KR101355071B1 - Peak electricity dispersion technology based on the metering system of each railway vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템에 관한 것으로서, 차상(車上)에 설치되어 개별 철도차량의 운행전력을 실시간으로 측정하는 개별운행전력측정수단과; 상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 개별 철도차량의 운행전력을 분석하여 피크전력을 예측하고 상기 개별 철도차량의 열차제어수단에 운행제어신호를 출력하는 신호제어시스템에 피크전력분산제어신호를 출력하는 운행전력분석수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 개별 철도차량에 개별운행전력측정수단을 구비하여 실시간으로 개별 철도차량의 운행전력을 모니터링하고 이를 토대로 피크 전력을 실시간으로 예측하여 개별 철도차량 들의 운행을 분산 제어하여 철도차량의 운행에너지 효율을 높이는 장점이 있다.The present invention relates to a railroad peak power distribution control system based on individual power metering of railroad cars, comprising: individual driving power measurement means installed on a vehicle to measure real-time driving power of individual railroad cars; Analyzing the operating power of the individual railway vehicle measured by the individual operating power measuring means to predict the peak power and output the peak power distribution control signal to the signal control system for outputting the driving control signal to the train control means of the individual railway vehicle Driving power analysis means; characterized in that consisting of.
According to the present invention, the individual railroad vehicles are provided with individual operating power measuring means in real time to monitor the operating power of the individual railroad cars, and based on the prediction of the peak power in real time to control the operation of the railroad cars by distributed control of the railroad cars It has the advantage of increasing energy efficiency.
Description
본 발명은 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 철도차량별 실시간 운행전력을 집계하고 지상 운영관제시스템에 송신 후 이를 기반으로 동시 추진되는 철도차량에 대한 분산제어와 에너지최적화 운행패턴을 생성하고 기관사에 재송신함으로서 실시간 전력량을 관리할 수 있는 스마트미터링 기반의 시스템기술을 구성하여 전력비용절감 및 에너지효율운전을 해결할 수 있는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an urban railway peak power distributed control system based on individual power metering of railroad cars, and more specifically, to real-time operating power for each railroad car, and to a railroad vehicle that is simultaneously pushed on the basis of transmission to the ground operating control system. By creating smart metering-based system technology that can manage real-time power amount by generating distributed control and energy optimized operation pattern and re-transmitting to engine company, it is city based on individual power metering of railway vehicle that can solve power cost reduction and energy efficient operation. Railroad peak power distribution control system.
도시철도를 포함한 철도산업은 매년 막대한 전력량을 소모하고 그에 따른 사회비용을 지출함에 따라 운행단계에서의 에너지 효율개선기술이 시급한 실정이다.As railroad industry including urban railway consumes huge amount of electricity every year and spends social cost accordingly, energy efficiency improvement technology in the operation stage is urgently needed.
현재 철도차량의 운행전력은 한전에서 철도변전소를 거쳐 철도차량 및 철도시설물로 공급되며, 철도차량 전체 및 철도시설 전체를 통합하여 관리하고 있는 실정이다.Currently, the operating power of railroad cars is supplied from KEPCO to railroad cars and railroad facilities through railroad substations, and the entire railroad cars and railroad facilities are integrated and managed.
일반적으로 도시철도시스템의 운행단계에서 소비되는 전력량 중 철도차량의 소비전력은 전체전력의 약 60% 이상을 차지한다.In general, the power consumption of railway vehicles accounts for more than 60% of the total power consumed in the operation stage of the urban railway system.
한편, 현재 도시철도 운행 전력 환산을 위해서는 변전실의 피더에서 단위로 구분적인 철도차량에서 소모되는 운행전력만 집계하고 있어 개별 철도차량의 운행에너지 효율개선이 어려우며 운행전력상승에 대한 효율적 분산기술과 과부하 피크전력 원인대책 분석이 불가능하다.On the other hand, in order to convert the operating power of urban railways, it is difficult to improve the operating energy efficiency of individual railway vehicles because it only counts the operating power consumed by railroad cars classified by unit in the substation's feeder. It is impossible to analyze the cause of electricity.
따라서, 철도차량의 운행에너지 효율개선을 위하여 실시간으로 개별 철도차량 운행에너지 소비량을 모니터링하고 피크전력 예측 및 분산제어 할 수 있는 기술개발이 시급하다.
Therefore, in order to improve the operating energy efficiency of railroad cars, it is urgent to develop a technology that monitors the operating energy consumption of individual railroad cars in real time, predicts peak power, and performs distributed control.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 철도차량의 집전방식 방식에 따라 1량 단위나 2량 단위 또는 철도차량 단위로 운행전력을 측정하고 철도차량의 조성방식에 따라 편성단위로 전력량을 수합하여 운행피크전력을 실시간으로 예측하여 이를 토대로 다수의 철도차량을 분산제어하여 에너지최적화 운행패턴을 생성할 수 있도록 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention is to solve these problems, the present invention is to measure the operating power in units of 1 unit, 2 units or railway vehicle according to the current collection method of the railway vehicle, and according to the composition method of the railway vehicle It provides urban railway peak power distributed control system based on individual power metering of railroad cars, which can generate energy-optimized driving pattern by distributing and controlling electric power in real time and predicting driving peak power in real time. The purpose is.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,
차상(車上)에 설치되어 개별 철도차량의 운행전력을 실시간으로 측정하는 개별운행전력측정수단과; 상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 개별 철도차량의 운행전력을 분석하여 피크전력을 예측하고 상기 개별 철도차량의 열차제어수단에 운행제어신호를 출력하는 신호제어시스템에 피크전력분산제어신호를 출력하는 운행전력분석수단;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템을 제공한다.An individual running power measuring means installed on the vehicle floor and measuring the operating power of the individual railroad cars in real time; Analyzing the operating power of the individual railway vehicle measured by the individual operating power measuring means to predict the peak power and output the peak power distribution control signal to the signal control system for outputting the driving control signal to the train control means of the individual railway vehicle It provides a power distribution control system for urban railways based on individual power metering of railway vehicles, characterized in that it comprises a driving power analysis means.
이때, 상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 개별 철도차량의 운행전력은 열차제어수단을 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 한다.At this time, the driving power of the individual railway vehicle measured by the individual driving power measuring means is characterized in that it is transmitted to the driving power analysis means through the train control means.
그리고, 상기 개별운행전력측정수단은, 철도차량의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 측정부와, 상기 전압 및 전류 측정부에서 측정된 아날로그 신호 형태의 전압 및 전류값을 디지털 신호 형태의 전압 및 전류값으로 변환하는 A/D변환부와, 상기 A/D변환부를 통해 변환된 전압 및 전류값을 이용해 운행전력을 계산하는 연산처리부와, 상기 연산처리부를 통해 계산된 운행전력을 저장하는 메모리부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the individual running power measuring means, the voltage and current measuring unit for measuring the voltage and current of the railway vehicle, and the voltage and current value of the analog signal type measured in the voltage and current measuring unit voltage and the digital signal type An A / D converter converting the current value into a current value, an arithmetic processing unit calculating driving power using the voltage and current values converted through the A / D converting unit, and a memory unit storing the driving power calculated through the arithmetic processing unit; It is characterized in that the configuration.
또한, 상기 열차제어수단에서 전송된 운행전력은 액세스포인트(AP)를 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving power transmitted from the train control means is characterized in that it is transmitted to the driving power analysis means via an access point (AP).
그리고, 상기 열차제어수단은; 열차의 운행을 종합적으로 감시제어하는 TCMS(Train Control & Monitoring System; 열차종합제어장치)와, HMI(Human Machine Interface; 차상 신호장치 운전자 표시 및 저장장치)와, 열차가 정거장을 출발해서 정차할 때까지의 가속/감속/정위치 정차 등을 자동으로 수행하는 ATO(Automatic Train Operationl : 자동열차운전장치)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And, the train control means; TCMS (Train Control & Monitoring System), HMI (Human Machine Interface, Driver Display and Storage Device), and train stops at the station. It is characterized in that it comprises an ATO (Automatic Train Operation) which automatically performs acceleration, deceleration, and exact stop of up to.
아울러, 상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 운행전력은 상기 열차제어수단을 구성하는 TCMS 또는 HMI를 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving power measured by the individual driving power measuring means is characterized in that it is transmitted to the driving power analysis means through the TCMS or HMI constituting the train control means.
또한, 상기 운행전력분석수단은 상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 다수의 개별 철도차량으로부터 운행전력을 실시간으로 수신하는 데이터수신서버(DCS)와, 상기 데이터수신서버를 통해 수신된 운행전력을 저장하는 실시간통합 데이터베이스(RTDB)와, 상기 데이터수신서버(DCS)를 통해 수신된 운행전력을 분석하여 피크 전력을 예측하고 그 피크 전력 예측치에 따라 피크전력을 분산하도록 피크전력분산제어신호를 신호제어시스템으로 출력하여 개별 철도차량의 운행을 제어하도록 하는 피크전력모니터링장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving power analyzing means stores a data receiving server (DCS) for receiving the driving power in real time from a plurality of individual railway vehicles measured by the individual operating power measuring means, and stores the driving power received through the data receiving server. The peak power distribution control signal to analyze peak power by analyzing the real time integrated database (RTDB) and the operating power received through the data receiving server (DCS) and to distribute the peak power according to the peak power prediction value. It is characterized by consisting of a peak power monitoring device for outputting to control the operation of the individual railway vehicle.
그리고, 상기 신호제어시스템은 자동폐색장치-폐색구간내 신호현시를 담당하는 ABS(Automatic Block System)에 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.
The signal control system is characterized in that to apply a control signal to the ABS (Automatic Block System) in charge of the signal manifestation in the automatic occlusion device-blocking section.
본 발명에 따르면, 개별 철도차량에 개별운행전력측정수단을 구비하여 실시간으로 개별 철도차량의 운행전력을 모니터링하고 이를 토대로 피크 전력을 실시간으로 예측하여 개별 철도차량 들의 운행을 분산 제어하여 철도차량의 운행에너지 효율을 높이는 장점이 있다.According to the present invention, the individual railroad vehicles are provided with individual operating power measuring means in real time to monitor the operating power of the individual railroad cars, and based on the prediction of the peak power in real time to control the operation of the railroad cars by distributed control of the railroad cars It has the advantage of increasing energy efficiency.
아울러, 도시철도 차량 전체의 전력량 소비 모니터링을 통한 도시철도 최대전력의 관리와 열차전력 소비인자의 분석이 가능하여 도시철도 에너지관리 선진화를 기할 수 있다.In addition, it is possible to manage the maximum power of the urban railway and analyze the power consumption factors of the train by monitoring the power consumption of the entire urban vehicle, thereby improving the energy management of the urban railway.
또한, 철도차량별로 개별전력관리가 가능해 철도차량의 기관사들간의 에너지효율 운전에 대한 경쟁을 유도함은 물론 철도차량 경량화 효과 등의 에너지효율화가 가능하고, 개별열차의 회생전력발생량 모니터링 및 재활용량 관리와 회생전력활용기술평가가 가능하고, 회생전력활용에 따른 철도운행에너지 효율개선 등의 회생전력량관리를 체계화할 수 있는 장점도 있다.
In addition, individual electric power management is possible for each railway vehicle, which induces competition for energy efficiency operation among engine companies of railway vehicles, as well as energy efficiency such as weight reduction of railway vehicles, and monitors the regenerative power generation of individual trains, and manages and manages regeneration It is possible to evaluate power utilization technology and to systematically manage regenerative power, such as improving railway operational energy efficiency.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템의 상세 구성도이다.1 is a conceptual diagram of a distributed railway peak power distribution control based on individual power metering of railway vehicles according to the present invention.
2 is a block diagram of a system for peak power distribution control of urban railways based on individual power metering of rolling stock according to the present invention.
Figure 3 is a detailed configuration of the railway power distribution control system for urban railway based individual power metering according to the present invention.
본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.With reference to the accompanying drawings, the railroad individual power metering-based metropolitan railway peak power distribution control system according to the present invention will be understood by the embodiments described in detail below.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.
도 1 내지 도 3에 의하면, 본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템은 철도차량의 운행에너지 효율개선을 위하여 실시간으로 개별 철도차량의 운행전력을 모니터링하고 이를 토대로 피크전력을 예측하여 다수의 철도차량을 분산 제어할 수 있다.1 to 3, the peak power distribution control system for urban railways based on individual power metering of railroad cars according to the present invention monitors the driving power of individual railroad cars in real time to improve the driving energy efficiency of the railroad cars and based on the peaks. By predicting the electric power, a large number of railroad cars can be distributedly controlled.
이와 같은 본 발명은 차상(車上)에 설치되어 개별 철도차량(1)의 운행전력을 실시간으로 측정하는 개별운행전력측정수단(100)과, 지상(地上) 관제센터에 설치되어 상기 개별운행전력측정수단(100)에서 측정된 개별 철도차량(1)의 운행전력을 수집 및 분석하여 피크전력을 예측하고 개별 철도차량(1)을 제어하도록 상기 개별 철도차량(1)의 열차제어수단(200)에 운행제어신호를 출력하는 신호제어시스템(300)에 피크전력분산제어신호를 출력하는 운행전력분석수단(400)으로 구성된다.
The present invention as described above is installed in the vehicle (phase) and the individual operating power measuring means 100 for measuring in real time the operating power of the individual railway vehicle (1), and the ground (center) installed in the control center of the individual operating power Train control means 200 of the
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the constitution of each part of the present invention will be described in detail.
먼저, 상기 개별운행전력측정수단(100)은 개별 철도차량(1)에 설치되는 것으로 개별 철도차량(1)의 운행전력을 차량단위로 실시간 모니터링한다. 이와 같이 각각의 개별 철도차량(1)에서 측정되는 운행전력은 무선으로 운행전력분석수단(400)에 전송된다.First, the individual driving power measuring means 100 is installed in the
이때, 상기 개별운행전력측정수단(100)은 철도차량(1)의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 측정부(110)와, 상기 전압 및 전류 측정부(110)에서 측정된 아날로그 신호 형태의 전압 및 전류값을 디지털 신호 형태의 전압 및 전류값으로 변환하는 A/D변환부(120)와, 상기 A/D변환부(120)를 통해 변환된 전압 및 전류값을 이용해 운행전력을 계산하는 연산처리부(130)와, 상기 연산처리부(130)를 통해 계산된 운행전력을 저장하는 메모리부(140)로 구성된다.In this case, the individual operating power measuring means 100 is a voltage and
즉, 상기 개별운행전력측정수단(100)은 철도차량(1)의 운행에 사용되는 전압과 전류를 측정하여 운행전력을 산출한다. That is, the individual driving power measuring means 100 calculates the driving power by measuring the voltage and current used for the operation of the
한편, 상기 개별운행전력측정수단(100)은 별도의 데이터송신부(미도시됨)를 구비하여 상기 연산처리부(130)를 통해 계산된 운행전력을 개별적으로 무선송신함도 가능하지만, 열차의 운행을 제어하는 상기 열차제어수단(200)을 통해 무선으로 운행전력분석수단(400)으로 전송한다.On the other hand, the individual driving power measuring means 100 is provided with a separate data transmission unit (not shown), it is also possible to wirelessly transmit the driving power calculated by the
이때, 상기 운행전력의 안정적 전송을 위해 지상에는 상기 열차제어수단(200)에서 전송된 운행전력을 수신하여 상기 운행전력분석수단(400)으로 전송하는 억세스포인트(AP; Access Point)(500)가 일정 간격으로 설치된다.In this case, an access point (AP) 500 for receiving the driving power transmitted from the train control means 200 and transmitting the driving power to the driving
한편, 상기 열차제어수단(200)은 열차의 운행을 종합적으로 감시제어하는 TCMS(Train Control & Monitoring System; 열차종합제어장치)(210)와, HMI(Human Machine Interface; 차상 신호장치 운전자 표시 및 저장장치)(220)와, 열차가 정거장을 출발해서 정차할 때까지의 가속/감속/정위치 정차 등을 자동으로 수행하는 ATO(Automatic Train Operation : 자동열차운전장치)(230) 등을 포함한다. On the other hand, the train control means 200 is a TCMS (Train Control & Monitoring System) 210 for comprehensive monitoring and control of the operation of the train and the HMI (Human Machine Interface; vehicle display device driver display and storage) Device) 220 and an ATO (Automatic Train Operation) 230 which automatically performs acceleration / deceleration / exact stop until the train leaves the station and stops.
이 경우, 상기 개별운행전력측정수단(100)에서 측정된 운행전력은 상기 열차제어수단(200)을 구성하는 TCMS(210) 또는 HMI(220)를 통해 무선으로 지상의 운행전력분석수단(400)으로 전송한다. In this case, the driving power measured by the individual driving power measuring means 100 is the ground running power analysis means 400 wirelessly through the TCMS 210 or HMI 220 constituting the train control means 200. To send.
물론 상기 TCMS(210) 또는 HMI(220)에서 무선으로 전송된 운행전력은 지상의 AP(500)를 거쳐 운행전력분석수단(400)으로 수집된다.Of course, the driving power wirelessly transmitted from the TCMS 210 or the HMI 220 is collected by the driving power analyzing means 400 via the AP 500 on the ground.
이때, 차상의 TCMS(210) 또는 HMI(220)와 지상의 AP(500)간의 데이터 통신은 초고속 무선 통신채널을 이용하여 운행전력을 전송한다.At this time, the data communication between the vehicle TCMS 210 or HMI 220 and the ground AP 500 transmits the driving power using the ultra-high speed wireless communication channel.
그리고 상기 ATO(230)는 상기 TCMS(210)의 하부시스템으로 TCMS(210)에 의해 속도를 제한받을 때에는 자동으로 제동동작을 하며 제한속도 이하가 되면 제동동작을 해제한다. The ATO 230 automatically brakes when the speed is limited by the TCMS 210 to the lower system of the TCMS 210, and releases the braking operation when the speed falls below the speed limit.
상기 운행전력분석수단(400)은 개별 철도차량(1)에서 전송된 운행전력을 수집하고 이를 토대로 피크 전력을 산출하여 개별 철도차량(1)의 운행전력이 분산되도록 다수의 철도차량 운행을 분산 제어할 수 있도록 한다.The driving power analysis means 400 collects the driving power transmitted from the
이와 같은 운행전력분석수단(400)은 상기 개별운행전력측정수단(100)에서 측정된 다수의 개별 철도차량(1)으로부터 운행전력을 실시간으로 수신하는 데이터수신서버(DCS)(410)와, 상기 데이터수신서버(410)를 통해 수신된 운행전력을 저장하는 실시간통합 데이터베이스(RTDB)(420)와, 상기 데이터수신서버(410)를 통해 수신된 운행전력을 분석하여 피크 전력을 예측하고 그 피크 전력 예측치에 따라 피크전력을 분산하도록 피크전력분산제어신호를 신호제어시스템(300)으로 출력하여 개별 철도차량(1)의 운행을 제어하도록 하는 피크전력모니터링장치(430)로 구성된다.The driving power analysis means 400 is a data receiving server (DCS) 410 for receiving the driving power in real time from the plurality of
물론, 이에 따라 상기 신호제어시스템(300)은 열차제어수단(200)으로 개별열차제어신호를 전송하여 개별적으로 철도차량(1)의 운행을 각각 제어한다.Of course, accordingly, the
이때, 상기 신호제어시스템(300)은 자동폐색장치-폐색구간내 신호현시를 담당하는 ABS(Automatic Block System)(600)에도 제어신호를 인가하여 차상 및 지상의 철도운행 시스템의 제어를 수행하게 된다.
In this case, the
한편, 본 발명은 철도차량의 운행전력을 차량단위로 실시간 모니터링하고 이를 통해 열차운행에 따른 피크 전력을 실시간으로 예측하여 다수의 철도차량을 분산 제어하여 효율적인 전력 운용을 가능하게 하고, 회생전력동기화 에너지효율 운전정보를 제공하며 도시철도 피크 전력의 목표 관리 역시 가능하다.On the other hand, the present invention real-time monitoring the operating power of the railway vehicle by vehicle unit through this to predict the peak power according to the train operation in real time to enable efficient power operation by controlling a plurality of railway vehicles distributed, regenerative power synchronization energy It provides efficient operation information and target management of metro peak power.
이를 위해 상기 운행전력분석수단(400)을 구성하는 피크전력모니터링장치(430)는 우선 개별 철도차량(1)의 운행전력을 분석하여 피크전력을 예측한다.To this end, the peak
이 경우 상기 피크전력모니터링장치(430)는 전체 도시철도 시스템의 전력에너지 소비 Baseline을 설정하고, 에너지 최적화 모델을 활용하여 구간별 전력 사용량 최적범위를 정의한다. In this case, the peak
또한, 경제적인 철도차량의 운행을 위한 에코 드라이빙 정보를 제공하기 위해 전력에너지 소비 Baseline 값과 실제 측정된 개별 철도차량의 운행전력값을 비교하고, 동일구간에서의 차량별 에너지 소모량을 비교한다.In addition, in order to provide eco-driving information for the operation of economical railway vehicles, the baseline value of the electric energy consumption is compared with the operating power values of the individual railway vehicles actually measured, and the energy consumption of each vehicle in the same section is compared.
그리고 상기 피크전력모니터링장치(430)는 피크전력을 모니터링한다. 피크전력은 철도차량 전력 에너지 정보와 역사 전력 에너지 정보를 합산하여 산출한다. 그리고 전력에너지 사용 예측모델을 이용해 철도차량의 운행속도 및 구간 정보를 기반으로 하여 피크전력 에너지 예측값을 산출하며, 철도차량의 운전속도에 따른 에너지 소비량 패턴 역시 데이터베이스화하여 관리한다.The peak
상기 피크전력모니터링장치(430)는 산출된 피크전력 에너지 예측값을 기반으로 분산제어 모델을 실행한다.The peak
이 경우 분산제어 모델은 다양한 조건에 따른 Case Based 제어 모델을 사용한다. 예를 들어 차량시각, 회생전력 재활용에 따른 분산제어 우선순위 조건을 설정하고, 최적 제어 Case 선정 및 예상 저감량을 분석하며, 찰도차량의 제어 및 역사설비의 제어를 연동한다.In this case, the distributed control model uses a case based control model according to various conditions. For example, it sets the priority condition of distributed control according to vehicle time and regenerative power recycling, selects the optimum control case and analyzes the expected reduction amount, and interlocks the control of the vehicle and the control of the historical facility.
이와 같이 피크전력모니터링장치(430)는 산출된 피크전력 에너지 예측값을 기반으로 철도차량의 운행을 제어하기 위한 피크전력분산제어신호를 신호제어시스템(300)으로 전송한다. As such, the peak
이에 따라 상기 신호제어시스템(300)은 개별 철도차량(1)의 열차제어수단(200)에 운행제어신호를 출력한다. 물론, 지상에 설치되어 자동폐색장치-폐색구간내 신호현시를 담당하는 ABS(Automatic Block System)(600)에도 운행제어신호를 출력한다.Accordingly, the
이때, 상기 신호제어시스템(300)의 운행제어신호 출력은 개별 철도차량(1)의 출발지연 허용시간 분석, 열차간격제어 최적화, 상구배/곡선/절연구간 등의 선로조건에 따른 가감속 제어, 시범구축 및 주행시험을 통한 변전소 용량 산출 및 운영 경제성 분석을 토대로 이루어짐은 당연하다.
At this time, the driving control signal output of the
이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 본 발명에 따른 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 과정을 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, the process of controlling the distribution of peak power of urban railways based on individual power metering of railroad cars according to the present invention will be described.
먼저 개별 철도차량(1)은 개별운행전력측정수단(100)이 설치되어 실시간으로 개별 철도차량(1)의 운행전력을 측정한다.First, the
이때, 상기 개별운행전력측정수단(100)은 전압 및 전류 측정부(110)에서 측정된 전압 및 전류값을 이용해 운행전력을 계산한다.In this case, the individual running power measuring means 100 calculates the driving power using the voltage and current values measured by the voltage and
이와 같이 각각의 개별 철도차량(1)에서 측정된 운행전력은 원격지의 운행전력분석수단(400)으로 수집된다. In this way, the driving power measured by each
그리고, 개별운행전력측정수단(100)에서 측정된 운행전력은 개별 철도차량(1)의 열차제어수단(200)을 통해 무선으로 전송되어 운행전력분석수단(400)으로 실시간으로 수집된다.In addition, the driving power measured by the individual running power measuring means 100 is wirelessly transmitted through the train control means 200 of the
한편, 상기 운행전력분석수단(400)은 개별 철도차량(1)에서 전송된 운행전력을 분석하여 피크 전력을 산출하고, 개별 철도차량(1)의 운행전력이 피크 전력을 피해 분산될 수 있도록 개별 철도차량(1)들의 운행을 분산 제어를 위한 피크전력분산제어신호를 생성한다.On the other hand, the driving power analysis means 400 calculates the peak power by analyzing the operating power transmitted from the individual railway vehicle (1), and the individual power so that the operating power of the individual railway vehicle (1) can be distributed to avoid the peak power A peak power distribution control signal for distributed control of the
즉, 개별 철도차량(1)의 개별운행전력측정수단(100)에서 측정된 운행전력은 데이터수신서버(DCS)(410)를 통해 수신되어 실시간통합 데이터베이스(RTDB)(420)에 저장된다.That is, the driving power measured by the individual operating power measuring means 100 of the
아울러 상기 데이터수신서버(410)를 통해 수신된 운행전력은 피크전력모니터링장치(430)에서 분석하여 전력에너지 사용 예측모델을 이용해 철도차량의 운행속도 및 구간 정보를 기반으로 하여 피크전력 에너지 예측값을 산출하며, 산출된 피크전력 에너지 예측값을 기반으로 분산제어 모델을 실행하여 피크전력을 분산하도록 피크전력분산제어신호를 생성하여 신호제어시스템(300)으로 출력한다.In addition, the operating power received through the
이를 통해 피크전력분산제어신호를 수신한 신호제어시스템(300)은 열차제어수단(200)으로 개별열차제어신호를 전송하여 개별적으로 철도차량(1)의 운행을 각각 제어하고, ABS(Automatic Block System)(600)에도 제어신호를 인가하여 차상 및 지상의 철도운행 시스템의 제어를 수행하여 다수의 철도차량을 분산 제어한다.
Through this, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 개별 철도차량 100: 개별운행전력측정수단
110: 전압 및 전류 측정부 120: A/D변환부
130: 연산처리부 140: 메모리부
200: 열차제어수단 210: TCMS
220: HMI 230: ATO
300: 신호제어시스템 400: 운행전력분석수단
410: 데이터수신서버(DCS) 420: 실시간통합 데이터베이스
430: 피크전력모니터링장치 500: 억세스포인트(AP)
600: ABS(Automatic Block System)1: individual railway vehicle 100: individual operating power measurement means
110: voltage and current measurement unit 120: A / D conversion unit
130: arithmetic processing unit 140: memory unit
200: train control means 210: TCMS
220: HMI 230: ATO
300: signal control system 400: driving power analysis means
410: data receiving server (DCS) 420: real-time integrated database
430: peak power monitoring device 500: access point (AP)
600: Automatic Block System (ABS)
Claims (8)
상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 개별 철도차량의 운행전력을 분석하여 피크전력을 예측하고 상기 개별 철도차량의 열차제어수단에 운행제어신호를 출력하는 신호제어시스템에 피크전력분산제어신호를 출력하는 운행전력분석수단;으로 구성되되,
상기 신호제어시스템은 자동폐색장치-폐색구간내 신호현시를 담당하는 ABS(Automatic Block System)에 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
An individual running power measuring means installed on the vehicle floor and measuring the operating power of the individual railroad cars in real time;
Analyzing the operating power of the individual railway vehicle measured by the individual operating power measuring means to predict the peak power and output the peak power distribution control signal to the signal control system for outputting the driving control signal to the train control means of the individual railway vehicle Operation power analysis means; consisting of,
The signal control system is an automatic railway peak power distribution control system based on individual power metering of the railway vehicle, characterized in that for applying a control signal to the ABS (Automatic Block System) responsible for the manifestation of the signal within the blockage section.
상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 개별 철도차량의 운행전력은 열차제어수단을 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
The method of claim 1,
Metropolitan railway peak power distributed control system based on the individual vehicle metering power metering, characterized in that the operating power of the individual railway vehicle measured by the individual operating power measuring means is transmitted to the driving power analyzing means through a train control means.
철도차량의 전압 및 전류를 측정하는 전압 및 전류 측정부와, 상기 전압 및 전류 측정부에서 측정된 아날로그 신호 형태의 전압 및 전류값을 디지털 신호 형태의 전압 및 전류값으로 변환하는 A/D변환부와, 상기 A/D변환부를 통해 변환된 전압 및 전류값을 이용해 운행전력을 계산하는 연산처리부와, 상기 연산처리부를 통해 계산된 운행전력을 저장하는 메모리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
The method of claim 2, wherein the individual operating power measuring means,
Voltage and current measuring unit for measuring the voltage and current of the railroad car, and A / D conversion unit for converting the voltage and current value of the analog signal form measured in the voltage and current measuring unit into voltage and current value of the digital signal form And an arithmetic processing unit configured to calculate driving power using the voltage and current values converted by the A / D converter, and a memory unit storing the driving power calculated through the arithmetic processing unit. Metering-based metropolitan peak power distributed control system.
상기 열차제어수단에서 전송된 운행전력은 억세스포인트(AP)를 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The railroad peak power distributed control system based on individual power metering of the railway vehicle, characterized in that the driving power transmitted from the train control means is transmitted to the driving power analysis means through an access point (AP).
열차의 운행을 종합적으로 감시제어하는 TCMS와, HMI와, 열차가 정거장을 출발해서 정차할 때까지의 가속/감속/정위치 정차 등을 자동으로 수행하는 ATO를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
According to claim 2, The train control means;
TCMS for comprehensive monitoring and control of train operation, HMI, and ATO for automatically performing acceleration / deceleration / exact stop from train stop to stop. Metropolitan peak power distributed control system based on power metering.
상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 운행전력은 상기 열차제어수단을 구성하는 TCMS 또는 HMI를 통해 상기 운행전력분석수단으로 전송되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The metropolitan railway peak power distributed control system based on individual power metering of a railway vehicle, wherein the driving power measured by the individual driving power measuring means is transmitted to the driving power analyzing means through a TCMS or HMI constituting the train control means. .
상기 개별운행전력측정수단에서 측정된 다수의 개별 철도차량으로부터 운행전력을 실시간으로 수신하는 데이터수신서버(DCS)와, 상기 데이터수신서버를 통해 수신된 운행전력을 저장하는 실시간통합 데이터베이스(RTDB)와, 상기 데이터수신서버(DCS)를 통해 수신된 운행전력을 분석하여 피크 전력을 예측하고 그 피크 전력 예측치에 따라 피크전력을 분산하도록 피크전력분산제어신호를 신호제어시스템으로 출력하여 개별 철도차량의 운행을 제어하도록 하는 피크전력모니터링장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 개별전력 미터링 기반의 도시철도 피크전력 분산 제어 시스템.
According to claim 1, wherein the running power analysis means,
A data receiving server (DCS) for receiving driving power in real time from a plurality of individual railway vehicles measured by the individual driving power measuring means, and a real-time integrated database (RTDB) for storing driving power received through the data receiving server; Analyze the operating power received through the data receiving server (DCS) to predict the peak power and output the peak power distribution control signal to the signal control system to distribute the peak power according to the peak power prediction value to operate the individual railway vehicles Peak power distributed control system for urban railways based on individual power metering, characterized in that the peak power monitoring device to control the.
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