KR20150135634A - 고속열차의 대차 진동 감지 장치 - Google Patents

고속열차의 대차 진동 감지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속열차의 대차 진동 감지 장치에 관한 것으로, 고속열차의 대차에 설치되어 차량의 진행방향에 대하여 횡방향으로 발생되는 진동을 감지하면 전기적 신호로 변환하여 횡진동 전압신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부의 횡진동 전압신호를 분석하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산처리부와, 상기 연산처리부에서 분석한 데이터를 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실로 전송하는 신호전송부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고속열차의 진동에너지를 가속도센서로 검출한 아날로그 신호 형태의 횡진동 전압신호를 마이크로프로세서를 이용한 소프트웨어(S/W) 알고리즘을 이용한 신호 처리를 통해 차량의 진동유무를 판정할 수 있어 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 하드웨어(H/W)의 구성을 간소화할 수 있다.

Description

고속열차의 대차 진동 감지 장치{vibration sensing apparatus for high speed railway vehicle}
본 발명은 고속열차의 대차 진동 감지 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 고속열차의 각 대차프레임에 부착되며 차량의 진행방향에 대하여 발생되는 좌우 진동의 가속도 값을 실시간으로 전기적신호로 변환하여 신호처리 후 차량 컴퓨터 제어장치 및 중앙통제실로 차량의 진동상태를 전송하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고속열차는 고속 주행은 물론 쾌적하고 안정적인 주행이 무엇보다 중요하며 이러한 안정주행은 차량의 특성 해석과 이를 근간으로 하는 정확한 설계와 정밀한 제작이 이루어져야만 한다.
이러한 설계 및 제작에도 불구하고 열차가 주행하는 선로의 상태, 차량의 차륜, 댐퍼, 서스팬션 그리고 열차의 사행주행 운동으로 인한 열차의 횡방향 진동 등은 고속열차의 안전운행에 영향을 미치는 요소로 작용을 한다.
종래 철도차량이 안전하게 운행할 수 있도록 하기 위한 신호제어시스템에는 자동열차정지시스템(ATS: Automatic Train Stop), 자동열차방호시스템(ATP: Automatic Train Protection), 자동열차운행제어시스템(ATC: Automatic Train Control), 자동열차운영시스템(ATO: Automatic Train Operation) 등 여러 형태가 있다.
한편, 고속열차는 열차의 대차에 발생하는 횡진동을 감지하여 일정속도 이상에서 횡진동이 허용치 이상으로 발생하게 되면 고속열차의 속도를 규정되어 있는 속도 이하로 줄여서 운행하도록 하고 있다.
이러한 대차 불안정 감지방식은 고속열차의 대차에 발생되는 횡진동을 감지할 수는 있지만 진동이 발생한 위치에 대한 정보는 갖고 있지 않기 때문에 같은 지점에서 여러 가지 이유로 인하여 진동이 계속 발생하더라도 정확한 위치를 찾아 원인을 제거하는데 어려움이 있는 실정이었다.
또한, 고속열차의 상업운행에서 열차의 진동에 기인한 대차 불안정으로 인하여 열차의 속도를 감속하여 주행하게 되면 이 영향이 후속 열차의 운행에도 미치게 되므로 진동발생의 원인을 근본적으로 제거해주도록 정보를 제공해줄 필요성이 대두되었다.
특히, 고속열차의 진동에너지를 검출하기 위하여 가속도센서를 사용하며 차량의 진동에 의하여 발생하는 진동에너지가 크게 발생하면 고속으로 운행하는 차량의 안전에 영향을 미치게 되므로 이 신호를 검출하고 안정되게 운행제어부의 중앙처리장치로 전달하여 대차의 진동을 판단할 수 있도록 할 필요가 있다.
이와 같은 점에 착안하여 등록특허 제10-0993015호가 제안된 바 있다. 이는 가속도센서와 신호검출부와 신호전송부 및 전원부로 이루어진 대차 불안정 감지센서의 가속도센서를 MEMS(Micro Electro Mechanical Systrm) 센서와, 교류증폭기와, 복조부 및 출력 증폭기들로 구성하고, 상기의 신호전송부를 입력 필터와, 주파수 생성기 및 차동 전송기들로 구성하여 고속열차의 진행 방향에 대하여 발생하는 좌우 진동의 운동에너지를 가속도 값으로 측정하고 가속도의 절대 크기에 비례하는 주파수신호를 생성하여 운행제어부의 중앙처리장치로 전송하도록 함으로써 고속으로 운행하는 고속열차의 안전운행이 가능하도록 한다.
그런데, 상기 대차 불안정 감지센서는 가속도센서를 통해 차량의 진동을 감지한 후 교류증폭기와 복조부, 출력증폭기를 거쳐 별도의 차량제어부(CCU 또는 VCU)로 신호를 전송한 후, 차량제어시스템에서 신호를 분석하여 차량의 진동상태를 감지하는 형태로 비교적 많은 하드웨어(H/W) 부품으로 구성되어 생산비가 높아지고 유지보수에서도 점검포인트가 많아 비용상승의 요인이 된다.
특히, 차량설치 운용 시 부품의 고장으로 인한 대차 불안정 감지센서의 이상동작이 발생할 수 있다 또한 열차의 구성이 변경됨에 따라 측정하는 대차 불안정 감지센서 값의 조절이 필요할 때는 하드웨어(H/W)를 다시 구성해야 하는 불편함이 있었다.
참고문헌: 등록특허 제10-0993015호
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 고속열차의 진동에너지를 검출하기 위하여 가속도센서를 이용하되 마이크로프로세서를 이용한 소프트웨어(S/W) 알고리즘을 이용한 신호 처리를 통해 하드웨어(H/W)의 구성을 간소화함으로 생산비 절감 및 장치의 안정된 동작을 유지하고 차량의 종류에 따라 진동 값의 조정을 소프트웨어(S/W)를 이용하여 간편하게 처리할 수 있는 고속열차의 대차 진동 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 고속열차의 진동에너지를 검출하기 위하여 가속도센서를 사용하며, 열차의 주행시 차량의 진동에 의하여 진동에너지가 크게 발생하면 고속으로 주행시 차량 안전운행에 영향을 미치게 되므로 이 진동 신호를 검출하여 대차의 진동을 판단할 수 있도록 디지털 데이터로 변환하여 무선으로 차량 컴퓨터 제어장치와 중앙통제실로 전송시키는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
고속열차의 대차에 설치되어 차량의 진행방향에 대하여 횡방향으로 발생되는 진동을 감지하면 전기적 신호로 변환하여 횡진동 전압신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부의 횡진동 전압신호를 분석하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산처리부와, 상기 연산처리부에서 분석한 데이터를 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실로 전송하는 신호전송부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치를 제공한다.
이때, 상기 센서부에서 출력되는 횡진동 전압신호는 인터페이스부를 통해 전압 변동 폭이 조정되어 상기 연산처리부로 입력되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 연산처리부는 상기 인터페이스부를 통과한 전기적 신호 형태의 횡진동 전압신호를 분석 프로그램이 저장되는 플래시메모리와, 상기 횡진동 전압신호를 분석하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에서 연산되는 차량진동값이 임시저장되는 SDRAM으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 연산처리부는 저역통과필터 알고리즘과 고유의 횡진동의 주파수를 변조하는 전송 주파수변조 알고리즘이 플래시메모리에 더 저장되며, 상기 마이크로프로세서는 저역통과 필터알고리즘 및 전송 주파수변조 알고리즘의 구동을 통한 횡진동 전압신호의 잡음 제거 및 주파수 변조 연산을 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 마이크로프로세서는 사인파 형태의 횡진동 전압신호를 퓨리에 변환하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석하여, 추출된 주파수 성분이 4 ~ 10Hz의 범위이면 정상적인 차량운행으로 판단하고, 입력되는 횡진동 전압신호를 12ms 단위로 데이터를 수집하여 SDRAM에 저장한 후 200ms 단위로 데이터의 최대값을 분석하여 차량의 최대진동 상태를 확인하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 신호전송부는 차량 컴퓨터 제어장치와의 데이터 통신을 위한 근거리 통신모듈로서 Wi-Fi 송수신기와 Wi-Fi안테나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로프로세서는 사인파 형태의 횡진동 전압신호를 퓨리에 변환하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석하여 차량의 최대진동이 0 ~ 0.3G 이내이면차량이 정상운행을 하는 것으로 판단하여 차량 정상운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하고, 차량의 최대진동이 0.3 ~ 0.8G 범위이면 차량에 주의운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 주의운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하며, 차량의 최대진동이 0.8G 이상이면 차량에 감속운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 감속운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고속열차의 진동에너지를 가속도센서로 검출한 아날로그 신호 형태의 횡진동 전압신호를 마이크로프로세서를 이용한 소프트웨어(S/W) 알고리즘을 이용한 신호 처리를 통해 차량의 진동유무를 판정할 수 있어 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 하드웨어(H/W)의 구성을 간소화할 수 있다.
아울러, 본 발명은 대차 진동 감지 장치의 하드웨어(H/W)의 구성을 간소화함에 따라 생산비 절감 및 장치의 안정된 동작을 유지하고 차량의 종류에 따라 진동 값의 조정을 소프트웨어(S/W)를 이용하여 간편하게 처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 대차 진동 감지 장치에서 차량 운행상태와 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 생성하여 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실로 전송하므로 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실에서 별도의 분석이 필요없어 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실의 장비 사양을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인터페이스(I/F)부의 일 예를 도시한 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 신호처리 흐름도이다.
본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치를 설명한다.
본 발명은 고속열차의 진동에너지를 검출하기 위하여 가속도센서(110)를 사용하며, 차량의 진동에 의하여 발생되는 진동에너지가 크게 발생하면 고속에서 차량 안전운행에 영향을 미치게 되므로 이 진동 신호를 검출하여 대차의 진동을 판단할 수 있도록 한다.
특히, 상기 가속도센서(110)에서 측정되는 진동 신호는 특히 마이크로프로세서(310)에서 디지털 데이터로 변환하여 무선으로 차량 컴퓨터 제어장치(2)와 중앙통제실(3)로 전송하는 구성을 채용함으로써, 신호 처리를 위한 전체적인 하드웨어 구성을 간소화하고, 그 설정 상태의 조정 역시 소프트웨어(S/W)적으로 간단히 처리할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치(1)는 차량의 진행방향에 대하여 횡방향으로 발생되는 진동 가속도 값을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 센서부(10)와, 상기 센서부(10)를 통해 입력되는 전기적 신호를 분석하는 연산처리부(30)와, 상기 연산처리부(30)에서 분석한 데이터를 차량 컴퓨터 제어장치(2) 또는 중앙통제실(3)로 전송하는 신호전송부(40)로 구성된다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 센서부(10)는 고속열차의 대차프레임에 부착되며 차량의 진행방향에 대하여 발생되는 좌우 진동인 횡진동의 가속도값을 감지하기 위해 가속도센서로 구성하며, 일 예로 -1.7G∼+1.7G의 가속도를 측정할 수 있는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systrm) 센서를 사용함이 바람직하다.
이와 같은 센서부(10)에서 고속열차의 대차에 발생하는 횡진동을 감지하면 전압 형태의 신호로 변환하여 출력하게 되며, 상기 횡진동 전압신호는 연산처리부(30)에서 분석된다.
한편, 상기 센서부(10)에서 출력되는 횡진동 전압신호는 인터페이스부(I/F)(20)를 통해 전압 변동 폭이 조정되어 연산처리부(30)로 입력된다.
상기 인터페이스부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 가속도센서(110)의 횡진동 전압신호를 사용 가능한 전기적 신호로 증폭 또는 감쇄시키며 저항(R2)을 통해 부귀환되면서 커패시터(C2)와 저항(R3)를 통해 입력받는 연산증폭기(OP1)에 의해 전압 변동 폭을 연산처리부(30)의 입력전압으로 변환해 주면서 커패시터(C3)에 의해 DC 성분을 제거한다.
즉, 상기 인터페이스부(20)는 진동을 감지하기 위한 센서부(10)에서 출력되는 횡진동 전압신호의 크기를 조절할 수 있는 연산증폭기(OP1)로 구성된 간략한 인터페이스를 통하여 연산처리부(30)로 입력되어 연산 처리가 이루어진다.
한편, 상기 연산처리부(30)는 대차 진동 감지 장치(1)의 전체적인 하드웨어(H/W) 구성을 간소화하기 위해 마이크로프로세서(microprocessor)(310)를 사용한다.
이와 같은 연산처리부(30)는 상기 인터페이스부(20)를 통과한 전기적 신호 형태의 횡진동 전압신호를 분석 프로그램이 저장되는 플래시메모리(Flash Memory)(320)와, 상기 횡진동 전압신호를 분석하는 CPU인 마이크로프로세서(310)와, 상기 마이크로프로세서(310)에서 연산되는 차량진동값이 임시저장되는 SDRAM(330)으로 구성된다.
이때, 상기 연산처리부(30)는 전기적 신호 형태의 횡진동 전압신호의 정확한 분석과 전송을 위한 주파수신호로 변조 및 복조가 이루어지도록 하기 위해 잡음제거 및 주파수신호로 변조하는 기능을 더 수행하며, 이를 위해 저역통과필터 알고리즘(Low Pass Filter Algorithm)과 고유의 횡진동의 주파수를 변조하는 전송 주파수변조 알고리즘이 소프트웨어(S/W)의 형태로 플래시메모리(320)에 더 저장되며, 상기 마이크로프로세서(310)는 저역통과 필터알고리즘 및 전송 주파수변조 알고리즘의 구동을 통한 횡진동 전압신호의 잡음 제거 및 주파수 변조 연산을 더 수행한다.
이때, 상기 마이크로프로세서(310)는 인터페이스부(20)를 통해 횡진동 전압신호가 입력되면 저역통과 후 주파수변조 처리를 하여 디지털 신호 형태 또는 D/A변환(Digital to Analog converting) 출력한 아날로그 형태로 신호전송부(40)로 전달할 수 있다.
이와 같은 연산처리부(30)는 ROM과 RAM 및 마이크로프로세서를 함께 구비한 마이컴을 이용해 구성함도 가능하며, 이 같은 구성의 선택은 당업자가 용이하게 변형 실시할 수 있는 범주에 속하는 것이다.
그리고, 상기 마이크로프로세서(310)는 입력된 아날로그 형태의 횡진동 전압신호를 디지털 신호 형태로 변환하는 A/D입력부와, 디지털 형태의 분석데이터를 아날로그 신호 형태로 변환하는 D/A출력부를 더 포함하는 프로세서를 사용함이 바람직하다.
한편, 상기 마이크로프로세서(310)로 입력되는 횡진동 전압신호는 사인파 형태의 전압신호로서 이는 퓨리에 변환을 통하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석한다.
이때, 상기 마이크로프로세서(310)는 추출된 주파수 성분이 4 ~ 10Hz의 범위에서 진동시 정상적인 차량운행으로 판단하며, 입력되는 횡진동 전압신호를 12ms 단위로 데이터를 수집하여 양자화한 후 임시저장 메모리인 SDRAM(330)에 저장한 후 200ms 단위로 데이터의 최대값을 분석하여 차량의 최대진동 상태를 확인한다.
이와 같은 마이크로프로세서(310)는 차량 운행상태와 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 생성 및 출력하며, 이는 신호전송부(40)를 통해 차량 컴퓨터 제어장치(2) 또는 중앙통제실(3)로 전송된다. 이 경우 분석데이터는 근거리의 차량 컴퓨터 제어장치(2)로 우선 전송되고, 상기 차량 컴퓨터 제어장치(2)에서 원격지의 중앙통제실(3)로 전송하는 구성을 채택함이 바람직하다.
한편, 신호전송부(40)는 상기 차량 컴퓨터 제어장치(2) 또는 원격지의 중앙통제실(3)로 분석데이터를 전송하기 위해 무선통신 방식을 채용함이 바람직하다.
이와 같은 신호전송부(40)는 상기 차량 컴퓨터 제어장치(2)와는 근거리 통신을 수행할 수 있는 근거리 통신모듈을 사용할 수 있지만, 중앙통제실(3)은 원격지에 위치하므로 장거리 통신 모듈을 사용해야 한다.
이와 같은 신호전송부(40)는 차량 컴퓨터 제어장치(2)와의 데이터 통신을 위한 근거리 통신모듈로서 Wi-Fi 송수신기(Wireless Fidelity Transceiver)(410)와 Wi-Fi안테나(420)로 구성될 수 있다. 이를 통해 신호전송부(40)는 상기 차량 컴퓨터 제어장치(2)로 분석데이터를 전송할 수 있다.
이와 같은 대차 진동 감지 장치(1)는 상기 대차 진동 감지 장치(1)의 구동을 위한 전원을 공급하는 전원부(50)를 포함하며 상기 각부 구성을 물리적인 충격 등으로 부터 보호하기 위해 외함을 포함하여 구성함이 바람직하다.
이 경우 상기 전원부(50)는 열차 차량에서 전원(예를 들어 DC 12V)을 공급받아 5V,3.3V,1.8V 등으로 변압하여 각부 구성에 전원을 공급하게 된다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참고로 본 발명에 따른 고속열차의 대차 진동 감지 장치의 작동 예를 설명한다.
고속열차의 주행으로 인해 차량에 진동이 발생하는 경우 센서부(10)를 구성하는 가속도센서(110)는 횡방향을 검출하며 전압 형태의 신호로 변환한 횡진동 전압신호를 출력한다.(S100)
상기 단계(S100)를 수행한 후, 상기 센서부(10)에서 출력되는 횡진동 전압신호는 인터페이스부(20)를 통해 전압 변동 폭이 조정되어 연산처리부(30)의 마이크로프로세서(310)로 입력된다.(S110)
상기 단계(S110)를 수행한 후, 상기 마이크로프로세서(310)는 인터페이스부(20)를 통해 횡진동 전압신호가 입력되면 저역통과 처리를 수행하여 횡진동 전압신호의 잡음을 제거한다.(S120)
이후, 상기 마이크로프로세서(310)는 퓨리에 변환을 통하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석한다. 이때, 상기 마이크로프로세서(310)는 추출된 주파수 성분이 4 ~ 10Hz의 범위에서 진동시 정상적인 차량운행으로 판단하게 되는데, 입력되는 횡진동 전압신호를 12ms 단위로 데이터를 수집하여 양자화한 후 임시저장 메모리인 SDRAM(330)에 저장한 후 200ms 단위로 데이터의 최대값을 분석하여 차량의 최대진동 상태를 확인한다.
이때, 추출된 주파수 성분을 분석하여 차량의 최대진동이 0 ~ 0.3G 이내이면 상기 마이크로프로세서(310)는 차량이 정상운행을 하는 것으로 판단하여 차량 정상운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하고, 차량의 최대진동이 0.3 ~ 0.8G 범위이면 차량에 주의운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 주의운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하며, 차량의 최대진동이 0.8G 이상이면 차량에 감속운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 감속운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력한다.(S130)
그리고, 상기 단계(S130)를 수행한 후, 마이크로프로세서(310)에서 출력되는 분석데이터는 신호전송부(40)를 통해 차량 컴퓨터 제어장치(2) 또는 중앙통제실(3)로 전송한다. 이 경우 신호전송부(40)는 차량 컴퓨터 제어장치(2)와의 데이터 통신을 위한 근거리 통신모듈로서 Wi-Fi 송수신기(Wireless Fidelity Transceiver)(410)와 Wi-Fi안테나(420)로 구성되는 경우 상기 차량 컴퓨터 제어장치(2)로 분석데이터를 전송한다.(S140)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 대차 진동 감지 장치 2: 차량 컴퓨터 제어장치
3: 중앙통제실 10: 센서부
20: 인터페이스부 30: 연산처리부
40: 신호전송부 50: 전원부
110: 가속도센서 310: 마이크로프로세서
320: 플래시메모리 330: SDRAM
410: Wi-Fi 송수신기 420: Wi-Fi안테나

Claims (7)

  1. 고속열차의 대차에 설치되어 차량의 진행방향에 대하여 횡방향으로 발생되는 진동을 감지하면 전기적 신호로 변환하여 횡진동 전압신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부의 횡진동 전압신호를 분석하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산처리부와, 상기 연산처리부에서 분석한 데이터를 차량 컴퓨터 제어장치 또는 중앙통제실로 전송하는 신호전송부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부에서 출력되는 횡진동 전압신호는 인터페이스부를 통해 전압 변동 폭이 조정되어 상기 연산처리부로 입력되는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연산처리부는 상기 인터페이스부를 통과한 전기적 신호 형태의 횡진동 전압신호를 분석 프로그램이 저장되는 플래시메모리와, 상기 횡진동 전압신호를 분석하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에서 연산되는 차량진동값이 임시저장되는 SDRAM으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연산처리부는 저역통과필터 알고리즘과 고유의 횡진동의 주파수를 변조하는 전송 주파수변조 알고리즘이 플래시메모리에 더 저장되며, 상기 마이크로프로세서는 저역통과 필터알고리즘 및 전송 주파수변조 알고리즘의 구동을 통한 횡진동 전압신호의 잡음 제거 및 주파수 변조 연산을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 사인파 형태의 횡진동 전압신호를 퓨리에 변환하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석하여, 추출된 주파수 성분이 4 ~ 10Hz의 범위이면 정상적인 차량운행으로 판단하고, 입력되는 횡진동 전압신호를 12ms 단위로 데이터를 수집하여 SDRAM에 저장한 후 200ms 단위로 데이터의 최대값을 분석하여 차량의 최대진동 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 신호전송부는 차량 컴퓨터 제어장치와의 데이터 통신을 위한 근거리 통신모듈로서 Wi-Fi 송수신기와 Wi-Fi안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 사인파 형태의 횡진동 전압신호를 퓨리에 변환하여 주파수 성분을 추출하여 차량의 좌우측 진동 주파수를 분석하여 차량의 최대진동이 0 ~ 0.3G 이내이면차량이 정상운행을 하는 것으로 판단하여 차량 정상운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하고, 차량의 최대진동이 0.3 ~ 0.8G 범위이면 차량에 주의운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 주의운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하며, 차량의 최대진동이 0.8G 이상이면 차량에 감속운행이 필요할 것으로 판단하여 차량 감속운행과 차량진동값을 포함하는 분석데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 고속열차의 대차 진동 감지 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840717A (zh) * 2017-01-15 2017-06-13 华东交通大学 基于轴箱加速度抗电磁干扰的列车车轮振动测试方法
CN107631890A (zh) * 2017-10-16 2018-01-26 中国铁道科学研究院 动车组指标分析方法及系统
CN110488042A (zh) * 2019-07-22 2019-11-22 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质
CN114616196A (zh) * 2019-09-27 2022-06-10 Ocm股份公司 传送机系统及其操作方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102182351B1 (ko) * 2019-07-29 2020-11-25 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 리니어 액추에이터 및 그 식별 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100524138B1 (ko) * 2003-05-23 2005-10-27 (주)나다에스앤브이 무선통신기술을 응용한 지능형 센서와 이를 이용한 진동 측정방법
KR20060077593A (ko) * 2004-12-30 2006-07-05 한국철도기술연구원 전기철도차량의 전동기 진동 가속도 측정 시스템
KR100993015B1 (ko) 2008-12-04 2010-11-08 인터콘시스템스 주식회사 고속 열차의 대차 불안정 감지센서
KR101259088B1 (ko) * 2011-07-11 2013-04-30 한국유지관리 주식회사 철도차량의 주행 안정성 분석 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100524138B1 (ko) * 2003-05-23 2005-10-27 (주)나다에스앤브이 무선통신기술을 응용한 지능형 센서와 이를 이용한 진동 측정방법
KR20060077593A (ko) * 2004-12-30 2006-07-05 한국철도기술연구원 전기철도차량의 전동기 진동 가속도 측정 시스템
KR100993015B1 (ko) 2008-12-04 2010-11-08 인터콘시스템스 주식회사 고속 열차의 대차 불안정 감지센서
KR101259088B1 (ko) * 2011-07-11 2013-04-30 한국유지관리 주식회사 철도차량의 주행 안정성 분석 시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840717A (zh) * 2017-01-15 2017-06-13 华东交通大学 基于轴箱加速度抗电磁干扰的列车车轮振动测试方法
CN106840717B (zh) * 2017-01-15 2024-03-29 华东交通大学 基于轴箱加速度抗电磁干扰的列车车轮振动测试方法
CN107631890A (zh) * 2017-10-16 2018-01-26 中国铁道科学研究院 动车组指标分析方法及系统
CN110488042A (zh) * 2019-07-22 2019-11-22 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质
CN110488042B (zh) * 2019-07-22 2021-12-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质
CN114616196A (zh) * 2019-09-27 2022-06-10 Ocm股份公司 传送机系统及其操作方法

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