KR102235625B1 - Abnormal condition diagnosing system and method of diagnosing abnormal condition using the same - Google Patents

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KR102235625B1
KR102235625B1 KR1020190139907A KR20190139907A KR102235625B1 KR 102235625 B1 KR102235625 B1 KR 102235625B1 KR 1020190139907 A KR1020190139907 A KR 1020190139907A KR 20190139907 A KR20190139907 A KR 20190139907A KR 102235625 B1 KR102235625 B1 KR 102235625B1
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railway vehicle
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구병춘
이찬우
권석진
서정원
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한국철도기술연구원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups

Abstract

In an abnormal state diagnosing system of a railroad vehicle and a method for diagnosing the abnormal state using the same, the abnormal state diagnosing system includes a rail unit, an excitation unit, a measurement unit, and an evaluation unit. The rail unit is formed as a sine wave having a constant period on the surface part in a diagnosing section for diagnosing the abnormal state of the railway vehicle. The excitation unit has the rail unit when the wheel of the railway vehicle reaches the time point of the diagnosing section. The measurement unit measures the vibration generated in the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit. The evaluation unit diagnoses the abnormal state of the railway vehicle based on the vibration measured by the measurement unit.

Description

철도차량의 이상 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 상태 진단 방법{ABNORMAL CONDITION DIAGNOSING SYSTEM AND METHOD OF DIAGNOSING ABNORMAL CONDITION USING THE SAME}Abnormal condition diagnosis system of railway vehicle and abnormal condition diagnosis method using the same{ABNORMAL CONDITION DIAGNOSING SYSTEM AND METHOD OF DIAGNOSING ABNORMAL CONDITION USING THE SAME}

본 발명은 철도차량의 이상 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 상태 진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제 운행되는 철도차량의 운행 노선에서 철도차량의 진동을 측정함으로써, 철도차량의 이상 상태를 직접적이고 효과적으로 진단할 수 있는 철도차량의 이상 상태 진단 시스템 및 이를 이용한 이상 상태 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle and a method for diagnosing abnormal conditions using the same, and more particularly, by measuring the vibration of a railway vehicle on an operating route of an actual railway vehicle, The present invention relates to a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle that can effectively diagnose and a method for diagnosing abnormal conditions using the same.

철도차량은 대체와 차체로 구성되며, 많은 부품들이 부착되고 있으며, 각 부품은 일정한 유지보수의 주기마다 기능이나 상태 등에 대한 검사 또는 진단을 받아야 한다. 이러한 검사 또는 진단은 각 부품이 철도차량에 부착된 상태에서 수행되는 경우도 있으며, 철도차량으로부터 탈착한 상태에서 수행될 수도 있다. Railroad vehicles are composed of replacement and vehicle bodies, and many parts are attached, and each part needs to be inspected or diagnosed for its function or condition at regular maintenance cycles. Such an inspection or diagnosis may be performed while each part is attached to a railroad vehicle, or may be performed while detached from the railroad vehicle.

이러한 철도차량의 각 부품의 검사 또는 진단과 관련된 기술은 대한민국 등록특허 제10-1477993호, 제10-1829645호 등을 통해 다양하게 개시되고 있으며, 각 부품이 철도차량에 부착된 상태에서 상기 검사 또는 진단이 수행되는 것이, 부품의 탈부착 등의 불필요한 작업을 생략할 수 있어 효율적임은 자명하다. Technologies related to inspection or diagnosis of each part of such a railway vehicle are disclosed in various ways through Korean Patent Nos. 10-1477993, 10-1829645, etc., and the above inspection or It is obvious that the diagnosis is efficient because unnecessary operations such as attachment and detachment of parts can be omitted.

한편, 도 1은 철도차량(10)이 실제 레일부(20) 상에서 운행되는 상태를 도시한 개략도인데, 도 1에 도시된 바와 같이, 실제 철도차량(10)이 운행되는 레일부(20)의 경우, 궤도틀림에 의해 차륜과 접촉하는 레일 표면부(30)에는 고저, 궤간, 방향, 수준, 평면 틀림 등의 다양한 요인으로 인한 불규칙한 요철이 형성된다. Meanwhile, FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which the railroad vehicle 10 is actually operated on the rail unit 20. As shown in FIG. 1, the rail unit 20 in which the actual railroad vehicle 10 is operated is shown. In this case, irregular irregularities due to various factors such as height, gage, direction, level, and plane difference are formed on the rail surface portion 30 in contact with the wheel due to the track misalignment.

이에, 상기 철도차량(10)이 상기 레일부(20)를 운행하는 경우, 상기 불규칙한 요철로 인해, 실제 철도차량(10)에서 측정되는 진동은 다양한 주파수와 진폭이 혼재되어 상기 철도차량(10)에 부착된 각 부품의 이상 여부를 진단하는 것은 매우 어렵다. Accordingly, when the railway vehicle 10 operates the rail unit 20, due to the irregular irregularities, the vibration measured in the actual railway vehicle 10 is mixed with various frequencies and amplitudes, and thus the railway vehicle 10 It is very difficult to diagnose whether or not each component attached to is abnormal.

이에 따라, 측정된 진동이나 음향신호를 바탕으로 각 부품이나 장치의 이상 상태를 진단하는 방법은 기술의 진보에도 불구하고, 상기한 철도차량의 운행의 특수성으로 진단 결과의 신뢰성이 높지 않은 문제가 있다. Accordingly, the method of diagnosing an abnormal state of each component or device based on the measured vibration or sound signal has a problem that the reliability of the diagnosis result is not high due to the specificity of the operation of the above-described railway vehicle, despite technological advances. .

대한민국 등록특허 제10-1477993호Korean Patent Registration No. 10-1477993 대한민국 등록특허 제10-1829645호Korean Patent Registration No. 10-1829645

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 실제 운행되는 철도차량의 운행 노선에서 철도차량의 진동을 측정함으로써, 철도차량의 이상 상태를 직접적이고 효과적으로 진단할 수 있는 철도차량의 이상 상태 진단 시스템에 관한 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is conceived in this regard, and an object of the present invention is to directly and effectively diagnose the abnormal state of the railway vehicle by measuring the vibration of the railway vehicle on the operating route of the railway vehicle that is actually operated. It relates to a system for diagnosing abnormal conditions of a vehicle.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 진단 시스템을 이용한 이상 상태 진단 방법에 관한 것이다. In addition, another object of the present invention relates to a method for diagnosing abnormal conditions using the diagnosis system.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 이상 상태 진단 시스템은 레일부, 가진부, 측정부 및 평가부를 포함한다. 상기 레일부는 철도차량의 이상 상태를 진단하는 진단 구간에서 표면부가 일정한 주기를 가지는 정현파로 형성된다. 상기 가진부는 상기 철도차량의 차륜이 상기 진단 구간의 시점에 도달하는 경우, 상기 레일부를 가진한다. 상기 측정부는 상기 가진부의 가진에 따라 상기 철도차량에서 발생하는 진동을 측정한다. 상기 평가부는 상기 측정부에서 측정된 진동을 바탕으로 상기 철도차량의 이상 상태를 진단한다. An abnormal condition diagnosis system according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a rail unit, an excitation unit, a measurement unit, and an evaluation unit. The rail part is formed of a sinusoidal wave having a certain periodic surface part in a diagnosis section for diagnosing an abnormal condition of a railroad vehicle. The excitation part has the rail part when the wheel of the railroad vehicle reaches the time point of the diagnosis section. The measuring unit measures the vibration generated by the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit. The evaluation unit diagnoses an abnormal state of the railway vehicle based on the vibration measured by the measurement unit.

일 실시예에서, 기 표면부가 형성하는 정현파는, In one embodiment, the sine wave formed by the group surface portion,

Figure 112019113126086-pat00001
식 (1)
Figure 112019113126086-pat00001
Equation (1)

상기 식 (1)로 표현되며, It is represented by the above formula (1),

h는 기준위치로부터의 고저의 크기, h0는 파고, λ는 파장, x는 시점으로부터의 위치일 수 있다. h may be the size of the height from the reference position, h 0 may be the wave height, λ may be the wavelength, and x may be the position from the viewpoint.

일 실시예에서, 상기 파장은 1m 내지 10m이고, 상기 파고는 0.3mm 내지 5mm일 수 있다. In one embodiment, the wavelength may be 1m to 10m, and the wave height may be 0.3mm to 5mm.

일 실시예에서, 상기 표면부가 형성하는 정현파는, 반 파장의 코사인(cosine)파가 소정 간격 이격되며 반복될 수 있다. In one embodiment, the sine wave formed by the surface portion may be repeated with half-wavelength cosine waves spaced apart from each other by a predetermined interval.

일 실시예에서, 상기 평가부는, 상기 측정부에서 측정된 진동을 바탕으로 기준 신호를 정의하고, 상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우, 상기 기준 신호와 상기 재 진입시에 측정되는 진동을 비교하여 상기 철도차량의 이상 상태를 진단할 수 있다. In one embodiment, the evaluation unit defines a reference signal based on the vibration measured by the measurement unit, and when the railroad vehicle re-enters the diagnosis section, the reference signal and the vibration measured at the re-entry are determined. By comparison, it is possible to diagnose an abnormal condition of the railroad vehicle.

일 실시예에서, 상기 기준 신호를 정의하는 경우의 상기 철도차량의 하중 및 속도와, 동일한 하중 및 속도로 상기 철도차량이 상기 진단 구간을 통과하도록 하여, 상기 철도차량의 이상 상태를 진단할 수 있다. In one embodiment, when the reference signal is defined, an abnormal state of the railroad vehicle may be diagnosed by allowing the railroad vehicle to pass through the diagnosis section at the same load and speed as the load and speed of the railroad vehicle. .

일 실시예에서, 상기 철도차량은, 상기 진단 구간에서 일정한 속도로 운행되면서 이상 상태가 진단되거나, 상기 진단 구간에서 동력이 차단된 상태로 운행되면서 이상 상태가 진단될 수 있다. In an embodiment, the railroad vehicle may be diagnosed with an abnormal condition while running at a constant speed in the diagnosis section, or the abnormal condition may be diagnosed while running in a state in which power is cut off in the diagnosis section.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 이상 상태 진단 방법에서, 철도차량의 차륜이 진단 구간의 시점에 도달하는 경우, 가진부가 레일부를 가진한다. 측정부가 상기 가진부의 가진에 따라 상기 철도차량에서 발생하는 진동을 측정한다. 평가부에서 상기 측정된 진동을 기준 신호를 설정한다. 상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우, 상기 평가부는 상기 기준 신호를 바탕으로 상기 철도차량의 이상 상태를 진단한다. In the method for diagnosing abnormal conditions according to an embodiment for realizing another object of the present invention, when a wheel of a railroad vehicle reaches a time point of the diagnosis section, the excitation unit has a rail portion. The measuring unit measures the vibration generated by the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit. The evaluation unit sets a reference signal for the measured vibration. When the railroad vehicle re-enters the diagnosis section, the evaluation unit diagnoses an abnormal state of the railroad vehicle based on the reference signal.

일 실시예에서, 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 단계는, 상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우, 상기 가진부는 상기 레일부를 가진하고, 상기 측정부는 상기 가진에 따라 상기 철도차량에 발생하는 진동을 측정하며, 상기 평가부가 상기 측정된 진동을 상기 기준 신호와 비교하여 상기 철도차량의 이상 상태를 진단할 수 있다. In one embodiment, the step of diagnosing an abnormal condition of the railroad vehicle includes, when the railroad vehicle re-enters the diagnosis section, the excitation unit has the rail unit, and the measurement unit is applied to the railroad vehicle according to the excitation. The generated vibration may be measured, and the evaluation unit may diagnose an abnormal state of the railway vehicle by comparing the measured vibration with the reference signal.

일 실시예에서, 상기 레일부는, 상기 진단 구간에서 표면부가 일정한 주기를 가지는 정현파로 형성될 수 있다. In one embodiment, the rail portion may be formed as a sine wave having a constant periodic surface portion in the diagnosis section.

본 발명의 실시예들에 의하면, 진단 구간을 전반적으로 일정한 주기를 가지는 정현파로 표면부를 가공하여 레일부를 형성하고, 상기 진단 구간을 철도차량이 운행되는 동안의 진동을 측정하여 철도차량 및 부품의 이상 상태를 진단하므로, 실제 철도차량이 운행되는 레일부가 가지는 불규칙한 요철로 인한 이상 상태 진단의 어려움을 극복할 수 있어, 보다 정확하고 높은 신뢰성으로 이상 상태의 진단을 수행할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a rail part is formed by processing a surface part of a diagnosis section with a sine wave having a general period, and an abnormality of a railroad vehicle and a component is measured by measuring the vibration during the running of the diagnostic section. Since the condition is diagnosed, it is possible to overcome the difficulty in diagnosing abnormal conditions due to irregular irregularities of the rail unit on which the actual railroad vehicle is operated, so that abnormal conditions can be diagnosed with more accurate and high reliability.

즉, 파장은 1m 내지 10m이고, 상기 파고는 0.3mm 내지 5mm를 갖는 정현파를 가지도록 표면부가 가공되므로, 표면부 상에 형성되는 미세한 요철 등에 의한 진동의 불규칙함은 노이즈로 필터링될 수 있으며, 전체적인 정현파의 진동이 주 진동으로 발현되므로, 기준 신호와 대비한 이상 상태의 진단이 보다 용이해 진다. That is, since the surface portion is processed to have a sine wave having a wavelength of 1 m to 10 m, and the wave height is 0.3 mm to 5 mm, irregularities of vibration due to fine irregularities formed on the surface portion can be filtered out by noise. Since the vibration of the sine wave is expressed as the main vibration, it is easier to diagnose abnormal conditions compared to the reference signal.

이 경우, 기준 신호는 철도차량 및 각 부품의 이상이 없는 최초의 운행시 관련 신호를 추출하고, 향후에 철도차량이 해당 진단구간을 재 진입하는 경우, 상기 기준 신호와 실제 측정신호를 비교하여 이상 상태를 진단할 수 있으므로, 실제 철도차량이 운행되는 구간에서 철도차량의 운행을 그대로 유지하면서, 부품을 철도차량으로부터 제거하지 않은 상태로, 각 부품에 대한 이상 상태의 진단이 가능하게 된다. In this case, the reference signal extracts the related signal during the first operation without any abnormality of the railway vehicle and each part, and when the railway vehicle re-enters the corresponding diagnostic section in the future, the reference signal and the actual measurement signal are compared to determine the abnormality. Since the condition can be diagnosed, it is possible to diagnose abnormal conditions for each part without removing the parts from the railroad car while maintaining the operation of the railroad car in the section in which the actual railroad car is operated.

나아가, 진단이 필요한 특정 부품에 따라, 진단 구간에 형성되는 정현파의 형상을 서로 다르게 가공하거나, 진단 구간에서의 철도차량의 운행 속도 등의 운행 상태를 서로 다르게 제어함으로써, 특정 부품에 대한 보다 정확한 진단을 수행할 수 있다. Furthermore, depending on the specific part that needs diagnosis, the shape of the sine wave formed in the diagnosis section is processed differently, or by differently controlling the driving conditions such as the running speed of the railroad vehicle in the diagnosis section, a more accurate diagnosis of a specific part is made. You can do it.

도 1은 철도차량이 실제 레일부 상에서 운행되는 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템을 도시한 개략도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 이상 상태 진단 시스템을 이용한 이상 상태 진단 방법을 도시한 흐름도이다. 1 is a schematic diagram showing a state in which a railroad vehicle is actually operated on a rail unit.
2 is a schematic diagram showing a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing an abnormal condition using the abnormal condition diagnosis system of FIGS. 2 and 3.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprise" or "consist of" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템을 도시한 개략도이다. 2 is a schematic diagram showing a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템(이하, 진단 시스템이라 함)(1)은 철도차량(10), 측정부(15), 레일부(40), 가진부(55) 및 평가부(70)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle (hereinafter referred to as a diagnosis system) 1 according to the present embodiment includes a railway vehicle 10, a measurement unit 15, a rail unit 40, and an excitation unit. (55) and an evaluation unit (70).

상기 철도차량(10)은 도면에서는 1량만을 도시하였으나, 복수의 량으로 편성된 철도차량도 동일하게 적용될 수 있으며, 하부에는 대차부가 구성되며, 가장 전단에 위치한 차륜(11)을 포함한다. Although only one vehicle is shown in the drawing, the railway vehicle 10 may be equally applied to a railway vehicle organized in a plurality of vehicles, and a bogie unit is formed in the lower portion, and the wheel 11 is located at the most front end.

상기 철도차량(10)은 상기 레일부(40)를 운행하는 것으로, 본 실시예의 경우, 상기 레일부(40)를 운행하는 철도차량에 대하여 직접 철도차량 및 이에 실장되는 각 부품들의 이상 상태를 진단하는 것을 특징으로 한다. The railroad vehicle 10 operates the rail unit 40, and in this embodiment, directly diagnoses the abnormal state of the railroad vehicle and each component mounted thereon with respect to the railroad vehicle running the rail unit 40 Characterized in that.

상기 레일부(40)는 상기 철도차량(10)에 대한 이상 상태를 진단하기 위해, 특수한 형태로 가공되어 설치되는 것이며, 도시된 바와 같이, 상기 레일부(40)는 전체적으로 정현파의 형상을 가지도록 가공되어 설치된다. The rail part 40 is processed and installed in a special shape in order to diagnose an abnormal state of the railroad vehicle 10, and as shown, the rail part 40 has a shape of a sine wave as a whole. It is processed and installed.

보다 구체적으로, 상기 레일부(40)의 표면부(50)는, 상기 철도차량(10)에 대한 이상 상태의 진단이 수행되는 구간, 즉 진단 구간(A)에서, 정현파 형상으로 굴곡을 가지도록 형성된다. More specifically, the surface portion 50 of the rail portion 40 is configured to have a bend in a sinusoidal shape in a section in which the diagnosis of abnormal conditions for the railroad vehicle 10 is performed, that is, in the diagnosis section A. Is formed.

즉, 상기 진단 구간(A)의 시점(P1)으로부터 종점(P2)의 범위에서, 상기 표면부(50)는, 도 2에서와 같이 측면에서 관찰하였을 때, 하기 식 (1)과 같이 표현되는 굴곡면을 가진다. That is, in the range from the start point P1 to the end point P2 of the diagnosis section A, the surface part 50 is expressed as in Equation (1) when viewed from the side as in FIG. It has a curved surface.

Figure 112019113126086-pat00002
식 (1)
Figure 112019113126086-pat00002
Equation (1)

이 경우, h는 기준위치로부터의 고저의 크기, 즉, 상기 정현파 형태의 굴곡면의 평균 위치에 해당되는 기준위치(52)로부터의 고저(高低)의 크기이며, h0는 파고, 즉 상기 기준위치(52)와 평면(51) 사이의 거리이며, λ는 파장, x는 시점(P1)으로부터의 위치로 정의된다. In this case, h is the size of the elevation from the reference position, that is, the size of the elevation from the reference position 52 corresponding to the average position of the sinusoidal curved surface, and h 0 is the wave height, that is, the reference It is the distance between the position 52 and the plane 51, where λ is defined as the wavelength and x is the position from the viewpoint P1.

이상과 같이, 상기 레일부(40)가, 소정의 정현파 형상의 굴곡을 가지는 표면부(50)를 포함함에 따라, 상기 정현파의 굴곡이 주도적인 파형을 형성하게 되며, 도 1에 도시된 바와 같은 종래 레일부(20)의 표면부(30)에 형성되는 불규칙한 요철들은 상기 정현파의 주도적인 파형에 의해 그 영향이 매우 감소하거나 소멸하게 된다. As described above, as the rail portion 40 includes the surface portion 50 having a curve of a predetermined sinusoidal shape, the curve of the sinusoidal wave forms a leading waveform, as shown in FIG. The irregular irregularities formed on the surface portion 30 of the conventional rail portion 20 are greatly reduced or eliminated by the leading waveform of the sinusoidal wave.

그리하여, 상기 표면부(50) 상에서 운행되는 상기 철도차량(10) 역시, 상기 불규칙한 요철들에 의해 진동의 파형이 변화되는 것은 그 영향이 매우 감소하거나 소멸하게 되며, 전체적으로 상기 정현파의 주도적인 파형에 따라 진동의 파형이 변화하게 된다 Thus, the railway vehicle 10 running on the surface part 50 also changes the waveform of the vibration due to the irregular irregularities, the influence of which is greatly reduced or disappears, and as a whole, the leading waveform of the sine wave is affected. The vibration waveform changes accordingly.

따라서, 상기 정현파의 파형을 따라 변화하는 진동 파형에서, 후술되는 가진에 따른 상기 철도차량(10)의 진동 상태를 측정하게 되면, 결과적으로 종래 레일부(20)의 표면부(30)에 형성되는 불규칙한 요철들에 의한 상기 철도차량(10)의 진동 상태의 불규칙성은 매우 감소하거나 소멸하게 된다. Therefore, when measuring the vibration state of the railroad vehicle 10 according to excitation to be described later in the vibration waveform that changes according to the waveform of the sinusoidal wave, as a result, it is formed on the surface part 30 of the conventional rail part 20. The irregularities in the vibration state of the railroad vehicle 10 due to irregular irregularities are greatly reduced or disappeared.

그리하여, 상기 철도차량(10)의 진동 상태를 바탕으로, 상기 철도차량(10) 및 부품들의 이상 상태의 여부를 보다 정확하게 진단할 수 있게 된다. Thus, based on the vibration state of the railroad vehicle 10, it is possible to more accurately diagnose whether or not the railroad vehicle 10 and its components are in an abnormal state.

한편, 이와 같이 상기 정현파의 굴곡에 의해 주도적인 파형이 발생할 수 있기 위해서, 상기 파장(λ)은 1m 내지 10m이고, 상기 파고(h0)는 0.3mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. Meanwhile, in order to generate a dominant waveform by bending of the sine wave as described above, the wavelength λ may be 1m to 10m, and the wave height h 0 may be in the range of 0.3mm to 5mm.

즉, 일반적인 철도차량(10)의 고유진동수를 고려하여 상기와 같이 파장 및 파고의 범위를 설정하는 것이 필요하며, 파장이 상기 제안된 범위보다 너무 짧은 경우 차륜과 레일부 사이의 접촉이 원활하지 않을 수 있으며, 상기 파장이 너무 긴 경우 상기 진단 구간이 증가하게 되며 이에 따라 레일부에 대한 가공이 어려운 문제가 있을 수 있다. That is, it is necessary to set the range of the wavelength and wave height as above in consideration of the natural frequency of the general railway vehicle 10, and if the wavelength is too short than the suggested range, the contact between the wheel and the rail part may not be smooth. In addition, if the wavelength is too long, the diagnostic section increases, and thus, there may be a problem that it is difficult to process the rail part.

또한, 상기 레일부에 대한 가공을 고려하여, 상기 제안된 파고의 범위를 선택하는 것이 바람직하며, 상기 파고가 상기 제안된 범위보다 너무 작으면 철도차량에서 측정되는 진동의 크기가 너무 작을 수 있으며, 상기 파고가 너무 크면 상기 철도차량의 진동이 너무 증가하여 주행 안전성에 문제를 야기할 수 있다. In addition, considering the processing of the rail part, it is preferable to select the range of the proposed wave height, and if the wave height is too small than the proposed range, the magnitude of the vibration measured in the railroad vehicle may be too small, If the wave height is too large, vibration of the railroad vehicle may increase too much and cause a problem in driving safety.

상기 가진부(55)는 상기 레일부(40)와 연결되어, 상기 철도차량(10)의 차륜(11)이 시점(P1)에 도달하는 경우, 상기 레일부(40)에 대한 가진을 수행한다. The excitation unit 55 is connected to the rail unit 40 to perform excitation on the rail unit 40 when the wheel 11 of the railroad vehicle 10 reaches the point P1. .

상기 가진부(55)에 의한 가진은, 상기 진단구간(A) 내에서는, 상기 레일부(40)에 동일하게 인가되어야 하며, 이에 따라 상기 철도차량(10)은 상기 진단구간(A)을 통과하는 동안 상기 가진부(55)에 의한 진동을 전달받게 된다. Excitation by the excitation unit 55 must be equally applied to the rail unit 40 within the diagnosis section A, and accordingly, the railroad vehicle 10 passes through the diagnosis section A. During the process, vibration is transmitted by the excitation part 55.

상기 측정부(15)는 상기 철도차량(10)에 탑재 또는 구비되어, 상기 가진부(55)의 가진에 따라 상기 철도차량(10)에 발생하는 진동을 측정한다. The measuring unit 15 is mounted or provided on the railway vehicle 10 and measures vibrations generated in the railway vehicle 10 according to the excitation of the excitation unit 55.

이렇게 상기 측정부(15)에서 측정된 상기 철도차량(10)에서 발생하는 진동은 상기 평가부(70)로 제공된다. The vibration generated by the railway vehicle 10 measured by the measurement unit 15 is provided to the evaluation unit 70.

그리하여, 상기 평가부(70)에서는, 상기 철도차량(10)에서 발생하는 진동을 바탕으로 상기 철도차량(10) 및 상기 철도차량(10)에 실장 또는 탑재된 각종 부품들의 이상 상태의 여부를 진단 및 평가하게 된다. Thus, in the evaluation unit 70, based on the vibration generated in the railroad vehicle 10, the railroad vehicle 10 and various parts mounted or mounted on the railroad vehicle 10 are diagnosed as to whether or not there is an abnormal state. And will be evaluated.

다만, 본 실시예에서, 상기 평가부(70)에서 상기 이상 상태를 진단하기 위해서는, 기준 신호가 필요하다. However, in this embodiment, in order for the evaluation unit 70 to diagnose the abnormal state, a reference signal is required.

즉, 상기 평가부(70)는 상기 기준 신호와, 상기 철도차량(10)의 측정부(150)에서 측정되는 진동 신호를 비교하여, 상기 철도차량(10) 및 상기 철도차량(10)에 실장 또는 탑재된 각종 부품들의 이상 상태의 여부를 진단 및 평가할 수 있다. That is, the evaluation unit 70 compares the reference signal with the vibration signal measured by the measurement unit 150 of the railroad vehicle 10, and is mounted on the railroad vehicle 10 and the railroad vehicle 10. Alternatively, it is possible to diagnose and evaluate whether or not there is an abnormal state of various mounted components.

상기 기준 신호는, 결국, 상기 철도차량(10) 및 부품의 이상이 없는 경우의 진동 신호에 해당되는 것으로, 본 실시예에서는, 상기 이상이 없는 철도차량(10)이 처음으로 상기 진단구간(A)에서 상기 가진 결과 발생되어 측정된 진동신호로 정의될 수 있다. The reference signal, as a result, corresponds to a vibration signal when there is no abnormality in the railway vehicle 10 and parts. In this embodiment, the railway vehicle 10 without the abnormality is the first in the diagnosis section (A ) Can be defined as a vibration signal generated and measured as a result of the excitation.

즉, 상기 기준 신호는, 상기 철도차량(10)이 최초로 상기 진단구간(A)을 운행하는 경우, 상기 가진부(55)의 상기 레일부(40)에 대한 가진에 따라 철도차량에서 발생하여, 상기 측정부(15)에서 측정된 진동신호로 정의될 수 있다. That is, the reference signal is generated in the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit 55 on the rail unit 40 when the railway vehicle 10 first operates the diagnostic section (A), It may be defined as a vibration signal measured by the measurement unit 15.

이상과 같이, 상기 기준 신호에 대한 정보를 획득한 이후, 상기 철도차량(10)이 이후에 상기 진단구간(A)에 재진입하여 운행되는 경우, 상기 가진부(55)의 상기 레일부(40)에 대한 가진에 따라 철도차량에서 발생하여, 상기 측정부(15)에서 측정된 진동신호를, 상기 기준 신호와 비교함으로써, 상기 철도차량(10) 및 부품의 이상 상태의 여부를 진단할 수 있다. As described above, after acquiring the information on the reference signal, when the railway vehicle 10 re-enters and operates in the diagnostic section A later, the rail unit 40 of the excitation unit 55 It is possible to diagnose whether or not there is an abnormal state of the railroad vehicle 10 and parts by comparing the vibration signal measured by the measurement unit 15 with the reference signal generated in the railroad vehicle according to the excitation.

이 경우, 상기 기준 신호를 측정하는 경우와, 상기 이상 상태를 진단하는 경우의 상기 측정 상태는 동일한 조건이 유지되어야 한다. 즉, 상기 진단구간(A)을 통과하는 상기 철도차량(10)의 하중, 속도 등의 조건이 동일하게 유지되어야 한다. In this case, the same conditions must be maintained for the measurement state when measuring the reference signal and when diagnosing the abnormal state. That is, conditions such as load and speed of the railroad vehicle 10 passing through the diagnostic section A must be maintained the same.

그리하여, 상기 재진입시의 측정되는 진동 신호를 상기 기준 신호와 비교함으로써, 상기 철도차량(10)의 이상 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다. Thus, by comparing the vibration signal measured at the time of re-entry with the reference signal, the abnormal state of the railway vehicle 10 can be more accurately diagnosed.

한편, 상기 철도차량(10)은 기준 신호의 획득 및 이상 상태의 진단을 위한 진동 신호의 획득시, 상기 진단구간(A)을 동일한 속도로 운행하면 충분하므로, 동일한 동력을 제공받으면서 상기 진단구간(A)을 동일한 속도로 운행될 수 있으며, 이와 달리, 상기 진단구간(A)에 진입하면서 동력이 차단된 상태로 타력으로 상기 진단구간(A)을 동일한 속도로 운행될 수도 있다. On the other hand, when the railroad vehicle 10 acquires a reference signal and a vibration signal for diagnosing an abnormal condition, it is sufficient to operate the diagnostic section A at the same speed, and thus the diagnostic section ( A) may be operated at the same speed, and alternatively, the diagnosis section A may be operated at the same speed with a stroke while the power is cut off while entering the diagnosis section A.

즉, 상기 철도차량(10)에 제공되는 동력원은 자체 동력이든 타력이든 상관없다고 할 수 있다. That is, it can be said that the power source provided to the railroad vehicle 10 may be its own power or other power.

이상과 같이, 상기 평가부(70)에서는, 기준 신호를 바탕으로, 현재 운행되는 상기 철도차량(10)의 진동 상태에 대한 측정 결과를 비교함으로써, 상기 철도차량(10) 및 부품의 이상 상태를 진단할 수 있다. As described above, the evaluation unit 70 compares the measurement results for the vibration state of the currently operated railroad vehicle 10, based on the reference signal, to determine the abnormal state of the railroad vehicle 10 and the parts. Can be diagnosed.

한편, 상기 이상 상태의 진단 대상이 되는 상기 철도차량(10) 또는 상기 철도차량(10)에 탑재되는 부품들은 그 종류가 매우 다양할 수 있다. On the other hand, the railway vehicle 10 or the components mounted on the railway vehicle 10 to be diagnosed with the abnormal state may be very diverse in types.

따라서, 특정 부품에 대하여 또는 철도차량 전체의 상태에 대하여 이상 상태를 진단하기 위해서는, 앞서 설명한 상기 표면부(50)가 형성하는 정현파의 형상, 상기 진단구간(A)을 통과하는 상기 철도차량의 속도, 상기 진단구간(A)의 길이, 상기 가진부(55)의 가진 조건, 등을 다양하게 변화시킴으로써, 특정 부품에 대하여 또는 철도차량 전체의 상태에 대하여 보다 정확한 이상 상태의 여부를 진단할 수 있다. Therefore, in order to diagnose an abnormal condition with respect to a specific part or the condition of the entire railway vehicle, the shape of the sine wave formed by the surface portion 50 described above, and the speed of the railway vehicle passing through the diagnosis section (A) , By variously changing the length of the diagnosis section A, the excitation condition of the excitation unit 55, etc., it is possible to diagnose whether there is a more accurate abnormal condition for a specific part or the condition of the entire railway vehicle. .

즉, 특정 가진 조건에서는 특정 부품의 진동 효과가 극대화되어 발현된다고 한다면, 해당 부품에 대한 이상 상태의 진단을 위해서는 해당 특정 가진 조건을 적용함으로써, 해당 부품에 대한 보다 정확한 이상 상태의 진단을 수행할 수 있게 된다. That is, if it is said that the vibration effect of a specific part is maximized and expressed under a specific excitation condition, by applying the specific excitation condition to diagnose an abnormal condition for the relevant part, a more accurate diagnosis of the abnormal condition for the relevant part can be performed. There will be.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템을 도시한 개략도이다. 3 is a schematic diagram showing a system for diagnosing abnormal conditions of a railway vehicle according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 철도차량의 이상 상태 진단 시스템(2)은 표면부(60)의 정현파 형상을 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 진단 시스템(1)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. The abnormal condition diagnosis system 2 of a railway vehicle according to the present embodiment is substantially the same as the diagnosis system 1 described with reference to FIG. 2 except for the sinusoidal shape of the surface part 60, so that the same components are The same reference numbers are used and duplicate descriptions are omitted.

도 3을 참조하면, 상기 이상 상태 진단 시스템(2)에서는, 상기 레일부(40)의 표면부(60)가 상기 진단구간(A)에서 정현파 형상과 평면 형상이 반복되도록 형성된다. Referring to FIG. 3, in the abnormal condition diagnosis system 2, the surface part 60 of the rail part 40 is formed to repeat a sine wave shape and a planar shape in the diagnosis section A.

즉, 상기 표면부(60)가, 상기 진단구간(A)의 제1 구간(B)에서는, 제1 파장(λ1)을 가지는 정현파 형상(cosine wave)으로 반 파장(λ1/2)의 길이만큼 형성되고, 제2 구간(C)에서는 평면(61)과 동일하게 형성되며, 제3 구간(D)에서는 제3 파장(λ3)을 가지는 정현파 형상(cosine wave)으로 반 파장(λ3/2)의 길이만큼 형성될 수 있다. That is, the surface portion 60 a, of the first period, (B), a first sine-wave shape having a wavelength (λ 1) (cosine wave) by half the wavelength (λ 1/2) of the diagnostic portion (A) It is formed by the length, and in the second section (C) is formed identically to the plane 61, and in the third section (D), it is a sinusoidal wave having a third wavelength (λ 3 ) and a half-wavelength (λ 3 ). It can be formed as long as /2).

이 경우, 상기 제1 파장 및 제3 파장은 다양하게 설정할 수 있으며, 상기 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간의 배열이나 조합도 다양하게 설정할 수 있다. In this case, the first wavelength and the third wavelength may be set in various ways, and an arrangement or combination of the first section, the second section, and the third section can be variously set.

이를 통해, 특정 부품이 가지는 진동 특성을 고려하여, 특정 부품에 대한 보다 정확한 이상 상태의 진단을 수행할 수 있다. Through this, in consideration of the vibration characteristics of a specific component, it is possible to perform a more accurate diagnosis of an abnormal state for a specific component.

도 4는 도 2 및 도 3의 이상 상태 진단 시스템을 이용한 이상 상태 진단 방법을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing an abnormal condition using the abnormal condition diagnosis system of FIGS. 2 and 3.

도 4를 참조하면, 상기 이상 상태 진단 시스템(1, 2)을 이용한 이상 상태 진단 방법에서는, 우선, 상기 철도차량(10)의 차륜(11), 즉 가장 전단에 위치한 차륜(11)이 상기 진단 구간(A)의 시점(P1)에 도달하게 되면, 상기 레일부(40)에 연결된 가진부(55)는 상기 레일부(40)를 가진한다(단계 S10). 4, in the abnormal condition diagnosis method using the abnormal condition diagnosis system (1, 2), first, the wheel 11 of the railway vehicle 10, that is, the wheel 11 located at the most front end is the diagnosis. When the time point P1 of the section A is reached, the excitation unit 55 connected to the rail unit 40 excites the rail unit 40 (step S10).

이 후, 상기 측정부(15)가 상기 가진부(55)의 가진에 따라 상기 철도차량(10)에서 발생하는 진동을 측정한다(단계 S20). After that, the measuring unit 15 measures the vibration generated in the railway vehicle 10 according to the excitation of the excitation unit 55 (step S20).

이 경우, 상기 측정되는 진동은 상기 철도차량(10)에서 발생하는 것이지만, 실질적으로 상기 레일부(40)의 정현파의 형상이나 상기 가진부(55)의 가진 상태 등에 따라 상기 철도차량(10) 자체 또는 상기 철도차량에 구비된 특정 부품에 의해 주도적으로 발생하는 진동일 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다. In this case, the measured vibration is generated in the railroad vehicle 10, but substantially the railroad vehicle 10 itself according to the shape of the sine wave of the rail part 40 or the excitation state of the excitation part 55, etc. Alternatively, as described above, it may be a vibration driven by a specific component provided in the railway vehicle.

이 후, 상기 평가부(70)는 상기 측정부(15)에서 측정되는 진동을 기준 신호로 설정한다(단계 S30). After that, the evaluation unit 70 sets the vibration measured by the measurement unit 15 as a reference signal (step S30).

이 경우, 상기 측정되는 진동이 기준 신호로 설정되기 위해서는, 상기 철도차량(10) 및 이에 탑재된 부품들이 이상 상태가 없는 경우인 것으로, 상기 철도차량(10)이 상기 진단구간(A)에 최초로 진입하여 운행되는 경우일 수 있다. In this case, in order for the measured vibration to be set as a reference signal, it is the case that the railroad vehicle 10 and the parts mounted thereon do not have an abnormal state, and the railroad vehicle 10 first enters the diagnostic section (A). It may be a case of entering and driving.

이와 같이, 상기 평가부(70)에서 기준 신호를 설정한 이후, 상기 철도차량(10)이 상기 진단 구간(A)에 재 진입하게 되면, 상기 평가부(70)는 상기 기준 신호를 바탕으로, 상기 철도차량(10)의 이상 상태를 진단한다(단계 S40). In this way, after setting the reference signal in the evaluation unit 70, when the railway vehicle 10 re-enters the diagnosis section A, the evaluation unit 70, based on the reference signal, The abnormal state of the railway vehicle 10 is diagnosed (step S40).

이 경우, 상기 철도차량(10)의 이상 상태의 진단은 결국, 앞서 설명한, 가진 단계 및 진동 측정단계가 전제되어야 하는 것으로, 상기 철도차량(10)이 상기 진단 구간(A)에 재 진입하게 되면, 상기 가진부(55)에서는 상기 레일부(40)에 대하여 동일한 가진 조건으로 가진을 수행하며, 상기 측정부(15)는 상기 가진에 따른 상기 철도차량(10)의 진동을 측정하게 된다. In this case, the diagnosis of the abnormal state of the railroad vehicle 10 must be premised on the above-described excitation and vibration measurement steps, and when the railroad vehicle 10 re-enters the diagnosis section A , The excitation unit 55 performs excitation under the same excitation condition with respect to the rail unit 40, and the measurement unit 15 measures the vibration of the railway vehicle 10 according to the excitation.

그리하여, 상기 측정부(15)에서 측정된 상기 철도차량(10)의 진동에 대한 정보는 상기 평가부(70)로 다시 제공되며, 상기 평가부(70)는 상기 기준 신호와 상기 측정된 진동 신호를 비교하여, 상기 철도차량(10)의 이상 상태를 진단하게 된다. Thus, information on the vibration of the railway vehicle 10 measured by the measurement unit 15 is provided back to the evaluation unit 70, and the evaluation unit 70 includes the reference signal and the measured vibration signal. By comparison, the abnormal state of the railroad vehicle 10 is diagnosed.

이 경우, 진단되는 것은 상기 철도차량(10) 자체는 물론, 상기 철도차량에 탑재된 부품들일 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다. In this case, it is the same as described above that the diagnosis may be not only the railway vehicle 10 itself, but also components mounted on the railway vehicle.

이상과 같이, 철도차량이 진단구간에 재 진입하는 경우마다 또는 특정 재 진입시를 선택하여, 상기 철도차량에 대한 이상 상태를 진단할 수 있으므로, 이상 상태를 철도차량의 운행을 멈추거나 부품을 제거하여 별도로 측정하지 않으면서도 수행할 수 있어, 사용성이 향상되며, 측정의 정확성과 신뢰도가 향상될 수 있다. As described above, it is possible to diagnose the abnormal state of the railway vehicle by selecting each time the railway vehicle re-enters the diagnostic section or by selecting a specific re-entry, so the abnormal state can be detected by stopping the operation of the railway vehicle or removing parts. Since it can be performed without a separate measurement, the usability is improved, and the accuracy and reliability of the measurement can be improved.

특히, 철도차량의 경우, 일정 구간을 반복해서 운행하게 되므로, 상기 진단구간을 반복해서 통과하게 되며, 따라서, 일정 주기로 상기 철도차량에 대한 이상 상태를 진단할 수 있어, 이상 상태의 검출시 즉각적인 수리와 교환 등의 작업을 수행하여, 운행의 안전성을 향상시킬 수 있다. In particular, in the case of a railroad vehicle, since a certain section is repeatedly operated, the diagnostic section is repeatedly passed, and therefore, an abnormal state of the railway vehicle can be diagnosed at a certain period, and when an abnormal state is detected, it is immediately repaired. It is possible to improve the safety of the operation by performing tasks such as exchange with.

본 발명의 실시예들에 의하면, 진단 구간을 전반적으로 일정한 주기를 가지는 정현파로 표면부를 가공하여 레일부를 형성하고, 상기 진단 구간을 철도차량이 운행되는 동안의 진동을 측정하여 철도차량 및 부품의 이상 상태를 진단하므로, 실제 철도차량이 운행되는 레일부가 가지는 불규칙한 요철로 인한 이상 상태 진단의 어려움을 극복할 수 있어, 보다 정확하고 높은 신뢰성으로 이상 상태의 진단을 수행할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a rail part is formed by processing a surface part of a diagnosis section with a sine wave having a general period, and an abnormality of a railroad vehicle and a component is measured by measuring the vibration during the running of the diagnostic section. Since the condition is diagnosed, it is possible to overcome the difficulty in diagnosing abnormal conditions due to irregular irregularities of the rail unit on which the actual railroad vehicle is operated, so that abnormal conditions can be diagnosed with more accurate and high reliability.

즉, 파장은 1m 내지 10m이고, 상기 파고는 0.3mm 내지 5mm를 갖는 정현파를 가지도록 표면부가 가공되므로, 표면부 상에 형성되는 미세한 요철 등에 의한 진동의 불규칙함은 노이즈로 필터링될 수 있으며, 전체적인 정현파의 진동이 주 진동으로 발현되므로, 기준 신호와 대비한 이상 상태의 진단이 보다 용이해 진다. That is, since the surface portion is processed to have a sine wave having a wavelength of 1 m to 10 m, and the wave height is 0.3 mm to 5 mm, irregularities of vibration due to fine irregularities formed on the surface portion can be filtered out by noise. Since the vibration of the sine wave is expressed as the main vibration, it is easier to diagnose abnormal conditions compared to the reference signal.

이 경우, 기준 신호는 철도차량 및 각 부품의 이상이 없는 최초의 운행시 관련 신호를 추출하고, 향후에 철도차량이 해당 진단구간을 재 진입하는 경우, 상기 기준 신호와 실제 측정신호를 비교하여 이상 상태를 진단할 수 있으므로, 실제 철도차량이 운행되는 구간에서 철도차량의 운행을 그대로 유지하면서, 부품을 철도차량으로부터 제거하지 않은 상태로, 각 부품에 대한 이상 상태의 진단이 가능하게 된다. In this case, the reference signal extracts the related signal during the first operation without any abnormality of the railway vehicle and each part, and when the railway vehicle re-enters the corresponding diagnostic section in the future, the reference signal and the actual measurement signal are compared to determine the abnormality. Since the condition can be diagnosed, it is possible to diagnose abnormal conditions for each part without removing the parts from the railroad car while maintaining the operation of the railroad car in the section in which the actual railroad car is operated.

나아가, 진단이 필요한 특정 부품에 따라, 진단 구간에 형성되는 정현파의 형상을 서로 다르게 가공하거나, 진단 구간에서의 철도차량의 운행 속도 등의 운행 상태를 서로 다르게 제어함으로써, 특정 부품에 대한 보다 정확한 진단을 수행할 수 있다. Furthermore, depending on the specific part that needs diagnosis, the shape of the sine wave formed in the diagnosis section is processed differently, or by differently controlling the driving conditions such as the running speed of the railroad vehicle in the diagnosis section, a more accurate diagnosis of a specific part is made. You can do it.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

1, 2 : 이상 상태 진단 시스템
10 : 철도차량 11 : 차륜
15 : 측정부 20, 40 : 레일부
30, 50, 60 : 표면부 55 : 가진부
70 : 평가부1, 2: abnormal condition diagnosis system
10: railway vehicle 11: wheel
15: measuring unit 20, 40: rail unit
30, 50, 60: surface part 55: excitation part
70: evaluation unit

Claims (10)

철도차량의 이상 상태를 진단하는 진단 구간에서 표면부가 일정한 주기를 가지는 정현파로 형성되는 레일부;
상기 철도차량의 차륜이 상기 진단 구간의 시점에 도달하는 경우, 상기 레일부를 가진하는 가진부;
상기 가진부의 가진에 따라 상기 철도차량에서 발생하는 진동을 측정하는 측정부; 및
상기 측정부에서 측정된 진동을 바탕으로 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 평가부를 포함하되, 상기 표면부가 형성하는 정현파는,
Figure 112021008655337-pat00008
(여기서, h는 기준위치로부터의 고저의 크기, h0는 파고, λ는 파장, x는 시점으로부터의 위치)의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. A rail portion in which a surface portion is formed of a sine wave having a predetermined period in a diagnosis section for diagnosing an abnormal condition of a railway vehicle;
An excitation unit having the rail unit when the wheel of the railroad vehicle reaches the time point of the diagnosis section;
A measuring unit for measuring vibration generated in the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit; And
An evaluation unit for diagnosing an abnormal state of the railway vehicle based on the vibration measured by the measurement unit, wherein the sine wave formed by the surface unit,
Figure 112021008655337-pat00008
(Wherein, h is the size of the elevation from the reference position, h 0 is the wave height, λ is the wavelength, x is the position from the point of view). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 파장은 1m 내지 10m이고, 상기 파고는 0.3mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. The method of claim 1,
The wavelength is 1m to 10m, the wave height of the abnormal condition diagnosis system, characterized in that 0.3mm to 5mm. 제1항에 있어서, 상기 표면부가 형성하는 정현파는,
반 파장의 코사인(cosine)파가 소정 간격 이격되며 반복되는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. The method of claim 1, wherein the sine wave formed by the surface portion,
An abnormal condition diagnosis system, characterized in that half-wavelength cosine waves are repeated at predetermined intervals. 제1항에 있어서, 상기 평가부는,
상기 측정부에서 측정된 진동을 바탕으로 기준 신호를 정의하고,
상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우, 상기 기준 신호와 상기 재 진입시에 측정되는 진동을 비교하여 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. The method of claim 1, wherein the evaluation unit,
Define a reference signal based on the vibration measured by the measuring unit,
When the railroad vehicle re-enters the diagnosis section, an abnormal state of the railroad vehicle is diagnosed by comparing the reference signal with the vibration measured at the time of the re-entry. 제5항에 있어서,
상기 기준 신호를 정의하는 경우의 상기 철도차량의 하중 및 속도와, 동일한 하중 및 속도로 상기 철도차량이 상기 진단 구간을 통과하도록 하여, 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. The method of claim 5,
Diagnosing an abnormal condition of the railway vehicle by allowing the railway vehicle to pass through the diagnosis section at the same load and speed as the load and speed of the railway vehicle when the reference signal is defined. system. 제1항에 있어서, 상기 철도차량은,
상기 진단 구간에서 일정한 속도로 운행되면서 이상 상태가 진단되거나,
상기 진단 구간에서 동력이 차단된 상태로 운행되면서 이상 상태가 진단되는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 시스템. The method of claim 1, wherein the railway vehicle,
An abnormal condition is diagnosed while driving at a constant speed in the diagnosis section, or
An abnormal condition diagnosis system, characterized in that the abnormal condition is diagnosed while driving in a state in which power is cut off in the diagnosis section. 철도차량의 차륜이 진단 구간의 시점에 도달하는 경우, 가진부가 레일부를 가진하는 단계;
측정부가 상기 가진부의 가진에 따라 상기 철도차량에서 발생하는 진동을 측정하는 단계;
평가부에서 상기 측정된 진동을 기준 신호를 설정하는 단계; 및
상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우, 상기 평가부는 상기 기준 신호를 바탕으로 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 단계를 포함하되,
상기 레일부는,
상기 진단 구간에서 표면부가 일정한 주기를 가지는 정현파로 형성되고,
상기 표면부가 형성하는 정현파는,
Figure 112021008655337-pat00009
(여기서, h는 기준위치로부터의 고저의 크기, h0는 파고, λ는 파장, x는 시점으로부터의 위치)의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 방법. When the wheel of the railway vehicle reaches the point of the diagnosis section, the excitation unit having the rail unit;
Measuring a vibration generated by the railway vehicle according to the excitation of the excitation unit by a measuring unit;
Setting a reference signal for the measured vibration in an evaluation unit; And
When the railroad vehicle re-enters the diagnosis section, the evaluation unit includes the step of diagnosing an abnormal state of the railroad vehicle based on the reference signal,
The rail part,
In the diagnosis section, the surface portion is formed of a sine wave having a constant period,
The sine wave formed by the surface portion,
Figure 112021008655337-pat00009
(Wherein, h is the size of the elevation from the reference position, h 0 is the wave height, λ is the wavelength, x is the position from the viewpoint). 제8항에 있어서, 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 단계는,
상기 철도차량이 상기 진단 구간에 재 진입하는 경우,
상기 가진부는 상기 레일부를 가진하고, 상기 측정부는 상기 가진에 따라 상기 철도차량에 발생하는 진동을 측정하며, 상기 평가부가 상기 측정된 진동을 상기 기준 신호와 비교하여 상기 철도차량의 이상 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 이상 상태 진단 방법. The method of claim 8, wherein diagnosing an abnormal state of the railway vehicle,
When the railroad vehicle re-enters the diagnosis section,
The excitation unit has the rail unit, the measurement unit measures a vibration generated in the railway vehicle according to the excitation, and the evaluation unit diagnoses an abnormal state of the railway vehicle by comparing the measured vibration with the reference signal. An abnormal state diagnosis method, characterized in that. 삭제delete
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