KR102647659B1 - 철도 제동 시스템의 압축기 모니터링 방법 - Google Patents

Abstract

철도 제동 시스템용 압축기의 모니터링 방법이 설명되며, 철도 제동 시스템은 압축기(101)를 포함하는 공기 발생 및 처리 모듈 AGTU(100), 제동 제어 시스템(118)에 공급하도록 배치된 보조 탱크(116)를 포함하는 적어도 하나의 제동 서브시스템(106)에 압축 공기를 분배하도록 구성된 주 파이프(105)에 공급하도록 배치된 주 탱크(104)를 포함하고; 모니터링 프로세스는: 주 탱크(104)의 하류에서 측정되거나 보조 탱크(116)의 출구에서 측정된 적어도 하나의 압력 값(P(t))의 거동을 모니터링하는 단계; 측정된 압력 값(P(t))의 시간 거동에 배타적으로 기초하여 상기 압축기(101)의 사용 및/또는 건전성 상태를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 제동 시스템의 압축기 모니터링 방법

본 발명은 일반적으로 철도 제동 시스템 분야에 속하며; 특히, 본 발명은 철도 제동 시스템의 압축기를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.

철도 운송 시스템에서, 알려진 제동 시스템은 제동력을 발생시키기 위해 브레이크 실린더에 적절하게 주입되는 압축 공기를 사용한다. 압축 공기는 하나 이상의 압축기에 의해 생성된다.

도 1은 알려진 철도 제동 시스템의 일 예를 도시한다. 이러한 예는 크게 단순화되었으며 순전히 예시적인 방식으로 사용된다.

공기 발생 및 처리 모듈(AGTU; 공기 발생 및 처리 유닛)(100)은 압축기(101) 및 압축기(101)의 하류에 배치된 건조기 조립체(102)를 포함한다. 건조기 조립체(102)는 액체 상태와 증기 상태로 존재하는 물을 압축 공기로부터 분리하는 것을 목적으로 한다. 건조기 조립체(102)는 일반적으로 액체 상태의 물을 제거하기 위한 하나 이상의 사이클론 분리기, 및 증기 상태의 물을 제거하기 위한 염 또는 알루미늄 건조 시스템을 포함한다.

AGTU 그룹(100)에 의해 생성된 압축 공기는 역류-방지 밸브(103)를 통해 주 탱크(104)에서 수집된다.

주 탱크(104)는 차례로 역류-방지 밸브(109, 110)를 통해 열차를 따라 배열된 하나 이상의 제동 서브시스템(106, 107, ...)에 압축 공기를 분배하는 주 파이프(105)에 공급한다. 주 파이프(105)는 또한 역류-방지 밸브(111)를 통해 열차를 구성하고 도면에는 도시되지 않은 차체와 대차(bogie) 사이에 배치된 하나 이상의 공압 서스펜션 시스템(108)에 압축 공기를 분배한다.

공압 서스펜션 시스템(108)은 일반적으로 보조 탱크(112), 레벨링 밸브(113), 벨로우즈(114) 및 압력 센서 수단(115)을 포함한다. 벨로우즈(114)는 서스펜션으로서의 역할을 하도록 도면에는 도시되지 않았지만 관련 대차와 차체 사이에 기계적으로 배치된다. 차체와 대차 사이의 거리는 벨로우즈(114) 내부에 존재하는 압력에 따른다. 변화하는 승객의 중량에 대응하여 차체의 중량이 변할 때 차체와 대차 사이의 상기 거리를 일정한 값으로 유지하기 위해, 관련 대차와 차체 사이의 거리에 민감한 레벨링 밸브(113)는 중량 증가의 결과로 거리가 감소하는 경향이 있는 경우 벨로우즈(114)의 압력을 증가시키고, 중량 감소의 결과로 거리가 증가하는 경향이 있는 경우 벨로우즈를 대기로 부분적으로 방출하여 벨로우즈(114)의 압력을 감소시키는 작용을 한다.

제동 서브시스템(106, 107, ...)은 일반적으로 제동 제어 시스템(118, 119, ...)에 공급하는 보조 탱크(116, 117, ...)를 포함한다.

제동 제어 시스템(118, 119)은 차례로 전자 유닛(120, 121, ...) 및 공압 패널(122, 123, ...)을 포함한다.

압력 센서 수단(124, 125)은 보조 탱크(116, 117) 내부에 존재하는 순간 압력 값을 나타내는 전기 신호(126, 127)를 전자 유닛(120, 121)에 전송한다. 하나 이상의 압력 센서 수단(115)은 벨로우즈(114) 내부 압력을 측정하고 전자 유닛(120, 121)의 입력(128, 129, ...)에 전기 신호(135)를 전송한다.

현대식 제동 시스템에서, 압력 센서 수단(124, 125, ...)은 일반적으로 공압 패널(122, 123, ...) 내부에 통합된다.

또한, 가장 최근의 제동 제어 시스템(118, 119)은 예를 들어, EP3328698호에 도시된 바와 같이 고도로 통합된 디바이스로 구성되며, 여기서 압력 센서 수단(9a)은 도 1의 압력 센서 수단(124, 125)과 등가이다.

히스테리시스 압력 스위치(130)는 주 탱크(104)의 출구에 존재하는 압력을 측정한다. 측정된 압력이 하위 히스테리시스 값보다 더 작을 때, 히스테리시스 압력 스위치(130)는 압축기(101)에 전기를 공급하는 원격 제어 스위치(131)에 에너지를 공급한다. 압력이 상위 히스테리시스 값에 도달하고 이를 초과하면, 히스테리시스 압력 스위치(130)는 원격 제어 스위치(131)에 에너지를 차단하며, 이는 압축기(101)로의 공급을 중단한다. 철도 어플리케이션에서 사용되는 히스테리시스 값은 일반적으로 2 바(bar)와 3 바 사이의 값을 가정하고, 최대 압력 값은 일반적으로 9 바와 10 바 사이이다.

보조 탱크(116, 117, 112) 내부에서 도달된 최대 압력은 언제나 주 탱크(104)에 의해 도달된 최대 압력, 즉, 히스테리시스 압력 스위치(130)의 상위 히스테리시스 값에서 역류-방지 밸브(109, 110, 111)에 의해 야기된 압력 강하를 뺀 값에 대응한다. 그러나, 상기 압력 강하는 본 발명의 목적을 위해 무시할 수 있는 것으로 간주된다.

보조 탱크(116, 117, 112, ...) 내부에서 도달된 최소 압력은 일반적으로 다양한 제동 서브시스템(106, 107, ...) 및 공압 서스펜션 시스템(108)에 의한 다른 공기 소비의 결과로 다양한 보조 탱크(116, 117, 112, ...) 간에 다른 값을 가정한다. 일반적으로 보조 탱크(116, 117, 112, ...) 중 하나만이 히스테리시스 압력 스위치(130)를 활성화시키기 위해 주 탱크(104)의 최소 압력에 해당하는 최소 압력에 도달하므로, 압축기(101)의 후속 점화로 원격 제어 스위치(131)에 에너지를 공급한다.

종래 기술에서, 유지 보수는 사용 예측에 기초하여 설계 단계 동안 사전 결정된 유지 보수 사이클에 따라 압축기에 수행되고, 그 후 상기 유지 보수 사이클은 압축기의 전체 수명 동안 변하지 않고 유지된다.

CBM(상태 기반 유지 보수)과 같은 알려진 개념에 기초하여, 즉, 압축기의 전체 수명 동안 주기적으로 검증되는 압축기의 실제 기능 상태에 기초하여 압축기에 대한 유지 보수를 수행하려는 시장 수요가 증가하고 있다.

흐름 측정은 압축기의 건전성 상태를 검증하기 위한 방법이다. 충진 시간은 압축기의 압축 시일링(sealing) 부재의 기능이 좋은지 또는 나쁜지를 나타낸다. 명목 값보다 큰 충진 시간은 이러한 부재가 마모되어 압축 단계 동안 손실되기 쉬우므로 압축기 자체의 잠재적인 심각한 손상을 피하기 위해 교체되어야 함을 나타낸다. 이 경우, 압축기 자체에 대한 임의의 잠재적인 심각한 손상을 피하기 위해 시일링 부재는 즉시 교체되어야 한다.

철도 차량에 탑재된 서비스 수명 동안 압축기(101)에 적용될 수 있는 흐름 측정을 위한 하나의 방법은 압력을 제1 초기 값에서 제2 최종 값으로 가져오기 위해 압축기에 의해 요구되는 시간을 측정하는 것이다. 측정은 시간이 지남에 따라 일정한 기준 값, 예를 들어, 주 탱크(104), 파이프(105) 및 보조 탱크(116, 117, 112)를 포함하는 전체 공압 시스템으로 표시되는 부피에 대해 수행된다. 상기 초기 압력 값과 최종 압력 값이 하나의 측정에서 다른 측정으로 반복되지 않는 경우, 올바른 방법은 분자로서 최종 압력과 초기 압력 간의 차이를 갖고, 분모로서 최종 압력이 측정된 순간과 초기 압력이 측정된 순간 사이의 차이를 갖는 비율을 측정하는 것이다. 이 비율은 유속으로 알려져 있으며, 압축기의 흐름에 정비례한다. 명목 값보다 작은 유속은 압축 부재가 마모되어 압축 단계 동안 손실되기 쉬우므로 교체되어야 함을 나타낸다.

압축기의 남은 수명을 나타내는 또 다른 기본 파라미터는 압축기가 압축 공기를 공압 시스템에 제공하는 데 소요되는 누적 시간이며, 이는 압축기가 점화되는 시간의 합으로 측정될 수 있다. 충진 시간 동안 임계 제한 값이 초과되는 것과 동시에 분석된 누적 시간은 유지 보수 사이클 예측이 낙관적인지, 정확한지 보수적인지를 나타낼 수 있다. 따라서, 얻은 정보는 실제 사용에 적응하고 따라서 알려진 "수명 사이클 비용", 즉, 압축기의 전체 수명 비용을 가능한 한 최대로 최적화함으로써 유지 보수 사이클을 재공식화하는 데 도움이 될 수 있다.

마지막으로, "듀티 사이클" 파라미터, 즉, 압축기가 공압 시스템에 압축 공기를 공급하는 데 소요되는 누적 시간과 열차의 누적 동작 시간 간의 비율은 압축기 사용을 평가하기 위한 중요한 파라미터이다. 열차의 누적 동작 시간은 열차가 온(on) 상태에 있는 전체 시간을 의미하는 것으로 이해된다. 이 값은 일반적으로 유지 보수 사이클을 계산하고 보증 조건에 동의하기 위해 고객, 즉, 철도 열차 제조사에 의해 철도 시스템 공급자에게 제공된다. "듀티 사이클"의 정확한 측정은 제조사가 제동 시스템 공급자에게 초기에 제공한 데이터의 정확한 평가를 제공하며, 이에 의해 보증 기간 동안 고객으로부터 불만이 발생할 경우 정확한 평가를 허용한다.

종래 기술에서, 히스테리시스 압력 스위치(130), 즉, 원격 제어 스위치(131)의 상태는 전자 유닛(120, 121, ...)에 알려지지 않았는데, 이는 이러한 정보가 제동 서브시스템(106, 107)의 거동에 대해 기능적인 것으로 간주되지 않기 때문이다. 따라서, 전자 유닛(120, 121)에는 압축기(101)의 점화 또는 셧다운 상태에 대한 직접적인 정보가 부족하다.

이제 본 발명에 따른 비상 및 서비스 제동을 제어하기 위한 전자 시스템의 몇몇 바람직한 실시예의 기능적 및 구조적 특징이 설명될 것이다. 다음과 같은 첨부 도면을 참조한다:
- 도 1은 철도 열차의 제동 시스템의 완전한 시스템을 도시한다.
- 도 2는 제동 시스템의 충진 및 비우기 사이클의 제1 예를 도시한다.
- 도 3은 제동 시스템의 충진 및 비우기 사이클의 제2 예를 도시한다.
- 도 4는 제동 시스템의 충진 및 비우기 사이클의 제3 예를 도시한다.

본 발명의 다수의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 아래의 설명에 존재하거나 도면에 예시된 구성 요소의 설계 상세 사항 및 구성에 대한 적용으로 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 본 발명은 다른 실시예 형태를 가정할 수 있고 다른 방식으로 수행되거나 실제로 구현될 수 있다. 어구 및 용어는 설명적인 목적을 가지며 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 합니다. "포함하다(include)" 및 "포함하다(comprise)"의 사용과 그 변형은 주어진 요소와 그 등가물뿐만 아니라 추가 요소 및 그 등가물을 포함하도록 의도된다.

도 2를 처음으로 참조하면, 상기 도면은 보조 탱크(116, 117, ..., 112)가 동시에 배출 단계에서 히스테리시스 압력 스위치(130)를 스위칭하기 위한 하위 히스테리시스 값에 대응하는 압력 값 P온에 도달한 경우 예를 들어, 압력 센서 수단(124, 125)에 의해 측정된 압력 P(t)의 예시적인 거동을 예시한다. 이 경우, 압축기(101)는 주 탱크(104)와 보조 탱크(116, 117, ..., 112)를 주 파이프(105)를 통해 동시에 충진한다.

압축기(101)는 통상적으로 부피 측정일 수 있고 회전 속도에 정비례하는 흐름을 가질 수 있다.

철도 섹터에서, 압축기는 거의 언제나 고정 주파수, 통상적으로 50 Hz 또는 60 Hz로 구동되는 비동기식 모터에 의해 움직이며, 이 경우 비동기식 모터의 통상적인 속도 슬립을 무시할 수 있다고 고려하면, 일정한 흐름을 가정할 수 있다. 이 경우, 압력은 거의 일정한 경사 구배일 것으로 예측된다.

압력 P(t)를 관찰함으로써, 압력 P(t)의 기울기가 음의 값에서 양의 값으로 통과하는 순간으로 점화 순간 T1을 식별할 수 있다. 동등하게, 전자 유닛은 샘플링 기간 T에서 압력 P(t) 신호를 샘플링하고 이산 미분

(P(nT+1)-P(nT))/T

를 수행할 수 있으며, 따라서 점화 순간 T1을 상기 이산 미분이 음의 부호에서 양의 부호로 통과하는 순간으로서 식별한다.

또한, 압력 P(t)를 관찰함으로써, 압력 P(t)의 기울기가 양의 값에서 널(null) 또는 음의 값으로 통과하는 순간으로 셧다운 순간 T2를 식별할 수 있다. 동등하게, 전자 유닛(120, 121)은 샘플링 주기 T에서 압력 P(t) 신호를 샘플링하고 이산 미분 (P(nT+1)-P(nT))/T를 수행하여, 셧다운 순간 T2를 상기 이산 미분이 음의 부호에서 양의 부호로 통과하는 순간으로서 식별할 수 있다.

전기 신호에 존재하는 노이즈가 과도한 국부적 부호 변화를 생성할 수 있는 것을 방지하기 위해, 단순 이동 평균 FIR(유한 임펄스 필터) 알고리즘만은 아니지만 이와 같은 디지털 프로세싱 분야의 전문가에게 알려져 있는, 노이즈를 제거하기 위한 디지털 필터링 기술이 적용될 수 있다.

이상의 관점에서, 본 발명에 따른 철도 제동 시스템용 압축기 모니터링 방법이 아래에서 설명된다.

철도 제동 시스템은 압축기(101)를 포함하는 공기 발생 및 처리 모듈 AGTU(100), 및 제동 제어 시스템(118)에 공급하도록 배치된 보조 탱크(116)를 포함하는 적어도 하나의 제동 서브시스템(106)에 압축 공기를 분배하도록 구성된 주 파이프(105)에 공급하도록 배치된 주 탱크(104)를 포함한다.

철도 제동 시스템용 압축기를 모니터링하기 위한 방법은 주 탱크(104)의 하류 또는 보조 탱크(116)의 출구에서 측정된 적어도 하나의 압력 값 P(t)의 거동을 모니터링하는 단계를 포함한다.

압력 값 P(t)는 주 탱크(104)의 하류에 배치된 압력 센서 수단(132)에 의해 측정되거나 보조 탱크(116)의 출구에 배치된 압력 센서 수단(124)에 의해 측정될 수 있다.

또한, 압축기를 모니터링하기 위한 방법은 측정된 압력 값 P(t)의 시간 거동에 배타적으로 기초하여 압축기(101)의 사용 및/또는 건전성 상태를 도출하는 단계를 포함한다.

제동 단계 동안, 제동 시스템(118, 119, ...)은 이들 사이에서 다른 공기 소비를 가질 수 있다. 이것은 실제로 예를 들어, 상이한 대차 상에 실린 상이한 중량의 결과로서 빈번히 발생하며, 따라서 상이한 제동 압력을 필요로 하고, 이에 의해 보조 탱크(116, 117, ...)의 상이한 비움을 유발한다. 동시에, 서스펜션 시스템은 제동 시스템에 대해 상이한 시간에 공기를 소비한다. 특히, 통상적으로 승객이 드나드는 역에서 대차에 실린 중량이 변하기 때문에 서스펜션은 공기를 소비한다.

다양한 보조 탱크(116, 117, ..., 112)는 역류-방지 밸브(109, 110, ..., 111)의 결과로서 서로 보상할 수 없다.

이 경우, 탱크(116, 117, ..., 112) 중 하나만이 압축기를 재개하도록 압력 값 P온에 도달한다.

도 3은 위에서 설명한 충진 단계를 도시한다. 예를 들어, 3개의 보조 탱크(116, 117, 112)가 점화 순간 T1에서 압력 값 P온, P1, P2에 각각 도달했다고 가정하고, 압축기(101)의 일정한 흐름을 가정하면, 주 탱크(104)와 보조 탱크(116)만이 충진되는 점화 순간 T1과 순간 T3 사이의 제1 단계가 있을 것이다. T3의 순간에 값 P1에 도달되면, 보조 탱크(117)가 충진될 부피에 추가된다. 이러한 이벤트는 전체 부피의 증가를 야기하여, 파선 곡선 P(t)의 기울기의 감소를 유발한다. 또한, 순간 T4에서 압력 P2에 도달되면, 탱크(112)가 충진될 부피에 추가되고, 이에 의해 전체 부피도 증가하고 또한 파선 곡선 P(t)의 기울기를 감소시킨다. 완전한 설비의 충진 시간을 계산하기 위해 고려되어야 하는 기울기는 순간 T4와 셧다운 순간 T2 사이에 포함된 곡선 세그먼트, 즉, 기울기의 마지막 변화 후의 시간 간격에 속하는 기울기여야 한다.

압축기를 모니터링하기 위한 방법은 또한 바람직하게는 압축기(101)의 셧다운 순간 T2가 양의 값에서 명목상 널 또는 음의 값으로의 압력 P(t)의 미분의 변화의 순간과 일치하는지 결정하는 단계를 포함한다. 셧다운 순간 T2는 제동 제어 시스템(118)의 전자 제어 유닛(120)에 의해 결정될 수 있다.

본 방법은 또한 바람직하게는 압축기(101)의 점화 순간 T1이 음의 값 또는 명목상 널 값에서 양의 값으로의 압력 P(t)의 미분의 변화가 검출되는 순간과 일치하는지 결정하는 단계를 포함한다.

점화 순간 T1은 제동 제어 시스템(118)의 전자 제어 유닛(120)에 의해 결정될 수 있다.

대안적으로, 추가 제동 시스템(119, ...)이 있는 경우, 본 방법은 압축기(101)의 점화 순간(T1)이 음의 값 또는 명목상 널 값에서 양의 값으로의 압력 P(t)의 미분의 변화가 검출되는 압력(P(t))의 각각의 압력 값 P3, P2, P1이 검출되는 시점에 대응하는 순간 T1, T3, T4 중에서 마이너(minor)와 일치하는지 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 압력 P1, P2, P3, ...은 복수의 보조 탱크(116, 117, ...)의 하류에서 측정된다.

상기 순간 T1, T3, T4 중 하나 이상은 복수의 전자 유닛(120, 121, ...)에 의해 검출될 수 있다. 전자 유닛(120, 121)은 통신 수단(133)에 의해 상호 연결될 수 있으며, 서로 간에 각각의 검출된 순간 T1, T3, T4, ...를 전달할 수 있다.

추가 상대 압력 P2, P3, ...은 각각의 추가 압력 센서 수단(125, ...)에 의해 측정될 수 있다.

추가 점화 순간 T1, T3, T4는 추가 제동 제어 시스템(119, ...)의 추가 전자 제어 유닛(121, ...)에 의해 식별될 수 있고, 통신 수단(133)에 의해 전자 제어 유닛(120)으로부터 그리고 추가 전자 제어 유닛(121, ...)으로부터 전달될 수 있다.

본 방법은 또한 바람직하게는 분자가 셧다운 순간 T2에서의 압력 P(t)의 셧다운 압력 값 P오프와 압력 P(t)의 미분의 마지막 음의 변화가 발생하는 순간과 일치하는 음의 변화의 순간 T4에서의 압력 P(t)의 제1 압력 값 P1 사이의 차이이고, 분모가 셧다운 순간 T2와 음의 변화의 순간 T4 사이의 차이인 비율에 의해 충진 비율을 계산하는 단계를 포함한다.

전자 유닛(120, 121, ...)은 이산 미분 (P(nT+1)-P(nT))/T의 부호가 양수에서 널 또는 음수로 통과하는 P(t)의 값으로서 계산된 값 P오프를 식별할 수 있고, 상기 압력 스위치(130)의 건전성 상태를 평가하기 위해 상기 유닛의 비휘발성 메모리로 사전 로드되는 압력 스위치(130)의 명목 값과 상기 값을 비교한다.

"충진 속도" 비율 (P오프-P온)/(T2-T1)을 전자 유닛(120, 121, ...)의 비휘발성 메모리에 사전 로드된 수용 범위와 비교함으로써, 상기 전자 유닛(120, 121, ...)은 압축기의 건전성 상태를 확립할 수 있으며, 선택적으로 상기 비율이 명목 임계값보다 낮은 경우 유지 보수를 위한 요청 신호를 활성화할 수 있다.

또한, 본 방법은 그에 따라 충진 비율이 사전 결정된 임계값보다 낮을 때 이상(anomaly) 정보를 발행하는 단계를 포함할 수도 있다. 이상 정보는 전자 제어 유닛(120, 121) 중 적어도 하나 또는 각각에 의해 발행될 수 있다.

P온은 모든 전자 유닛에 적어도 설계 데이터로 알려져 있고 P오프는 실시간으로 측정된 압력 값으로 알려져 있으므로, 시스템의 공칭 "충진 속도" 비율은 각 전자 유닛에 의해 (T4-T2)/(P오프-P2)로 계산될 수 있다.

추가 양태에서, 본 방법은 또한 셧다운 순간 T2와 점화 순간 T1 또는 Tm 사이의 차이로서 전자 제어 유닛(120, 121)에 의해 점화 간격을 주기적으로 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

전자 유닛(120, 121, ...)은 연속적인 (T2-T1)을 합산하여 압축기의 실제 사용 시간을 누적할 수 있다.

전자 유닛(120, 121, ...)은 제동 시스템이 온으로 되어 있는, 즉, 활성화된 전체 시간을 카운트한다. 이러한 방식으로, 압축기의 실제 사용 시간을 제동 시스템이 온으로 되어 있는 전체 시간으로 나눔으로써, 전자 유닛(120, 121...)은 압축기의 "듀티 사이클"을 지속적으로 계산하고 정확한 사용을 잠재적으로 평가하기 위해 철도 열차의 제조사에 대한 유지 보수 직원에게 상기 듀티 사이클을 제공하기 위하여 상기 전자 유닛(120, 121, ...)의 비휘발성 메모리에 상기 사이클을 기억한다.

따라서, 본 방법은 또한 압축기(101)의 수명 동안 계산된 점화 간격의 합으로서 압축기(101)의 전체 동작 시간을 계산하는 단계, 및 전체 동작 시간을 기억하는 단계를 포함한다.

압축기(101)의 전체 동작 시간은 전자 제어 유닛(120, 121, ...)에 의해 계산될 수 있다.

도 4는 충진 단계 동안, 서스펜션의 벨로우즈를 충전되어야 하는 제동 이벤트 또는 차량 중량 변화와 같은 공기 소비로 이어지는 이벤트가 발생하는 추가 반복 사례를 도시한다. 이러한 잠재적인 이벤트는 도 4에서 TA와 TB 사이에 도시된 바와 같이 상기 이벤트의 전체 지속 시간 동안 기울기의 감소로 이어진다. 이 경우, 전자 유닛은 T2-T1 측정을 사용하여 누적 사용 시간 및 듀티 사이클을 계산하고 TA와 TB 사이에 발생한 이벤트로 인해 왜곡될 충진 시간의 추정을 폐기한다.

주 파이프(105)의 압력의 직접 측정을 위한 추가 압력 센서 수단(132)이 존재하고 대응하는 신호가 전자 유닛(120, 121, ...) 중 적어도 하나에서 이용 가능한 경우, 상기 적어도 하나의 전자 유닛은 지금까지 설명한 것과 동일한 기준을 사용하여, 그러나 더 많은 T1, T2, .... 사이의 시간 Tm을 식별해야 할 필요 없이, 충진 시간, 누적 시간 및 듀티 사이클에 대한 정보를 추론할 수 있다.

통신 수단(133)이 제어 유닛(120, 121, ...) 사이의 통신을 위해 이용 가능한 경우, 상기 제어 유닛(120, 121, ...)은 서로 간에 정확한 값 P온, P1, P2, ..., P오프뿐만 아니라 상호 비교 및 검증을 위해 후속적으로 계산된 "충진 속도" 비율도 송신한다.

또한, 중앙 유닛(134)으로부터 충진 비율 또는 전체 동작 시간 또는 동작 듀티 사이클의 값 중 적어도 하나의 값을 송신하거나, 대안적으로 또는 추가적으로, 무선 시스템에 의해 열차 상으로부터 지상으로 충진 비율 또는 전체 동작 시간 또는 동작 듀티 사이클의 값 중 적어도 하나의 값을 송신할 수 있다.

또한, 본 방법은 점화 시간 또는 셧다운 시간 T1, T2 중 적어도 하나가 관련 임계 제한을 초과할 때 정보 신호를 발행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 압력 P(t)의 셧다운 압력 값 P오프와 압력 P(t)의 점화 압력 값 P온 중 적어도 하나가 각각의 허용 오차 대역으로부터 벗어날 때 및/또는 적어도 하나의 충진 시간이 사전 결정된 한계값을 초과할 때 발행하는 단계를 포함할 수 있다.

정보 신호는 전자 제어 유닛(120, 121, ...) 중 적어도 하나 또는 각각에 의해 발행될 수 있다.

P(t) 프로파일의 관찰을 기초하여 본 방법은 유리하게는 충진될 부피의 점진적인 증가를 고려하는 것은 불가능한 이러한 경우에 압력 스위치(130) 또는 원격 제어 스위치(131)는 활성화된 상태로 유지되는 시간을 단순히 측정함으로써 수행되는 명목 충진 시간의 측정에 대해 더욱 정밀하고 신뢰성 있는 것이 명확한 것으로 보인다.

본 발명에 따른 철도 제동 시스템의 압축기의 사용 및 건전성 상태를 모니터링하기 위한 방법의 다양한 양태 및 실시예가 설명되었다. 각각의 실시예는 임의의 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 본 발명은 설명된 실시예에 제한되지 않고 첨부된 청구항에 의해 정의된 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (13)

1. 철도 제동 시스템용 압축기의 모니터링 방법으로서,
   상기 철도 제동 시스템은 압축기(101)를 포함하는 공기 발생 및 처리 모듈 AGTU(100), 제동 제어 시스템(118)에 공급하도록 배치된 보조 탱크(116)를 포함하는 적어도 하나의 제동 서브시스템(106)에 압축 공기를 분배하도록 구성된 주 파이프(105)를 공급하도록 배치된 주 탱크(104)를 포함하고;
   모니터링 프로세스는:
   - 상기 주 탱크(104)의 하류에서 측정되거나 상기 보조 탱크(116)의 출구에서 측정된 적어도 하나의 압력 값(P(t))의 거동을 모니터링하는 단계;
   - 상기 측정된 압력 값(P(t))의 시간 거동에 기초하여 상기 압축기(101)의 사용 및/또는 정상적인 작동 상태인 건전성 상태를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   - 상기 압축기(101)의 셧다운 순간(T2)이 양의 값에서 명목상 널(null) 또는 음의 값으로의 상기 압력 값(P(t))의 미분의 변화가 검출되는 순간과 일치하는지 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   - 상기 압축기(101)의 점화 순간(T1)이 음의 값 또는 명목상 널 값에서 양의 값으로의 상기 압력 값(P(t))의 미분의 변화가 검출되는 순간과 일치하는지 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   - 상기 압축기(101)의 점화 순간(T1)이 음의 값 또는 명목상 널 값에서 양의 값으로의 상기 압력 값(P(t))의 미분의 변화가 검출되는 상기 압력 값(P(t))의 각각의 압력 값들(P1, P2, P3, ...)이 검출되는 시점들에 대응하는 순간들(T1, T3, T4) 중에서 가장 이른 순간과 일치하는지 결정하는 단계를 포함하고;
   상기 압력 값(P1, P2, P3, ...)은 복수의 보조 탱크(116, 117, ...)의 하류에서 측정되는, 방법.
5. 제3항에 있어서,
   하기의 수학식에 의해 충진 비율이 계산되는 단계를 더 포함하는, 방법.
   [수학식]
   충진 비율 =
   (여기서 분자는 상기 셧다운 순간(T2)에서의 상기 압력 값(P(t))의 셧다운 압력 값(P오프)과 상기 압력 값(P(t))의 상기 미분의 마지막 음의 변화가 발생하는 순간과 일치하는 음의 변화의 순간(T4)에서의 상기 압력 값(P(t))의 제1 압력 값(P1) 사이의 차이이고, 분모는 상기 셧다운 순간(T2)과 상기 압력 값(P(t))의 상기 미분의 마지막 음의 변화가 발생하는 음의 변화의 순간(T4) 사이의 차이임)
6. 제5항에 있어서,
   - 상기 충진 비율이 사전 결정된 임계값보다 낮을 때 이상(anomaly) 정보를 발행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제5항에 있어서,
   - 상기 셧다운 순간(T2)과 상기 점화 순간(T1) 사이의 차이로서 점화 간격을 주기적으로 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
8. 제6항에 있어서,
   - 상기 압축기(101)의 수명 동안 계산된 점화 간격들의 합으로서 상기 압축기(101)의 전체 동작 시간을 계산하는 단계,
   - 상기 압축기(101)의 상기 수명 동안 상기 전체 동작 시간을 기억하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   - 상기 계산된 전체 동작 시간과 철도 차량의 동작 시간 사이의 비율로서 상기 압축기(101)의 동작 듀티 사이클(duty cycle)을 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
10. 제9항에 있어서,
    - 상기 충진 비율 또는 상기 전체 동작 시간 또는 상기 동작 듀티 사이클의 값들 중 적어도 하나의 값을 중앙 유닛(134)으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
11. 제10항에 있어서,
    - 무선 시스템에 의해 열차로부터 상기 열차 외부의 소정 공간인 지상으로 상기 충진 비율 또는 상기 전체 동작 시간 또는 상기 동작 듀티 사이클의 값들 사이의 적어도 하나의 값을 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서,
    - 상기 셧다운 순간(T2)에서의 상기 압력 값(P(t))의 셧다운 압력 값(P오프)과 상기 점화 순간(T1)에서의 상기 압력 값(P(t))의 점화 압력 값(P온) 중 적어도 하나가 각각의 허용 오차 대역으로부터 벗어날 때, 상기 제동 제어 시스템(118)의 적어도 하나의 전자 제어 유닛(120)에 의해 발행되는 정보 신호를 발행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서,
    - 적어도 충진 시간이 사전 결정된 제한 값을 초과할 때 상기 정보 신호를 발행하는 단계를 더 포함하는, 방법.