 방지한다.While the distance between wheels of a variable axle (200) is adjusted by the gauge conversion rail (31), a pair of guide rails (32) formed on each of the inner and outer sides of the gauge conversion rail (31) support the inner or outer side of the wheel, thereby preventing a vehicle derailment accident due to separation between the wheel and the gauge conversion rail (31).

이때, 리프팅 장치(120)를 통해 차량을 일정 높이 들어올림으로써, 차량의 자중 및 차량에 적재된 화물의 무게가 가변궤간 선로(30)로 작용하는 하중의 크기를 경감시킬 수 있으며, 이는 차량에 비해 높은 축중을 가지는 기관차가 가변궤간 선로(30) 상에 진입하지 않는 견인 시스템 구성과 함께 가변궤간 선로(30)의 내구 수명을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.At this time, by lifting the vehicle to a certain height using a lifting device (120), the size of the load acting on the variable gauge track (30) due to the dead weight of the vehicle and the weight of the cargo loaded on the vehicle can be reduced, which, together with the traction system configuration that prevents a locomotive with a higher axle load than the vehicle from entering the variable gauge track (30), can significantly improve the durability of the variable gauge track (30).

또한, 차륜 거리 조정 단계(S40)에서 견인 유닛(100)에 의한 차량 이동 중 차량의 가속 또는 감속에 의해 작용하는 관성력에 의해 견인 유닛(100)으로 작용하는 하중의 크기가 변화할 수 있으며, 견인 유닛(100)에 작용하는 하중 변화는 각 견인 유닛(100)의 구동 장치(110) 출력 제어에 어려움을 발생시킬 수 있다. In addition, in the wheel distance adjustment step (S40), the size of the load acting on the traction unit (100) may change due to the inertial force acting on the vehicle due to acceleration or deceleration while the vehicle is moving by the traction unit (100), and the change in the load acting on the traction unit (100) may cause difficulty in controlling the output of the drive device (110) of each traction unit (100).

따라서 차륜 거리 조정 단계(S40)에서 견인 유닛(100)을 통한 차량 견인 중, 하중 측정 장치(121)를 통해 각 견인 유닛(100)에 작용하는 중량 변화를 실시간으로 측정하여 관제부(1)로 전송하며, 관제부(1)는 수신된 중량 변화 데이터를 기반으로 각 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로 액추에이터를 작동시키는 제어 신호를 생성하여, 하중 측정 장치(121)에서 측정되는 중량 변화가 감소되는 방향으로 각 견인 유닛(100)의 리프팅 장치(120)의 높이를 제어하는 하중 제어 단계(S41)가 부가될 수 있다.Therefore, in the wheel distance adjustment step (S40), during vehicle towing through the towing unit (100), the weight change acting on each towing unit (100) is measured in real time through the load measuring device (121) and transmitted to the control unit (1), and the control unit (1) generates a control signal for operating the actuator through the control device (130) of each towing unit (100) based on the received weight change data, thereby controlling the height of the lifting device (120) of each towing unit (100) in the direction in which the weight change measured by the load measuring device (121) is reduced. A load control step (S41) may be added.

견인 유닛(100)의 견인 작동에 의해 차량이 가변궤간 선로(30)를 통과하면서 가변 윤축(200) 차륜간 거리 변경이 완료되며, 기관차 연결 단계(S50)에서는 제2 선로(20)에 진입한 차량을 제2 선로(20) 상에서 대기 중인 기관차로 견인하여, 차량의 연결기와 기관차의 연결기를 서로 연결한다.As the vehicle passes through the variable gauge track (30) by the traction operation of the traction unit (100), the distance between the wheels of the variable axle (200) is completed, and in the locomotive connection step (S50), the vehicle that has entered the second track (20) is towed by the locomotive waiting on the second track (20), thereby connecting the coupler of the vehicle and the coupler of the locomotive to each other.

차량 및 기관차간 상하 방향 연결기 연결 각도를 일치시키기 위하여, 기관차 연결 단계(S50)에서는 액추에이터 작동에 의한 리프팅 장치(120)의 상하 방향 높이 조절이 이루어질 수 있으며, 차량 및 기관차간 연결이 완료되면 견인 유닛(100)의 견인 작동이 중단된다.In order to match the vertical connection angles of the vehicle and locomotive, the vertical height of the lifting device (120) can be adjusted by actuator operation in the locomotive connection step (S50), and when the connection between the vehicle and locomotive is completed, the traction operation of the traction unit (100) is stopped.

리프팅 장치 분리 단계(S60)에서는 관제부(1)에서 각 견인 유닛(100)의 액추에이터가 하측 방향으로 이동하기 위한 제어 신호를 전송하며, 제어 신호를 수신한 제어 장치(130)가 액추이에터를 가동하여 리프팅 장치(120)를 하강시킴으로써, 리프팅 장치(120)를 차량 하부로부터 분리한다.In the lifting device separation step (S60), the control unit (1) transmits a control signal for the actuator of each towing unit (100) to move downward, and the control device (130) that receives the control signal operates the actuator to lower the lifting device (120), thereby separating the lifting device (120) from the lower part of the vehicle.

견인 유닛 철수 단계(S70)에서는 관제부(1)에서 견인 유닛(100)의 제어 장치(130)로 제어 신호를 전송하여, 투입된 견인 유닛(100)을 제2 선로(20)로부터 대기장소로 철수시키며, 연결된 기관차의 견인력에 의해 차량이 제2 선로(20)를 따라 운행하게 된다.In the traction unit withdrawal step (S70), a control signal is transmitted from the control unit (1) to the control device (130) of the traction unit (100), so that the deployed traction unit (100) is withdrawn from the second track (20) to a waiting area, and the vehicle runs along the second track (20) by the traction force of the connected locomotive.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention described in the detailed description above is indicated by the claims described below, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

l: 관제부 10: 제1 선로
20: 제2 선로 30: 가변궤간 선로
31: 궤간변환레일 32: 가이드 레일
33: 릴리스 레일 100: 견인 유닛
110: 구동 장치 111: 매커넘휠
120: 리프팅 장치 121: 하중 측정 장치
130: 제어 장치 140: 센서 모듈
141: 연산 장치 200: 가변 윤축
201: 차축 210: 고정캡
220: 잠금기구 230: 플랜지
240: 스프링 홀더 250: 스프링
260: 플랜지 잠금구l: Control station 10: 1st track
20: Second track 30: Variable gauge track
31: Gauge conversion rail 32: Guide rail
33: Release rail 100: Towing unit
110: Drive mechanism 111: Mackernum wheel
120: Lifting device 121: Load measuring device
130: Control unit 140: Sensor module
141: Arithmetic unit 200: Variable axle
201: Axle 210: Fixed cap
220: Locking mechanism 230: Flange
240: Spring holder 250: Spring
260: Flange lock

Claims

A plurality of towing units (100) capable of forward and backward travel and direction change through a driving device (110),
A lifting device (120) mounted on the top of each towing unit (100) and moved upward by the operation of an actuator to support the lower part of the vehicle and lift it to a set height, or moved downward by the operation of an actuator to separate it from the lower part of the vehicle;
A control device (130) that individually controls the operation of the actuator of the driving device (110) and the lifting device (120) of each traction unit (100),
A control unit (1) that is connected to a control device (130) through a network and transmits a control signal to the control device (130) to comprehensively control the operation of the driving device and the lifting device.
Consisting of including,
Before a vehicle equipped with a variable axle (200) made of wheels that can move inward or outward in the vehicle width direction on the axle according to changes in the gauge spacing of the track enters a variable gauge track (30) installed at a connection between a first track (10) and a second track (20) having different gauges and changing the gauge size corresponding to the first track (10) to the gauge size corresponding to the second track (20),
The control unit (1) deploys multiple traction units (100) under the vehicle from which the locomotive is separated on the first track (10) to tow the vehicle toward the second track (20), thereby adjusting the distance between the wheels of the variable axle (200) of the vehicle passing through the variable gauge track (30).
A traction system for operating a vehicle on a variable gauge track, characterized in that the deployed traction unit (100) is withdrawn when a locomotive waiting on the second track (20) and a towed vehicle are connected.

In the first paragraph,
A load measuring device (121) for measuring the size of the load acting in the downward direction is added to the lifting device (120) of each towing unit (100), and when the lower part of the vehicle is supported by the operation of the actuator and lifted to a set height, the load is measured through the load measuring device (121).
If the measured load size exceeds the allowable traction capacity of the deployed towing unit (100), the control device (130) temporarily suspends the operation of each deployed towing unit (100) and transmits an overload signal to the control unit (1), so that the control unit (1) can additionally deploy towing units (100) to the vehicle, or
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized in that when the measured load is less than the allowable traction force of the applied traction unit (100), the control device (130) tractions the vehicle to the second track (20) according to a control signal received from the control unit (1).

In the first paragraph,
A traction system for running a train on a variable gauge track, characterized in that the driving device (110) of each traction unit (100) is composed of a plurality of mecanum wheels (111) mounted on the main body of the traction unit (100) and a driving motor that is connected to each mecanum wheel (111) and individually provides driving force.

In the first paragraph,
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized in that the control unit (1) receives information on passengers on board the vehicle or loaded cargo from a server and estimates the weight of the vehicle, thereby determining the initial number of traction units (100) to be deployed for towing the vehicle.

In the first paragraph,
Control of the control device of the control unit (1) is automatically performed by an artificial intelligence algorithm based on machine learning.
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized in that the result data obtained as a result of controlling a traction unit (100) is fed back to an artificial intelligence algorithm and provided as re-learning data for the artificial intelligence algorithm.

In the first paragraph,
Each towing unit (100) is equipped with a sensor module (140) comprising one or a combination of a camera, a LiDAR, and an ultrasonic sensor, and a computing device (141) generates terrain and obstacle data from a signal received from the sensor module (140) while the towing unit (100) is driving, and when a risk of a collision accident is detected, an emergency avoidance control signal including avoidance maneuver data of the driving device (110) is transmitted to the control device (130).
The control signal of the operation device (141) has a control authority that has priority over the control signal of the control unit (1), so that the emergency avoidance maneuver of the towing unit (100) is performed by the avoidance maneuver data received from the operation device (141).
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized in that control of a traction unit (100) is resumed by a control signal from a control unit (1) when an emergency avoidance control signal is not received after completion of an emergency avoidance maneuver.

In the first paragraph,
The above variable axle (200) is composed of a fixed cap (210) coupled on an axle (201), a locking mechanism (220) coupled to the fixed cap (210) to move the wheel along the lateral direction of the vehicle, a flange (230) that restricts the locking and releasing of the locking mechanism (220), a spring (250) mounted between a spring holder (240) formed at an end of the fixed cap (210) and the flange (230), and a flange locking member (260) installed on the fixed cap (210) to fix the position of the flange (230).
The above variable gauge track (30) is composed of a gauge conversion rail (31) installed between the first and second tracks (10, 20), a guide rail (32) arranged along the inner and outer sides of the gauge conversion rail (31) to form a height higher than the gauge conversion rail (31), and a release rail (33) formed between the gauge conversion rails (31) and having a lateral width in contact with the flange (230) that controls the locking and releasing of the locking mechanism (220) according to the lateral movement of the flange (230).
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized by:

In the second paragraph,
If the load measured by the load measuring device (121) is less than the allowable traction force of the applied towing unit (100), the control unit (1) receives the load value measured from the load measuring device (121) of each towing unit (100) arranged along the front-rear direction or width direction of the vehicle.
A traction system for operating a train on a variable gauge track, characterized in that when the deviation size of the weight measured by the load measuring device (121) of each traction unit (100) is greater than a set value, the deployed traction unit (100) is moved to change the vehicle lower support position to a point where the deviation size of the weight measured by the load measuring device (121) is formed to be less than the set value.

In the second paragraph,
A traction system for running a train on a variable gauge track, characterized in that the change in weight is measured by the load measuring device (121) of each traction unit (100) during vehicle movement by the traction unit (100), and the height of the lifting device (120) of each traction unit (100) is controlled in a direction in which the change in weight measured by the load measuring device (121) is reduced by operating each actuator through the control device (130).

A locomotive separation step (S10) in which a locomotive of a vehicle running along the first track (10) stops on the first track (10) before entering the variable gauge track (30), separates the locomotive, and moves the separated locomotive from the first track (10) to another track through a switch;
A control unit (1) receives information on passengers or loaded cargo on a vehicle from a server, determines the initial number of traction units (100) to be deployed under a vehicle passing over a variable gauge track (30), and transmits a control signal to a control device (130) of the traction unit (100) through a network to control a driving device (110), thereby deploying multiple traction units (100) under a vehicle from which a locomotive is separated through forward and backward driving and direction changing, in a traction unit deployment step (S20);
A vehicle support step (S30) in which a control signal is transmitted from the control unit (1) to the lifting device (120) mounted on the top of each towing unit (100) to move the actuator of the lifting device (120) upward, and the lifting device (120) operates according to the control signal to support the lower part of the vehicle and lift it to a set height;
A wheel distance adjustment step (S40) in which a control signal is transmitted from a control unit (1) to a control device (130) of each traction unit (100) to tow a vehicle in the direction of a second track (20) through the traction unit (100), and a variable axle (200) of the vehicle, which is formed of wheels that can move inward or outward in the vehicle width direction on the axle according to a change in the track gauge, passes through a variable gauge track (30) installed at a connection between the first and second tracks (10, 20) having different gauge sizes, thereby adjusting the wheel distance of the variable axle (200) of the vehicle to a size corresponding to the gauge of the second track (20);
A locomotive connecting step (S50) of connecting the coupler of the towed vehicle to the coupler of the locomotive waiting on the second track (20) through the operation of the traction unit (100) under the control of the control unit (1);
A lifting device separation step (S60) in which the control unit (1) transmits a control signal for the actuator of each towing unit (100) to move downward, and the lifting device (120) is lowered and separated from the lower part of the vehicle according to the control signal;
A towing unit withdrawal step (S70) in which a control signal is transmitted from the control unit (1) to the control device (130) of the towing unit (100) to withdraw the deployed towing unit (100);
A traction method for operating a train on a variable gauge track, characterized by comprising:

In Article 10,
A lifting device (120) of each towing unit (100) is provided with a load measuring device (121) that measures the size of the load acting in the downward direction.
When lifting the vehicle to a set height through a lifting device (120) in the vehicle support step (S30),
If the load size measured by the load measuring device (121) exceeds the allowable traction force of the deployed towing unit (100), the control device (130) temporarily suspends the operation of each deployed towing unit (100) and transmits an excess load signal to the control unit (1), so that the towing unit additional deployment step (S31) of deploying an additional towing unit (100) to the vehicle is performed by the control unit (1).
Or, a traction method for operating a train on a variable gauge track, characterized in that a wheel distance adjustment step (S40) is performed when the measured load is less than the allowable traction force of the applied traction unit (100).