KR102611352B1

KR102611352B1 - 기차, 특히 자동 지하철을 테스트하는 동력 리그를 위한 롤링 유닛, 및 그러한 유닛을 포함하는 리그

Info

Publication number: KR102611352B1
Application number: KR1020177014011A
Authority: KR
Inventors: 프랑수와 드꼬베르; 야니끄 르 계넥; 토마스 디에고 레이몽 고티에
Original assignee: 스페레아 테스트 ＆ 서비스; 세렘므
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2023-12-08
Also published as: EP3209531A1; KR20170072318A; JP6955444B2; KR20170072316A; EP3209994A1; JP2018504086A; ES2774435T3; CN107003210B; US20170315023A1; US10684197B2; EP3209995A1; US20170336291A1; JP6758305B2; CN107003211A; CN107003209B; EP3209995B1; JP2017538949A; KR102502564B1; JP2017538950A; US20170336292A1

Abstract

본 발명은 자동 지하철을 테스트하는 테스트 리그(1)용 롤링 유닛(8)에 관한 것으로, 롤링 유닛(8)은 두 개의 롤링 벨트(27)로서, 그 위에 기차의 바퀴(6)가 구르도록 각기 하나씩 바퀴(6)에 제공되고, 바퀴들은 벨트들의 움직임과 회전 관성 바디(28)를 구동하는, 두 개의 롤링 벨트(27);를 포함하고, 각 벨트는: 관성 바디와 회전 가능하게 연결된 피니언(31); 두 개의 롤러(33); 및 롤러에 탑재된 홈이 있는 롤링 표면(32)으로서, 피니언과 맞물리고, 롤러들 사이에서 각각의 바퀴에 대한 롤링 영역(34)을 형성하는 롤링 표면(32)을 포함한다.

Description

기차, 특히 자동 지하철을 테스트하는 동력 리그를 위한 롤링 유닛, 및 그러한 유닛을 포함하는 리그{ROLLING UNIT FOR A DYNAMIC RIG FOR TESTING A TRAIN, ESPECIALLY AN AUTOMATIC UNDERGROUND TRAIN, AND RIG COMPRISING SUCH A UNIT}

본 발명은 지하철, 특히 자동 지하철에 대한 테스트 리그에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 일단 검사들이 완료되었을 때 승객을 수용하도록 제공되는 서비스 중인 장치에 대한 테스트 리그에 관한 것이다.

현재, 지하철, 보다 일반적으로 기차의 테스트들은 테스트 트랙에서 수행된다. 이러한 테스트 트랙은 수 천 평방미터를 차지하고; 이러한 표면적은 테스트 트랙을 설치하는데 항상 사용 가능하지 않고 만약 이것이 가능하다면, 유리하게는 다른 곳의 사용에 할당할 수 있다.

본 발명은 그의 지장이 되는 제한 없이, 테스트 트랙이 일반적으로 대응하는 필요를 충족시키는 리그를 제한하는 목적을 갖는다. 그래서, 그러한 리그는 한정된 공간에서 테스트 트랙을 시뮬레이션해야 한다. 이는 특히 다음을 반드시 시뮬레이션한다:

- 이동: 기차는 이동하기 위해서 구동 상태에 있어야 한다, 기차의 모터들은 바퀴들을 구동할 것이다.

- 기차의 관성: 기차가 가속 또는 감속할 때, 바퀴들에 토크를 생성하여 그 자신의 무게를 이동.

- 기차와의 통신: 기차가 이동할 수 있도록, 기차의 ‘벨트’에 위치한 중간 안테나를 통해 정보를 송신 및 수신.

- 기관사 인터페이스.

리그는 테스트 트랙에서 일반적으로 행해지는 모든 테스트들을 재현할 수 있어야 한다:

- 기차의 견인력, 제동, 기능 제어 테스트

- 속도 규정을 준수한 제어

- 기차 이동으로 전환, 역에서 정지 및 역의 장치와의 통신 테스트

- 차량의 안전 제어 (안전 주파수, 충돌 방지, 장애물 검출, EVAC 기능, 등)

- 전자 제동의 작동 제어

- 운행(circulation)의 재현

- 기차의 정비 및 서비스 기능들 테스트 (플레이트 길들이기 주행, 음성 및 인터폰 연결, 장치의 상태)

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 대상은 기차, 특히 자동 지하철을 테스트하기 위한 리그에 사용될 수 있는 롤링 유닛으로서:

- 두 개의 롤링 벨트로서, 기차의 동일 축의 각 끝에 지니고 있는 바퀴가 각 벨트 위에서 구를 수 있는 방식으로, 바퀴들의 롤링이 벨트들의 움직임을 구동하도록 배치된 두 개의 롤링 벨트;

- 회전 관성 바디로서, 벨트들의 움직임이 바디의 회전을 구동하는 방식으로 설계된 회전 관성 바디;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시형태에 있어서, 각 벨트는:

- 관성 바디와 회전하도록 연결된 구동 바퀴;

- 두 개의 롤러; 및

- 기차의 각 바퀴에 대하여 실질적으로 수평인 롤링 영역을 롤러들 사이에 형성하는 표면을 갖는, 롤러들 위에 탑재되고 구동 바퀴와 맞물리는 롤링 표면;을 포함한다.

이러한 롤링 유닛은 유리하게는, 모터, 바람직하게는 관성 바디의 관성을 가감, 및/또는, 경사 시뮬레이션, 및/또는, 리그 내부의 마찰을 오프셋하기에 특히 적합한 모터를 갖는, 피니언과 연결된, 기어 감속기를 포함한다. 관성 바디의 관성의 가감은, 예를 들어 더 많거나 적게 적재된 것과 같은, 다양한 중량을 갖는 기차를 시뮬레이션할 수 있게 한다.

바람직하게는, 롤링 표면은 홈이 나있고 구동 바퀴는 이 홈이 있는 표면과 맞물리는 피니언이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 롤링 유닛을 포함하는 테스트 리그를 제안한다.

제2 대상에 따르면, 본 발명은 기차, 특히 자동 지하철을 테스트하기 위한 리그를 제안하며, 상기 리그는 서로 분리된 적어도 두 개의 롤링 유닛을 포함하고, 롤링 유닛 각각이 그곳에서 구르는 기차의 적어도 하나의 바퀴를 두고 있도록 제공되고, 각각의 유닛은:

- 회전 관성 바디;

- 이 관성 바디와 연결된 모터; 및

- 관성 바디의 회전 속도에 대한 센서;를 포함하고

리그는

- 롤링 유닛들간의 속도 차이를 지속적으로 상쇄하는 식으로 각 모터를 제어하는 수단을 더 포함한다.

유리하게는, 제어하는 수단은 두 모터에 지시된 교정들이 전체적으로 제로 에너지(zero energy)임을 보장하는 수단을 포함한다.

또한, 제어하는 수단은 다음을 위한 토크 설정을 제공하도록 응용될 수 있다:

- 약간 다른 관성을 갖는 기차를 시뮬레이션하기; 및/또는

- 경사지를 시뮬레이션하기; 및/또는,

- 리그 내부의 마찰을 오프셋(offset)하기.

제3 대상에 따르면, 본 발명은 테스트 리그 위에서 움직이지 않는 기차, 특히 자동 지하철과 트랙 사이의 통신을 시뮬레이션하는 장치를 제안한다, 여기서 트랙은 그 위에서 운행하기 위해 만들어졌으며, 상기 장치는:

- 기차의 바퀴에 대한 적어도 하나의 롤링 유닛;

- 리그의 롤링 유닛에 탑재된 속도 센서;

- 기차의 대응하는 안테나와 대면하는, 리그에 배치된 적어도 하나의 리그 안테나

- 전송 안테나에 관한 기차의 시뮬레이션으로 주행한 상대 위치 및 거리를, 이 속도로부터, 추정하는 수단(10); 및

- 특정 거리를 주행하면, 기차의 안테나로 의도된 필요한 신호를 리그 안테나가 방출하도록 하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른, 테스트 리그 위에서 움직이지 않는 기차, 특히 자동 지하철 및 그 위에 운행하도록 만들어진 트랙 사이의 SF 통신 (Safety Frequency의 약자)를 시뮬레이션하기 위한 장치는:

- 두 개의 안테나를 포함하는 적어도 하나의 리그 안테나로서, 각각은 SF 신호를 위한 방출 안테나이고 기차의 개별 안테나를 위해 제공된 위치에서 리그에 배치되고, 기차의 이 안테나는 SF 신호를 수신하기 위해 제공된, 리그 안테나;

- 특정 거리를 주행하면, 위상 전이(phase transition)를 인가하는 수단을 포함하는 기차의 안테나에 의도된 필수 신호를 리그 안테나가 방출하도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른, 테스트 리그 위에서 움직이지 않는 기차, 특히 자동 지하철에 의한 트랙에 존재하는 스터드(stud)의 검출을 시뮬레이션하기 위한 장치는:

- 전기적으로 절연 또는 연결될 수 있는 적어도 하나의 금속 스터드를 포함하는 적어도 하나의 리그 안테나;

- 주행한 특정 거리에 대응하는 시간 동안 스터드를 연결하거나 전기적으로 절연하기 위한 수단, 바람직하게는 릴레이를 포함하는 기차의 안테나로 의도된 필요한 신호를 리그 안테나가 방출하도록 하는 수단을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 아래 첨부된 도면을 참조한, 비-제한적인 예시들로서 제시된 본 발명의 여러 실시형태에 대한 상세한 설명을 읽었을 때 드러나게 될 것이다:
- 도 1은 배면 4분의 3 투시도로서, 본 발명에 따른 리그의 기계적 부분과 이 리그 위에 기차가 주요한 도면;
- 도 2는 시스템 기반 시설을 포함하는, 도 1의 리그를 도시한, 도해;
- 도 3은 도 1의 리그에 대한 롤링 유닛의 배면 4분의 3 투시도;
- 도 4는 시스템 기반 시설을 갖는 기차의 통신 수단을 도식적으로 도시한 도면;
- 도 5는 운영하는 트랙에 있는 것과 같은 SF 안테나를 도식적으로 도시한 도면;
- 도 6은 도 5의 안테나의 작동을 도식적으로 도시한 도면;
- 도 7은, 도 1의 리그에 구현된 것과 같이, 도 5의 안테나의 작동의 시뮬레이션을 도식적으로 도시한 도면;
- 도 8은 도 8의 원리에 따른 도 1의 리그에 대한 안테나의 구성을 도시한 도면;
- 도 9는 스터드 시뮬레이터를 도시한 도면; 그리고,
- 도 10은 집전부(shoe)에 의한 기차의 공급의 시뮬레이션을 도시한 도면.

도 1은 자동 지하철(2)을 테스트하기 위해 제공되는 테스트 리그(1)를 도시한다. 기계 세트(3)를 형성하는, 관성 리그로도 불리는, 리그(1)의 일 부분만 도 1에 도시된다. 기차(2)는 각기 두 개의 축(5)을 포함하는 두 개의 차량을 포함하고, 각각의 축은 차량 각각의 끝에 인접하고, 각각의 축은 두 개의 바퀴(6)를 지니고 있다. 도시된 예에서는, 타이어가 있는 바퀴들이 제공된다.

기계 세트(3)는 테스트를 받는 기차의 기계적 저항만 아니라 변속 및 기차(2)에 의해 전달되는 힘의 복원(견인/제동)을 담당한다. 롤링 유닛(8)은 기차(2)의 각 축(5) 아래에 놓인다. 금속 장선의 트러스(truss)로 형성된 프레임들(7)은 롤링 유닛들의 양쪽에 배치된다. 프레임들(7)은 각각이 롤링 트랙(9)을 위한 베어링 구조(7-7)를 형성한다. 이 트랙(9)은 리그(1)에 놓였을 때 기차(2)를 운행하게 해준다. 기계 부분은 바람직하게는, 리그의 롤링 트랙(9)이 리그로의 입장 트랙과 높이가 같게 되는 방식으로, 도면에 도시되지 않은, 도랑(trench) 안에 배치된다.

도 2에 도시된 것처럼, 리그(1)는 리그(1)가 기관사에 의해 제어되도록 하는 제어 유닛(10)을 더 포함한다. 이 유닛(10)은 입력/출력 카드들과 함께 제어 수단, 특히 실시간 계산 유닛 및 인간-기계 인터페이스로서 만든 유닛을 포함하는 IT 격실(11)에 포함된다. 제어 유닛의 그래픽 인터페이스는 리그(1)의 모든 파라미터들에 기관사가 접근할 수 있게 한다.

리그(1)는 기차(2)와 통신하는 수단을 더 포함하고, 특히:

- 기차에 사용되는 안테나들과 호환되고, 제어 유닛(10)과 "안테나 링크"(13)들로 연결되는 안테나(12)들;

- 견인 연결 장치들("인통선" 연결부)

- "음성" 연결부(14)

- 여러 가지 센서들(15)(충돌 센서, 차축 속도, 등)을 포함한다.

리그(1)는 또한 전기 수단(17)을 포함하고, 특히:

- 저 전압 분배부(18)

- 기차(2)와의 "집전부 링크"를 포함하는, 전력 견인 분배부(19),

리그(1)의 신호부,

- 리그(1)의 조명부를 포함한다.

이제 도 3을 참조하여 롤링 유닛을 설명한다. 리그(1)는 네 개의 롤링 유닛들(8)을 포함하고, 이 롤링 유닛들은 각각의 유닛(8)에 개개의 차축(5)이 얹혀 있는 식으로 배치된다. 롤링 유닛들은 실질적으로 그들간에 동일하다.

각각의 유닛은 특히:

- 전기 장치이고, 기어 감속기인, 모터(26);

- 둘 간에 실질적으로 동일한, 두 개의 벨트(27);

- 원통형 관성 바디(28); 및,

- 이들 부품들(26-28)을 지닌 프레임(29);을 포함한다.

모터(26)는 롤링 트랙(9)을 횡단하는 축(X30)의, 수평 샤프트(30)와 맞물린다. 이 샤프트에는:

- 샤프트의 제1 단에, 모터(26);

그리고, 샤프트(30)의 제2 단의 방향으로:

- 벨트들 중 제1 벨트(27A)를 위한, 제1 구동 바퀴(31);

- 관성 바디(28); 및

- 제2 벨트(27B)를 위한, 제1 구동 바퀴가 배치된다.

각 벨트는 롤링 표면(32)을 포함한다. 이 벨트(32)는 두 개의 개별 롤러(33)에 걸쳐 펴져 있고 구동 바퀴들(31) 중 하나와 맞물린다. 롤러들은 실질적으로 그들간에 동일하고, 그들의 개별 축들에서 자유롭게 회전하며, 이 축들은 수평방향으로 동일평면상에 있다. 구동 바퀴는 롤러들보다 아래에 배치되고; 벨트(32)의 움직임을 샤프트(30) 및 관성 바디(28)로 전달한다.

도시된 예시에서, 구동 바퀴들은 피니언들(31)이고 롤링 표면(32)은 개별 피니언(31)과 맞물리는 홈이 파인 표면이다.

롤링 영역(34)은 롤러들(33) 사이에 위치한 그 상부에 있는 표면(32)으로 형성된다. 이 롤링 영역(34)은 실질적으로 평평하고 수평 방향이며, 이것은 프레임(7)이 지닌 트랙(9)의 연장부에 배치된다. 나아가, 이 구역(34)은, 트랙(9)의 길이 방향으로 정의되는, 길이 방향에 따라 이동되도록 배치된다.

롤링 영역(34)은 기차(2)의 각 바퀴(6)가 그 안에 머물러 있게 하기 위해 제공된다. 표면(32)은 롤링 영역(34) 위에서 바퀴(6)의 롤링에 의한 움직임으로 구동된다. 도시되지 않은, 이 구역 아래 배치된, 유지 수단은, 바퀴(6)에 의해 부분적으로 전달되는 기차의 하중을 받는 롤링 영역의 변형을 제한할 수 있게 한다. 구역(34)의 평평함 때문에, 타이어의 변형은 실질적으로 운영하는 트랙에 있는 것과 동일하다. 롤링 영역의 길이는 테스트 동안 차축들의 길이 방향 이동을 할 수 있도록 충분히 길게 선택된다. 여기에는 실질적으로 수직 이동이 없고; 기차를 설치하는 동안 문제를 야기할 수도 있는, 롤링 영역(34) 및 트랙(9) 사이에 높이의 차이들은 쉽게 오프셋 될 수 있다.

도시된 예시에서, 각각의 벨트(27)마다:

- 적재 용량은 약 40kN, 즉 30T 기차에 대한 명목 하중의 106%;

- 허용 견인력/제동력은 7kN;

- 롤링 영역(34)은 25 센티미터 너비에 35 센티미터 길이이다.

관성 바디(28)는 샤프트(30)의 축(X30)을 중심으로 회전하는 방식으로, 피니언들(31)과 단단히 연결된, 샤프트(30)에 회전 가능하게 탑재된다. 도시된 예시에서, 이 피니언(31) 상의 표면(4)을 휘감는 지름은 약 800 밀리미터이고 기차(2)의 최대 직선 속도는 초당 10 미터이다. 이리하여, 관성 바디(38)의 최대 회전 속도는 초당 약 4 회전이다. 시동 또는 제동 시의 기차의 관성을 시뮬레이션하는 관성 바디(28)는 에너지를 모으거나 회복하는 것을 가능하게 한다.

관성 바디는 벨트들(27) 사이, 즉 후자에 매우 가깝게 배치된다. 그리하여, 샤프트(30) 및 관성 바디들(28)은 매우 빡빡한 변속을 구성하여, 동일 차축(5)의 두 바퀴(6)와 동시에 움직인다. 이들의 강한 휨 관성은 샤프트 휨(shaft bending) 효과들을 미미하게 만든다. 이들 부품들은 차축들을 동기화하기 위한 장치를 구성한다.

도시된 예시에서, 관성 바디들은 실질적으로 다음의 특징들을 갖는다:

- 질량: 약 2,500 kg

- 관성: 약 1,000 kg m2

- 바깥 지름: 약 1,700 mm

- 베어링들의 지름: 약 200 mm

- 10 m/s의 지하철 속도에 대한 주변 속도: 21 m/s

관성 바디는 절삭 금속 통을 (내부와 외부에) 사용하여 이행되고, 상기 절삭된 금속 통에는 역시 절삭된 플랜지들이 나사 결합에 의해 더해진다. 이것은 롤러 베어링들의 중개에 의해 롤링 유닛의 프레임에 탑재된다.

기차(2) 앞쪽 차량(4)의 후방 차축(5), 및 기차(2) 뒤쪽 차량(4)의 전방 차축(5)은 서로 가깝다. 이 예시에서, 이들 두 차축 사이의 거리(D51)는 약 3 미터이다. 대응하는 롤링 유닛들(8) 사이의 기계적 링크가 사용된다.

동일 차량(4)의 두 차축(5)은 약 10 미터만큼 떨어져 있다. 그러한 거리에 걸쳐 있는 기계적 링크의 사용과 연결된 위험들을 제거하기 위해서, 전기 샤프트는, 전기 샤프트가 바디들 사이에 가상 링크를 형성하여, 대응하는 롤링 유닛들(8)을 그들간 동기화하기 위해 사용된다. 이러한 전기 샤프트는 각 롤링 유닛에 제공되는 인코더(encoder)들을 포함한다. 폐루프에서의 제어는, 속도 센서들(15)의 도움으로, 제어 유닛(9)을 제어하는 것에 의해, 롤링 유닛들 사이의 속도에서의 차이를 지속적으로 상쇄하는 방식으로, 수행된다. 이것은 더욱이 두 모터들에 주어진 교정들이 전체적으로 제로 에너지인 것을 보장한다. 이러한 방식으로, 뻣뻣하고 에너지에 관하여 중립적인 기계적 샤프트는, 시스템을 느리게 하거나 가속하지 않게, 재현된다.

각각의 전기 샤프트는, 이 전기 샤프트의 각 끝에, 각각의 롤링 유닛(8)에 각기 하나씩 탑재된, 두 개의 기어 모터(26)를 사용한다. 사용된 모터(26)와 가변기(variators)는, 교정하고자 하는 불균형에 관하여, 제한된 전력을 가지고, 차축들에 총 전력을 갖지 않는다. 저-전압 분배 네트워크(18)와 호환되는, 에너지 복원 메커니즘(28)이 사용되었기 때문에, 전기 소비량은 낮다. 도시된 예시에서, 각 모터(26)는 75 kW의 전력을 갖는다.

전기 샤프트의 제어는 이것이 "수동" 변속 부재, 즉 전체적으로, 관성 리그로부터 어떠한 에너지도 더하거나 제거하지 않게, 재현되는 방식으로 수행된다.

전기 샤프트는, 다음의 토크 설정의 지시를 통해, 리그의 사용에 대한 확장된 가능성들을 제시한다.

- 약간 다른 관성을 갖는 기차를 시뮬레이션하기;

- 경사 시뮬레이션하기; 및/또는,

- 리그 내부적인 마찰을 오프셋하기.

스토퍼들(36, 37)은 베어링 구조(7-7)에 고정된다. 스토퍼들은 길이 방향으로 기차를 막기 위해 제공된다. 전방 스토퍼(36)는 베어링 구조에 상대적으로 묶여 있다. 후방 스토퍼(37)는, 기차가 리그(1) 위에 놓이거나 리그(1)로부터 제거될 때, 기차(2)의 움직임들을 가능하게 하기 위해서 신축될 수 있는 식으로, 신축가능하다. 후방 스토퍼(37)의 동작들은 바람직하게는 모터가 달려있고 수동으로, 가령 버튼 상자를 이용하여, 제어된다. 위치 센서들은 후방 스토퍼(37)에, 오직 이 스토퍼가 제자리에 있는 경우에만 테스트의 착수가 가능한 방식으로, 제공된다.

베어링 구조에 스토퍼들(36, 37)의 고정은 견인력의 기계적 루핑이 되게 하여, 도랑의 슬래브(slab) 및, 도랑 주위의 구조물의 슬래브가 기계적으로 스트레스 주는 것을 방지한다. 기차를 리그 위에 설치하거나 리그로부터 제거하는 것만이 아니라 테스트 동안 이의 측면에서 유지하기 위한 기차의 안내는 측방 가이드 레일들(38)에 의해 제공된다.

리그(1)는 이물질의 존재에 대한 네 개의 시뮬레이터를 더 포함한다. 이 시뮬레이터들은, 각각이 테스트받는 기차의 검출 바를 대면하는 식으로, 베어링 구조(7-7)에 배치된다. 시뮬레이터가 활성화되면, 전기 실린더는 65 N의 힘을 기차들의 검출 바들에 가한다. 활성화되지 않으면, 베어링 표면 아래로 후퇴된다. 가해진 힘은 로드 셀(load cell)을 사용하여 측정된다. 위치 또는 전기적 주행 종료 센서는 이의 위치 정보를 제공한다.

도 4는 기차의 시스템 기반 구조(10-13)로 기차(2)의 통신 수단(41-44)을 도식적으로 도시한다. 도 4의 상단 부분은 기차에 상대적인 이들 통신 수단의 위치를 보여준다. 도 4의 하단 부분은 이들 통신 수단의 상세도이다.

운영하는 동안, 기차는, 기차(4)의 바닥 부분에 위치하고 일반적으로 운영에 사용되는 트랙들에 배치된 전류 루프들을 이용한 유도 전류를 통해 통신하는, 그 자신의 방출/수신 안테나들(41, 42)을 통해 통신한다. 리그(1)는 운영 트랙의 루프들을 시뮬레이션하기 위해 설계된 리그 안테나들(43, 44)을 포함한다. 리그 안테나들(43, 44)은, 각각이 테스트받는 기차(2)의 각각 안테나(41, 44)와 대면하는 식으로, 베어링 구조(7-7)에 설치된다. 기차(2)의 각 안테나(41, 42)는 실질적으로 안테나들과 운영 트랙의 루프들 사이의 거리와 동일한 거리(D413)를 두고 리그 안테나(43, 44) 위에 있다. 리그 안테나들은 안테나 링크(13)에 의해 제어 유닛(10)과 연결된다.

안테나들(41-44)은 소위 SF 링크를 위해 사용되고, 여기서 SF는 Safety Frequency의 약자다. 운영하는 동안, 운영 트랙에 균등한 간격들로 배치된 루프들은 트랙에서 기차가 속도의 제어를 받게 하는 SF 반송파를 수신할 수 있게 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 운영 트랙에서, 실제의 SF 안테나(49)는 소정의 간격(D47)로 교차하는 루프들(46)의 연쇄를 포함한다. 각 교차(47)는 쉐브론(chevron, 47)이라 불린다. 각 루프(46)는 각 쉐브론에서 뒤집어지는 자기장을 방출한다.

도 6은 운영 트랙 상에서의 SF 링크의 동작을 도시한다. 도 6의 상단 부분은 안테나(19)에 관한 기차(2)의 제1 위치를 보여주고, 도 6의 하단 부분은 이 안테나에 대한 기차(2)의 제2 위치를 보여준다.

기차(2)는 SF 신호를 수신하기 위한 두 개의 안테나(41, 42)를 갖는다. 안테나 이름 AREC1과 AREC2로 각각 알려진 이 안테나들(41, 42)은 고정 거리(D412)만큼 서로 떨어져 있다. 이 두 안테나가 동일 루프 위에 있으면(도 6의 상단 부분), 그들은 동상의 신호를 수신한다. 그들이 동일 루프 위에 있지 아니하면(도 6의 하단 부분), 그들은 푸시-풀 신호를 수신한다. 이러한 이행이 기차에 의해 관측되고 쉐브론들을 검출할 수 있게 한다.

도 7은 리그(1)에 의한 SF 링크의 시뮬레이션을 도시한다. 도 7의 좌측 부분은 기차(2)의 제1 위치의 시뮬레이션을 보여주고, 여기서 기차(2)의 안테나 SF (41, 42)는 동일 루프 위에 있고, 그리고, 도 7의 우측 부분은 기차(2)의 제2 위치의 시뮬레이션을 보여주고, 여기서 기차(2)의 안테나 SF (41, 42)는 동일 루프 위에 있지 않다.

도 7에 도시된 바와 같이, 리그(1)에서, SF 링크는, 각각이 기차의 각 안테나 41, 42 아래에, 리그 안에 위치한 두 개의 전송 안테나(43, 44)에 의해 시뮬레이션 된다. 전송 안테나들은 제어 유닛(10)에 의해 제어되고 동상의 SF 신호(도 7의 좌측) 또는 푸시-풀 신호(도 7의 우측)를 생성할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 리그는 신호 생성기(70)를 포함하고, 상기 신호 생성기(70)는:

- 정보, 즉 SF 신호를 전송할 수 있게 하는 자기 커플링을 유도하기에 정확하게 크기가 형성된 코일이 집적되어 있는 안테나 케이스(71)

- 전력 유닛(72);

- 신호(73)를 형성 및 처리하는 유닛(73); 및

- IT 제어 유닛(74)을 포함한다.

전력 유닛(72), 신호를 형성 및 처리하는 유닛 및 IT 제어 유닛(74)은 제어 유닛(10)의 IT 격실(11)에 배치된다.

SF 신호의 변조는 기차로 명령들을 전송할 수 있게 해준다. 변조만이 아니라 위상의 제어도 신호를 형성하고 처리하는 유닛에 의해 생성된다. 이 수단을 통해, SF 링크는 기차를 움직이게 하기 위한, 특히 출발 명령 및 속도를 위한 변속 데이터를 제공한다. 그리하여, 이 링크의 안전 측면에서 특별한 주의가 요구된다. 이 링크는 기차가 움직이고 있으면 어느 상황에 놓여 있더라도 위상 전이 없이, 기차의 갑작스런 가속의 위험을 발생할 수도 있는, 반송파를 생성하지 않아야 한다. 이 안전 측면에 대응하기 위하여, 회전 속도를 전송하기 위해 벨트들(27) 중 하나에 속도 센서(51)가 설치된다. 이 속도는 모델링과 트랙을 시뮬레이션하는 로직에 사용되어, 상기 로직이, 롤링 표면(32) 위에서 기차가 특정 거리를 "주행"했을 때에만 위상 전이, 즉 한 쉐브론을 지나간 것을 허가한다. 도 4에서, 거리(D6)는 마지막 쉐브론을 지난 이후 기차가 주행한 거리를 나타낸다.

추가적으로 기차는 안전과 연결된 어떠한 경우들에서 전송을 멈추는 두 개의 충돌 방지 전송 안테나들을 갖는다. 이들 안테나들로부터 전송의 부재가 검출되면, SF 신호의 전송을 정지하게 된다.

두 개의 신호 수신 충돌 방지 안테나들은 충돌 방지 안테나들과 대면하는 기차 아래에 놓인다. 이 안테나들은 각각이 정보를 전송할 수 있게 해주는 자기 커플링을 유도하기 위한 크기로 형성된 코일이 집적되어 있는 케이스에 구성된다. 그리고 수신된 신호는 조정되고 복조된다. 정보는 제어 소프트웨어로 송신된다.

기차는 또한 TM/TC 안테나로 언급되는, 원격 측정(telemetry) 및 원격 제어(telecontrol) 안테나들을 갖는다. TM/TC 링크는 기차와 제어 유닛 사이에서 교환할 수 있게 해준다. 기차는 TC 신호들을 수신하고 TM 신호들로 응답한다. 기차는 TM 방출 안테나를 갖고, SF 신호들을 위해 제공되는 그의 AREC 안테나들(41, 42)을 통해 TC 신호들을 수신한다.

이 TM/TC 링크를 시뮬레이션하기 위해서, TM 신호들을 수신하기 위한 안테나는 기차의 TM 안테나와 대면하는 기차 아래에 놓이고, 그리고 TC 신호들을 방출하기 위한 안테나는 AREC 안테나(41, 42)를 대면하는 기차 아래에 놓인다.

게다가, LSV/LVS로 언급되는 기차/역 링크는 기차와 역 사이에서 교환할 수 있게 해준다. 기차는 LSV 신호들을 수신하고 LVS 신호들로 응답한다. 기차는 LVS 방출 안테나를 갖고 그의 AREC 안테나들(41, 42)을 통해 LSV 신호들을 수신한다.

이 링크를 시뮬레이션하기 위해서, LVS 신호들을 수신하기 위한 안테나는 LVS 안테나를 대면하는 기차 아래 놓이고, 그리고 LSV 신호들을 방출하기 위한 안테나는 AREC 안테나를 대면하는 기차 아래에 놓인다.

또한, 음성 링크는 기차 및, 운영 중에는 제어 역과 또는 리그(1)에 제어 유닛(10)과의 사이에 제공된다. 이 음성 링크는 기차 안에 위치한 기관사와 대화할 수 있게 한다. 이는 두 가지 방법으로 구축될 수 있다:

- 역에서 TC 안테나를 통해 기차로 정보를 송신하는 것에 의한 요청에 따라; 또는,

- 기차에서 TM 안테나를 통해 역으로 정보를 송신하는 것에 의한 요청에 따라서.

역과 기차 사이에 음성 링크가 구축되면, 음성 교환은 기차 아래 위치한 음성 안테나를 통해 수행된다. 이 안테나는 방출하고 수신하는 동작을 한다.

음성 링크를 시뮬레이션하기 위해서, 전화기(52)는 제어 유닛(10)의 책상에 설치되고 기차와의 대화를 가능하게 한다. 전화기에 의해 방출 또는 수신된 신호는 격실(11) 안에 설치된 전자 자원에 의해 조정(conditioning)된다. 그리고 조정된 신호(14)는 기차의 음성 안테나 아래 설치된 음성 안테나로 전송된다. 리그(1)의 제어 소프트웨어는 음성 링크의 구축을 요청하기 위해서 기차로 TC 프레임을 송신할 수 있게 해준다. 제어 소프트웨어는 음성 링크의 구축을 요청하는 기차가 송신한 TM 프레임을 검출할 경우에는 기관사에게 알리고; 이 정보는 청각 및/또는 시각적으로 보고될 수 있다.

금속 스터드들은 일반적으로 운영 트랙들에 배치되고; 이들은 기차가 트랙상에 그의 위치를 알 수 있게 해주고 정보를 전송할 수 있게 해준다. 95 mm 보다 짧게 떨어져 있는 금속 부품이 존재하는 곳에서 불균형이 되는 상호 인덕턴스 브리지를 구성하는 맴돌이 전류 센서는 기차의 바닥 부분에 설치된다. 스터드들은 다양한 길이와 간격을 갖는 트랙상에 설치된 금속 부품이고 검출기에 의해 검출되며 기차에 정보, 특히 감속 지시 또는 플랫폼 위치 정보를 제공한다.

도 9는 스터드 시뮬레이터(54)를 도시한다. 시뮬레이터(54)는 절연되거나 전기적으로 연결될 수 있는 작은 금속 사각형들(54)을 지닌 금속 플레이트(55)를 포함한다. 도시된 예시에서, 사각형들을 연결하거나 연결을 끊기 위해 릴레이(57)가 사용된다. 이 사각형들은 예를 들어 알루미늄 또는 구리로 만들어질 수 있다. 사각형들이 서로에 대해 전기적으로 절연되어 있는지 여부에 따라서, 기차의 스터드 검출기는 스터드의 존재를 검출하거나 검출하지 않는다. 릴레이들(57)은 사각형들(56)과 인접한 곳에 위치하여 절연하거나 전기적으로 연결할 수 있게 하고, 격실(11) 안에 위치한 제어 유닛에 의해 제어된다. 주어진 길이의 스터드의 존재를 시뮬레이션하기 위해서, 모든 사각형들은 기차의 속도에 따라 계산되는 지속시간 동안 함께 연결된다. 이 일련의 동작은 주어진 거리만큼, 그리하여 주어진 시간만큼, 서로 떨어져 있는 한 쌍의 스터드를 시뮬레이션하기 위해 시간이 가면서 반복될 수 있다. 스터드 시뮬레이션의 지속시간 계산은 속도 센서(51)를 이용하여 제어 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다.

운영하는 동안, 기차는 집전부(shoe, 61)에 의해 전기를 공급받는다. 리그(1) 위에서, 기차(2)는 움직이지 않는다. 레일은 레일(62)을 포함한다. 레일(62)은 전력 케이블(64)에 의해 전기를 공급받는 레일 섹션(63)을 포함한다. 레일은 전력 섹션(63)의 양측에 배치된 절연 물질(66)로 만들어진 두 개의 섹션을 더 포함한다. 전력 섹션(63)은 기차(2)가 테스트받는 위치에 있으면, 집전부(61)가 그 위에 얹혀있는 식으로, 리그(1)에 배치된다.

도시된 예시에서, 레일은 길이 방향의 전환하는 이동에 따른 전력 섹션(63)을 구동하는 수단(67)을 더 포함한다. 이 운동은 집전부가 레일에 들러붙어 있지 않게 해준다. 전력 섹션(63)은 레일에서 집전부의 마찰로 인한 열을 제거하기 위한 수동 라디에이터를 더 포함한다.

물론, 본 발명은 이제껏 기술한 바람직한 실시형태들로 제한되지 아니하며, 반대로 본 발명은 다음의 청구범위에 의해 정의된다.

이 기술분야의 일반적인 기술자에게는, 그들에게 지금까지 개시된 정보에 비추어서, 여기에 상술한 실시형태들로 다양한 변형들이 될 수 있는 것이 실로 나타날 것이다.

이와 같은 전기 샤프트는, 모든 관성 바디들의 동기화를 위해, 그들을 구분 짓는 거리, 크고 작음에 상관 없이, 사용될 수 있다.

더욱이, 리그는 단일 차량 또는 둘 이상의 차량을 포함하는 기차를 테스트하기 위해 제공될 수 있다. 마찬가지로, 이것은 다소 많은 수의 차축들을 위해 제공될 수 있다.

이와 같은 관성 바디는, 튜브 및 플랜지들을 사용하여 이행되는 베어링 대신에, 주조(casting) 방법에 의해 이행될 수 있다.

본 발명에 따른 리그는 다른 종류의 기차에도 쉽게 적용될 수 있다. 예를 들어, 롤링 유닛간의 거리는 테스트받을 기차의 차축들간 거리에 따라 쉽게 변경될 수 있다.

Claims

기차(2)를 테스트하기 위해 제공되는 리그(1)에 사용될 수 있는 롤링 유닛(8)에 있어서,
- 두 개의 롤링 벨트(27)로서, 상기 기차(2)의 동일 차축(5)의 각 단부에 있는 바퀴(6)들이 상기 롤링 벨트 각각 위에 배치되어서, 구를 수 있게 지지되고, 상기 바퀴가 굴러서 상기 롤링 벨트가 움직이는, 상기 두 개의 롤링 벨트(27); 및,
- 회전 관성 바디(28)로서, 상기 롤링 벨트의 움직임 상기 회전 관성 바디의 회전을 구동하도록 설계된 회전 관성 바디(28);를 포함하고,
상기 롤링 벨트(27) 각각은:
- 상기 회전 관성 바디(28)와 회전 연결된 구동 바퀴(31);
- 두 개의 롤러(33); 및
- 상기 롤러에 탑재되고 상기 구동 바퀴와 맞물리는 롤링 표면(32)으로서, 상기 롤링 표면(32)은 기차(2)의 각 바퀴(6)에 대하여 수평인 롤링 영역(34)을 상기 롤러 사이에 형성하는, 롤링 표면(32);을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링 유닛.
제1항에 있어서,
상기 롤링 표면(32)은 홈이 있고,
상기 구동 바퀴는 상기 홈이 있는 롤링 표면(32)과 맞물리는 피니언(31)인 것을 특징으로 하는 롤링 유닛.
제1항에 있어서,
상기 회전 관성 바디(28)에 연결된 모터를 포함하고, 상기 모터는 상기 회전 관성 바디의 관성을 조절하거나, 또는 경사를 시뮬레이션하거나, 또는 상기 리그 내부의 마찰을 상쇄하는 것을 특징으로 하는 롤링 유닛.
제1항에 따른 롤링 유닛(8)을 하나 이상 포함하는 테스트 리그(1).
삭제