KR20220073039A - 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량 운영방법 - Google Patents

급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량 운영방법 Download PDF

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Abstract

급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량의 운영방법에서, 상기 운행기록시스템은 내부정보제공부, 열차내부 통신모듈, 외부정보제공부, 열차외부 통신모듈, 주 연산부 및 저장부를 포함한다. 상기 내부정보제공부는 열차 내부정보를 제공한다. 상기 열차내부 통신모듈은 상기 내부정보제공부와 내부 통신을 통해 정보를 수집한다. 상기 외부정보제공부는 열차 외부정보를 제공한다. 상기 열차외부 통신모듈은 상기 외부정보제공부와 외부 통신을 통해 정보를 수집하고 제공한다. 상기 주 연산부는 상기 열차내부 통신모듈 및 상기 열차외부 통신모듈과 통신을 수행하며, 열차 내부정보 및 열차 외부정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행한다. 상기 저장부는 상기 주 연산부에서 수행된 연산 결과를 저장한다.

Description

급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량 운영방법{RAILWAY DRIVING DATA RECORDING SYSTEM FOR ONBOARD ENERGY STORAGE VEHICLE AND OPERATING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 내부에 에너지를 저장할 수 있는 장치를 탑재한 정거장 급속충전방식의 철도차량이 가지는 특성에 부합하도록 운행기록시스템을 구성하여, 차량의 중요정보를 사고상황에서도 확인하여 신속한 후속대책 수립이 가능하고, 철도차량의 운영에도 활용하여 변전소의 순시공급전력 피크를 효과적으로 제어할 수 있는 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템 및 이를 이용한 철도차량의 운영방법에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1776008호에서는 급속충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템에 관한 기술을 개시하며, 철도차량의 내부에 에너지를 저장할 수 있는 장치가 탑재되고, 역 간의 주행에 필요한 에너지를 회생제동 에너지와 함께 고려하여, 정거장에서 정차하여 승객이 승하차하는 시간 동안 급속충전으로 에너지를 저장하고, 이를 바탕으로 구간을 운행하는 기술에 관한 것이다.
즉, 종래기술을 통해, 급속충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템에 관한 기술이 개시되고 있으며, 이러한 급속충전이 가능한 철도차량에 대하여는, 급속 충전을 수행하기 위한 기술, 정거장간 간격 및 승하차 시간을 고려하여 충전해야 하는 충전량을 제어하는 기술 등이 개발되고 있다.
따라서, 이러한 충전을 포함한 다양한 운행특성을 가지는 급속충전방식 철도차량의 경우는 종래의 일반 철도차량, 즉 정거장 정차시 급속충전을 수행하지 않고, 전원을 지속적으로 공급받는 방식의 운행과 동일한 방식으로 열차운행기록을 수집해서는 효율적으로 기록된 데이터를 활용하는데 한계가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1776008호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 차량의 내부에 에너지를 저장할 수 있는 장치를 탑재한 정거장 급속충전방식의 철도차량이 가지는 특성에 부합하도록 운행기록시스템을 구성하여, 차량의 중요정보를 사고상황에서도 확인하여 신속한 후속대책의 수립이 가능하고, 철도차량의 운영에도 활용하여 변전소의 순시공급전력 피크를 효과적으로 제어할 수 있는 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 운행기록시스템을 이용한 철도차량 운영방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 운행기록시스템은 내부정보제공부, 열차내부 통신모듈, 외부정보제공부, 열차외부 통신모듈, 주 연산부 및 저장부를 포함한다. 상기 내부정보제공부는 열차 내부정보를 제공한다. 상기 열차내부 통신모듈은 상기 내부정보제공부와 내부 통신을 통해 정보를 수집한다. 상기 외부정보제공부는 열차 외부정보를 제공한다. 상기 열차외부 통신모듈은 상기 외부정보제공부와 외부 통신을 통해 정보를 수집하고 제공한다. 상기 주 연산부는 상기 열차내부 통신모듈 및 상기 열차외부 통신모듈과 통신을 수행하며, 열차 내부정보 및 열차 외부정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행한다. 상기 저장부는 상기 주 연산부에서 수행된 연산 결과를 저장한다.
일 실시예에서, 상기 운행기록시스템은, 추가 정보를 제공하는 추가정보제공부, 및 상기 추가정보제공부로부터 하드와이어를 통해 정보를 수집하는 인터페이스 모듈을 더 포함하며, 상기 주 연산부는, 상기 추가 정보를 추가로 상기 데이터 연산 및 비교 연산을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열차 내부정보는, 열차 관리부를 통해 제공되는 열차 속도, 열차 추진, 열차 제동, 차량보호장치 동작에 관한 정보, DC/DC 컨버터를 통해 제공되는 입력전압, 충전전류, 출력전압, 출력전류, 충전 또는 방전모드, 고장발생시의 고장종류, 과온, 필터 커패시터의 과전압/저전압, 입력 과전류, 출력 과전류에 관한 정보, 및 에너지 관리부를 통해 제공되는 에너지 셀(cell)전압, 셀이 조합되어 구성되는 모듈의 모듈전압, 모듈이 조합되어 구성되는 렉(rack)의 렉전압, 모듈 온도에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열차 외부정보는, 열차운행 관제로 제공되는 차량 고장상태, 정거장별 정차출발 상태, 및 GPS를 통해 제공받는 현재시간 및 차량 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 추가 정보는, 타코미터(tachometer)로부터 제공되는 속도 정보, 제동수준에 따른 전기신호, 역행수준에 따른 전기신호, 제동상태 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 연산부는, 상기 인터페이스 모듈로부터 제공되는 속도정보로부터 열차 속도를 연산하고, 상기 연산된 속도를 상기 열차내부통신모듈로부터 제공되는 속도정보와 비교할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 연산부는, 상기 열차내부통신모듈로부터 제공되는 셀 전압 정보를 바탕으로 가장 높은 에너지를 가지는 셀과 가장 낮은 에너지를 가지는 셀 사이의 셀 전압 편차를 연산하고, 상기 연산된 편차를 기 설정된 기준과 비교하여 필요한 정보만 상기 저장부에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주 연산부는, 상기 열차외부통신모듈로부터 제공되는 현재시간 및 차량위치와 열차내부통신모듈로부터 제공되는 차량상태정보를 바탕으로, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 경우, 운영제어부로 상태 정보를 제공하고, 차량 고장정보가 존재하는 경우 외부로 알람을 보낼 수 있다. 이 경우, 운여제어부는 제공받은 차량 상태정보를 통해 차량운행 스케줄 조정 및 비상대응을 할 수 있다. 즉, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 경우는 운영 제어부로도 상태 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 외부로부터 철도차량의 제어전원을 제공받아, 상기 주 연산부, 상기 열차내부 통신모듈, 상기 열차외부 통신모듈 및 상기 인터페이스 모듈로 전원을 변환하여 제공하는 전원변환부를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량의 운영방법은 열차 내부정보, 열차 외부정보 및 추가 정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 주 연산부, 상기 주 연산부의 연산결과를 저장하는 저장부를 포함하는 운행기록시스템을 이용한다. 구체적으로, 상기 철도차량 운영방법은 상기 주 연산부 및 상기 저장부를 통해 정보를 추출하는 추출부가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출하는 단계, 상기 추출된 정보를 바탕으로 확인부가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역에 도착하는가의 여부를 확인하는 단계, 상기 확인부가, 이전 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 및 종료 시점을 확인하고, 이전 정차역 출발 시점을 확인하는 단계, 상기 확인부의 확인 결과를 바탕으로 판단부가, 이전 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단부에서 상기 지연시간이 상기 기준시간보다 크다고 판단하는 경우, 충전제어부는, 이전 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시키는 단계를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 철도차량의 운영방법은 열차 내부정보, 열차 외부정보 및 추가 정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 주 연산부, 상기 주 연산부의 연산결과를 저장하는 저장부를 포함하는 운행기록시스템을 이용한다. 구체적으로, 상기 철도차량 운영방법은 상기 주 연산부 및 상기 저장부를 통해 정보를 추출하는 추출부가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출하는 단계, 상기 추출된 정보를 바탕으로 확인부가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역을 출발하는가의 여부를 확인하는 단계, 상기 확인부가, 해당 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 및 종료 시점을 확인하고, 해당 정차역 출발 시점을 확인하는 단계, 상기 확인부의 확인 결과를 바탕으로 판단부가, 해당 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단부에서 상기 지연시간이 상기 기준시간보다 크다고 판단하는 경우, 충전제어부는, 해당 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 특정상황은, 열차의 운행과정에서, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 상황일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 급속충전방식으로 운행되는 철도차량이 가지는 특성을 고려하여 운행기록시스템을 구성할 수 있다. 즉, 급속충전방식 철도차량의 경우, 전차선으로부터 차량 운행을 위한 에너지를 제공받지 않으며, 차량 내부에 에너지 관리부가 구비되며 이를 통해 각 정거장에서 에너지를 충전하고 이를 제공받는 것을 특징으로 하는 바, 열차내부 통신모듈을 통해 이러한 에너지 관리부가 저장하는 정보를 제공받아 필요한 정보를 추출하여 운행기록을 저장하고, 이를 바탕으로 철도차량을 운영할 수 있다.
이 경우, 주 연산부에서는, 열차의 외부정보, 내부정보는 물론 전기신호와 같은 추가 정보를 바탕으로 필요한 데이터를 연산하여 획득할 수 있으며, 이를 운영제어부로 제공하여, 상기 급속충전방식의 철도차량의 운영의 최적화 및 효율화를 구현할 수 있다.
특히, 철도차량의 운영에 있어서는, 정차역에서 충전이 종료되는 시점과 출발시점이 서로 일치하도록 정차역에서의 충전 전류값과 충전시간을 제어함으로써, 각각의 정차역마다 최적의 충전을 수행할 수 있으며, 이를 통해 전체적인 변전소의 순시공급전력 피크를 낮추도록 운영할 수 있고, 이를 통해 전반적인 운영 비용을 저하시키고 운영의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 정거장 급속충전식 철도차량의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 운영제어부를 도시한 블록도이다.
도 4 및 도 5는, 도 2의 운행기록시스템을 이용한 철도차량 운영방법을 도시한 흐름도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 정거장 급속충전식 철도차량의 구성을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 정거장 급속충전식 철도차량의 경우, 견인 전동기, 추진용 제어인버터, 에너지 저장팩 및 DC/DC 컨버터를 포함한다.
상기 에너지 저장팩은 정거장 급속충전 및 회생제동 동안 에너지를 저장하며, 철도차량의 가속시에는 저장된 에너지를 공급하여 상기 추진용 제어인버터를 통해 상기 견인 전동기를 구동시켜 추진력을 발생시킨다.
이 경우, 상기 에너지 저장팩은 슈퍼커패시터나 배터리 등을 단일 혹은 조합하여 다양하게 구성할 수 있으며, 상기 에너지 저장팩을 관리하는 에너지저장팩 관리장치가 부착될 수 있다.
상기 DC/DC 컨버터는 충전시에는 정거장에서 충전되는 입력전압을 에너지저장매체 입력전압에 맞게 낮추고, 추진시에는 에너지저장매체의 출력전압을 추진용 제어인버터 전압에 맞게 높이는 역할을 수행한다.
한편, 도 1의 VLine은 정거장 충전시에만 소스 전원으로 표시되며 정거장간 이동중에는 무관하다. 즉, 스위치가 정거장에서 에너지를 급속충전 하는 경우에만 연결(ON)되며, 정거장간 이동중에는 오프(OFF)된 상태를 유지한다.
이 경우, 상기 충전을 위한 인터페이스는 종래의 철도차량과 같은 판토그라프를 이용할 수도 있으며, 제3 궤조를 이용할 수도 있음은 자명하다.
본 실시예의 경우, 도 1을 참조하여 설명한 상기 급속충전식 철도차량에 적용되는 운행기록시스템인 것으로, 상기 급속충전식 철도차량의 일반 구성을 포함하며, 이러한 급속충전식 철도차량에 적용되는 운행기록시스템을 특징으로 한다.
특히, 상기 급속충전식 철도차량의 경우, 상기 에너지 저장팩(이하, 에너지 관리부라 함) 및 DC/DC 컨버터를 더 포함하는 것으로, 이러한 구성을 고려하여 운행기록시스템을 구성하여야 한다.
이하에서는, 이러한 운행기록시스템에 대한 구체적인 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템을 도시한 블록도이다. 도 3은 도 2의 운영제어부를 도시한 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 급속충전방식 철도차량용 운행기록시스템(1, 이하 운행기록시스템)은 전원 변환부(10), 주 연산부(20), 열차내부 통신모듈(30), 열차외부 통신모듈(40), 인터페이스모듈(50), 저장부(60), 내부정보 제공부(70), 외부정보 제공부(80), 추가정보 제공부(90) 및 운영 제어부(100)를 포함한다.
상기 전원 변환부(10)는 외부로부터 철도차량의 제어전원을 제공받아 상기 주 연산부(20), 열차내부 통신모듈(30), 열차외부 통신모듈(40) 및 인터페이스모듈(50)로 전원을 변환하여 제공한다.
즉, 외부로부터 제공되는 철도차량의 제어전원은, 상기 운행기록시스템(1)을 구성하는 각 요소들의 동작에 부합하는 전원이 아닐 수 있으므로, 상기 전원 변환부(10)를 통해, 상기 운행기록시스템(1)을 구성하는 상기 구성요소들의 동작을 수행하기에 적합한 전원으로 전원 수준을 변환하고, 이렇게 변환된 전원을 상기 주 연산부(20), 열차내부 통신모듈(30), 열차외부 통신모듈(40) 및 인터페이스모듈(50)로 제공한다.
상기 열차내부 통신모듈(30)은 상기 내부정보 제공부(70)로부터 내부 통신을 통해 정보를 수집하고, 이렇게 수집된 정보를 모듈통신을 통해 상기 주 연산부(20)로 송신한다.
이 경우, 상기 내부정보 제공부(70)는 예를 들어, 열차 관리부(71), DC/DC 컨버터(72) 및 에너지 관리부(73)를 포함할 수 있다. 그리하여, 상기 열차내부 통신모듈(30)은 상기 내부정보 제공부(70) 각각으로부터 정보를 제공받을 수 있다.
구체적으로, 상기 열차 관리부(71)를 통해서는, 열차의 속도, 열차의 추진 또는 제동, 차량보호장치의 동작에 관한 정보가 제공될 수 있다.
또한, 상기 DC/DC 컨버터(72)를 통해서는, 입력전압, 충전전류, 출력전압, 출력전류, 충전 또는 방전모드와 같은 동작모드, 고장발생시의 고장종류(예를 들어, 컨택터, 퓨즈, 게이트 드라이브, 통신 등의 고장여부), IGBT 과온, 필터 커패시터의 과전압/저전압, 입력 과전류, 출력 과전류에 관한 정보가 제공될 수 있다.
나아가, 상기 에너지 관리부(73)를 통해서는, 에너지 셀(cell)전압, 셀이 조합되어 구성되는 모듈의 모듈전압, 모듈이 조합되어 구성되는 렉(rack)의 렉전압, 모듈 온도에 관한 정보가 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 에너지 관리부(73)의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 정거장 급속충전 및 회생제동 동안 에너지를 저장하며, 철도차량의 가속시에는 저장된 에너지를 공급하여 추진력을 발생시키는 것으로, 이를 위해, 슈퍼커패시터나 배터리 등을 단일 혹은 조합하여 다양하게 구성할 수 있다.
이에, 상기 슈퍼커패시터나 배터리 등으로 구성되는 에너지 셀(cell)이 상기 에너지 관리부(73)에 포함되므로, 이러한 에너지 셀(cell)전압, 셀이 조합되어 구성되는 모듈의 모듈전압, 모듈이 조합되어 구성되는 렉(rack)의 렉전압, 모듈 온도에 관한 정보는 상기 에너지 관리부(73)를 통해 제공될 수 있다.
상기 열차외부 통신모듈(40)은 상기 외부정보 제공부(80)로부터 외부 통신을 통해 정보를 수집하고, 이렇게 수집된 정보를 모듈통신을 통해 상기 주 연산부(20)로 송신한다.
이 경우, 상기 외부정보 제공부(80)는 예를 들어, 열차운행관제(81) 및 GPS(82)를 포함할 수 있다. 그리하여, 상기 열차외부 통신모듈(40)은 상기 외부정보 제공부(80) 각각으로부터 정보를 제공받거나 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 열차운행관제(81)로, 실시간의 차량 상태(고장 상태 또는 정거장별 정차출발 운행 상태)에 관한 정보 등이 제공될 수 있다.
또한, 상기 GPS(82)를 통해서는, 실시간으로 현재 시간, 차량위치에 관한 정보가 제공될 수 있다.
상기 인터페이스모듈(50)은 상기 추가정보 제공부(90)로부터 하드와이어를 통해 추가 정보를 수집하며, 이렇게 수집된 정보를 모듈통신을 통해 상기 주 연산부(20)로 송신한다.
이 경우, 상기 추가정보 제공부(90)를 통해 제공되는 정보로는, 예를 들어, 타코미터(tachometer)로부터 제공되는 속도 정보, 제동수준에 따른 전기신호, 역행수준에 따른 전기신호, 제동상태 정보(비상제동 상태, 주차제동 상태 등) 등일 수 있다.
이상과 같이, 상기 주 연산부(20)는 상기 열차내부 통신모듈(30)을 통해 상기 내부정보 제공부(70)를 통해 제공되는 다양한 정보를 제공받을 수 있으며, 마찬가지로 상기 열차외부 통신모듈(40)을 통해서는 상기 외부정보 제공부(80)를 통해 제공되는 다양한 정보를 제공받거나 제공할 수 있고, 상기 인터페이스 모듈(50)을 통해서는 상기 추가정보 제공부(90)를 통해 제공되는 다양한 정보를 제공받을 수 있다.
또한, 상기 주 연산부(20)는 상기 제공받은 다양한 정보들을, 상기 저장부(60)에 저장할 수 있다.
이와 달리, 상기 주 연산부(20)는 상기 제공받은 다양한 정보들을 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하고, 이렇게 수행된 연산 결과를 상기 저장부(60)에 저장할 수도 있다.
예를 들어, 상기 주 연산부(20)는 상기 인터페이스모듈(50)로부터 제공되는 차량의 속도정보, 즉 상기 타코미터(tachometer)로부터 제공되는 속도 정보를 바탕으로, 열차 속도를 연산할 수 있다.
즉, 상기 타코미터로부터 수신되는 초당 발생하는 펄스의 수와, 휠 회전당 펄스 수를 바탕으로 1초 동안 휠 회전수를 연산할 수 있으며, 1초 동안의 휠 회전수 및 휠지름을 바탕으로 1초 동안의 이동거리를 연산할 수 있고, 이를 바탕으로 열차 속도를 연산할 수 있다.
한편, 상기 주연산부(20)는 상기 열차내부 통신모듈(30)로부터 제공되는 속도정보와, 상기 연산된 열차 속도를 비교할 수 있으며, 이러한 연산 결과 및 비교결과를 상기 저장부(60)에 저장하게 된다.
한편, 상기 운영 제어부(100)에서는, 필요한 경우, 상기 주연산부(20)의 연산 결과 또는 상기 저장부(60)의 저장 내용을 바탕으로, 상기 연산된 열차 속도와 상기 열차내부 통신모듈(30)로부터 제공되는 속도의 차이가 기 설정된 편차보다 큰 경우라면, 알람을 보내거나, 후술되는 열차운영의 제어에 활용한다.
이 경우, 상기 운영 제어부(100)는 철도차량의 전반적인 운영을 관리하는 철도운영관제일 수 있다.
또한, 상기 주연산부(20)는, 상기 열차내부 통신모듈(30)로부터 제공되는 셀 전압 정보, 즉 상기 에너지 관리부(73)로부터 제공되는 셀 전압 정보를 바탕으로, 필요한 데이터 연산을 수행한다. 이 경우, 상기 셀 전압 정보는 워낙 방대하기 때문에, 모든 정보를 상기 저장부(60)에 저장할 수는 없으며, 상기 주연산부(20)에서 소정의 데이터 연산을 수행한 후 연산 결과를 상기 저장부(60)에 저장할 수 있다.
즉, 상기 주연산부(20)에서는, 상기 셀 전압 정보를 바탕으로, 가장 높은 에너지를 가지는 셀과 가장 낮은 에너지를 가지는 셀 사이의 셀 전압 편차를 연산하고, 상기 연산된 편차를 기 설정된 기준과 비교하여 필요한 정보를 상기 저장부(60)에 저장한다.
예를 들어, 상기 셀 전압 편차의 연산 결과, 상기 연산된 편차가 기 설정된 제1 기준보다 크고 기 설정된 제2 기준보다 작은 경우라면, 상기 제1 기준 및 해당 셀 번호를 상기 저장부(60)에 저장하고, 상기 연산된 편차가 상기 제2 기준보다 큰 경우라면, 상기 제2 기준 및 해당 셀 번호를 상기 저장부(60)에 저장할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 기준들은 임의로 정할 수 있으며, 기준들의 개수 역시 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 상기 저장되는 정보 역시, 예시된 것 외에 다양하게 정의될 수도 있다.
또한, 상기 주 연산부(20)에서는, 상기 열차외부통신모듈(40)로부터 제공되는 실시간으로의 현재 시간 및 차량 위치를 바탕으로, 시간 동기화를 수행하여 해당 데이터의 취득 시간에 대한 정보를 획득하는 것은 물론, 열차내부통신모듈로부터 제공되는 차량상태정보를 바탕으로 다양한 특정상황을 확인할 수 있다.
예를 들어, 상기 주 연산부(20)에서는, 상기와 같은 시간 동기화를 통해, 상기 특정상황, 즉 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하거나, 차량 고장정보가 존재하는 등의 특정상황에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 이렇게 획득된 정보는 상기 저장부(60)에 저장될 수 있다.
나아가, 상기 운영 제어부(100)는 상기 주연산부(20)에서 획득되는 특정상황에 대한 정보 또는 상기 저장부(60)에 저장되는 특정상황에 대한 정보 중 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 정보를 바탕으로, 후술되는 열차운영의 제어에 활용할 수 있다. 또한 차량 고장정보가 존재하면 외부로 알람을 보낼 수 있다.
상기 저장부(60)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 주연산부(20)로 제공되는 다양한 정보들, 또는 상기 주연산부(20)에서 연산되거나 비교되는 정보를 저장하는 것으로, 한 쌍의 제1 및 제2 저장부들(61, 62)을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 저장부들(61, 62) 각각에는 동일한 정보가 중복 저장되는 것으로, 이와 같이 한 쌍의 저장부들(61, 62)을 구비함으로써, 열차 사고, 열차 화재 등과 같은 비상 상황이 발생하여 저장부가 손상되는 경우라도, 다른 저장부를 통해 저장된 정보를 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 운영 제어부(100)는 상기 주 연산부(20)로 제공되는 정보들 또는 상기 주 연산부(20)에서 연산되거나 비교되는 정보들, 나아가 이러한 정보들이 저장되는 상기 저장부(60)의 정보들을 바탕으로, 상기 철도차량을 운영한다.
이 경우, 상기 운영 제어부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 추출부(110), 확인부(120), 판단부(130) 및 충전제어부(140)를 포함한다.
상기 운영 제어부(100)의 각각의 구성들은, 후술되는 도 4 및 도 5의 철도차량 운영방법에 대한 설명에서 동시에 설명한다.
도 4 및 도 5는, 도 2의 운행기록시스템을 이용한 철도차량 운영방법을 도시한 흐름도들이다.
도 4를 참조하면, 상기 철도차량 운영방법에서는, 이전 정차역에 대한 정보를 바탕으로 철도차량의 운영방법을 수정할 수 있다.
보다 구체적으로, 우선, 상기 주 연산부(20) 및 상기 저장부(60)를 통해 정보를 추출하는 추출부(110)가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출한다(단계 S10).
이 경우, 상기 특정상황이란, 앞서 설명한 바와 같이, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 경우 등을 예를 들 수 있다.
이 후, 상기 추출부(110)에서 추출된 정보를 바탕으로 상기 확인부(120)가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역에 도착하는가의 여부를 확인하고(단계 S20), 이와 같이 늦게 정차역에 도착하는 경우, 상기 확인부(120)는 (i) 이전 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 시점 및 컨버터 충전전류 종료 시점(즉, 전류 공급시작시점 및 전류공급 종료 시점)을 확인하고, (ii) 이전 정차역 출발 시점을 확인한다(단계 S30).
이 후, 상기 확인부(120)의 확인 결과를 바탕으로 상기 판단부(130)는, 이전 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단한다(단계 S40).
이 경우, 상기 기 설정된 기준시간은 상기 철도차량의 운행과 관련하여 다양한 인자들을 고려하여 다양하게 설정될 수 있음은 자명하다.
이 때, 상기 이전 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 상기 기 설정된 기준시간보다 작은 경우라면(단계 S40), 별도의 후속조치를 수행하지는 않으며(단계 S60), 이에 따라 상기 철도차량의 운영방법에 대한 수정을 수행하지는 않는다.
반면, 상기 이전 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 상기 기 설정된 기준시간보다 큰 경우라면(단계 S40), 상기 충전제어부(140)는, 이전 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시킨다(단계 S50).
즉, 상기 충전제어부(140)는 상기 충전 전류값과 상기 충전시간을 조절하며, 이를 통해 상기 철도차량의 운영방법에 대한 수정을 수행하게 된다.
이와 달리, 도 5를 참조하면, 상기 철도차량 운영방법에서는, 해당 정차역에 대한 정보를 바탕으로 철도차량의 운영방법을 수정할 수도 있다.
보다 구체적으로, 우선, 상기 주 연산부(20) 및 상기 저장부(60)를 통해 정보를 추출하는 추출부(110)가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출한다(단계 S11).
이 경우, 상기 특정상황이란, 앞서 설명한 바와 같이, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 경우 등을 예를 들 수 있다.
이 후, 상기 추출부(110)에서 추출된 정보를 바탕으로 상기 확인부(120)가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역을 출발하는가의 여부를 확인하고(단계 S21), 이와 같이 늦게 정차역을 출발하는 경우, 상기 확인부(120)는 (i) 해당 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 시점 및 컨버터 충전전류 종료 시점(즉, 전류 공급시작시점 및 전류공급 종료 시점)을 확인하고, (ii) 해당 정차역 출발 시점을 확인한다(단계 S31).
이 후, 상기 확인부(120)의 확인 결과를 바탕으로 상기 판단부(130)는, 해당 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단한다(단계 S41).
이 경우, 상기 기 설정된 기준시간은 상기 철도차량의 운행과 관련하여 다양한 인자들을 고려하여 다양하게 설정될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이 때, 상기 해당 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 상기 기 설정된 기준시간보다 작은 경우라면(단계 S41), 별도의 후속조치를 수행하지는 않으며(단계 S61), 이에 따라 상기 철도차량의 운영방법에 대한 수정을 수행하지는 않는다.
반면, 상기 해당 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 상기 기 설정된 기준시간보다 큰 경우라면(단계 S41), 상기 충전제어부(140)는, 해당 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시킨다(단계 S51).
즉, 상기 충전제어부(140)는 상기 충전 전류값과 상기 충전시간을 조절하며, 이를 통해 상기 철도차량의 운영방법에 대한 수정을 수행하게 된다.
이상과 같이, 상기 운영제어부(100)를 통해, 철도차량의 운행방법, 특히 이전 정차역 또는 해당 정차역에서의 충전전류값 및 충전시간을 다양하게 제어할 수 있으며, 이를 통해, 정거장 급속충전식 철도차량에 대한 운행을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 급속충전방식으로 운행되는 철도차량이 가지는 특성을 고려하여 운행기록시스템을 구성할 수 있다. 즉, 급속충전방식 철도차량의 경우, 전차선으로부터 차량 운행을 위한 에너지를 제공받지 않으며, 차량 내부에 에너지 관리부가 구비되며 이를 통해 각 정거장에서 에너지를 충전하고 이를 제공받는 것을 특징으로 하는 바, 열차내부 통신모듈을 통해 이러한 에너지 관리부가 저장하는 정보를 제공받아 필요한 정보를 추출하여 운행기록을 저장하고, 이를 바탕으로 철도차량을 운영할 수 있다.
이 경우, 주 연산부에서는, 열차의 외부정보, 내부정보는 물론 전기신호와 같은 추가 정보를 바탕으로 필요한 데이터를 연산하여 획득할 수 있으며, 이를 운영제어부로 제공하여, 상기 급속충전방식의 철도차량의 운영의 최적화 및 효율화를 구현할 수 있다.
특히, 철도차량의 운영에 있어서는, 정차역에서 충전이 종료되는 시점과 출발시점이 서로 일치하도록 정차역에서의 충전 전류값과 충전시간을 제어함으로써, 각각의 정차역마다 최적의 충전을 수행할 수 있으며, 이를 통해 전체적인 변전소의 순시공급전력 피크를 낮추도록 운영할 수 있고, 이를 통해 전반적인 운영 비용을 저하시키고 운영의 효율성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 운행기록시스템 10 : 전원 변환부
20 : 주연산부 30 : 열차내부 통신모듈
40 : 열차외부 통신모듈 50 : 인터페이스 모듈
60 : 저장부 70 : 내부정보 제공부
80 : 외부정보 제공부 90 : 추가정보 제공부
100 : 운영제어부 110 : 추출부
120 : 확인부 130 : 판단부
140 : 충전제어부

Claims (12)

  1. 열차 내부정보를 제공하는 내부정보제공부;
    상기 내부정보제공부와 내부 통신을 통해 정보를 수집하는 열차내부 통신모듈;
    열차 외부정보를 제공하는 외부정보제공부;
    상기 외부정보제공부와 외부 통신을 통해 정보를 수집하고 제공하는 열차외부 통신모듈;
    상기 열차내부 통신모듈 및 상기 열차외부 통신모듈과 통신을 수행하며, 열차 내부정보 및 열차 외부정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 주 연산부; 및
    상기 주 연산부에서 수행된 연산 결과를 저장하는 저장부를 포함하는 운행기록시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    추가 정보를 제공하는 추가정보제공부; 및
    상기 추가정보제공부로부터 하드와이어를 통해 정보를 수집하는 인터페이스 모듈을 더 포함하며,
    상기 주 연산부는, 상기 추가 정보를 추가로 상기 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열차 내부정보는,
    열차 관리부를 통해 제공되는 열차 속도, 열차 추진, 열차 제동, 차량보호장치 동작에 관한 정보,
    DC/DC 컨버터를 통해 제공되는 입력전압, 충전전류, 출력전압, 출력전류, 충전 또는 방전모드, 고장발생시의 고장종류, 과온, 필터 커패시터의 과전압/저전압, 입력 과전류, 출력 과전류에 관한 정보, 및
    에너지 관리부를 통해 제공되는 에너지 셀(cell)전압, 셀이 조합되어 구성되는 모듈의 모듈전압, 모듈이 조합되어 구성되는 렉(rack)의 렉전압, 모듈 온도에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 열차 외부정보는,
    열차운행관제로 제공하는 차량 고장상태, 정거장별 정차출발 상태, GPS를 통해 제공받는 현재시간 및 차량 위치에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 추가 정보는,
    타코미터(tachometer)로부터 제공되는 속도 정보, 제동수준에 따른 전기신호, 역행수준에 따른 전기신호, 제동상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 주 연산부는,
    상기 인터페이스 모듈로부터 제공되는 속도정보로부터 열차 속도를 연산하고,
    상기 연산된 속도를 상기 열차내부통신모듈로부터 제공되는 속도정보와 비교하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 주 연산부는,
    상기 열차내부통신모듈로부터 제공되는 셀 전압 정보를 바탕으로 가장 높은 에너지를 가지는 셀과 가장 낮은 에너지를 가지는 셀 사이의 셀 전압 편차를 연산하고,
    상기 연산된 편차를 기 설정된 기준과 비교하여 필요한 정보만 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  8. 제2항에 있어서, 상기 주 연산부는,
    상기 열차외부통신모듈로부터 제공되는 현재 시간 및 차량위치와 열차내부통신모듈로부터 제공되는 차량상태정보를 바탕으로,
    열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 경우, 철도운영관제로 상태정보를 제공하고 차량 고장정보가 존재하는 경우 외부로 알람을 보내는 것을 특징으로 하는 운행기록시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    외부로부터 철도차량의 제어전원을 제공받아, 상기 주 연산부, 상기 열차내부 통신모듈, 상기 열차외부 통신모듈 및 상기 인터페이스 모듈로 전원을 변환하여 제공하는 전원변환부를 더 포함하는 운행기록시스템.
  10. 열차 내부정보, 열차 외부정보 및 추가 정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 주 연산부, 상기 주 연산부의 연산결과를 저장하는 저장부를 포함하는 운행기록시스템을 이용한 철도차량의 운영방법에서,
    상기 주 연산부 및 상기 저장부를 통해 정보를 추출하는 추출부가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출하는 단계;
    상기 추출된 정보를 바탕으로 확인부가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역에 도착하는가의 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인부가, 이전 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 및 종료 시점을 확인하고, 이전 정차역 출발 시점을 확인하는 단계;
    상기 확인부의 확인 결과를 바탕으로 판단부가, 이전 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단부에서 상기 지연시간이 상기 기준시간보다 크다고 판단하는 경우, 충전제어부는, 이전 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시키는 단계를 포함하는 철도차량의 운영방법.
  11. 열차 내부정보, 열차 외부정보 및 추가 정보를 바탕으로 데이터 연산 및 비교 연산을 수행하는 주 연산부, 상기 주 연산부의 연산결과를 저장하는 저장부를 포함하는 운행기록시스템을 이용한 철도차량의 운영방법에서,
    상기 주 연산부 및 상기 저장부를 통해 정보를 추출하는 추출부가, 열차의 운행에서 발생하는 특정 상황이 기 설정된 빈도보다 많은 정차역을 추출하는 단계;
    상기 추출된 정보를 바탕으로 확인부가, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 늦게 정차역을 출발하는가의 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인부가, 해당 정차역 정차 시간대 주변의 컨버터 충전전류 시작 및 종료 시점을 확인하고, 해당 정차역 출발 시점을 확인하는 단계;
    상기 확인부의 확인 결과를 바탕으로 판단부가, 해당 정차역에서 충전 종료 후 출발시점까지의 지연시간이 기 설정된 기준시간보다 큰가의 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단부에서 상기 지연시간이 상기 기준시간보다 크다고 판단하는 경우, 충전제어부는, 해당 정차역에서 충전 전류값을 낮추고 충전시간을 증가시켜 상기 충전 종료 시점과 상기 출발시점을 일치시키는 단계를 포함하는 철도차량의 운영방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 특정상황은,
    열차의 운행과정에서, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역에 도착하거나, 열차가 지정된 시간보다 일정 편차 이상 빨리 또는 늦게 정차역을 출발하는 상황인 것을 특징으로 하는 철도차량의 운영방법.



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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116674425A (zh) * 2023-06-07 2023-09-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140023583A (ko) * 2012-08-16 2014-02-27 주식회사 한터기술 열차의 통신제어시스템
KR101522475B1 (ko) * 2013-12-30 2015-05-21 주식회사 효성 배터리 충전 방법 및 장치
KR20160110860A (ko) * 2015-03-13 2016-09-22 한국철도기술연구원 전차선 급전구간별 열차 대수를 고려한 열차운행관리 시스템 및 그 관리방법
KR101776008B1 (ko) 2015-08-11 2017-09-19 한국철도기술연구원 급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템
KR20170120974A (ko) * 2016-04-22 2017-11-01 한국철도기술연구원 데이터 이력 관리와 분석 기능을 갖는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140023583A (ko) * 2012-08-16 2014-02-27 주식회사 한터기술 열차의 통신제어시스템
KR101522475B1 (ko) * 2013-12-30 2015-05-21 주식회사 효성 배터리 충전 방법 및 장치
KR20160110860A (ko) * 2015-03-13 2016-09-22 한국철도기술연구원 전차선 급전구간별 열차 대수를 고려한 열차운행관리 시스템 및 그 관리방법
KR101776008B1 (ko) 2015-08-11 2017-09-19 한국철도기술연구원 급속 충전을 통한 정거장 간 전동차 운행시스템
KR20170120974A (ko) * 2016-04-22 2017-11-01 한국철도기술연구원 데이터 이력 관리와 분석 기능을 갖는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116674425A (zh) * 2023-06-07 2023-09-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统
CN116674425B (zh) * 2023-06-07 2023-12-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统

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