물류 무인수송 시스템{SYSTEM FOR AUTOMATED TRANSFORTATION OF LOGISTCIC}
본 발명은 물류수송에 관한 것으로, 특히, 무인물류 객차를 이용한 물류 무인수송 시스템에 관한 것이다.
현재 도심이 고밀도화되어 가면서 단위면적당 거주 혹은 상주 인원이 기하급수적으로 상승한 것은 물론 교통량도 급증하게 되었다. 따라서, 복잡한 교통문제를 야기하기에 이르렀다. 이는 물류 운송에 있어서도 동일하다. 일반적으로 물류는 각종 화물을 조달, 수송, 분류, 입고, 보관, 출고하는 것을 포함하며, 필요한 화물을 적시에 원하는 사람에게 공급하는 것을 의미하는데, 내수 시장에서의 물류 수송은 기차 또는 대형 트럭을 이용하고 있다. 그러나, 현재 물류 수송에 있어서는 물류 수송에 소요되는 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여, 모노레일 또는 경전철을 이용 하여 무인으로 화물을 목적지까지 자동 운송하도록 창안한 물류 무인수송 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 화물운송 수단의 운행에 필요한 전반적인 조작을 자동화하여 중앙관제 센터에서 통제하도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 화물의 선적 및 하역을 위한 적어도 둘 이상의 물류 기지와, 상기 물류기지 사이에 설치되는 선로와, 상기 선로를 운행하여 화물을 이송시키는 적어도 하나 이상의 화물운송 수단을 포함하는 물류수송 시스템에 있어서, 상기 화물운송 수단의 운행을 제어하며, 운행정보를 수집하여 운행상태를 판별하는 중앙 관제부와, 물류 기지의 선로 근처에 설치되어 상기 화물운송 수단과 통신하여 목적지 정보를 획득하며 상기 획득한 목적지 정보에 따라 해당 화물운송 수단의 선로 절체를 실행하는 선로 절체부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다. 상기 선로 절체부는 지그비(zigbee), RF방식(Home RF, Wireless LAN), 블루투스(Bluetooth), 개인접근 통신시스템(PACS : Personal Access Communication System) 등의 방식을 적용하여 화물운송 수단과 통신하도록 구성한다. 상기 구성에 있어서, 물류 기지 내로 진입한 화물운송 수단의 화물 정보(배송지, 화물종류)를 획득하고 화물의 선적 및 하역 정보를 상기 화물정보와 함께 중앙 관제부에 전송하도록 해당 물류 기지에 설치되는 독립 제어부를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다. 상기 구성에 있어서, 선적장 또는 하역장에 설치되어 화물운송 수단의 도착, 화물 선적 또는 하역을 감지하는 차량/화물 감지부를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다. 상기 차량/화물 감지부는 지그비, 무선랜, 블루투스 방식의 통신을 수행하도록 구성함을 특징으로 한다. 한편, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 상기 화물운송 수단은 별도의 화물 탑재부를 연결하기 위한 결합부를 차량 후미에 장착하여 구성함을 특징으로 한다. 상기 화물 탑재부는 콘테이너 박스를 탑재하기 위한 트레일러로 구성함을 특징으로 한다.
따라서, 상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 고속도로 또는 철로변에 설치된 선로를 따라 무인의 화물운송 수단을 해당 목적지로 운행시킴으로써 물류 이송을 원활히 함은 물론 물류 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예에서는 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 명료히 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 공지된 기술에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 화물운송 수단은 모노레일을 예로 들어 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에서는 모노레일을 교각 구조 위에 설치하고, 상기 모노레일 위에 화물열차(이하, "화차"라 약칭함)를 설치하는데, 선로는 고속도로 옆의 갓길, 하천의 제방부지 또는 철로 변에 설치한다. 도1은 본 발명의 실시 예를 위한 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 시발지(110)에는 중앙관제부(111), 화물분류 장치(112) 및 차량 감지부(113)가 설치되고, 기착지(120)에는 독립제어부(121), 선로 절체부(122), 차량 감지부(123), 화물분류 장치(124)가 설치되며, 종착지(130)에는 독립 제어부(131), 화물분류 장치(132), 차량 감지부(133)가 설치되어 구성된다. 상기 시발지(110), 기착지(120), 종착지(130) 사이에는 화물운송수단인 화물열차(도면 미도시, 이하 "화차"라 약칭함)의 운행을 위한 선로가 설치되며, 기착지(120)의 진입로 부근에 선로 절체를 위한 분기점(125)이 설치된다. 상기 중앙 관제부(111)는 화물 운송을 위한 화차의 운행을 제어하는 것은 물론 화물 운송을 위한 전반적인 동작을 제어하도록 구성한다. 상기 화물분류 장치(112)(124)(132)는 화차에 선적할 화물 또는 화차에서 하역하여 배송할 화물을 배송지별로 분류하기 위한 장치로서, 화물 분류에 따른 배송지, 화물종류 등의 정보를 바코드 또는 RFID를 이용하여 해당 화물에 부착하도록 구성한다. 상기 차량 감지부(113)(123)(133)는 화차가 물류 기지에서 진출하는지 또는 화차가 물류 기지로 진입하는지를 감지하고 이를 중앙 관제부(111) 또는 독립 제어부(121)(131) 또는 선로 절체부(122)에 알리도록 구성한다. 상기 선로 절체부(122)는 소정 거리까지 접근한 운행 중인 화차와 통신하여 목적지 정보를 수집하고 해당 화차가 기착지(120)로 운행하는 화차로 판별되면 선로를 절체하도록 구성된다. 상기 선로 절체부(122)는 기착지(120) 부근에만 설치하는 것으로 도1에 도시하였으나, 물류 기지 내에서도 화물 배송지별로 다수의 선적장 또는 하역장이 설치될 수 있으므로 시발지(110), 종착지(130)에도 설치될 수 있다. 상기 독립 제어부(121)(131)는 기착지(120), 종착지(130)에 설치되어 화물의 도착, 하역 및 선적 등의 정보와 해당 화차의 정보를 수집하여 중앙 관제부(111)에 전송하도록 구성한다. 상기 중앙 관제부(111)와 독립 제어부(121)(131)는 상호간 유,무선 통신을 통해 정보를 송수신하도록 구성한다. 상기 무선통신 방식은 지그비(zigbee), RF방식(Home RF, Wireless LAN), 개인접근 통신시스템(PACS : Personal Access Communication System), 블루투스(Bluetooth), 와이브리(Wibree) 등의 방식을 예로 들 수 있다. 또한, 상기 화차(도면 미도시)는 도2의 구성도에 도시한 바와 같이, 화물의 선적 또는 하역을 위한 도어(door)가 설치된 화물 탑재부(240)와, 구동모터, 변속기, 안내차륜, 구동차륜을 설치한 구동부(230)와, 중앙 관제부(111), 차량 감지부, 독립 제어부(121)(131) 등과 운행에 관련된 정보를 송수신하기 위한 통신부(250)와, 상기 도어의 열림/닫힘을 위한 도어 구동부(260)와, 운행 중에 전방의 물체를 감지하기 위한 물체 감지부(270)와, 운행 위치를 판별하기 위한 위치 판별부(280) 와, 상기 각 부의 동작을 제어하면서 화차의 운행을 제어하는 제어부(210)와, 상기 각 부에 전원을 공급하는 전원부(220)를 포함하여 구성한다. 상기 제어부(210)는 배송지 정보, 화물 정보를 저장하기 위한 메모리를 내장하여 구성하거나, 상기 제어부(210)에 연결된 별도의 메모리를 구비하여 구성한다. 본 발명의 실시 예에서 전원은 선로를 따라 배선된 동력선으로부터 공급받은 수 있으며, 상기 전원부(220)는 집전장치를 구비하며, 상기 동력선으로부터 공급받은 전원을 각 부에 적정한 전압으로 변환하여 공급하도록 구성한다. 이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용효과를 도3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도1에서 시발지(110), 기착지(120), 종착지(130)은 본 발명의 동작을 명확히 설명하기 위해 명명한 것으로, 각각의 물류기지를 의미하며, 특히, 선로를 고속도로 옆에 설치하는 경우 휴계소 인접한 부지에 물류 기지를 건설하여 설치비용을 줄이도록 한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 시발지(110)에서 화물을 선적하여 기착지(120)와 종착지(130)로 운송하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 먼저, 화물의 선적을 위해 화물분류 장치(112)는 각각의 화물을 배송지별로 분류하고 화물의 종류 및 배송지 정보를 바코드 또는 RFID를 이용하여 해당 화물에 부착하게 된다. 이후, 화차(200)가 선적장(310)에 정차되면 컨베이어를 통해 이송되는 화물을 상기 화차(200)에 선적하게 되는데, 사람이 직접 선적하거나 별도의 선적 장비 를 설치하여 자동으로 선적할 수 있다. 그런데, 화차(200)는 중앙 관제부(111)와 통신하여 자동으로 선적장으로 이동하게 되고, 선적장에 도착하면 해당 선적장에 설치된 차량 감지기(320)와 통신하여 화물의 선적 위치에 정차하게 되는데, 제어부(210)는 상기 차량 감지기(320)와 통신하여 구동부(230)를 제어함에 의해 화차(200)를 정확한 선적 위치에 정차시키게 되고, 화차(200)가 정차한 후 도어 열림을 위해 도어 구동부(260)를 제어하게 된다. 또한, 제어부(210)는 선적장 또는 하역장에 설치된 차량 감지기(320)와 통신이 이루어진 경우 또는 관리자의 특정 조작에 의해서만 도어 열림을 제어함으로써 불법적인 화물의 선적 또는 하역을 방지하게 된다. 이후, 화물의 선적이 완료되면 제어부(210)는 도어 닫힘을 위해 도어 구동부(260)를 제어하며, 통신부(250)를 통해 중앙 관제부(111)와 통신하여 운행을 개시하게 된다. 이때, 화차(200)가 목적지로 운행을 개시하여 시발지(110)를 출발하게 되면 차량 감지부(113)가 상기 화차(200)의 출발을 확인하여 상기 중앙 관제부(111)에 알리게 된다. 이후, 화차(200)가 목적지로 운행하는 중에 제어부(210)는 위치 판별부(280)을 통해 현재 운행 위치를 판별하고 이를 통신부(250)를 통해 중앙 관제부(111)에 알림으로써 중앙 관제부(111)가 각각의 화차가 현재 어느 위치에서 운행되는지를 파악하여 화차의 운행을 제어할 수 있도록 한다. 이때, 위치 판별부(280)는 선로에 소정 간격으로 설치된 센서를 통해 현재 위치를 감지하거나 운행 속도를 측정하여 운행 거리를 산출함에 의해 현재 위치를 판별하거나 GPS를 이용하여 현재 위치를 판별하도록 구성할 수 있다. 또한, 화차(200)가 운행 중에 제어부(210)는 물체 감지부(270)를 통해 전방의 물체를 감지하는 동작을 수행하며, 만일 선행하는 화차가 소정 거리 이내로 근접되어 물체 감지로 확인되면 제어부(210)는 구동부(230)를 제어하여 운행 속도를 조절함으로써 전방의 화차와의 충돌을 방지하게 된다. 이후, 화차(200)가 기착지(120)으로부터 소정 거리만큼 접근하게 되면 선로 절체부(122)는 통신부(250)와 통신하여 제어부(210)으로부터 배송지 정보를 수집하고 그 배송지 정보가 상기 기착지(120)로 판별되면 분기점(125)의 선로를 절체하여 상기 화차(200)가 상기 기착지(120) 내로 운행되도록 한다. 이때, 화차(120)가 기착지(120) 내로 운행하는 것을 차량 감지부(123)가 감지하여 선로 절체부(122)에 알리면 상기 선로 절체부(122)는 선로를 다시 절체하여 종착지(130)로 운행하는 화차가 상기 기착지(120)로 운행되는 것을 방지함과 동시에 해당 화차가 종착지(130)로 운행할 수 있도록 한다. 그런데, 선로에는 다수의 화차가 운행됨으로 기착지(120) 내로 운행되는 화차 이외의 화차는 선로가 절체된 상태에서는 필요한 경우 운행 속도를 줄여 선로가 다시 절체되기를 대기할 수 있는데, 이는 각각의 화차에 설치된 제어부(210)가 통신부(250)을 통해 선로 절체부(122)와의 통신을 통해 판별할 수 있다. 이에 따라, 기착지(120) 내로 운행되도록 안내된 화차(200)는 독립 제어부 (121)와 통신을 통해 하역장으로 이동하게 된다. 상기 하역장은 도3과 동일하게 설치될 수 있는데, 상기 화차(200)는 상기 하역장에 설치된 차량/화물 감지기(320)와 통신하여 하역 위치에 정차하게 되며, 화물의 하역을 위해 도어를 열게 된다. 따라서, 화차(200)에 선적된 화물을 하역하여 컨베이어를 통해 화물분류 장치(124)에 이송된다. 상기 차량/화물 감지기(320)는 화차(200)의 제어부(210)와 통신하는 것은 물론 화물의 선적 또는 하역 시에 화물에 부착된 바코드 또는 RFID를 인식할 수 있는 위치에 설치하여 화물의 선적 또는 하역을 감지하도록 구성할 수 있는데, 상기 차량/화물 감지기(320)와 제어부(210)간의 통신은 지그비, 무선랜, 블루투스 방식을 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 화물분류 장치(124)는 각각의 화물에 부착된 바코드 또는 RFID를 통해 배송지 정보를 판별하여 배송지별로 분류하게 된다. 그리고, 독립 제어부(121)는 화차(200)의 도착, 상기 화차(200)에 선적된 화물의 하역 및 배송에 따른 정보를 유,무선 통신을 통해 중앙 관제부(111)에 전송하게 된다. 만일, 기착지(120)에 접근한 화차(200)와 선로 절체부(122)가 통신하여 종착지(130)로 운행되는 화차로 판별한 경우 상기 선로 절체부(122)는 선로 절체를 행하지 않으며, 이에 따라 상기 화차(200)는 종착지(130)로의 운행을 계속하게 된다. 이후, 화차(200)가 종착지(130) 내로 운행되는 시점에 차량 감지부(133)는 상기 화차(200)의 진입을 감지하여 독립 제어부(131)에 알리게 된다. 이때, 화차(200)는 독립 제어부(131)와 통신하여 하역장으로 운행하게 되며, 기착지(120)에서의 동작과 동일하게 하역장에 도착하여 정차하게 된다. 이에 따라, 화차(200)에 선적한 화물이 하역되면 물류분류 장치(132)는 각각의 화물을 배송지별로 분류하게 된다. 한편, 상기에서 화차(200)가 기착지(120) 또는 종착지(130)로 배송되는경우만을 예로 들어 설명하였으나, 상기 화차(200)가 분기점에서 다수의 목적지 중 하나로 운행되어야 하는 경우 다수의 선로를 절체하도록 구성되어야 한다. 또한, 상기에서 시발지(110)에서는 화물을 선적하고 기착지(120)와 종착지(130)에서는 화물을 하역하는 동작만을 설명하였으나, 실제로는 시발지(110), 기착지(120), 종착지(130)에서는 화물의 선적 및 하역을 모두 행하게 되며, 화물의 선적 및 하역은 상기에서 설명한 동작과 동일한 과정으로 이루어진다. 그리고, 기착지(120) 또는 종착지(130)에서 시발지(110)로 화물을 운송하기 위해서는 별도의 선로가 더 설치되어야 편리할 것이다. 즉, 화물 운송을 위해 하나의 선로만을 설치하는 경우에 트래픽이 많이 발생하여 화물운송의 효율성이 저하될 것임으로, 시발지(110)를 기준으로 하면 상행 선로와 하행 선로를 설치하여 화물운송 시의 트래픽을 방지하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기에서 화차(200)에 구비되는 전원부(220)는 집전장치를 구비하여 선로에 설치된 동력선으로부터 전원을 공급받는 것으로 설명하였으나, 배터리, ADC 등의 구성 요소를 구비하여 배터리를 충전시킬 수 있도록 구성함으로써 비상 시에 상기 배터리에 충전된 전원을 이용하여 운행을 할 수 있도록 구성할 수 있다. 한편, 상기에서 시발지(110)에 중앙 관제부(111)가 위치하여 시스템의 전반 적인 운행을 제어하는 것은 물론 시발지(110)에서의 화물 선적 및 하역을 통제하는 것으로 설명하였으나, 상기 시발지(110)에 독립 제어부가 별도로 설치되고 상기 중앙 관제부(111)는 각각의 물류 기지에 설치된 독립 제어부 및 선로 상에 설치된 선로 절체부와 통신하여 전체적인 시스템의 동작을 제어하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기에서 화차(200)는 화물 탑재부(240)가 화차에 일체형으로 결합된 경우를 가정하여 설명하였는데, 컨테이너 박스와 같이 상기 화물 탑재부(240)를 착탈 가능하도록 제작할 수 있다. 이 경우, 화차(200)가 선적장 또는 하역장에 정차시킨 상태에서만 화물을 선적하거나 하역하여야 하는 비효율을 개선시킬 수 있을 것이다. 즉, 화물을 선적하는 경우 화차(200)에서 분리된 화물 탑재부(240)에 화물을 미리 선적한 후 상기 화차(200)에 탑재시키며, 반대로 화물을 하역하는 경우에도 목적지에 화차(200)에 도착하면 상기 화물 탑재부(240)를 상기 화차(200)에서 분리하여 화물 하역 작업을 수행할 수 있도록 함으로써 상기 화차(200)가 선적장에서 장시간 대기하여야 하는 단점을 개선할 수 있다. 그리고, 상기에서 컨테이너 박스와 같이 상기 화물 탑재부(240)를 착탈 가능하게 제작한 경우를 예로 들어 설명하였는데, 도4에 도시한 바와 같이 상기 화차(200)의 후미에 컨테이너 박스를 탑재할 수 있는 차량(트레일러)을 연결할 수 있는 결합부를 장착하여 구성할 수도 있다. 따라서, 상기와 같은 구성을 적용하면 화차(200)에 다수의 트레일러를 연결할 수 있으므로 한번에 많은 화물을 목적지로 이송시킬 수 있다. 상기에서 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상 및 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 구현할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 실시 예를 위한 시스템의 구성도. 도2는 본 발명의 실시 예에서 화차의 구성도. 도3은 본 발명의 실시 예에서 선적장(또는 하역장)의 구성도. 도4는 본 발명의 실시 예에서 분리형 화차의 구성형태를 보인 도면. * 도면의 주요부분에 대한 상세한 부호 설명 * 110 : 시발지 111 : 중앙 관제부 112,124,132 : 화물분류 장치 113,123,133 : 차량 감지부 120 : 기착지 121,131 : 독립 제어부 122 : 선로 절체부 130 : 종착지 |
