KR102288441B1 - Apparatus and method for estimating submarine cable status when pulling submarine cables from offshore wind power towers - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for monitoring the condition of a submarine cable when a submarine cable is pulled out from an offshore wind power tower. To this end, the apparatus for monitoring the condition of a submarine cable includes a submarine cable state estimation module that uses a motor vector and a pulley vector as input data, and the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data, and is connected to an operator client or a controller of the driving motor through a wired/wireless network, thereby capable of transmitting the submarine cable state data to the operator client or controlling the controller of the driving motor based on the submarine cable state data.

Description

해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating submarine cable status when pulling submarine cables from offshore wind power towers}Apparatus and method for estimating submarine cable status when pulling submarine cables from offshore wind power towers

본 발명은 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for monitoring the condition of a submarine cable when a submarine cable is pulled out from an offshore wind power tower.

최근 주요국들은 기존의 화석연료 중심의 에너지 인프라에서 태양광이나 풍력 등과 같은 재생에너지 중심의 에너지 인프라로의 전환을 지속적으로 추진하고 있다. OECD의 재생에너지 비중은 2000년 17%에서 2017년 27%로 확대되는 추세이고 2040년까지 42%로 확대될 것으로 예측되며, 원전 비중은 동기간 23%에서 18%로 감소되는 추세이다. EU의 재생에너지 비중은 2019년 전력생산량의 35% 수준으로, 풍력과 태양광 발전량(18%)이 석탄발전량(15%)을 처음으로 추월한 바 있다. 또한, 재생에너지 비중목표를 2030년까지 영국 30%, 프랑스 32%, 2050년까지 독일 60%로 확대하고 있는 실정이다.Recently, major countries are continuously promoting the transition from fossil fuel-centered energy infrastructure to renewable energy-oriented energy infrastructure such as solar power and wind power. The share of renewable energy in the OECD is increasing from 17% in 2000 to 27% in 2017 and is expected to increase to 42% by 2040, while the share of nuclear power is decreasing from 23% to 18% in the same period. The share of renewable energy in the EU was 35% of electricity generation in 2019, and wind and solar power generation (18%) surpassed coal generation (15%) for the first time. In addition, the target of the share of renewable energy is being expanded to 30% in the UK by 2030, 32% in France, and 60% in Germany by 2050.

특히, 풍력발전의 경우에는, 해양 분야에서는 부유식 해상풍력이 준상용화 수준에 도달하였고, 유럽을 중심으로 MW급 시스템의 실증 및 25~30MW 급의 준상용화 발전단지를 구축하는 중이다. 수심 220m의 노르웨이 서해안에서 장착된 2.3MW 스파형 부유식 풍력발전기는 현재 가동중인 최초의 부유식 해상 풍력 발전 구조물이다. In particular, in the case of wind power generation, floating offshore wind power has reached the level of semi-commercialization in the offshore field, and demonstrations of MW-class systems and 25-30MW-class semi-commercial power generation complexes are being built centering on Europe. The 2.3MW spar-type floating wind turbine installed off the west coast of Norway at a depth of 220 m is the first floating offshore wind turbine currently in operation.

도 1은 해상 풍력 발전 구조물의 구조 예시를 도시한 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 해상 풍력 발전 구조물은 해상 풍력 발전 타워와 같은 해상 구조물, 해상 구조물을 지지하는 기초 구조물로 구성될 수 있다. 기초 구조물의 종류로는 자켓형 지지 구조물, 중력식 지지 구조물, 모노파일(Monopile) 지지 구조물, 트라이포드(Tri-pod) 지지 구조물, 반잠수식(Semi-sub) 지지 구조물, 원통식(Spar Buoy) 지지 구조물, 부유식 지지 구조물 등이 있다. 1 is an exemplary diagram illustrating an example of the structure of an offshore wind power generation structure. As shown in Figure 1, the offshore wind power structure may be composed of an offshore structure such as an offshore wind power tower, a basic structure supporting the offshore structure. The types of foundation structures include jacket-type support structures, gravity-type support structures, monopile support structures, tri-pod support structures, semi-sub support structures, and Spar Buoys. support structures, floating support structures, and the like.

도 2는 해상 풍력 발전 구조물 중 모노파일 지지 구조물 및 자켓형 지지 구조물의 구조 예시를 도시한 예시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모노파일 지지 구조물은 모노파일(Monopile Shaft)의 하단에 스커트(Skirt)와 Scour protection을 구성하여 지반에 대한 지지력을 확보하게 되고, 자켓형 지지 구조물은 일반적으로 4개의 레그(Leg) 및 레그 사이를 연결하는 복수개의 브레이스(Brace)로 구성되고 이러한 레그는 말뚝(Pile)에 의해 지반에 지지되도록 구성되며, 해상 구조물의 하단에 작업자가 활동할 수 있는 Work platform, 기초 구조물의 해상 부분에 작업자가 선박을 통해 해상 구조물에 보딩(Boarding)할 수 있는 Boat landing 및 Intermediate platform이 구성될 수 있다. 2 is an exemplary view showing an example of the structure of the monopile support structure and the jacket-type support structure of the offshore wind power generation structure. As shown in Figure 2, the monopile support structure constitutes a skirt and scour protection at the lower end of the monopile shaft to secure the bearing capacity for the ground, and the jacket-type support structure generally has four It is composed of a leg and a plurality of braces connecting between the legs, and these legs are configured to be supported on the ground by piles, and a work platform where workers can work at the bottom of an offshore structure, a foundation structure Boat landing and intermediate platforms may be constructed in the offshore part of

대한민국 등록특허 102249783, 풍력타워의 TP영역 내 해저케이블의 횡배열 정리방법, 대한전선 주식회사Republic of Korea Patent 102249783, Method for arranging the horizontal arrangement of submarine cables in the TP area of wind power tower, Taihan Electric Wire Co., Ltd. 대한민국 등록특허 10-1950711, 해저 케이블 매설기의 모니터링 장치, 동강엠텍(주)Republic of Korea Patent 10-1950711, Monitoring device for submarine cable laying machine, Dongkang M-Tech Co., Ltd.

이러한 해상 풍력 발전 타워의 시공 시에는 전력선과 통신선 등을 포함하는 해저케이블을 연결하기 위하여 해저에서부터 해상 풍력 발전 타워의 해상 구조물로 해저케이블을 인발하여 올려야한다. 도 3은 인발된 해저케이블을 고정하는 해저케이블 클램프를 이용한 해상 풍력 발전 타워의 부분 단면도를 도시한 것, 도 4는 해저케이블이 연결된 해상 풍력 발전 타워의 자켓 기초 구조물 사진을 도시한 것이다. 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 해저케이블은 해상 풍력 발전 타워의 인입부의 입상구멍을 관통하여 발전기 등 각종 발전시설 내부 장치와 연결되도록 접속되게 된다. When constructing such an offshore wind power tower, the submarine cable must be pulled up from the seabed to the offshore structure of the offshore wind power tower in order to connect a submarine cable including a power line and a communication line. 3 is a partial cross-sectional view of an offshore wind power tower using a submarine cable clamp for fixing the drawn submarine cable, and FIG. 4 shows a photograph of the jacket foundation structure of the offshore wind power tower to which the submarine cable is connected. As shown in Figures 3 and 4, the submarine cable is connected to be connected to various internal devices of power generation facilities, such as a generator, through the rising hole of the inlet of the offshore wind power tower.

해저케이블을 해상 풍력 발전 타워의 인입부로 인발할 때 해저케이블에 작용되는 인장력이 과도한 경우에는 해저케이블이 손상될 가능성이 있다. 해저케이블이 손상되는 경우에는 해저케이블 교체 및 발전 전력 공급 중단으로 인해 상당한 비용이 지출될 수 있다. 따라서, 해저케이블을 해상 풍력 발전 타워의 인입부로 인발할 때 해저케이블에 작용되는 인장력을 특정 수준 이하로 제어(또는 인장력을 조절하기 위하여 인발 속도를 제어)하는 것은 해상 풍력 발전 타워의 해저케이블 연결 시공에 있어서 매우 중요한 과제이다. When the cable is pulled into the inlet of an offshore wind power tower, if the tensile force applied to the cable is excessive, the cable may be damaged. If submarine cables are damaged, significant costs can be incurred due to cable replacement and interruption of the generation power supply. Therefore, controlling the tensile force applied to the submarine cable below a certain level (or controlling the pulling speed to adjust the tensile force) when drawing the submarine cable into the inlet of the offshore wind power tower is to connect the submarine cable of the offshore wind power tower. It is a very important task in

하지만, 해저케이블에 작용되는 인장력은 해류, 조류, 해풍, 파도 등의 외력에 의해 시시각각 변동되는 상황이라 정교하고 신속한 인장력 제어 또는 인발 속도 제어는 수행하지 못하고 있는 실정이었다. However, since the tensile force applied to the submarine cable is constantly changing by external forces such as currents, currents, sea winds, and waves, precise and rapid tensile force control or pull-out speed control cannot be performed.

본 발명의 목적은, 해저케이블을 해상 풍력 발전 타워의 인입부로 인발할 때의 정교하고 신속한 인장력 제어 또는 인발 속도 제어를 위하여 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for monitoring the condition of a submarine cable when a submarine cable is pulled out from an offshore wind power tower for precise and rapid tension control or pulling speed control when a submarine cable is pulled into an inlet of an offshore wind power tower is in

이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific means for achieving the object of the present invention will be described.

본 발명의 목적은, 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블을 인입시키기 위하여 상기 해저케이블을 인발하는 해저케이블 인발 장치에서 상기 해저케이블의 상태를 모니터링하는 장치에 있어서, 상기 해저케이블 인발 장치는, 2쌍의 서로 마주보는 휠(wheel)로 구성된 복수의 풀리(pulley) 및 상기 풀리의 상기 휠에 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하고, 상기 해상 풍력 발전 타워의 기초 구조물 위에 구성되는 해상 구조물의 해저케이블 인입부에 상기 풀리의 해저케이블 삽입부가 위치하도록 구성되며, 상기 구동모터의 제어를 위한 토크, 속도, 전압, 전류 또는 PWM duration을 포함하는 구동모터 입력 데이터 또는 측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압 또는 측정된 전류를 포함하여 측정된 구동모터의 상태를 출력하는 구동모터 측정 데이터를 포함하는 구동모터 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터 데이터를 인코딩하여 구동모터 벡터를 출력 데이터로 하는 인코딩 모듈인 구동모터 벡터 생성 모듈; 상기 풀리를 구성하는 각각의 상기 휠의 회전 데이터인 풀리 회전 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 풀리 회전 데이터를 인코딩하여 상기 풀리에 구성된 각 휠 전체의 회전에 대한 벡터인 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하는 인코딩 모듈인 풀리 벡터 생성 모듈; 및 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하는 해저케이블 상태 추정 모듈;을 포함하고, 유무선 네트워크를 통해 작업자 클라이언트 또는 상기 구동모터의 컨트롤러와 연결되어, 상기 해저케이블 상태 데이터를 상기 작업자 클라이언트에 송신하거나 상기 해저케이블 상태 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치를 제공하여 달성될 수 있다. An object of the present invention is an apparatus for monitoring the state of the submarine cable in a submarine cable pulling apparatus for drawing the submarine cable in order to draw the submarine cable in from an offshore wind power tower, wherein the submarine cable extraction device includes two pairs of A submarine cable inlet of an offshore structure comprising a plurality of pulleys composed of wheels facing each other and a driving motor providing a driving force to the wheels of the pulley, and configured on the base structure of the offshore wind power tower is configured to position the submarine cable insertion portion of the pulley, and drive motor input data or measured torque, measured speed, measured voltage or torque, speed, voltage, current or PWM duration for controlling the drive motor Driving an encoding module that uses driving motor data including driving motor measurement data for outputting the measured driving motor state including the measured current as input data, and encoding the driving motor data to use a driving motor vector as output data motor vector generation module; Using pulley rotation data, which is rotation data of each wheel constituting the pulley, as input data, encoding the pulley rotation data, and outputting a pulley vector that is a vector for rotation of each wheel configured in the pulley as output data an encoding module, a pulley vector generation module; and a submarine cable state estimation module using the driving motor vector and the pulley vector as input data, and using the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data; including, a worker client or It is connected to the controller of the drive motor, and transmits the submarine cable status data to the worker client or controls the controller of the drive motor based on the submarine cable status data. This can be achieved by providing a subsea cable condition monitoring device at the time of drawing.

또한, 상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 휠의 내측에 구성되어 압력센서 데이터를 출력하는 압력센서 필름을 더 포함하고, 상기 압력센서 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 압력센서 데이터를 인코딩하여 압력센서 벡터를 출력 데이터로 하는 압력센서 벡터 생성 모듈;을 더 포함하며, 상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 상기 압력센서 벡터, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the submarine cable pulling device further includes a pressure sensor film configured inside the wheel to output pressure sensor data, using the pressure sensor data as input data, and encoding the pressure sensor data to obtain a pressure sensor vector It may further include a pressure sensor vector generating module using as output data, wherein the submarine cable state estimation module uses the pressure sensor vector, the driving motor vector, and the pulley vector as input data.

또한, 상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 휠의 내측에 상기 압력센서 필름에 형상맞춤되도록 함몰되어 구성되는 압력센서 필름 설치부를 더 포함하고, 상기 압력센서 필름은 상기 압력센서 필름 설치부에 맞춤결합되어 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the submarine cable drawing device further includes a pressure sensor film installation part configured to be recessed to fit the pressure sensor film inside the wheel, and the pressure sensor film is custom-coupled to the pressure sensor film installation part. It may be characterized in that it is configured.

또한, 상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 압력센서 필름 설치부가 상기 풀리의 회전축 방향으로 특정 거리만큼 이격되어 복수개가 구성되고, 상기 압력센서 필름은, 복수개 구성되어 상기 복수개의 압력센서 필름 설치부 각각에 맞춤결합되어 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the subsea cable pulling device, the pressure sensor film installation part is spaced apart by a specific distance in the direction of the rotation axis of the pulley and configured in plurality, and the pressure sensor film is configured in plurality, and is provided in each of the plurality of pressure sensor film installation parts. It may be characterized in that it is custom-coupled and configured.

또한, 상기 해저케이블 상태 데이터는, 상기 해저케이블의 장력이 특정 값 이상인지 여부에 대한 확률값인 해저케이블 장력 과부하 여부 데이터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the submarine cable state data may include data on whether or not the submarine cable tension overload, which is a probability value for whether the tension of the submarine cable is greater than or equal to a specific value.

또한, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터의 제어에 대한 데이터인 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 하는 최적 제어 정보 생성 모듈;을 더 포함하고, 유무선 네트워크를 통해 상기 구동모터의 상기 컨트롤러와 연결되어, 상기 최적 제어 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the drive motor vector and the pulley vector as input data, the optimum control information generating module which uses the optimum control data, which is data for the control of the drive motor, as output data; further comprising, the driving through a wired/wireless network It may be connected to the controller of the motor to control the controller of the driving motor based on the optimal control data.

또한, 상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하는 multi-layer neural network로 구성되고, 하나의 output node를 포함하는 output layer가 구성되어 상기 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하며, 상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 학습 세션(training session)에서는, 실제 상태 데이터(ground truth)와 상기 해저케이블 상태 추정 모듈에 의해 출력된 해저케이블 상태 데이터의 차이를 저감시키는 방향으로 상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 손실함수가 구성되어 상기 해저케이블 상태 추정 모듈이 업데이트 되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the submarine cable state estimation module is composed of a multi-layer neural network using the driving motor vector and the pulley vector as input data, and the submarine cable state data, which is data about the state of the submarine cable, as output data, , an output layer including one output node is configured to use the submarine cable state data as output data, and in a training session of the submarine cable state estimation module, the actual state data (ground truth) and the submarine cable The loss function of the submarine cable state estimating module is configured in a direction to reduce the difference in the submarine cable state data output by the state estimating module, and the submarine cable state estimating module may be updated.

또한, 상기 해저케이블 상태 데이터는 해저케이블 각도 추정 데이터 및 해저케이블 장력 추정 데이터를 포함하고, 상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 제1 RNN 셀 및 제2 RNN 셀을 포함하며, 상기 제1 RNN 셀은 이전 셀의 출력 데이터, 이전 셀의 RNN 은닉층 정보 및 상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 상기 입력 데이터를 입력받아 상기 해저케이블 각도 추정 데이터를 출력하며, 상기 제2 RNN 셀은 이전 셀의 출력 데이터인 상기 해저케이블 각도 추정 데이터 및 상기 제1 RNN 셀의 상기 RNN 은닉층 정보를 입력받아 상기 해저케이블 장력 추정 데이터를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the submarine cable state data includes submarine cable angle estimation data and submarine cable tension estimation data, the submarine cable state estimation module includes a first RNN cell and a second RNN cell, and the first RNN cell includes: The output data of the previous cell, RNN hidden layer information of the previous cell, and the input data of the submarine cable state estimation module are received and the submarine cable angle estimation data is output, and the second RNN cell is the output data of the previous cell. It may be configured to receive the cable angle estimation data and the RNN hidden layer information of the first RNN cell and output the submarine cable tension estimation data.

또한, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터의 제어에 대한 데이터인 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 하는 최적 제어 정보 생성 모듈;을 더 포함하고, 상기 최적 제어 정보 생성 모듈은, 상기 최적 제어 정보 생성 모듈을 Agent로 하고, 현재 step의 상기 구동모터 데이터, 상기 풀리 회전 데이터를 State로 하며, 상기 해저케이블 상태 데이터를 Environment로 하고, 상기 Environment 내의 State에서 상기 Agent인 상기 최적 제어 정보 생성 모듈이 상기 구동모터의 상기 컨트롤러에 대해 출력하는 상기 최적 제어 데이터를 Action으로 하고, 상기 구동모터 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이나 상기 풀리 회전 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이 상대적으로 커질수록 높은 Reward가 생성되어 상기 Agent인 상기 최적 제어 정보 생성 모듈이 업데이트 되도록 구성되며, 유무선 네트워크를 통해 상기 구동모터의 상기 컨트롤러와 연결되어, 상기 최적 제어 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. The optimal control information generating module further includes; an optimal control information generating module using the driving motor vector and the pulley vector as input data and using optimal control data, which is data for control of the driving motor, as output data; is, the optimum control information generating module is the Agent, the driving motor data of the current step and the pulley rotation data are the State, the submarine cable state data is the Environment, and the optimum is the Agent in the State in the Environment. The optimum control data output by the control information generating module to the controller of the driving motor is taken as an action, and the ratio value of the driving motor data and the actual cable pulling-out speed or the ratio value of the pulley rotation data and the actual cable pulling-out speed is A higher reward is generated as it becomes relatively large, and the optimal control information generating module, which is the agent, is configured to be updated, and connected to the controller of the driving motor through a wired/wireless network, and based on the optimal control data, the It may be characterized in that the controller is controlled.

본 발명의 다른 목적은, 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블을 인입시키기 위하여 상기 해저케이블을 인발하는 해저케이블 인발 장치에서 상기 해저케이블의 상태를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 해저케이블 인발 장치는, 2쌍의 서로 마주보는 휠(wheel)로 구성된 복수의 풀리(pulley) 및 상기 풀리의 상기 휠에 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하고, 상기 해상 풍력 발전 타워의 기초 구조물 위에 구성되는 해상 구조물의 해저케이블 인입부에 상기 풀리의 해저케이블 삽입부가 위치하도록 구성되며, 구동모터 벡터 생성 모듈이, 상기 구동모터의 제어를 위한 토크, 속도, 전압, 전류 또는 PWM duration을 포함하는 구동모터 입력 데이터 또는 측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압 또는 측정된 전류를 포함하여 측정된 구동모터의 상태를 출력하는 구동모터 측정 데이터를 포함하는 구동모터 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터 데이터를 인코딩하여 구동모터 벡터를 출력 데이터로 출력하는 구동모터 벡터 생성 단계; 풀리 벡터 생성 모듈이, 상기 풀리를 구성하는 각각의 상기 휠의 회전 데이터인 풀리 회전 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 풀리 회전 데이터를 인코딩하여 상기 풀리에 구성된 각 휠 전체의 회전에 대한 벡터인 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하는 풀리 벡터 생성 단계; 및 해저케이블 상태 추정 모듈이, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 출력하는 해저케이블 상태 추정 단계;를 포함하고, 유무선 네트워크를 통해 작업자 클라이언트 또는 상기 구동모터의 컨트롤러와 연결되어, 상기 해저케이블 상태 데이터를 상기 작업자 클라이언트에 송신하거나 상기 해저케이블 상태 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 방법을 제공하여 달성될 수 있다. Another object of the present invention is to provide a method for monitoring the state of the submarine cable in a submarine cable pulling device for drawing the submarine cable in order to draw the submarine cable from an offshore wind power tower, wherein the submarine cable pulling device includes two pairs Including a plurality of pulleys consisting of wheels facing each other and a driving motor providing a driving force to the wheels of the pulley, the submarine cable entry of the offshore structure configured on the foundation structure of the offshore wind power tower The drive motor input data or measured torque including torque, speed, voltage, current or PWM duration for the drive motor vector generation module to control the drive motor, Drive motor data including drive motor measurement data outputting the measured drive motor state including the measured speed, measured voltage or measured current as input data, and encoding the drive motor data to obtain a drive motor vector generating a driving motor vector outputting the output data; The pulley vector generation module takes as input data pulley rotation data, which is rotation data of each of the wheels constituting the pulley, as input data, encodes the pulley rotation data, and is a pulley vector that is a vector for rotation of each wheel configured in the pulley. a pulley vector generation step of outputting as output data; and a submarine cable state estimation step in which the submarine cable state estimation module uses the driving motor vector and the pulley vector as input data, and outputs the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data; and , connected to a worker client or a controller of the drive motor through a wired/wireless network to transmit the submarine cable status data to the worker client or to control the controller of the drive motor based on the submarine cable status data , it can be achieved by providing a method of monitoring the condition of the submarine cable when the cable is pulled out from the offshore wind power tower.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there are the following effects.

첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 해저케이블을 해상 풍력 발전 타워의 인입부로 인발할 때의 정교하고 신속한 인장력 제어 또는 인발 속도 제어가 가능해지므로, 해저케이블 인발 시 해저케이블의 손상이 최소화되는 효과가 발생된다. First, according to an embodiment of the present invention, since it is possible to control a precise and rapid tension force or draw speed control when drawing a submarine cable into the inlet of an offshore wind power tower, damage to the submarine cable is minimized when the submarine cable is pulled out is generated

둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 해저케이블을 해상 풍력 발전 타워의 인입부로 인발할 때의 해저케이블의 인입 각도를 추정할 수 있게 되므로, 특정 인입 각도 이내에서 안정적인 해저케이블 인발이 가능하게 되는 효과가 발생된다. Second, according to one embodiment of the present invention, since it is possible to estimate the angle of pull-in of the submarine cable when the submarine cable is pulled into the lead-in part of the offshore wind power generation tower, stable pull-out of the submarine cable is possible within a specific lead-in angle. effect occurs.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 해상 풍력 발전 구조물의 구조 예시를 도시한 예시도,
도 2는 해상 풍력 발전 구조물 중 모노파일 지지 구조물 및 자켓형 지지 구조물의 구조 예시를 도시한 예시도,
도 3은 인발된 해저케이블을 고정하는 해저케이블 클램프를 이용한 해상 풍력 발전 타워의 부분 단면도를 도시한 것,
도 4는 해저케이블이 연결된 해상 풍력 발전 타워의 자켓 기초 구조물 사진을 도시한 것,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 인발 장치의 해상 풍력 발전 타워에서의 구성관계를 도시한 모식도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 인발 장치의 풀리의 구체적인 구성을 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 해저케이블 인발 장치의 풀리의 구체적인 구성을 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치의 작동관계를 도시한 모식도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치의 구체적인 구성을 도시한 모식도,
도 10은 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer neural network로 구성된 경우를 도시한 모식도,
도 11은 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 attention 모듈 및 RNN 인코더로 구성된 경우를 도시한 모식도,
도 12, 13는 본 발명의 일실시예에 따른 구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에 포함되는 ConvNet(CNN 인코더)의 예시도,
도 14는 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer RNN cell(Recurrent Neural Network cell)로 구성된 경우를 도시한 모식도,
도 15는 최적 제어 정보 생성 모듈(14)이 Reinforcement learning 모듈로 구성된 경우를 도시한 모식도이다.
The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so that the present invention is limited only to the matters described in those drawings should not be interpreted as
1 is an exemplary view showing an example of the structure of an offshore wind power structure;
2 is an exemplary view showing a structural example of a monopile support structure and a jacket-type support structure among offshore wind power structures;
3 is a partial cross-sectional view of an offshore wind power tower using a submarine cable clamp for fixing the drawn submarine cable;
Figure 4 shows a photo of the jacket foundation structure of the offshore wind power tower to which the submarine cable is connected;
5 is a schematic diagram showing the configuration relationship in the offshore wind power generation tower of the submarine cable pulling apparatus according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram showing a specific configuration of a pulley of a submarine cable pulling apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram showing a specific configuration of a pulley of a submarine cable pulling apparatus according to a modified example of the present invention;
8 is a schematic diagram showing the operation relationship of the submarine cable condition monitoring device when the submarine cable is pulled out from the offshore wind power generation tower according to an embodiment of the present invention;
9 is a schematic diagram showing a detailed configuration of a submarine cable condition monitoring device when a submarine cable is pulled out from an offshore wind power generation tower according to an embodiment of the present invention;
10 is a schematic diagram showing a case in which the submarine cable state estimation module 13 is configured as a multi-layer neural network;
11 is a schematic diagram showing a case in which the submarine cable state estimation module 13 is composed of an attention module and an RNN encoder;
12 and 13 are exemplary views of ConvNet (CNN encoder) included in the driving motor vector generating module 10, the pulley vector generating module 11, and the pressure sensor vector generating module 12 according to an embodiment of the present invention;
14 is a schematic diagram showing a case in which the submarine cable state estimation module 13 is configured with a multi-layer RNN cell (Recurrent Neural Network cell);
15 is a schematic diagram illustrating a case in which the optimal control information generating module 14 is configured as a reinforcement learning module.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be described in detail an embodiment in which the present invention can be easily carried out. However, in the detailed description of the principle of operation of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 특정 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 특정 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a specific part is connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of specific components does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.

해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치Device for monitoring the condition of submarine cables when pulling out submarine cables from offshore wind power towers

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 인발 장치의 해상 풍력 발전 타워에서의 구성관계를 도시한 모식도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 인발 장치의 풀리의 구체적인 구성을 도시한 모식도이다. 도 5, 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 인발 장치는, 2쌍의 서로 마주보는 휠(wheel)로 구성된 n쌍의 풀리(pulley, 제1풀리, 제2풀리), 제1풀리와 제2풀리 각각을 고정하고 길이를 조절하기 위한 풀리 클램프, 풀리 클램프의 shaft인 풀리 클램프 축, 각 풀리의 특정 휠에 구동력(회전력)을 제공하는 구동모터, 구동모터와 각 풀리의 특정 휠의 사이에 연결되어 구동력을 전달하는 기어박스, 각 풀리의 특정 휠끼리 연결되어 구동력을 공유하거나 각속도를 상호 유지하는 체인으로 구성될 수 있고, 해상 풍력 발전 타워의 기초 구조물 위에 구성되는 해상 구조물의 내부, 특히 해저케이블의 인입부에 최하부 풀리의 휠 사이 공간(해저케이블 삽입부)이 위치하도록 구성된다. Figure 5 is a schematic diagram showing the configuration relationship in the offshore wind power generation tower of the submarine cable pulling device according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a detailed configuration of the pulley of the submarine cable pulling device according to an embodiment of the present invention It is a schematic diagram shown. As shown in Figures 5 and 6, the submarine cable pulling apparatus according to an embodiment of the present invention, n pairs of pulleys (pulley, first pulley, second pulley) consisting of two pairs of opposite wheels (wheel) ), a pulley clamp for fixing and adjusting the length of each of the first and second pulleys, a pulley clamp shaft that is the shaft of the pulley clamp, a driving motor that provides driving force (rotational force) to a specific wheel of each pulley, and a driving motor and angle A gearbox that is connected between specific wheels of a pulley to transmit driving force, a chain that connects specific wheels of each pulley to share driving force or mutually maintains angular velocity, and is constructed on the foundation structure of an offshore wind power tower It is configured such that the space between the wheels of the lowermost pulley (submarine cable insertion part) is located in the interior of the offshore structure, in particular, in the inlet of the submarine cable.

나아가, 각 풀리를 구성하는 휠의 구성과 관련하여, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 각 풀리의 각 휠은, 휠 플랜지, 휠 내면부, 휠 돌출부, 풀리 기어, 압력센서 필름, 슬립링으로 구성될 수 있다. 휠 플랜지, 휠 내면부, 휠 돌출부, 풀리 기어, 압력센서 필름은 휠의 회전과 함께 일체로 회전되도록 구성될 수 있다.Furthermore, with respect to the configuration of the wheels constituting each pulley, as shown in FIG. 6 , each wheel of each pulley according to an embodiment of the present invention includes a wheel flange, a wheel inner surface, a wheel protrusion, a pulley gear, a pressure It may be composed of a sensor film and a slip ring. The wheel flange, the wheel inner surface, the wheel protrusion, the pulley gear, and the pressure sensor film may be configured to rotate integrally with the rotation of the wheel.

휠 플랜지는, 휠에서 직경이 가장 넓고 양측에 구성되는 원판 형태의 부분을 의미하며, 휠 회전축에 수직하게 구성되어 내측에 휠 돌출부와 휠 내면부가 구성될 수 있고, 외측에 풀리 기어와 슬립링 등이 구성될 수 있다. The wheel flange means the disk-shaped part with the largest diameter and configured on both sides of the wheel, and is configured perpendicular to the wheel rotation axis, so that the wheel protrusion and the wheel inner part can be configured on the inside, and the pulley gear and slip ring on the outside This can be configured.

휠 내면부는, 휠 플랜지보다 좁은 직경으로 U자형으로 오목하게 구성되어 휠 플랜지 사이를 연결하는 구성으로, 한 쌍의 휠의 휠 내면부가 서로 마주보며 인발되는 해저케이블을 감싸도록 구성될 수 있다. 휠 내면부의 외면에 수직한 방향으로 휠 돌출부가 구성되어 해저케이블에 마찰력을 제공하도록 구성될 수 있으며, 휠 내면부에서 직경이 가장 좁은 중심부에는 압력센서가 장착된 압력센서 필름이 구성될 수 있다. The wheel inner portion is configured to be concave in a U shape with a narrower diameter than the wheel flange to connect between the wheel flanges, and the inner wheel portion of the pair of wheels faces each other and may be configured to surround the drawn submarine cable. The wheel protrusion is configured in a direction perpendicular to the outer surface of the inner surface of the wheel to provide friction to the submarine cable, and a pressure sensor film equipped with a pressure sensor may be formed in the center of the inner wheel with the narrowest diameter.

휠 돌출부는, 휠 내면부의 외면에 수직한 방향으로 복수개가 돌출 구성되고, 휠의 회전축과 수평한 방향으로 연장되도록 구성될 수 있다. 해저케이블 인발 시 해저케이블의 외피와 직접적으로 접촉하도록 구성되어 해저케이블에 마찰력을 제공하도록 구성될 수 있으며, 휠 내면부에서 직경이 가장 좁은 중심부에는 휠 돌출부의 외측에 압력센서가 장착된 압력센서 필름이 구성될 수 있다. 도 6의 하단에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 돌출부에는 압력센서 필름의 두께만큼 오목하게 함몰구성된 압력센서 필름 설치부가 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 압력센서 필름 설치부에 의하면, 풀리의 클램핑이나 휠의 회전에도 불구하고 압력센서 필름의 위치가 변동되지 않는 효과가 있으며, 압력센서 필름에 풀리의 클램핑 압력이 전부 전달되지 않아 압력센서 필름의 손상 위험이 저감되는 효과가 있다. A plurality of wheel protrusions may be configured to protrude in a direction perpendicular to the outer surface of the inner surface of the wheel, and may be configured to extend in a direction horizontal to a rotation axis of the wheel. It can be configured to provide frictional force to the submarine cable by being in direct contact with the sheath of the submarine cable when the cable is pulled out. This can be configured. As shown at the bottom of Figure 6, the wheel protrusion according to an embodiment of the present invention may be configured with a pressure sensor film installation portion concavely configured to be concave as much as the thickness of the pressure sensor film. According to the pressure sensor film installation part according to an embodiment of the present invention, there is an effect that the position of the pressure sensor film does not change despite clamping of the pulley or rotation of the wheel, and all the clamping pressure of the pulley is transmitted to the pressure sensor film This has the effect of reducing the risk of damage to the pressure sensor film.

풀리 기어는, 구동모터에서 전달되는 구동력을 특정 휠에 전달하기 위해 기어박스와 연결되거나, 체인이 연결되는 기어 구성을 의미하고, 양 측의 휠 플랜지 중 일측의 축방향 외측에 구성될 수 있다. The pulley gear means a gear configuration that is connected to a gearbox or a chain is connected in order to transmit a driving force transmitted from a driving motor to a specific wheel, and may be configured on the axial outside of one side of the wheel flanges on both sides.

압력센서 필름은 압력센서 회로 및 연결선을 포함하는 필름 형태의 센서를 의미하며, 휠 돌출부에 함몰구성되는 압력센서 필름 설치부에 형상맞춤되도록 결합될 수 있다. 압력센서 필름의 연결선은 휠 플랜지 일측의 슬립링과 연결되어 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)에 압력센서 데이터를 제공하게 되거나, 별도로 구성되는 통신모듈과 연결되어 무선 네트워크를 통해 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)에 압력센서 데이터를 제공하게 되도록 구성될 수 있다.The pressure sensor film refers to a sensor in the form of a film including a pressure sensor circuit and a connection line, and may be coupled to a shape fitting to a pressure sensor film installation part recessed in the wheel protrusion. The connection line of the pressure sensor film is connected to the slip ring on one side of the wheel flange to provide the pressure sensor data to the submarine cable condition monitoring device (1), or is connected to a separately configured communication module and connected to the submarine cable condition monitoring device ( 1) may be configured to provide pressure sensor data.

슬립링은 휠 플랜지 일측에 구성되고 압력센서 필름의 연결선과 연결되어 휠의 회전에도 불구하고 압력센서 필름의 연결선이 꼬이거나 단선되지 않도록 하는 구성이다. The slip ring is configured on one side of the wheel flange and is connected to the connection line of the pressure sensor film so that the connection line of the pressure sensor film is not twisted or disconnected despite the rotation of the wheel.

휠 돌출부 및 압력센서 필름의 변형예와 관련하여, 도 7은 본 발명의 변형예에 따른 해저케이블 인발 장치의 풀리의 구체적인 구성을 도시한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 해저케이블 인발 장치의 풀리는, 휠 돌출부에 n개의 압력센서 필름 설치부가 회전축 방향으로 특정 거리만큼 이격되어 함몰구성될 수 있고, 각 휠에는 n개의 압력센서 필름이 회전축 방향으로 특정 거리만큼 이격되어 구성될 수 있다. 이에 따르면, 각 휠에 구성된 압력센서 필름의 압력센서 데이터에 의해 해저케이블의 인입 각도를 더욱 정교하게 추정할 수 있게 되는 효과가 발생된다. With respect to the modified example of the wheel protrusion and the pressure sensor film, FIG. 7 is a schematic diagram showing a specific configuration of the pulley of the submarine cable pulling-out device according to the modified example of the present invention. 7, in the pulley of the submarine cable pulling device according to a modified example of the present invention, n pressure sensor film installation parts on the wheel protrusion are spaced apart by a specific distance in the direction of the rotation axis to be recessed, and each wheel has n The two pressure sensor films may be configured to be spaced apart by a specific distance in the direction of the rotation axis. According to this, there is an effect that it is possible to more precisely estimate the incoming angle of the submarine cable by the pressure sensor data of the pressure sensor film configured in each wheel.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치의 작동관계를 도시한 모식도, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치의 구체적인 구성을 도시한 모식도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)는, 구동모터의 제어를 위한 입력 데이터인 구동모터 데이터, 풀리 회전 데이터, 압력센서 데이터를 입력 데이터로 하고, 해저케이블 상태 데이터(해저케이블 장력 과부하 여부 데이터, 해저케이블 각도 추정 데이터, 해저케이블 장력 추정 데이터 등), 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 하도록 구성될 수 있으며, 출력된 해저케이블 상태 데이터 및 최적 제어 데이터는 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)의 통신 모듈을 통해 작업자 클라이언트로 송신되어 작업자가 모니터링 할 수 있도록 구성되거나 구동모터를 직접 제어하도록 구성될 수 있다. 8 is a schematic diagram showing the operation relationship of the submarine cable condition monitoring device when the submarine cable is pulled out from the offshore wind power generation tower according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram showing the specific configuration of the submarine cable condition monitoring device when the cable is pulled out. As shown in FIG. 8 , the submarine cable condition monitoring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention converts driving motor data, pulley rotation data, and pressure sensor data, which are input data for controlling the driving motor, as input data. and subsea cable status data (subsea cable tension overload data, subsea cable angle estimation data, submarine cable tension estimation data, etc.) and optimal control data as output data, Data is transmitted to the operator client through the communication module of the subsea cable condition monitoring device 1, so that the operator can monitor, or it can be configured to directly control the drive motor.

해저케이블 상태 모니터링 장치(1)의 구체적인 구성과 관련하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)는 구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12), 해저케이블 상태 추정 모듈(13), 최적 제어 정보 생성 모듈(14)을 포함하도록 구성될 수 있다. Regarding the specific configuration of the subsea cable condition monitoring device 1, as shown in FIG. 9, the subsea cable condition monitoring device 1 includes a drive motor vector generating module 10, a pulley vector generating module 11, a pressure It may be configured to include a sensor vector generating module 12 , a submarine cable state estimation module 13 , and an optimal control information generating module 14 .

구동모터 벡터 생성 모듈(10)은 구동모터의 제어를 위한 입력 데이터(토크, 속도, 전압, 전류, PWM duration 등) 또는 측정된 구동모터의 상태를 출력하는 측정 데이터(측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압, 측정된 전류 등)를 의미하는 구동모터 데이터를 입력 데이터로 하고, 구동모터 벡터를 출력 데이터로 하는 인코딩 모듈이다. The driving motor vector generation module 10 provides input data (torque, speed, voltage, current, PWM duration, etc.) for controlling the driving motor or measured data outputting the measured state of the driving motor (measured torque, measured speed, etc.) , measured voltage, measured current, etc.) as input data, and driving motor vector as output data.

풀리 벡터 생성 모듈(11)은 기설치된 RPM센서를 통해 각 휠의 회전 데이터를 입력 데이터로 입력받고, 전체 풀리에 구성된 각 휠 전체의 회전에 대한 벡터인 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하는 인코딩 모듈이다. The pulley vector generation module 11 is an encoding module that receives rotation data of each wheel as input data through an installed RPM sensor, and outputs a pulley vector that is a vector for the entire rotation of each wheel configured in all pulleys as output data. .

압력센서 벡터 생성 모듈(12)은 각 휠의 휠 돌출부에 구성된 압력센서 필름에서 출력되는 압력센서 데이터를 입력 데이터로 입력받고, 전체 풀리에 구성된 각 휠 전체의 해저케이블에 의한 압력에 대한 벡터인 압력센서 벡터를 출력 데이터로 출력하는 인코딩 모듈이다. 이때, 휠의 회전에 따라 각 압력센서의 압력값이 수시로 변동되게 되는데, 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에서 각 압력센서 필름을 구성하는 압력센서의 압력값 중 가장 높은 압력값을 해당 압력센서 필름을 대표하는 압력값으로 출력하는 등의 방식으로 전처리 하도록 구성될 수 있다. The pressure sensor vector generation module 12 receives the pressure sensor data output from the pressure sensor film configured on the wheel protrusion of each wheel as input data, and the pressure that is a vector for the pressure by the submarine cable of each wheel configured in the entire pulley. It is an encoding module that outputs sensor vectors as output data. At this time, the pressure value of each pressure sensor is frequently changed according to the rotation of the wheel. In the pressure sensor vector generating module 12 , the highest pressure value among the pressure values of the pressure sensors constituting each pressure sensor film is set to the corresponding pressure sensor film. It may be configured to pre-process in such a way as to output as a pressure value representative of .

해저케이블 상태 추정 모듈(13)은 구동모터 벡터, 풀리 벡터, 압력센서 벡터를 입력 데이터로 입력받고, 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 출력하는 모듈이다. The submarine cable state estimation module 13 is a module that receives a driving motor vector, a pulley vector, and a pressure sensor vector as input data, and outputs the submarine cable state data as output data.

최적 제어 정보 생성 모듈(14)은 구동모터 벡터, 풀리 벡터, 압력센서 벡터 및 해저케이블 상태 데이터를 입력 데이터로 입력받고, 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 출력하는 모듈이다. The optimal control information generating module 14 is a module that receives driving motor vector, pulley vector, pressure sensor vector, and submarine cable state data as input data, and outputs optimal control data as output data.

이때, 구동모터는, DC모터 또는 AC모터로 구성될 수 있으며, AC모터의 경우 유도 모터, 동기 모터, 정류자 모터 중 적어도 하나로 구성될 수 있고, DC모터의 경우 브러시 모터, BLDC(브러시리스 모터) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 구동모터가 BLDC로 구성되는 경우, PID 컨트롤러, DC를 3상으로 변환하는 Three-phase inverter, 회전자의 위치를 센싱하는 Hall sensor, 스위칭 패턴을 결정하는 Commutation Logic을 더 포함할 수 있다. In this case, the driving motor may be composed of a DC motor or an AC motor, and in the case of an AC motor, it may be composed of at least one of an induction motor, a synchronous motor, and a commutator motor, and in the case of a DC motor, a brush motor or a brushless motor (BLDC). It may consist of at least one of When the driving motor is configured as BLDC, it may further include a PID controller, a three-phase inverter for converting DC to three phases, a Hall sensor for sensing the position of the rotor, and commutation logic for determining a switching pattern.

구동모터 데이터는, 구동모터의 제어를 위한 입력 데이터(토크, 속도, 전압, 전류, PWM duration 등) 또는 구동모터의 상태를 출력하는 측정 데이터(측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압, 측정된 전류 등)를 의미하도록 구성될 수 있다.The driving motor data includes input data for controlling the driving motor (torque, speed, voltage, current, PWM duration, etc.) or measurement data outputting the state of the driving motor (measured torque, measured speed, measured voltage, measured current, etc.).

풀리 회전 데이터는, 각 풀리를 구성하는 각 휠의 회전 속도나 RPM 데이터를 의미하도록 구성될 수 있다. The pulley rotation data may be configured to mean rotation speed or RPM data of each wheel constituting each pulley.

압력센서 데이터는, 각 풀리의 각 휠에 각각 구성되는 압력센서 필름에서 출력되는 압력값을 병합한 압력분포 데이터를 의미하도록 구성될 수 있다. 이때, 휠의 회전에 따라 각 압력센서의 압력값이 수시로 변동되게 되는데, 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에서 각 압력센서 필름을 구성하는 압력센서의 압력값 중 가장 높은 압력값을 해당 압력센서 필름을 대표하는 압력값으로 출력하는 등의 방식으로 전처리 하도록 구성될 수 있다. 각 압력센서 필름을 구성하는 압력센서의 압력값 중 가장 높은 압력값을 해당 압력센서 필름을 대표하는 압력값으로 출력하게 되는 경우에는 압력센서 벡터의 차원이 전체 휠의 개수에 대응되도록 구성될 수 있다. The pressure sensor data may be configured to mean pressure distribution data obtained by merging the pressure values output from the pressure sensor films respectively configured on each wheel of each pulley. At this time, the pressure value of each pressure sensor is frequently changed according to the rotation of the wheel. In the pressure sensor vector generating module 12 , the highest pressure value among the pressure values of the pressure sensors constituting each pressure sensor film is set to the corresponding pressure sensor film. It may be configured to pre-process in such a way as to output as a pressure value representative of . When the highest pressure value among the pressure values of the pressure sensors constituting each pressure sensor film is output as a pressure value representing the corresponding pressure sensor film, the dimension of the pressure sensor vector may be configured to correspond to the total number of wheels. .

해저케이블 상태 데이터는, 해저케이블에 과도한 장력이 부하되었는지 여부에 대한 class의 확률값(인공신경망의 confidence에 대응됨)인 해저케이블 장력 과부하 여부 데이터(예를 들어, 0~1 사이의 값), 해저케이블의 인입 각도에 대한 class의 추정값인 해저케이블 각도 추정 데이터, 해저케이블에 인가되는 장력에 대한 class의 추정값인 해저케이블 장력 추정 데이터를 포함하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따라 해저케이블 상태 데이터가 해저케이블 장력 과부하 여부 데이터로 구성되는 경우에는, 정확한 해저케이블 인입 각도나 해저케이블 장력을 추정하지 않더라도, 해저케이블 상태 데이터의 특정 confidence 이상에서 작업자 클라이언트에 알림을 출력하거나 구동모터의 출력을 제한하도록 구성할 수 있게 되는 효과가 발생된다. The submarine cable state data is the submarine cable tension overload data (for example, a value between 0 and 1), which is the probability value of the class (corresponding to the confidence of the artificial neural network) for whether or not the submarine cable is overloaded with tension, the seabed It may be configured to include submarine cable angle estimation data that is an estimation value of the class for the incoming angle of the cable, and submarine cable tension estimation data that is the estimation value of the class for the tension applied to the submarine cable. According to an embodiment of the present invention, when the submarine cable state data is composed of submarine cable tension overload data, even if the correct submarine cable entry angle or submarine cable tension is not estimated, the worker client is more than a certain confidence level of the submarine cable state data The effect of being able to output a notification to or to limit the output of the driving motor occurs.

최적 제어 데이터는, 구동모터의 제어를 위한 최적의 입력 데이터로서, 토크, 속도, 전압, 전류, PWM duration의 특정 값으로 출력되거나, 현재 상태의 구동모터 입력 데이터 대비 최적 입력 데이터의 비율(예를 들어, 0.9)로 구성될 수 있다. 나아가, 기설정된 현재 상태의 구동모터 입력 데이터 대비 최적 입력 데이터의 비율로 복수개의 class가 정의되고(예를 들어, ...0.8, 0.9, 1.1, 1.2...), 최적 제어 데이터는 각 class에 대한 확률값(인공신경망의 confidence에 대응됨)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따라 최적 제어 데이터가 현재 상태의 구동모터 입력 데이터 대비 최적 입력 데이터의 비율로 구성되는 경우에는 정확한 제어값을 추정하지 않아도 무방하므로 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)에 의한 구동모터의 실시간 제어가 용이해지는 효과가 발생된다. The optimal control data is the optimal input data for controlling the driving motor, and is output as specific values of torque, speed, voltage, current, and PWM duration, or the ratio of the optimal input data to the current driving motor input data (for example, For example, it may be composed of 0.9). Furthermore, a plurality of classes are defined as the ratio of the optimal input data to the driving motor input data of the preset current state (eg, ...0.8, 0.9, 1.1, 1.2...), and the optimal control data is each class It can be composed of a probability value (corresponding to the artificial neural network's confidence). According to an embodiment of the present invention, when the optimal control data is composed of the ratio of the optimal input data to the driving motor input data in the current state, it is not necessary to estimate the correct control value, so driving by the subsea cable state monitoring device 1 The effect of facilitating real-time control of the motor occurs.

해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 구체적인 실시예와 관련하여, 도 10은 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer neural network로 구성된 경우를 도시한 모식도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer neural network로 구성된 경우에는, 구동모터 벡터 생성 모듈(10)에서 생성되는 구동모터 벡터, 풀리 벡터 생성 모듈(11)에서 생성되는 풀리 벡터, 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에서 출력되는 압력센서 벡터를 입력 데이터로 하고, 하나의 output node를 포함하는 output layer가 구성되어 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하는 인공신경망 모듈로 구성될 수 있다. 이때, output node는 softmax, ReLU 등 다양한 활성화 함수가 활용될 수 있다. In relation to a specific embodiment of the submarine cable state estimating module 13, FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a case in which the submarine cable state estimating module 13 is configured as a multi-layer neural network. As shown in FIG. 10 , when the submarine cable state estimation module 13 is configured as a multi-layer neural network, the driving motor vector generated by the driving motor vector generating module 10 and the pulley vector generating module 11 An artificial neural network module that uses the generated pulley vector and the pressure sensor vector output from the pressure sensor vector generating module 12 as input data, and an output layer including one output node is configured to use the submarine cable state data as output data. can be configured. In this case, various activation functions such as softmax and ReLU may be used for the output node.

해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer neural network로 구성된 경우의 학습 세션(training session)에서는, 실제 상태 데이터(ground truth)와 해저케이블 상태 추정 모듈(13)에 의해 출력된 해저케이블 상태 데이터의 차이를 저감시키는 방향으로 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 손실함수가 구성되어 해저케이블 상태 추정 모듈(13)을 업데이트 하도록 구성될 수 있다. In a training session when the submarine cable state estimation module 13 is configured as a multi-layer neural network, the actual state data (ground truth) and the submarine cable state data output by the submarine cable state estimation module 13 The loss function of the submarine cable state estimating module 13 is configured in a direction to reduce the difference between , and may be configured to update the submarine cable state estimating module 13 .

해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer neural network로 구성된 경우의 추론 세션(inference session)에서는, 구동 중인 구동모터에 의한 구동모터 벡터, 풀리 벡터, 압력센서 벡터를 입력 데이터로 입력받고, 현재 해저케이블의 상태에 대한 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 출력하여 작업자 클라이언트 또는 최적 제어 정보 생성 모듈(14)로 해저케이블 상태 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. In an inference session when the submarine cable state estimation module 13 is configured with a multi-layer neural network, a driving motor vector, a pulley vector, and a pressure sensor vector by the driving motor are input as input data, and the current It may be configured to output the submarine cable status data for the status of the submarine cable as output data to transmit the submarine cable status data to the worker client or the optimal control information generating module 14 .

해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 다른 실시예와 관련하여, 도 11은 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 attention 모듈 및 RNN 인코더로 구성된 경우를 도시한 모식도이다. 도 11과 같이 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 attention 모듈 및 RNN 인코더로 구성된 경우에는, CNN 인코더 및 RNN 인코더의 결합으로 구성된 구동모터 벡터 생성 모듈(10)이 시계열의 구동모터 데이터를 입력 데이터로 입력받아 구동모터 벡터를 출력 데이터로 출력하고, CNN 인코더 및 RNN 인코더의 결합으로 구성된 풀리 벡터 생성 모듈(11)이 시계열의 풀리 회전 데이터 및 구동모터 벡터를 입력 데이터로 입력받아 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하며, CNN 인코더 및 RNN 인코더의 결합으로 구성된 압력센서 벡터 생성 모듈(12)이 시계열의 압력센서 데이터 및 풀리 벡터를 입력 데이터로 입력받아 압력센서 벡터를 출력 데이터로 출력하도록 구성되며, 출력된 구동모터 벡터, 풀리 벡터, 압력센서 벡터를 결합(concatenate)하여 결합 벡터를 생성한 뒤, 상기 결합벡터 및 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 RNN 인코더의 hidden state vector 값을 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 어텐션 모듈의 입력 데이터로 하여 어텐션 적용 벡터를 출력 데이터로 출력하고, 출력된 상기 어텐션 적용 벡터 및 이전 step의 해저케이블 상태 데이터를 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 RNN 인코더의 입력 데이터로 구성하여 현재 step의 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 출력하도록 구성될 수 있다. In relation to another embodiment of the submarine cable state estimation module 13, FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a case in which the submarine cable state estimation module 13 is configured with an attention module and an RNN encoder. 11, when the submarine cable state estimation module 13 is composed of an attention module and an RNN encoder, the driving motor vector generation module 10 composed of a combination of a CNN encoder and an RNN encoder converts time series driving motor data as input data. It receives the input and outputs the driving motor vector as output data, and the pulley vector generation module 11 composed of a combination of a CNN encoder and an RNN encoder receives the time series pulley rotation data and the driving motor vector as input data and converts the pulley vector as output data. Output, the pressure sensor vector generating module 12 composed of a combination of CNN encoder and RNN encoder is configured to receive time series pressure sensor data and pulley vector as input data and output the pressure sensor vector as output data, the output driving After generating a combined vector by concatenating the motor vector, pulley vector, and pressure sensor vector, the combined vector and the hidden state vector value of the RNN encoder of the submarine cable state estimation module 13 are used in the submarine cable state estimation module 13 ) as the input data of the attention module, and output the attention applied vector as output data, and the outputted attention applied vector and the submarine cable state data of the previous step are composed of the input data of the RNN encoder of the submarine cable state estimation module 13 Thus, it can be configured to output the submarine cable status data of the current step as output data.

구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)의 위와 같은 CNN인코더 및 RNN 인코더의 결합 구성에 의하면 매트릭스 데이터의 시계열적 변화를 해저케이블 상태 데이터 출력에 이용할 수 있게 되므로, 해저케이블에 작용되는 장력의 급격한 변화를 해저케이블 상태 모니터링 장치(1)가 인지할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 또한, 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 위와 같이 어텐션 모듈 및 RNN 인코더의 결합으로 구성되는 경우, 구동모터 데이터, 풀리 회전 데이터, 압력센서 데이터 중 해저케이블 상태 데이터 예측에 더 중요한 데이터에 어텐션 가중을 부여하여 상황에 따른 어텐션 적용 벡터를 출력할 수 있게 되므로, 상황 맞춤형의 해저케이블 상태 데이터 및 최적 제어 데이터를 출력할 수 있게 되는 효과가 발생된다. According to the combination configuration of the above CNN encoder and RNN encoder of the driving motor vector generating module 10, the pulley vector generating module 11, and the pressure sensor vector generating module 12, the time-series change of the matrix data is outputted as the submarine cable state data. Since it can be used for the subsea cable, there is an effect that the subsea cable condition monitoring device 1 can recognize a sudden change in tension applied to the subsea cable. In addition, when the submarine cable condition estimation module 13 is composed of a combination of the attention module and the RNN encoder as above, attention is applied to the data that is more important for predicting the condition of the submarine cable among the driving motor data, pulley rotation data, and pressure sensor data. Since it is possible to output an attention applied vector according to the situation by giving it, the effect of being able to output the situation-customized submarine cable state data and optimal control data is generated.

도 12, 13는 본 발명의 일실시예에 따른 구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에 포함되는 ConvNet(CNN 인코더)의 예시도이다. 도 12, 13에 도시된 바와 같이, 간단한 ConvNet을 예시로 들자면, [INPUT-CONV-RELU-POOL-FC]으로 구축할 수 있다. 입력 벡터의 경우, INPUT 입력 매트릭스가 가로 32, 세로 32, 그리고 RGB 채널을 가지는 경우 입력의 크기는 [32x32x3]로 구성될 수 있다. CONV 레이어(Conv. Filter)는 입력 매트릭스의 일부 영역과 연결되어 있으며, 이 연결된 영역과 자신의 가중치의 내적 연산(dot product)을 계산하게 된다. 결과 볼륨은 [32x32x12]와 같은 크기를 갖게 된다. RELU 레이어는 max(0,x)와 같이 각 요소에 적용되는 액티베이션 함수(activation function)이다. RELU 레이어는 볼륨의 크기를 변화시키지 않는다([32x32x12]). 그 결과 Activation map 1을 생성한다. POOL 레이어(pooling)는 "가로,세로" 차원에 대해 다운샘플링(downsampling)을 수행해 [16x16x12]와 같이 줄어든 볼륨(Activation map 2)을 출력한다. FC (fully-connected) 레이어는 클래스 점수들을 계산해 [1x1xn]의 크기를 갖는 압력분포 벡터 볼륨(output layer)을 출력한다. FC 레이어는 이전 볼륨의 모든 요소와 연결되어 있다.12 and 13 are exemplary views of ConvNet (CNN encoder) included in the driving motor vector generating module 10, the pulley vector generating module 11, and the pressure sensor vector generating module 12 according to an embodiment of the present invention. . 12 and 13, taking a simple ConvNet as an example, it can be constructed with [INPUT-CONV-RELU-POOL-FC]. In the case of an input vector, if the INPUT input matrix has 32 horizontal, 32 vertical, and RGB channels, the size of the input may be [32x32x3]. The CONV layer (Conv. Filter) is connected to a partial region of the input matrix, and a dot product of the connected region and its own weight is calculated. The resulting volume will have a size equal to [32x32x12]. The RELU layer is an activation function applied to each element, such as max(0,x). The RELU layer does not change the size of the volume ([32x32x12]). As a result, Activation map 1 is created. The POOL layer (pooling) outputs a reduced volume (Activation map 2) as [16x16x12] by performing downsampling on the "horizontal, vertical" dimensions. The FC (fully-connected) layer calculates the class scores and outputs a pressure distribution vector volume (output layer) with a size of [1x1xn]. The FC layer is connected to all elements of the previous volume.

이와 같이, 구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에 포함되는 ConvNet은 픽셀 값으로 이뤄진 원본 매트릭스를 각 레이어를 거치며 분포에 대한 클래스 점수로 변환(transform)시킨다. 어떤 레이어는 모수 (parameter)를 갖지만 어떤 레이어는 모수를 갖지 않는다. 특히 CONV/FC 레이어들은 단순히 입력 볼륨만이 아니라 가중치(weight)와 바이어스(bias)도 포함하는 액티베이션(activation) 함수이다. 반면 RELU/POOL 레이어들은 고정된 함수이다. CONV/FC 레이어의 모수 (parameter)들은 각 매트릭스에 대한 클래스 점수가 해당 매트릭스의 레이블과 같아지도록 그라디언트 디센트(gradient descent)로 학습된다.In this way, the ConvNet included in the driving motor vector generating module 10, the pulley vector generating module 11, and the pressure sensor vector generating module 12 passes through each layer and converts the original matrix composed of pixel values into the class score for the distribution. transform it. Some layers have parameters, some layers have no parameters. In particular, CONV/FC layers are activation functions that include not only input volume but also weight and bias. On the other hand, RELU/POOL layers are fixed functions. The parameters of the CONV/FC layer are learned by gradient descent so that the class score for each matrix is equal to the label of the corresponding matrix.

구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에 포함되는 ConvNet의 CONV 레이어의 모수(parameter)들은 일련의 학습가능한 필터들로 이뤄져 있다. 각 필터는 가로/세로 차원으로는 작지만 깊이 (depth) 차원으로는 전체 깊이를 아우른다. 포워드 패스(forward pass) 때에는 각 필터를 입력 볼륨의 가로/세로 차원으로 슬라이딩시키며(정확히는 convolve시키며) 2차원의 액티베이션 맵 (activation map)을 생성한다. 필터를 입력 위로 슬라이딩 시킬 때, 필터와 입력 볼륨 사이에서 내적 연산(dot product)이 이뤄진다. 이러한 과정으로 ConvNet은 입력 데이터의 특정 위치의 특정 패턴에 대해 반응하는(activate) 필터를 학습하게 된다. 이런 액티베이션 맵(activation map)을 깊이(depth) 차원으로 쌓은 것이 곧 출력 볼륨이 된다. 그러므로 출력 볼륨의 각 요소들은 입력의 작은 영역만을 취급하고, 같은 액티베이션 맵 내의 뉴런들은 같은 필터를 적용한 결과이므로 같은 모수들을 공유한다. The parameters of the CONV layer of ConvNet included in the driving motor vector generating module 10, the pulley vector generating module 11, and the pressure sensor vector generating module 12 consist of a series of learnable filters. Each filter is small in the horizontal/vertical dimension, but covers the entire depth in the depth dimension. In the forward pass, each filter is slid (convolve precisely) in the horizontal/vertical dimension of the input volume to generate a two-dimensional activation map. When sliding the filter over the input, a dot product is made between the filter and the input volume. Through this process, ConvNet learns a filter that activates on a specific pattern at a specific location in the input data. Stacking these activation maps in the depth dimension becomes the output volume. Therefore, each element of the output volume treats only a small region of the input, and neurons in the same activation map share the same parameters as they are the result of applying the same filter.

구동모터 벡터 생성 모듈(10), 풀리 벡터 생성 모듈(11), 압력센서 벡터 생성 모듈(12)에 포함되는 ConvNet에 이용될 수 있는 네트워크 구조들의 예시는 다음과 같다. Examples of network structures that can be used in ConvNet included in the driving motor vector generating module 10 , the pulley vector generating module 11 , and the pressure sensor vector generating module 12 are as follows.

LeNet. 최초의 성공적인 ConvNet 애플리케이션들은 1990년대에 Yann LeCun이 만들었다. 그 중에서도 zip 코드나 숫자를 읽는 LeNet 아키텍쳐가 가장 유명하다.LeNet. The first successful ConvNet applications were created by Yann LeCun in the 1990s. Among them, the LeNet architecture that reads zip codes or numbers is the most famous.

AlexNet. 컴퓨터 비전 분야에서 ConvNet을 유명하게 만든 것은 Alex Krizhevsky, Ilya Sutskever, Geoff Hinton이 만든 AlexNet이다. AlexNet은 ImageNet ILSVRC challenge 2012에 출전해 2등을 큰 차이로 제치고 1등을 했다 (top 5 에러율 16%, 2등은 26%). 아키텍쳐는 LeNet과 기본적으로 유사지만, 더 깊고 크다. 또한, 과거에는 하나의 CONV 레이어 이후에 바로 POOL 레이어를 쌓은 것과 달리 여러 개의 CONV 레이어들을 쌓는 방식으로 구성하였다.AlexNet. What made ConvNet famous in the field of computer vision is AlexNet by Alex Krizhevsky, Ilya Sutskever, and Geoff Hinton. AlexNet participated in the ImageNet ILSVRC challenge 2012 and won 1st place by a big margin (top 5 error rate 16%, 2nd place 26%). The architecture is basically similar to LeNet, but deeper and larger. Also, unlike in the past, where the POOL layer was stacked immediately after one CONV layer, it was configured in a way that several CONV layers were stacked.

ZF Net. ILSVRC 2013년의 승자는 Matthew Zeiler와 Rob Fergus가 만들었다. 저자들의 이름을 따 ZFNet이라고 불린다. AlexNet에서 중간 CONV 레이어 크기를 조정하는 등 하이퍼파라미터들을 수정해 만들었다.ZF Net. The winners of ILSVRC 2013 were Matthew Zeiler and Rob Fergus. It is called ZFNet after the authors. It was created by modifying hyperparameters such as adjusting the size of the intermediate CONV layer in AlexNet.

GoogLeNet. ILSVRC 2014의 승자는 Szegedy et al. 이 구글에서 만들었다. 이 모델의 가장 큰 기여는 파라미터의 개수를 엄청나게 줄여주는 Inception module을 제안한 것이다(4M, AlexNet의 경우 60M). 뿐만 아니라, ConvNet 마지막에 FC 레이어 대신 Average 풀링을 사용해 별로 중요하지 않아 보이는 파라미터들을 많이 줄이게 된다.GoogLeNet. The winner of ILSVRC 2014 was Szegedy et al. This was made by Google. The biggest contribution of this model is to propose an Inception module that greatly reduces the number of parameters (4M, 60M for AlexNet). In addition, at the end of the ConvNet, average pooling is used instead of the FC layer to reduce a lot of seemingly insignificant parameters.

VGGNet. ILSVRC 2014에서 2등을 한 네트워크는 Karen Simonyan과 Andrew Zisserman이 만든 VGGNet이라고 불리우는 모델이다. 이 모델의 가장 큰 기여는 네트워크의 깊이가 좋은 성능에 있어 매우 중요한 요소라는 것을 보여준 것이다. 이들이 제안한 여러 개 모델 중 가장 좋은 것은 16개의 CONV/FC 레이어로 이뤄지며, 모든 컨볼루션은 3x3, 모든 풀링은 2x2만으로 이뤄져 있다. 비록 GoogLeNet보다 매트릭스 분류 성능은 약간 낮지만, 여러 Transfer Learning 과제에서 더 좋은 성능을 보인다는 것이 나중에 밝혀졌다. 그래서 VGGNet은 최근에 매트릭스 feature 추출을 위해 가장 많이 사용되고 있다. VGGNet의 단점은, 매우 많은 메모리를 사용하며(140M), 많은 연산량을 필요로 한다는 것이다.VGGNet. The second-placed network in ILSVRC 2014 is a model called VGGNet created by Karen Simonyan and Andrew Zisserman. The biggest contribution of this model is to show that the depth of the network is a very important factor for good performance. The best of the several models they propose consists of 16 CONV/FC layers, with all convolutions 3x3 and all pooling only 2x2. Although the matrix classification performance is slightly lower than that of GoogLeNet, it was later found that it performs better in several transfer learning tasks. Therefore, VGGNet has been used most recently for matrix feature extraction. The disadvantage of VGGNet is that it uses a lot of memory (140M) and requires a lot of computation.

ResNet. Kaiming He et al.이 만든 Residual Network가 ILSVRC 2015에서 우승을 차지했다. Skip connection이라는 특이한 구조를 사용하며 batch normalizatoin을 많이 사용했다는 특징이 있다. 이 아키텍쳐는 마지막 레이어에서 FC 레이어를 사용하지 않는다.ResNet. Residual Network created by Kaiming He et al. won the ILSVRC 2015. It uses a peculiar structure called skip connection and has a characteristic that batch normalizatoin is used a lot. This architecture does not use the FC layer in the last layer.

해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 다른 구체적인 실시예와 관련하여, 도 14는 해저케이블 상태 추정 모듈(13)이 multi-layer RNN cell(Recurrent Neural Network cell)로 구성된 경우를 도시한 모식도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 해저케이블 상태 데이터가 복수의 데이터(예를 들어, 해저케이블 각도 추정 데이터 및 해저케이블 장력 추정 데이터)로 구성되는 경우, 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 RNN 인코더는 레이어 순서에 따라 해저케이블 각도 추정 데이터 및 해저케이블 장력 추정 데이터를 출력하는 인공신경망 모듈로서, 복수의 RNN 블록을 포함하며, 특정 벡터를 최초 입력 데이터로 한다. 복수의 상기 RNN 블록은 제1 RNN 셀 및 제2 RNN 셀을 포함하고, 제1 RNN 셀은 최초 입력 데이터 또는 이전 셀의 출력 데이터, 이전 셀 RNN 은닉층 정보 및 어텐션 적용 벡터를 입력받아 해저케이블 각도 추정 데이터를 출력하며, 제2 RNN 셀은 이전 셀의 출력 데이터인 해저케이블 각도 추정 데이터 및 RNN 은닉층 정보를 입력받아 해저케이블 장력 추정 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 RNN 셀은 현재 step의 해저케이블 각도 추정 데이터를 출력하고, 제2 RNN 셀은 현재 step의 해저케이블 장력 추정 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 해저케이블 상태 추정 모듈(13)의 RNN 인코더 구조에 따르면, 해저케이블 상태에 대한 복수개의 데이터를 레이어에 순차적으로 출력하도록 구성되어 복수의 해저케이블 상태 데이터의 추론에 대한 컴퓨팅 리소스가 저감되는 효과가 발생된다. In relation to another specific embodiment of the submarine cable state estimation module 13, FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a case in which the submarine cable state estimation module 13 is configured as a multi-layer RNN cell (Recurrent Neural Network cell). 14, when the submarine cable state data is composed of a plurality of data (eg, submarine cable angle estimation data and submarine cable tension estimation data), the RNN encoder of the submarine cable state estimation module 13 is An artificial neural network module that outputs submarine cable angle estimation data and submarine cable tension estimation data according to the layer order, including a plurality of RNN blocks, and using a specific vector as initial input data. The plurality of RNN blocks include a first RNN cell and a second RNN cell, and the first RNN cell receives initial input data or output data of the previous cell, the previous cell RNN hidden layer information, and an attention applied vector to estimate the angle of the submarine cable The data is output, and the second RNN cell may be configured to receive submarine cable angle estimation data and RNN hidden layer information, which are output data of the previous cell, and output submarine cable tension estimation data. 14, the first RNN cell outputs the submarine cable angle estimation data of the current step, and the second RNN cell may be configured to output the submarine cable tension estimation data of the current step. According to the RNN encoder structure of the submarine cable state estimation module 13 according to an embodiment of the present invention, it is configured to sequentially output a plurality of data about the submarine cable state to the layer, There is an effect that the computing resource is reduced.

최적 제어 정보 생성 모듈(14)의 구체적인 실시예와 관련하여, 도 15는 최적 제어 정보 생성 모듈(14)이 Reinforcement learning 모듈로 구성된 경우를 도시한 모식도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 최적 제어 정보 생성 모듈(14)에 포함된 강화학습 모듈은, 상기 최적 제어 정보 생성 모듈(14)을 Agent로 하고, 현재 step의 구동모터 데이터, 풀리 회전 데이터, 압력센서 데이터를 State로 하며, 해저케이블 상태 데이터 또는 어텐션 적용 데이터를 Environment로 하고, 이러한 Environment 내의 State에서 Agent인 최적 제어 정보 생성 모듈(14)이 구동모터의 컨트롤러에 대해 출력하는 최적 제어 데이터를 Action으로 하고, 구동모터 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이나 풀리 회전 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이 상대적으로 커질수록 높은 Reward가 생성되어 Agent인 최적 제어 정보 생성 모듈(14)을 업데이트 하도록 구성될 수 있다. 최적 제어 정보 생성 모듈(14)의 학습 세션에서 실제 케이블 인발속도는 해저케이블에 마커 또는 가속도센서 등을 이용하여 적용하도록 구성될 수 있으며, 최적 제어 정보 생성 모듈(14)의 추론 세션에서는 학습이 완료된 최적 제어 정보 생성 모듈(14)의 은닉층 파라미터가 고정되도록 구성될 수 있다. 최적 제어 정보 생성 모듈(14)이 강화학습 모듈로 구성되는 경우에는 복잡도가 높은 최적 알고리즘을 사용하지 않더라도 빠르게 최적 제어 데이터를 출력할 수 있게 되므로, 해저케이블의 장력 부하에 따라 구동모터를 실시간으로 제어할 수 있게 되는 효과가 발생된다. Regarding a specific embodiment of the optimal control information generating module 14, FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a case in which the optimal control information generating module 14 is configured as a reinforcement learning module. As shown in FIG. 14 , the reinforcement learning module included in the optimal control information generating module 14 uses the optimal control information generating module 14 as an Agent, driving motor data of the current step, pulley rotation data, pressure The sensor data is the State, the submarine cable status data or attention applied data is the Environment, and the optimal control data generated by the optimal control information generating module 14, which is the agent, in the state in the environment, is the action. And, as the ratio value of the drive motor data and the actual cable pulling-out speed or the ratio value of the pulley rotation data and the actual cable pulling-out speed is relatively large, a higher reward is generated to update the optimal control information generating module 14 that is the agent. can In the learning session of the optimal control information generating module 14, the actual cable pulling-out speed may be configured to be applied to the submarine cable using a marker or an acceleration sensor, and in the inference session of the optimal control information generating module 14, learning is completed. The hidden layer parameter of the optimal control information generating module 14 may be configured to be fixed. When the optimal control information generating module 14 is configured as a reinforcement learning module, it is possible to quickly output optimal control data without using an optimal algorithm with high complexity, so that the driving motor is controlled in real time according to the tension load of the submarine cable. There is an effect that can be done.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 명세서 내에 기술된 특징들 및 장점들은 모두를 포함하지 않으며, 특히 많은 추가적인 특징들 및 장점들이 도면들, 명세서, 및 청구항들을 고려하여 당업자에게 명백해질 것이다. 더욱이, 본 명세서에 사용된 언어는 주로 읽기 쉽도록 그리고 교시의 목적으로 선택되었고, 본 발명의 주제를 묘사하거나 제한하기 위해 선택되지 않을 수도 있다는 것을 주의해야 한다.The features and advantages described herein are not all inclusive, and many additional features and advantages will become apparent to those skilled in the art, particularly upon consideration of the drawings, the specification, and the claims. Moreover, it should be noted that the language used herein has been principally selected for readability and teaching purposes, and may not be chosen to delineate or limit the subject matter of the present invention.

본 발명의 실시예들의 상기한 설명은 예시의 목적으로 제시되었다. 이는 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하거나, 빠뜨리는 것 없이 만들려고 의도한 것이 아니다. 당업자는 상기한 개시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있다.The foregoing description of embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed. Those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations are possible in light of the above disclosure.

그러므로 본 발명의 범위는 상세한 설명에 의해 한정되지 않고, 이를 기반으로 하는 출원의 임의의 청구항들에 의해 한정된다. 따라서, 본 발명의 실시예들의 개시는 예시적인 것이며, 이하의 청구항에 기재된 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Therefore, the scope of the present invention is not limited by the detailed description, but by any claims of the application based thereon. Accordingly, the disclosure of the embodiments of the present invention is illustrative and not intended to limit the scope of the present invention as set forth in the following claims.

1: 해저케이블 상태 모니터링 장치
10: 구동모터 벡터 생성 모듈
11: 풀리 벡터 생성 모듈
12: 압력센서 벡터 생성 모듈
13: 해저케이블 상태 추정 모듈
14: 최적 제어 정보 생성 모듈
1: Submarine cable condition monitoring device
10: drive motor vector generation module
11: Pulley Vector Generation Module
12: pressure sensor vector generation module
13: submarine cable condition estimation module
14: Optimal control information generation module

Claims (10)

해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블을 인입시키기 위하여 상기 해저케이블을 인발하는 해저케이블 인발 장치에서 상기 해저케이블의 상태를 모니터링하는 장치에 있어서,
상기 해저케이블 인발 장치는, 2쌍의 서로 마주보는 휠(wheel)로 구성된 복수의 풀리(pulley) 및 상기 풀리의 상기 휠에 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하고, 상기 해상 풍력 발전 타워의 기초 구조물 위에 구성되는 해상 구조물의 해저케이블 인입부에 상기 풀리의 해저케이블 삽입부가 위치하도록 구성되며,
상기 구동모터의 제어를 위한 토크, 속도, 전압, 전류 또는 PWM duration을 포함하는 구동모터 입력 데이터 또는 측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압 또는 측정된 전류를 포함하여 측정된 구동모터의 상태를 출력하는 구동모터 측정 데이터를 포함하는 구동모터 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터 데이터를 인코딩하여 구동모터 벡터를 출력 데이터로 하는 인코딩 모듈인 구동모터 벡터 생성 모듈;
상기 풀리를 구성하는 각각의 상기 휠의 회전 데이터인 풀리 회전 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 풀리 회전 데이터를 인코딩하여 상기 풀리에 구성된 각 휠 전체의 회전에 대한 벡터인 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하는 인코딩 모듈인 풀리 벡터 생성 모듈; 및
상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하는 해저케이블 상태 추정 모듈;
을 포함하고,
유무선 네트워크를 통해 작업자 클라이언트 또는 상기 구동모터의 컨트롤러와 연결되어, 상기 해저케이블 상태 데이터를 상기 작업자 클라이언트에 송신하거나 상기 해저케이블 상태 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
In the device for monitoring the status of the submarine cable in the submarine cable pulling device for pulling the submarine cable in order to lead the submarine cable in from the offshore wind power tower,
The submarine cable pulling device includes a plurality of pulleys composed of two pairs of wheels facing each other and a driving motor for providing a driving force to the wheels of the pulleys, the foundation structure of the offshore wind power tower It is configured so that the submarine cable insertion part of the pulley is located in the submarine cable entry part of the offshore structure configured above,
The driving motor input data including torque, speed, voltage, current or PWM duration for controlling the driving motor or the measured state of the driving motor including the measured torque, the measured speed, the measured voltage or the measured current a driving motor vector generating module, which is an encoding module that uses driving motor data including output driving motor measurement data as input data, and encodes the driving motor data to use the driving motor vector as output data;
Using pulley rotation data, which is rotation data of each wheel constituting the pulley, as input data, encoding the pulley rotation data, and outputting a pulley vector that is a vector for rotation of each wheel configured in the pulley as output data an encoding module, a pulley vector generation module; and
a submarine cable state estimation module using the driving motor vector and the pulley vector as input data and using the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data;
including,
It is connected to a worker client or a controller of the drive motor through a wired/wireless network, and transmits the submarine cable status data to the worker client or controls the controller of the drive motor based on the submarine cable status data,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 휠의 내측에 구성되어 압력센서 데이터를 출력하는 압력센서 필름을 더 포함하고,
상기 압력센서 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 압력센서 데이터를 인코딩하여 압력센서 벡터를 출력 데이터로 하는 압력센서 벡터 생성 모듈;을 더 포함하며,
상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 상기 압력센서 벡터, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
The submarine cable pulling device further includes a pressure sensor film configured inside the wheel to output pressure sensor data,
A pressure sensor vector generating module that uses the pressure sensor data as input data, encodes the pressure sensor data, and uses the pressure sensor vector as output data;
The submarine cable state estimation module, characterized in that the pressure sensor vector, the driving motor vector and the pulley vector as input data,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제2항에 있어서,
상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 휠의 내측에 상기 압력센서 필름에 형상맞춤되도록 함몰되어 구성되는 압력센서 필름 설치부를 더 포함하고,
상기 압력센서 필름은 상기 압력센서 필름 설치부에 맞춤결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
The submarine cable drawing device further includes a pressure sensor film installation part configured to be recessed to fit the pressure sensor film on the inside of the wheel,
The pressure sensor film is characterized in that it is custom-coupled to the pressure sensor film installation part,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제3항에 있어서,
상기 해저케이블 인발 장치는, 상기 압력센서 필름 설치부가 상기 풀리의 회전축 방향으로 특정 거리만큼 이격되어 복수개가 구성되고,
상기 압력센서 필름은, 복수개 구성되어 상기 복수개의 압력센서 필름 설치부 각각에 맞춤결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
4. The method of claim 3,
In the submarine cable pulling device, a plurality of the pressure sensor film installation parts are spaced apart by a specific distance in the direction of the rotation axis of the pulley,
The pressure sensor film, characterized in that it is configured in plurality and is custom-coupled to each of the plurality of pressure sensor film installation parts,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 해저케이블 상태 데이터는, 상기 해저케이블의 장력이 특정 값 이상인지 여부에 대한 확률값인 해저케이블 장력 과부하 여부 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
The submarine cable state data, characterized in that it includes data on whether the tension of the submarine cable is overloaded, which is a probability value for whether the tension of the submarine cable is greater than or equal to a specific value,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터의 제어에 대한 데이터인 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 하는 최적 제어 정보 생성 모듈;을 더 포함하고,
유무선 네트워크를 통해 상기 구동모터의 상기 컨트롤러와 연결되어, 상기 최적 제어 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
an optimal control information generating module using the driving motor vector and the pulley vector as input data and using optimal control data, which is data for control of the driving motor, as output data;
It is connected to the controller of the driving motor through a wired/wireless network, characterized in that it controls the controller of the driving motor based on the optimal control data,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하는 multi-layer neural network로 구성되고, 하나의 output node를 포함하는 output layer가 구성되어 상기 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 하며,
상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 학습 세션(training session)에서는, 실제 상태 데이터(ground truth)와 상기 해저케이블 상태 추정 모듈에 의해 출력된 해저케이블 상태 데이터의 차이를 저감시키는 방향으로 상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 손실함수가 구성되어 상기 해저케이블 상태 추정 모듈이 업데이트 되는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
The submarine cable state estimating module is composed of a multi-layer neural network using the driving motor vector and the pulley vector as input data, and using the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data, one An output layer including an output node of the is configured to make the submarine cable state data output data,
In a training session of the submarine cable state estimation module, the submarine cable state estimation module in the direction of reducing the difference between the actual state data (ground truth) and the submarine cable state data output by the submarine cable state estimation module characterized in that the loss function of is configured so that the submarine cable state estimation module is updated,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 해저케이블 상태 데이터는 해저케이블 각도 추정 데이터 및 해저케이블 장력 추정 데이터를 포함하고,
상기 해저케이블 상태 추정 모듈은, 제1 RNN 셀 및 제2 RNN 셀을 포함하며,
상기 제1 RNN 셀은 이전 셀의 출력 데이터, 이전 셀의 RNN 은닉층 정보 및 상기 해저케이블 상태 추정 모듈의 상기 입력 데이터를 입력받아 상기 해저케이블 각도 추정 데이터를 출력하며, 상기 제2 RNN 셀은 이전 셀의 출력 데이터인 상기 해저케이블 각도 추정 데이터 및 상기 제1 RNN 셀의 상기 RNN 은닉층 정보를 입력받아 상기 해저케이블 장력 추정 데이터를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
The submarine cable state data includes submarine cable angle estimation data and submarine cable tension estimation data,
The submarine cable state estimation module includes a first RNN cell and a second RNN cell,
The first RNN cell receives the output data of the previous cell, the RNN hidden layer information of the previous cell, and the input data of the submarine cable state estimation module and outputs the submarine cable angle estimation data, and the second RNN cell is the previous cell characterized in that it is configured to output the submarine cable tension estimation data by receiving the submarine cable angle estimation data and the RNN hidden layer information of the first RNN cell as output data of
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
제1항에 있어서,
상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터의 제어에 대한 데이터인 최적 제어 데이터를 출력 데이터로 하는 최적 제어 정보 생성 모듈;을 더 포함하고,
상기 최적 제어 정보 생성 모듈은, 상기 최적 제어 정보 생성 모듈을 Agent로 하고, 현재 step의 상기 구동모터 데이터, 상기 풀리 회전 데이터를 State로 하며, 상기 해저케이블 상태 데이터를 Environment로 하고, 상기 Environment 내의 State에서 상기 Agent인 상기 최적 제어 정보 생성 모듈이 상기 구동모터의 상기 컨트롤러에 대해 출력하는 상기 최적 제어 데이터를 Action으로 하고, 상기 구동모터 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이나 상기 풀리 회전 데이터와 실제 케이블 인발속도의 비율값이 상대적으로 커질수록 높은 Reward가 생성되어 상기 Agent인 상기 최적 제어 정보 생성 모듈이 업데이트 되도록 구성되며,
유무선 네트워크를 통해 상기 구동모터의 상기 컨트롤러와 연결되어, 상기 최적 제어 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 장치.
According to claim 1,
an optimal control information generating module using the driving motor vector and the pulley vector as input data and using optimal control data, which is data for control of the driving motor, as output data;
The optimum control information generation module uses the optimum control information generation module as Agent, the driving motor data of the current step and the pulley rotation data as State, and the submarine cable state data as Environment, and states in the Environment. In the above, the optimal control data output by the optimal control information generating module, which is the Agent, to the controller of the driving motor is taken as an action, and the ratio value of the driving motor data and the actual cable pulling-out speed or the pulley rotation data and the actual cable A higher reward is generated as the ratio value of the drawing speed is relatively large, and the optimal control information generating module, which is the agent, is configured to be updated,
It is connected to the controller of the driving motor through a wired/wireless network, characterized in that it controls the controller of the driving motor based on the optimal control data,
A subsea cable condition monitoring device when a subsea cable is pulled out from an offshore wind power tower.
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블을 인입시키기 위하여 상기 해저케이블을 인발하는 해저케이블 인발 장치에서 상기 해저케이블의 상태를 모니터링하는 방법에 있어서,
상기 해저케이블 인발 장치는, 2쌍의 서로 마주보는 휠(wheel)로 구성된 복수의 풀리(pulley) 및 상기 풀리의 상기 휠에 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하고, 상기 해상 풍력 발전 타워의 기초 구조물 위에 구성되는 해상 구조물의 해저케이블 인입부에 상기 풀리의 해저케이블 삽입부가 위치하도록 구성되며,
구동모터 벡터 생성 모듈이, 상기 구동모터의 제어를 위한 토크, 속도, 전압, 전류 또는 PWM duration을 포함하는 구동모터 입력 데이터 또는 측정된 토크, 측정된 속도, 측정된 전압 또는 측정된 전류를 포함하여 측정된 구동모터의 상태를 출력하는 구동모터 측정 데이터를 포함하는 구동모터 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 구동모터 데이터를 인코딩하여 구동모터 벡터를 출력 데이터로 출력하는 구동모터 벡터 생성 단계;
풀리 벡터 생성 모듈이, 상기 풀리를 구성하는 각각의 상기 휠의 회전 데이터인 풀리 회전 데이터를 입력 데이터로 하고, 상기 풀리 회전 데이터를 인코딩하여 상기 풀리에 구성된 각 휠 전체의 회전에 대한 벡터인 풀리 벡터를 출력 데이터로 출력하는 풀리 벡터 생성 단계; 및
해저케이블 상태 추정 모듈이, 상기 구동모터 벡터 및 상기 풀리 벡터를 입력 데이터로 하고, 상기 해저케이블의 상태에 대한 데이터인 해저케이블 상태 데이터를 출력 데이터로 출력하는 해저케이블 상태 추정 단계;
를 포함하고,
유무선 네트워크를 통해 작업자 클라이언트 또는 상기 구동모터의 컨트롤러와 연결되어, 상기 해저케이블 상태 데이터를 상기 작업자 클라이언트에 송신하거나 상기 해저케이블 상태 데이터를 기초로 상기 구동모터의 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는,
해상 풍력 발전 타워에서 해저케이블 인발 시 해저케이블 상태 모니터링 방법.
In the method of monitoring the status of the submarine cable in the submarine cable pulling device for pulling the submarine cable to lead the submarine cable in from an offshore wind power tower,
The submarine cable drawing device includes a plurality of pulleys composed of two pairs of wheels facing each other and a driving motor for providing a driving force to the wheels of the pulleys, the foundation structure of the offshore wind power tower It is configured so that the submarine cable insertion part of the pulley is located in the submarine cable entry part of the offshore structure configured above,
The driving motor vector generation module includes driving motor input data or measured torque, measured speed, measured voltage or measured current including torque, speed, voltage, current or PWM duration for controlling the driving motor a driving motor vector generating step of using as input data driving motor data including driving motor measurement data for outputting the measured driving motor state, encoding the driving motor data and outputting the driving motor vector as output data;
The pulley vector generation module takes as input data pulley rotation data, which is rotation data of each of the wheels constituting the pulley, as input data, encodes the pulley rotation data, and is a pulley vector that is a vector for rotation of each wheel configured in the pulley. a pulley vector generation step of outputting as output data; and
a submarine cable state estimating step in which the submarine cable state estimating module uses the driving motor vector and the pulley vector as input data, and outputs the submarine cable state data, which is data on the state of the submarine cable, as output data;
including,
It is connected to a worker client or a controller of the drive motor through a wired/wireless network, and transmits the submarine cable status data to the worker client or controls the controller of the drive motor based on the submarine cable status data,
A method of monitoring the condition of a submarine cable when it is pulled out from an offshore wind power tower.
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KR102534117B1 (en) * 2022-06-28 2023-05-19 김민석 Sensor incorporated fastening apparatus for submarine cable using artificial neural network

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