KR101457367B1 - System for calculating ratio of contact loss using current wave form analysis of pantograph - Google Patents
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Abstract
본 발명은 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템에 관한 것으로서, 집전성능을 평가하기 위하여, 팬터그래프의 전류를 측정한 후, 전류파형을 실시간 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간을 계산함으로써, 이선 비율을 계산하는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 팬터그래프의 전류를 측정하는 전류 측정부; 측정된 팬터그래프의 전류의 파형을 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 파형 분석부; 및 상기 파형 분석부를 통해 분석된 결과를 이용하여, 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하고, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 이선 비율 계산부; 를 포함한다.The present invention relates to an alternate ratio calculation system using pantograph current waveform analysis. In order to evaluate the current collecting performance, a current of a pantograph is measured, and a current waveform is analyzed in real time to calculate contact and noncontact times between the pantograph and a cantilever, The present invention provides a system for calculating an alternate ratio.
According to an aspect of the present invention, there is provided a pantograph comprising: a current measuring unit for measuring a current of a pantograph; A waveform analyzer for analyzing the waveform of the measured current of the pantograph to calculate contact and noncontact times (line times) between the pantograph and the catenary; An alternate ratio calculation unit for calculating the contact and noncontact time (alternate time) between the pantagraph and the catenary using the analyzed result through the waveform analyzer, and calculating the alternate ratio of the catenary by measuring the variance of the signals; .
Description
본 발명은 이선 비율 계산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 집전성능을 평가하기 위하여, 팬터그래프의 전류를 측정한 후, 전류파형을 실시간 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간을 계산함으로써, 이선 비율을 계산하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 집전성능 평가 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a line ratio calculation system, and more particularly, to a line line ratio calculation system, in which a current of a pantograph is measured and then a current waveform is analyzed in real time to calculate a contact and noncontact time between the pantograph and the line, To a current collecting performance evaluation system using pantograph current waveform analysis.
차량운행을 위하여 지상의 전차선과 차량의 팬터그래프와의 접촉을 통하여 전기에너지를 공급한다. 집전성능은 팬터그래프의 집전판과 전차선간의 접촉된 상태에서의 동적 성능을 말하는 것으로 열차의 속도, 기상조건, 운영조건에 상관없이 적합한 성능을 유지하여야 한다. It provides electric energy through contact between the ground electric cable and the pantograph of the vehicle for vehicle operation. The power collection performance is the dynamic performance of the pantograph in the contact state between the collectors and the electric cable, and it should maintain proper performance irrespective of train speed, weather conditions and operating conditions.
전차선과 팬터그래프간 접촉력이 높을 경우, 과도한 압상량이 발생되어 전차선의 피로파괴, 마모 및 전차선과 팬터그래프간 끼임 현상 등을 야기시킬 수 있다. 이와 반대로 접촉력이 과도하게 낮을 경우, 전차선과 집전판이 떨어져 전기적 이선현상인 아크가 발생되어 동력차의 성능손상, 전차선의 타흔 및 파단 등이 발생될 수 있다. 이상과 같이 전차선과 팬터그래프간의 집전성능을 검토 및 확인하기 위하여 일반적으로 팬터그래프의 접촉력과 이선아크를 검측하고 있다. If the contact force between the catenary and the pantograph is high, excessive pressure may be generated, causing fatigue breakdown of the catenary, wear and pinch between the catenary and the pantograph. On the contrary, if the contact force is excessively low, the electric line and the current collecting plate are separated from each other, and arcing, which is an electric connection phenomenon, may occur, resulting in damage to the performance of the power train, scratches and breakage of the line. As described above, in order to examine and confirm the current collecting performance between the electric line and the pantograph, the contact force and the line angle of the pantograph are generally detected.
팬터그래프와 전차선간 접촉력은 전차선과 팬터그래프 집전판간의 접촉 상태를 팬터그래프에 적절한 센서와 장비를 설치하여 전기차 운행 중에 측정하는 시험을 의미하며, 집전성능을 판단하는 기준으로 사용할 수 있다. 이선아크는 팬터그래프의 집전판과 전차선간 접촉력이 0이하로 떨어질 경우 집전판과 전차선간에서 발생하는 빛으로 이를 광학적 센서를 이용 전기적 신호로 처리하여 측정하는 것이 일반적이다.The contact force between the pantograph and the electric cable means the test to measure the contact state between the electric cable and the electric pancake plate during the operation of the electric car by installing appropriate sensors and equipment for the pantograph. It is a common practice that if the contact force between the front plate and the front of the pantograph drops below 0, the light generated between the front plate and the front of the pantograph is treated as an electrical signal using an optical sensor.
한편, 아크 검출과 관련해서는, 한국공개실용 제20-2008-0002250호(이하, '선행문헌')외에 다수 출원 및 공개되어 있다. On the other hand, in relation to arc detection, numerous applications and disclosures have been made in addition to Korean Laid-Open Patent Application No. 20-2008-0002250 (hereinafter referred to as "prior art").
상기한 선행문헌에 따른 시스템은, 동일한 2개의 아크센서로 전동차 지붕의 좌우에 일정간격 이격되게 설치되어 팬터그래프의 집전판과 전차선의 접촉부위에 초점이 맞추어 있으면서 렌즈 및 필터를 장착하고 있는 광학검출부, 상기 광학검출부를 수납하면서 제어신호에 따라 수평 및 수직 방향으로 틸팅가능하여 상기 아크센서의 초점을 맞출 수 있도록 된 외함, 상기 광학검출부로 광을 탐지하는데 필요한 전기적 반송 신호를 광학검출부로 보내주고 아울러 광학검출부에서 전달되어 오는 광 검출 신호를 전기적으로 처리하면서 좌우 아크센서의 크기를 비교하여 편위여부를 판단하는 신호처리부, 상기 신호처리부에 의해 수신되는 아크, 가선 전압/전류, 아크 발생위치를 전동차의 속도, 위치 경로와 연계하여 제어함과 아울러 광학검출부의 틸팅을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.The system according to the above-mentioned prior art includes an optical detecting unit mounted on the right and left sides of the roof of the electric vehicle with two arc sensors of the same length and spaced apart from each other by a predetermined distance, the lens and the filter being mounted on the collecting plate of the pantograph, An enclosure capable of tilting in a horizontal direction and a vertical direction according to a control signal while accommodating the optical detection unit so that the focus of the arc sensor can be focused; an electric conveyance signal necessary for detecting light to the optical detection unit, A signal processor for comparing the magnitudes of the left and right arc sensors to determine whether or not the optical detection signals are electrically coupled to the detector, , And controls the tilting of the optical detection unit And a controller for controlling the motor.
팬터그래프와 전차선간의 집전상태는, 상기한 선행문헌과 같이 팬터그래프의 접촉력 또는 이선아크를 검측하여 측정하는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 방법은 접촉력의 경우 팬터그래프에 부착할 센서의 캘리브레이션과 팬터그래프의 공력 등 다양한 변수 측정을 위해 1개월 이상의 캘리브레이션 기간이 필요하며 설치 및 측정도 어렵다. The current collecting state between the pantograph and the electric cable is generally measured by measuring the contact force or line height of the pantograph as in the above-mentioned prior art. However, the above method requires a calibration period of one month or longer for measurement of various parameters such as the calibration of the sensor to be attached to the pantograph and the aerodynamic force of the pantograph in the case of contact force, and it is also difficult to install and measure.
이선아크는 광학적 센서를 이용하여 측정하므로, 센서의 설치를 위해 아크의 파장대역, 속도, 태양광 반응여부 등 다양하고 복잡한 캘리브레이션을 수행해야 하며 설치 시에 비디오와 전류 값을 동시에 받아야 하는 등의 복잡함이 있다.Because the sensor is measured using optical sensors, it is necessary to carry out various complicated calibrations such as the wavelength band of the arc, the speed and the response of the solar light, and the complexity such as receiving the video and the current value simultaneously have.
이상과 같이, 집전성능 평가는 일반적으로 팬터그래프의 접촉력 측정 또는 이선아크를 측정하게 된다. 일반철도의 경우, 팬터그래프가 1개로 집전이 되어 열차가 운행되므로 1개의 팬터그래프에 접촉력 또는 이선아크 검출기를 이용 측정하게 되지만 도시철도의 경우, 1개 차량에 4개 또는 5개로 다 팬터그래프라 할 수 있다. As described above, the current collection performance evaluation generally measures the contact force of the pantograph or the wire line. In the case of ordinary railway, the pantograph is collected by one and the train is operated. Therefore, one pantograph is measured using the contact force or the line detector. However, in the case of an urban railway, four or five pantographs can be used in one vehicle .
이러한 경우, 접촉력 또는 이선아크는 여러 개의 검출기 또는 측정기를 팬터그래프에 각각 설치하여 측정하게 되므로 시간과 돈이 많이 들게 된다. In such a case, the contact force or the elongation is measured by installing a plurality of detectors or measuring devices on the pantograph, which results in time and money.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 집전성능을 평가하기 위하여, 팬터그래프의 전류를 측정한 후, 전류파형을 실시간 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간을 계산함으로써, 이선 비율을 계산하는 시스템을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pantograph, The present invention has been made in view of the above problems.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템에 관한 것으로서, 팬터그래프의 전류를 측정하는 전류 측정부; 측정된 팬터그래프의 전류의 파형을 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 파형 분석부; 및 상기 파형 분석부를 통해 분석된 결과를 이용하여, 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하고, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 이선 비율 계산부; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for calculating an alternate ratio using a pantograph current waveform analysis, comprising: a current measuring unit for measuring a current of a pantograph; A waveform analyzer for analyzing the waveform of the measured current of the pantograph to calculate contact and noncontact times (line times) between the pantograph and the catenary; An alternate ratio calculation unit for calculating the contact and noncontact time (alternate time) between the pantagraph and the catenary using the analyzed result through the waveform analyzer, and calculating the alternate ratio of the catenary by measuring the variance of the signals; .
또한 상기 전류 측정부는, CT 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The current measuring unit may include a CT sensor.
또한 상기 파형 분석부는, 교류의 경우, 측정된 팬터그래프의 전류의 파형이 싸인파 형식의 정상파형인 부분에서 팬터그래프와 전차선간이 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단하며, 직류의 경우, 부하전압 만큼의 파형 발생 부분에서 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단하는 상태 판단모듈; 및 측정된 팬터그래프의 전류의 파형의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거모듈); 을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the case of AC, the waveform analyzing unit determines that the pantograph and the catenary are in contact with each other at a portion where the waveform of the measured pantograph current is a normal waveform of the waveform of the measured pantograph, A state judging module for judging that a direct current is in a contact state in a waveform generating portion corresponding to a load voltage and a non-contact state (an inverted state) in a portion where a current is 0; And a noise removal module for removing noise in the waveform of the measured current of the pantograph); And a control unit.
또한 상기 상태 판단모듈은, 열차의 속도 및 속도에 따른 전류 값을 기록하는 것을 특징으로 한다.In addition, the status determination module records a current value according to the speed and the speed of the train.
또한 상기 노이즈 제거모듈은, L개의 신호 값들을 내림차순으로 정렬하여 중간 값을 구하고, 구한 중간 값을 파형에 넣어줌으로써, 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 한다.The noise elimination module may remove noise by arranging L signal values in descending order to obtain an intermediate value, and putting the obtained intermediate value into a waveform.
또한 상기 이선 비율 계산부는, 상기 파형 분석부를 통해 분석된 파형을 통해 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 시간 계산모듈; 및 상기 시간 계산모듈을 통해 계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)과, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 이선 비율 계산모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, the bypass ratio calculation unit may include: a time calculation module for calculating contact and non-contact times (a line time) between the pantograph and the caterpillar through the waveform analyzed through the waveform analyzer; And an alternate-current-ratio calculation module for calculating contact and non-contact times (alternate time) between the pantograph and the catenary calculated through the time calculation module and a variance value of the signals to calculate an alternate ratio of the catenary. And a control unit.
그리고 상기 이선 비율 계산모듈은, 신호들의 분산(variance) 분석을 수행하여 변화량을 측정하고, 변화량에 따라 이선아크가 발생한 구간을 판단하는 것을 특징으로 한다.The line ratio calculation module may perform a variance analysis of signals to measure a change amount, and determine an interval in which the line is generated according to the change amount.
그리고 상기 이선 비율 계산모듈은, 계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간) 및 이선아크가 발생한 구간에 대한 정보를 이용하여, 전체 시간과, 전차선로의 이선 시간의 합의 비로서, 전차선의 이선 비율을 계산하는 것을 특징으로 한다. The bypass ratio calculation module calculates the ratio of the sum of the total time and the bypass time to the line by using the contact and non-contact time (line time) between the calculated pantograph and the line, The ratio of the number of times that the input signal is output.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 팬터그래프의 전류측정 만으로도 전기차의 집전성능을 정확하게 판단할 수 있는 장점이 있다. 또한, 도시철도차량의 경우 팬터그래프가 여러 개로 운행되고 있으며, 팬터그래프가 전기적으로 상호 연결되어 있으므로, 본 발명에 따른 시스템을 적용할 경우, 각 전류파형을 측정하여 집전상태를 판단할 수 있으므로 기존 방법인 이선아크검출 방법과 접촉력 검측 방법에 비하여 보다 단순화 되어 효과적으로 집전성능을 판단할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to accurately determine the current collection performance of the electric car by only measuring the current of the pantograph. In addition, since the pantographs are electrically connected to each other in the case of an urban railway vehicle, when the system according to the present invention is applied, the current collecting state can be determined by measuring each current waveform, It is possible to more effectively determine the current collecting performance in comparison with the wire line detecting method and the contact force detecting method.
도 1 및 도 2 는 본 발명에 따른 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 비접촉 상태(이선 상태)를 보이는 교류 및 직류의 경우를 보이는 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 중간 값 필터링에 관한 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 중간 값 필터링을 통해 노이즈가 제거된 모습을 보이는 일예시도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and FIG. 2 are overall diagrams conceptually showing a binary ratio calculation system using the pantograph current waveform analysis according to the present invention; FIG.
Fig. 3 is a diagram showing an example of ac and dc in a non-contact state (in an inverted state) according to the present invention.
4 is an example of an intermediate value filtering according to the present invention.
FIG. 5 illustrates an example in which noise is removed through median filtering according to the present invention. FIG.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템에 관하여 도 1 내지 도 5 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. An evanescent ratio calculation system using the pantograph current waveform analysis according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
도 1 및 도 2 는 본 발명에 따른 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 전류 측정부(100), 파형 분석부(200) 및 이선 비율 계산부(300)를 포함하여 이루어진다. FIG. 1 and FIG. 2 are conceptual diagrams of an overall circuit diagram conceptually showing an alternate ratio calculation system S using the pantograph current waveform analysis according to the present invention. As shown in the drawing, the
전류 측정부(100)는 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 팬터그래프의 전류를 측정한다. 이때, 전류 측정부(100)는 CT 센서를 이용하는 것이 바람직하다.
The
파형 분석부(200)는 측정된 팬터그래프의 전류의 파형을 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 기능을 수행하는 바, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상태 판단모듈(210) 및 노이즈 제거모듈(220)을 포함한다.The waveform analyzing
구체적으로, 상태 판단모듈(210)은 도 3 의 (a) 에 도시된 바와 같이 교류의 경우, 측정된 팬터그래프의 전류의 파형이 싸인파 형식의 정상파형인 부분에서 팬터그래프와 전차선간이 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단한다. 이때, 상태 판단모듈(210)은 열차의 속도 및 속도에 따른 전류 값을 기록한다. 3 (a), in the case of AC, the
또한, 상태 판단모듈(210)은 도 3 의 (b) 에 도시된 바와 같이 직류의 경우, 부하전압 만큼의 파형 발생 부분에서 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단한다.
3 (b), in the case of DC, it is determined that the waveform is generated in the portion corresponding to the load voltage. In the portion where the current is 0, the non-contact state ).
노이즈 제거모듈(220)은 측정된 팬터그래프의 전류의 파형의 노이즈를 제거한다. 이때, 노이즈 제거모듈(220)은 중간 값 필터링(median fiter)을 수행한다.The
이는, 급격히 튀는 노이즈를 포함하여 신호의 노이즈를 제거하기 위한 것으로, 도 4 에 도시된 바와 같이 L개의 신호 값들을 내림차순으로 정렬하여 중간 값을 구하고, 구한 중간 값을 파형에 넣어줌으로써, 노이즈를 제거한다(도 5 참조).
This is for eliminating the noise of the signal including the rapidly bouncing noise. As shown in FIG. 4, the L signal values are sorted in descending order to obtain the intermediate value, and the obtained intermediate value is added to the waveform, (See FIG. 5).
이선 비율 계산부(300)는 상기 파형 분석부(200)를 통해 분석된 결과를 이용하여, 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하고, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 2 에 도시된 바와 같이 시간 계산모듈(310) 및 이선 비율 계산모듈(320)을 포함한다. The
구체적으로, 시간 계산모듈(310)은 상기 파형 분석부(200)를 통해 분석된 파형을 통해 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산한다.
Specifically, the
이선 비율 계산모듈(320)은 상기 시간 계산모듈(310)을 통해 계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)과, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산한다. The line ratio calculation module 320 calculates the line ratio of the line by measuring the contact and non-contact times (the line times) and the variance of the signals between the pantograph and the line calculated through the
이때, 이선 비율 계산모듈(320)은 신호들의 분산(variance) 분석을 수행하여 변화량을 측정하고, 변화량이 거의 발생하지 않은 구간은 이선아크가 발생한 구간이라고 판단하고, 그렇지 않은 경우, 정상구간이라고 판단한다. At this time, the alternate-ratio calculation module 320 performs a variance analysis of the signals to measure the change amount, and determines that the interval in which the change amount has hardly occurred is the interval in which the change occurs. Otherwise, do.
이러한 분산(variance) 분석은, 신호 집단들의 평균을 비교 즉, 변화량을 분석하는 것으로, 이선아크가 발생한 구간의 분산 값은 거의 0이다. In this variance analysis, the average of the signal groups is analyzed, that is, the variation is analyzed. The variance value of the interval in which the line is generated is almost zero.
본 실시예에서는, 신호의 개수가 4개 미만에서, 변화량 값이 0.015 보다 작은 구간은 이선아크가 발생한 구간이라고 판단하고, 그렇지 않은 경우 정상구간라고 판단하는 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.In the present embodiment, if the number of signals is less than four and the variation amount is less than 0.015, the section is judged to be a section in which a line is generated. Otherwise, it is determined to be a normal section, but the present invention is not limited thereto .
즉, 이선 비율 계산모듈(320)은 계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간) 및 이선아크가 발생한 구간에 대한 정보를 이용하여, [수식 1] 과 같이 전체 시간과, 전차선로의 이선 시간의 합의 비로서, 전차선의 이선 비율을 계산한다.That is, the line-to-line ratio calculation module 320 calculates the line-to-line ratio using the total time as shown in [Equation 1] and the line-to-line ratio using the calculated contact time and non-contact time between the calculated pantograph and the line As a ratio of the sum of the line times, the line ratio of the line is calculated.
[수식 1][Equation 1]
전류검측을 이용한 집전성능 평가는 DC 철도에 적합하고 전류측정 기술은 집전성능 평가 이외에 차량과 전차선간의 인터페이스 성능을 정밀하게 측정 가능한 유일한 방법이므로, 본 발명에 따른 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 집전성능 평가 시스템을 자동화 유지보수에 활용할 경우 빈번이 발생 중인 차량-전기간 인터페이스 사고예방에 최적의 시스템으로 활용될 것으로 기대된다. 특히, 인터페이스 간 검측시스템을 자동화 진단 시스템으로 상향 개발하고 시스템의 크기를 최적화 할 경우, 비용이 감소와 함께 유지보수를 위한 예방 진단기 술로 활용되어 도시철도 구간 및 차량 등에 확대 적용되어 수요가 높아 관련 기술의 파급효과가 클 것으로 예상된다.
The current collecting performance evaluation using the current inspection is suitable for the DC railway and the current measuring technology is the only method for precisely measuring the interface performance between the vehicle and the electric line in addition to the current collecting performance evaluation. Therefore, the current collecting performance evaluation system using the pantograph current waveform analysis Is expected to be used as an optimal system to prevent vehicle-to-vehicle interface accidents, which are frequently encountered in automation maintenance. In particular, when the inter-interface detection system is upgraded to an automated diagnosis system and the size of the system is optimized, it is used as a preventive diagnostic tool for maintenance along with a decrease in cost, Is expected to be large.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, 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. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
S: 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템
100: 전류 측정부 200: 파형 분석부
300: 이선 비율 계산부 310: 시간 계산모듈
320: 이선 비율 계산모듈S: Evolution ratio calculation system using pantograph current waveform analysis
100: current measuring unit 200: waveform analyzing unit
300: line ratio calculation unit 310: time calculation module
320: Evolution ratio calculation module
Claims (8)
측정된 팬터그래프의 전류의 파형을 분석하여 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 파형 분석부(200); 및
상기 파형 분석부(200)를 통해 분석된 결과를 이용하여, 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하고, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 이선 비율 계산부(300); 를 포함하되,
상기 파형 분석부(200)는,
교류의 경우, 측정된 팬터그래프의 전류의 파형이 싸인파 형식의 정상파형인 부분에서 팬터그래프와 전차선간이 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단하며, 직류의 경우, 부하전압 만큼의 파형 발생 부분에서 접촉 상태인 것으로 판단하고, 전류가 0인 부분에서 비접촉 상태(이선 상태)인 것으로 판단하는 상태 판단모듈(210); 및
측정된 팬터그래프의 전류의 파형의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거모듈(220); 을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 노이즈 제거모듈(220)은,
L개의 신호 값들을 내림차순으로 정렬하여 중간 값을 구하고, 구한 중간 값을 파형에 넣어줌으로써, 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.
A current measuring unit (100) for measuring a current of the pantograph;
A waveform analyzer 200 for analyzing the waveform of the measured current of the pantograph to calculate contact and non-contact times (wire times) between the pantograph and the electric line; And
Calculating a contact ratio and a noncontact time (a line time) between the pantograph and the catenary using the analyzed result through the waveform analyzer 200, and measuring a variance value of the signals and calculating an alternate ratio of the catenary line, (300); , ≪ / RTI &
The waveform analyzer 200 analyzes the waveform
In the case of AC, it is judged that the pantograph and the caten grid are in contact with each other at the portion where the waveform of the measured pantograph current is the normal waveform of the sine wave type, and it is judged that the pantograph is in the noncontact state A state judging module 210 judging that a contact portion is in a contact state at a waveform generating portion corresponding to a load voltage, and judging that a current is 0 in a non-contact state (an inverted state); And
A noise removal module 220 for removing noise of the waveform of the measured pantograph current; And a second electrode,
The noise elimination module 220,
And calculating an intermediate value by sorting the L signal values in a descending order and putting the obtained intermediate value into a waveform to remove noise.
상기 전류 측정부(100)는,
CT 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.
The method according to claim 1,
The current measuring unit (100)
CT sensor, wherein the pantograph current waveform analysis comprises a CT sensor.
상기 상태 판단모듈(210)은,
열차의 속도 및 속도에 따른 전류 값을 기록하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.
The method according to claim 1,
The status determination module 210,
And a current value according to the speed and the speed of the train is recorded. The system for calculating an evanescent ratio using the pantograph current waveform analysis.
상기 이선 비율 계산부(300)는,
상기 파형 분석부(200)를 통해 분석된 파형을 통해 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)을 계산하는 시간 계산모듈(310); 및
상기 시간 계산모듈(310)을 통해 계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간)과, 신호들의 분산 값을 측정하여 전차선의 이선 비율을 계산하는 이선 비율 계산모듈(320); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.
The method according to claim 1,
The bit-line-ratio calculator 300 calculates the bit-
A time calculation module 310 for calculating contact and noncontact times (line times) between the pantograph and the catenary through the waveform analyzed through the waveform analyzer 200; And
An alternate ratio calculation module 320 for calculating contact and non-contact times (an alternate time) between the pantagraph and the catenary calculated through the time calculation module 310 and a variance value of the signals to calculate an alternate ratio of the catenary; Wherein the pantograph current waveform analysis is performed using the pantograph current waveform analysis.
상기 이선 비율 계산모듈(320)은,
신호들의 분산(variance) 분석을 수행하여 변화량을 측정하고, 변화량에 따라 이선아크가 발생한 구간을 판단하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.
The method according to claim 6,
The alternate-ratio calculation module 320,
A variation amount of the signal is measured to measure a variation amount, and a section in which the variation line is generated is determined according to the variation amount, wherein the variation ratio calculation section calculates the difference ratio calculation system using the pantograph current waveform analysis.
상기 이선 비율 계산모듈(320)은,
계산된 팬터그래프와 전차선간의 접촉 및 비접촉 시간(이선 시간) 및 이선아크가 발생한 구간에 대한 정보를 이용하여, 전체 시간과, 전차선로의 이선 시간의 합의 비로서, 전차선의 이선 비율을 계산하는 것을 특징으로 하는 팬터그래프 전류파형 분석을 이용한 이선 비율 계산 시스템.The method according to claim 6,
The alternate-ratio calculation module 320,
The ratio of the total time to the total length of the line to the total length of the line is calculated by using the information on the contact and non-contact time (line time) of the calculated pantograph and the line, An alternate ratio calculation system using pantograph current waveform analysis.
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|---|---|---|---|---|
| RU216800U1 (en) * | 2022-07-06 | 2023-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Mobile automation device for monitoring the contact network of electrified railways |
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| KR20060077592A (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 한국철도기술연구원 | A sensing-system of electric feeder in electrical railway |
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