KR20220159401A - 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가속도계 센서 수단(100)에 의해 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법으로서, 본 방법은, - 교정 단계를 실행하는 단계로서, 교정 단계는: 제1 방향 코사인 k1, 제2 방향 코사인 k2 및 제3 방향 코사인 k3의 값을 결정하기 위해 이하의 시스템

을 푸는 단계를 포함하는, 실행하는 단계, - 교정 단계에 후속하여 제1 방향 코사인 k1과 제1 가속도 a_x(t_i1)의 곱, 제2 방향 코사인 k2와 제2 가속도 a_y(t_i1)의 곱 및 제3 방향 코사인 k3과 제3 가속도 a_z(t_i1)의 곱의 합에 의해 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon1(t_i1)을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법

본 발명은 일반적으로 철도 차량 섹터에 속한다. 특히, 본 발명은 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법에 관한 것이다.

미끄러짐(slippage)(슬립, 슬라이드 또는 슬라이딩이라고도 알려짐)은 차축의 회전 속도와 차량의 이동 속도 사이에 차이가 있는 상태로 이해된다. 이러한 차이가 미끄러짐 속도로 정의된다.

미끄러짐 속도는 이하의 공식을 사용하여 계산될 수 있다:

V_슬라이딩 = V_RV - ω_차축*R

여기서 V_RV는 철도 차량의 길이 방향 이동 속도이고, ω_차축은 차축의 각속도이고, R은 휠의 반경이다.

보다 현대적인 철도 차량에는 일반적으로 휠의 미끄러짐을 제어하기 위한 서브시스템을 포함하는 전자 시스템이 탑재되어 있으며, 이러한 서브시스템은 차량이 견인 단계에 있거나 차량이 제동 단계에 있을 때 개입하도록 적응된다. 이러한 종류의 서브시스템은 스키드(skid)-방지 또는 미끄럼-방지 시스템으로 알려져 있거나 WSP(휠 슬라이드 보호(wheel slide protection)) 시스템으로도 알려져 있다.

n개의 제어된 차축 A1, A2,..., An을 포함하는 차량을 지칭하는 종래 기술에 따른 미끄럼-방지 기능에서 휠의 부착을 제어하기 위한 시스템이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 차축 A1, A2,..., An은 상대 샤프트 S1, S2,..., Sn과 이와 회전 가능하게 통합되는 상대적인 휠의 쌍 W1, W2,..., Wn을 포함한다.

도면에서는, 일반적으로 각각의 차축의 하나의 휠만 도시되어 있다.

도 1의 WSP 시스템은 이러한 차축과 각각 연관된 센서 SS1, SS2,..., SSn으로부터 각각의 차축 A1, A2,..., An의 각속도와 관련된 타코메트릭(tachometric) 신호를 수신하는 마이크로프로세서 아키텍처에 통상적으로 기초하는 전자 제어 유닛 ECU(electronic control unit)를 포함한다. 전자 유닛 ECU는 또한 각각 관련 차축 A1, A2,..., An과 연관된 토크 제어 디바이스 TC1, TC2,..., TCn에 연결된다.

전자 유닛 ECU는 저하된 부착의 상황에서 견인 또는 제동 단계 동안 토크가 인가될 때 하나 이상의 차축의 휠이 가능한 초기 미끄러짐의 상태를 초래하는 경우 사전 결정된 알고리즘에 따라 각각의 차축에 인가되는 토크를 변조하도록 배열된다. 토크는 부착을 회복하기 위해 그리고 저하된 부착의 상황의 전체 지속 시간에 대한 임의의 경우에 차축이 완전히 재밍(jamming)되는 것을 방지하는 방식으로, 가능하게는 각각의 차축을 제어되는 슬라이딩 상황으로 가져오는 방식으로 변조된다.

차량의 순간 속도 V_RV(t)에 대한 지식은 미끄러짐을 올바르게 제어하는 데 기본이 된다는 것은 명확하다.

철도 차량의 속도를 정확하게 추적하기 위한 하나의 알려진 방법은 아이들(idle) 차축, 즉 견인 또는 제동 토크를 받지 않는 차축의 유지 보수를 필요로 한다. 이는 속도 측정이 상기 철도 차량의 실제 속도 V_실제를 가장 잘 재현하도록 보장하기 위해 필요하다. 이러한 해결책은 휠과 트랙 사이의 특히 낮은 부착의 경우에 특히 효과적이다. 이 경우, 견인 또는 제동의 발생 시, 상기 휠 모두가 미끄러지며 진입할 수 있으므로, 차량의 실제 속도에 대한 정확한 정보를 제공할 수 없을 것이다. 견인 또는 제동 토크를 받지 않는 아이들 차축은 계속해서 차량의 속도를 정확하게 추적할 수 있다.

특히 지하 철도의 경우, 현대의 철도 차량 아키텍처는 매우 제한적인 구성을 갖는 경향이 있으며, 예를 들어, 2개의 객차로 이루어진다. 이 경우 "아이들(idle)" 차축의 사용은 기차의 견인 및 제동 능력의 상당한 손실로 이어질 것이다.

도 2a는 두 대의 독립적인 차량을 포함하는 예시적인 구성을 도시하고, 도 2b는 연접 대차(Jacobs bogie)에 의해 구속된 두 대의 차량을 포함하는 예시적인 구성을 도시한다. 아이들 차축의 사용은 견인 및 제동 능력을 첫 번째 경우에는 12.5%만큼 그리고 두 번째 경우에는 16.7%만큼 불리하게 감소시킨다는 것이 명백하다.

종래 기술에서, 차량의 전진 속도를 측정하기 위한 가속도 센서에 기초한 시스템도 있다.

MEMS("마이크로 전자-기계 시스템(micro electro-mechanical system)")의 가용성이 증가하고 비용이 점진적으로 감소함에 따라, 점점 더 많은 전자 디바이스가 주요 어플리케이션에 관계없이 가속도 센서, 통상적으로 3축 가속도 센서를 보드에 통합한다.

차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 가속도계 센서의 사용은 원칙적으로 쉽게 적용할 수 있다.

길이 방향 가속도는 차량의 이동 방향으로의 가속도를 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 길이 방향 가속도를 시간에 따라 적분함으로써, 길이 방향 속도, 즉, 차량의 이동 속도가 획득된다. 이러한 방법은 저하된 부착의 경우에 차축이 받을 수 있는 상술한 미끄러짐의 문제의 영향을 명확하게 받지 않는다.

도 3을 참조하면, 철도 차량(1)은 트랙(3) 상에서 이동하고 있고 가속도계 센서(2)가 제공된다.

지상/중력 기준 시스템에서 축 z는 중력 가속도의 방향으로 정의될 수 있고 축 x 및 y는 z에 수직인 평면 상의 횡방향으로 정의될 수 있다.

그러나, 차량과 일체화된 기준 시스템에서, 축 y'는 차량의 길이 방향으로 정의될 수 있고, 축 x'는 차량의 횡방향으로 정의될 수 있으며 축 z'는 차량의 평면("바닥")에 수직인 방향으로 정의될 수 있다.

또한 x'', y'' 및 z''는 3축 가속도계 센서의 감지 축으로 정의될 수 있다.

이제 센서가 차량과 일체로 설치되고 축이 차량의 축과 완벽하게 정렬되는 이상적인 경우를 고려하면, 다음과 같은 결과가 나타난다.

x' ≡ x''

y' ≡ y''

z' ≡ z''

또한, 차량(1)이 완벽하게 직선이고 경사를 갖지 않는 트랙(3)의 섹션 상에서 이동하고 있는 특정 경우를 고려하면, 다음과 같은 결과가 나타난다.

x' ≡ x'' ≡ x

y' ≡ y'' ≡ y

z' ≡ z'' ≡ z

이러한 이상적인 조건에서, 차량의 길이 방향 가속도는 다음과 같은 가속도계 측정으로부터 직접 추론될 수 있다.

a_기차 = a_y (2)

여기서 a_기차는 차량의 길이 방향 가속도이고 a_y는 센서의 축 y'' 상의 가속도계 센서에 의해 측정된 가속도이다.

그러면, 차량의 이동 속도는 가속도 값의 시간 적분으로 계산될 수 있다.

또는, 개별 획득 시스템의 경우:

여기서, ΔT는 전자 획득 시스템의 샘플링 기간이고 n은 시간 t에서 획득된 샘플의 수이다.

그러나, 위의 가정에 의해 크게 단순화된 이러한 방법은 현실 상황에서 실제로 적용되지 않는다.

정밀하게 장착될 수 있지만, 차량의 전자 회로 기판에 통합된 가속도계 센서는 차량의 축 x', y' 및 z'의 축과 완벽하게 정렬된 감지 축 x'', y'' 및 z''를 갖지 않을 것이다.

또한, 차량(1)이 완벽하게 직선이고 경사를 갖지 않는 트랙(3)의 섹션 상에서 이동하고 있다는 가설은 실제로 적용될 수 없으며, 그 이유는 철도 차량은 곡선이고/곡선이거나 제로가 아닌 경사를 갖는 섹션 상에서 이동할 수 있기 때문이다.

앞서 언급한 가정의 무효는 3개의 기준 시스템(중력, 차량 및 가속도계)이 3개의 축 상에서 상대적인 각도를 갖는 기하학적 시나리오에 대한 길을 열어준다.

차량 기준 시스템과 중력 기준 시스템 사이의 회전 각도는 축 x, y, z에 대해 각각 α, β, φ로 정의될 수 있다.

가속도계 기준 시스템과 차량 기준 시스템 사이의 회전 각도는 축 x, y, z에 대해 각각 α', β', φ'로 정의될 수 있다.

각도 α, β, φ는 가속도계를 획득하는 전자 유닛에 알려지지 않았지만 차량에 대한 가속도계의 장착에만 의존하기 때문에 시간이 지남에 따라 일정하다.

각도 α', β', φ'는 가속도계를 획득하는 전자 유닛에 알려지지 않았을 뿐만 아니라 트랙의 로컬 섹션의 곡률 및 경사에 의존하기 때문에 시간이 지남에 따라 일정하지 않다.

각도 α, β, φ와 각도 α', β', φ'는 알려지지 않고 서로 관련이 없기 때문에, 차량에 장착된 3축 가속도계의 측정치로부터 차량의 길이 방향 가속도를 결정하는 문제는 분석적으로 및/또는 기하학적으로 해결되지 않을 수 있다.

예를 들어, WO2017042138호는 센서가 장착된 차량에 대한 가속도 센서의 배향을 결정하기 위한 분석적/기하학적 방법을 제안한다. 이 방법은 이하의 가용성에 기초한다.

- "자유 상태", 즉, 가속도계 센서가 중력만 받는, 정지해 있거나 일정한 속도의 철도 차량의 상태;

- 신뢰할 수 있고 가속도계 외부에 있는 철도 차량의 속도 소스의 가용성, 심지어 불연속적인 가용성.

가속도계 외부에 있는 철도 차량의 신뢰할 수 있는 속도 측정의 가용성, 심지어 불연속적 가용성은 차축의 각속도(도 1의 센서 SS에 의해 측정)가 여전히 대부분인 저하되지 않은 부착의 모든 경우에 신뢰할 수 있는 것으로 고려하면 타당하다. 가속도계 센서의 역할, 및 그로부터 철도 차량의 속도를 추정하기 위한 방법의 역할은 차축이 모두 미끄러지고 각속도가 철도 차량 또는 기차의 속도를 나타내지 않는 저하된 부착의 상황에서 사용되는 것이다.

그러나, WO2017042138호에서 제안된 방법은 기본적으로 이하의 두 가지 가정에 기초한다.

1) "자유 상태" 동안, 차량은 트랙의 완벽하게 편평한 섹션 상에 있다(제로와 같은 경사);

2) 가속도계 외부의 속도를 사용하는 단계에서, 철도 차량이나 기차는 트랙의 완벽한 직선 섹션 상에 있다. 따라서, 횡방향 가속도 성분(축 x)은 무시되고 대신 곡선 섹션에 존재한다.

WO2017042138호가 기초로 하는 가정은 매우 제한적이며 실제 어플리케이션에서 이러한 방법의 동작을 보장하지 않는다.

제동 시 차량의 실제 속도 V_V(t)를 추정하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 알고리즘은 일반적으로 다음과 같은 함수를 사용한다.

(5)

한편, 견인의 경우 이하의 함수를 사용한다.

(6)

여기서 a_max는 차량에 의한 동작에서 허용되는 최대 가속도를 나타내며, 이러한 가속도는 견인 조건에서 양의 부호를 갖고 제동 조건에서 음의 부호를 갖는다. 식(5) 및 (6)의 기여도

는 견인 및 제동 중에 특히 저하된 부착 조건으로 인한 차축 속도의 과도하게 순간적이고 동시적인 변동이 공식 (5) 및 (6)을 사용하여 계산된 속도 V_V(t)에서 상당한 손실로 이어질 수 있을 때, 기차에 의해 허용되는 물리적 한계 내의 V_V(t)의 변동을 포함하는 데 사용된다.

공식 (5) 및 (6)의 보다 정확한 변형이 알려져 있지만, 여전히 차축의 개별 속도의 순간적인 측정에 기초한다. 여기서 토크를 받는 모든 차축이 미끄러짐 단계에 있는 경우 아이들 차축의 가용성은 공식 (5) 및 (6)을 극도로 정확하게 만들 것이라는 점이 명확하다.

따라서, 본 발명의 목적은 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법 및 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이러한 방법은 각각 상기 차량의 모든 차축이 저하된 부착으로 인해 미끄러짐 단계에 있는 상태에서도 차량의 길이 방향 가속도 및 길이 방향 속도가 측정될 수 있게 한다.

따라서, 본 발명의 추가 목적은 특히 낮은 부착의 경우에도 견인 및 제동 목적을 위해 아이들 차축의 사용이 완전히 회복되도록 하여 길이 방향 전진 속도를 정확하게 평가하기 위해 상기 축이 기차의 속도를 정확하게 추적할 수 있게 하면서 기차의 견인 및 제동 능력을 증가시키는 것이다.

길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법 및 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은 견인 단계의 미끄러짐 상황(음의 V_미끄러짐) 및 제동 단계의 미끄러짐 상황(양의 V_미끄러짐) 모두에 적용될 수 있다.

본 발명은 예를 들어, 탑재되어 설치된 제어 시스템, 미끄러짐-방지 시스템 및 오도메트릭(odometric) 기준의 조종을 용이하게 하고 개선하기 위해 철도 차량의 길이 방향 속도에 대한 가장 정확한 지식을 허용한다.

상술한 목적 및 이점과 다른 목적 및 이점은 본 발명의 양태에 따라, 청구항 1 및 청구항 2에 각각 정의된 특징을 갖는 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법 및 각각의 청구항 10 및 청구항 12에 정의된 특징을 갖는 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에 정의되며, 그 내용은 본 설명의 통합된 부분으로서 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법의 일부 바람직한 실시예의 기능적 및 구조적 특징이 이제 설명될 것이다. 이하의 첨부 도면을 참조한다.
- 도 1은 종래 기술에 따라 생산된 WSP 시스템을 도시한다.
- 도 2a는 2대의 독립된 차량을 포함하는 예시적인 구성을 도시하는 반면, 도 2b는 연접 대차에 의해 구속되는 2대의 차량을 포함하는 예시적인 구성을 도시한다.
- 도 3은 트랙 상에서 이동하고 가속도계 센서가 제공되는 철도 차량을 도시한다.
- 도 4는 본 발명의 일 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 시스템을 도시한다.
- 도 5는 철도 차량의 속도의 시간 경과에 따른 경향, 독립적인 길이 방향 기준 속도의 가용성 및 방향 코사인에 대한 복수의 설명 그래프를 도시한다.

본 발명의 복수의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명은 아래의 설명에 제시되거나 도면에 도시된 구성 요소의 구성의 상세 사항 및 구성에 그 적용이 제한되지 않음을 명확히 해야 한다. 본 발명은 다른 실시예를 가정할 수 있고 실제로 다른 방식으로 구현 또는 구성될 수 있다. 또한, 문구 및 용어는 설명적인 목적을 가지며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. "포함하다(include)" 및 "포함하다(comprise)" 및 그 변형의 사용은 아래에 제시되는 요소 및 그 등가물뿐만 아니라 추가 요소 및 그 등가물을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 가속도계 센서 수단, 예를 들어, 3축 가속도계 센서 수단을 사용하여 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도를 계산하기 위한 방법 및 그 후 철도 차량의 추정된 길이 방향 속도를 계산하기 위한 방법을 제안한다.

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref로 아래에서 지칭되는, 가속도계로부터 독립적인 기차의 속도의 측정치의 가용성, 심지어 불연속적인 가용성을 필요로 한다. 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은 3x3 배향 행렬의 방향 코사인을 획득하는 것에 기초하여, 3개의 직교 축을 갖는 센서로부터의 측정치와 곱해진 경우, 차량의 추정된 길이 방향 가속도가 획득된다. 차량의 추정된 길이 방향 가속도를 적분함으로써, 차량의 추정된 길이 방향 속도를 획득할 수 있다.

사용되는 주요 식은 이하와 같다.

(7)

여기서,

- k₁, k₂ 및 k₃은 방향 코사인의 수치이고, k₁, k₂ 및 k₃은 식의 변수이다.

- a_x(t), a_y(t), a_z(t)는 일반적인 시점 t에서 3개의 직교 축 상의 가속도계 센서 수단에 의해 검출된 가속도이다.

- a_ref(t)는 독립적인 기준 길이 방향 속도(즉, 이동 속도) v_ref의 시점 t에서의 미분에 의해 결정되는 시점 t에서의 독립적인 기준 가속도이며, 즉, 이하와 같다.

시점 t에서 독립적인 길이 방향 기준 속도의 미분을 계산할 수 있으려면, 이러한 독립적인 길이 방향 기준 속도가 시점 t를 포함하는 적어도 한 시간 간격 동안 측정되어야 한다. 예를 들어, 간격은 20 ms, 100 ms 등일 수 있다.

이 식의 미지수는 k₁, k₂ 및 k₃의 값이다.

식 (7)은 상술한 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref를 사용할 수 있는 경우에만 유효하다.

사용된 기술에 관계없이, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref를 사용할 수 있는 단계 동안 식 (7)을 푸는 것은 계수 k₁, k₂ 및 k₃이 동적으로 업데이트되어 센서에 의해 측정된 가속도와의 선형 조합이 철도 차량 또는 기차의 추정된 길이 방향 가속도를 도출할 수 있음을 의미한다.

이하에서, 가속도계 센서 수단(100)에 의해 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법의 제1 실시예가 설명된다. 가속도계 센서 수단(100)은 제1 축 x를 따른 제1 가속도 a_x, 제2 축 y를 따른 제2 가속도 a_y 및 제3 축 z를 따른 제3 가속도 a_z를 측정하도록 배열된다. 제1 축 x, 제2 축 y 및 제3 축 z는 서로 직교한다.

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은 제1 교정 단계를 포함하며, 제1 교정 단계는,

- 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제1 교정 시점 t_c1에서, 제1 가속도 a_x(t_c1)의 제1 값, 제2 가속도 a_y(t_c1)의 제1 값 및 제3 가속도 a_z(t_c1)의 제1 값을 측정하는 단계로서, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 가속도계 센서 수단(100)과 독립적인, 측정하는 단계;

- 상기 제1 교정 시점 t_c1과는 상이한, 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제2 교정 시점 t_c2에서, 제1 가속도 a_x(t_c2)의 제2 값, 제2 가속도 a_y(t_c2)의 제2 값 및 제3 가속도 a_z(t_c2)의 제2 값을 측정하는 단계;

- 상기 제1 교정 시점 t_c1 및 상기 제2 교정 시점 t_c2와는 상이한, 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제3 교정 시점 t_c3에서, 제1 가속도 a_x(t_c3)의 제3 값, 제2 가속도 a_y(t_c3)의 제3 값 및 제3 가속도 a_z(t_c3)의 제3 값을 측정하는 단계;

- 제1 교정 시점 tc₁에서 측정된 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_c1)의 제1 값으로부터 제1 교정 시점 t_c1에서의 제1 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c1)의 값을 계산하는 단계;

- 제2 교정 시점 tc₂에서 측정된 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(tc₂)의 제2 값으로부터 제2 교정 시점 t_c2에서의 제2 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c2)의 값을 계산하는 단계;

- 제3 교정 시점 tc₃에서 측정된 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_c3)의 제3 값으로부터 제3 교정 시점 t_c3에서의 제3 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c3)의 값을 계산하는 단계;

- 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 값을 결정하기 위해:

(8)

의 시스템을 푸는 단계를 포함한다.

분명히, 교정 시점은 모두 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능한 단일의 연속적인 교정 간격에서 획득될 수 있거나, 교정 시점은 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능한 몇몇 교정 간격에서 획득될 수 있다. 두 번째 경우, 다양한 교정 간격은 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 불가능한 간격에 의해 분리될 수 있다.

즉, 3개의 식의 시스템을 갖기 위하여 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 경우 3개의 상이한 교정 시점 t_c1, t_c2, t_c3에서 a_x, a_y, a_z 및 v_ref 값을 측정할 수 있다. 3개의 미지수의 3개의 식의 이러한 시스템은 분석적 방법과 수치적 방법에 의해 모두 풀 수 있다. 또한, 추가 시점(즉, 3배 초과)에서 측정치를 획득함으로써, 시간이 지남에 따라 해(solution) k₁, k₂, k₃의 정확도를 재귀적으로 증가시키고 업데이트하는 것이 가능하다.

본 경우에, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 가속도계 센서 수단(100)과 독립적이라는 것은 독립적인 길이 방향 기준 속도가 상기 가속도계 센서 수단에 의해 획득된 속도가 아님을 의미하는 것으로 이해된다.

본 경우에, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능하다는 것은 접근 가능하고 철도 차량이 트랙을 따라 이동하고 있는 실제 길이 방향 속도를 반영하므로 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 본 발명의 주제인 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법에 사용될 수 있는 경우를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은 또한 상기 교정 단계에 후속하여 추가 측정 단계를 포함한다.

이러한 측정 단계는,

- 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능하지 않은 적어도 제1 측정 시점 t_i1에 대해, 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 at_lon(t_i1)을 결정하는 단계를 포함한다.

추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)은 상기 측정 시점 t_i1에 대한 것이고,

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제1 가속도 a_x(t_i1)의 제4 값과 교정 단계 동안 결정된 제1 방향 코사인 k₁과의 곱;

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제2 가속도 a_y(t_i1)의 제4 값과 교정 단계 동안 결정된 제2 방향 코사인 k₂와의 곱;

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제3 가속도 a_z(t_i1)의 제4 값과 교정 단계 동안 결정된 제3 방향 코사인 k₃과의 곱의 합에 의해 추정된다.

하나의 대안적인 실시예에서, 도 4를 참조하면, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 다시 교정 단계를 포함하며, 교정 단계는,

- 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 적어도 제1 교정 시점 t_c1에 대해, 선형 필터에 의해 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)을 추정하는 단계를 포함한다. 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 또한 이 경우에 상기 가속도계 센서 수단(100)과 독립적이다.

추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)은 상기 교정 시점 t_c1에 대한 것이고,

- 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 제1 가속도 a_x(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제1 방향 코사인 k₁의 곱;

- 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 제2 가속도 a_y(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제2 방향 코사인 k₂의 곱;

- 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 제3 가속도 a_z(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제3 방향 코사인 k₃의 곱

의 합에 의해 선형 필터에 의해 추정된다.

본 실시예에서, 교정 단계는 또한,

- 상기 제1 교정 시점 t_c1에 대한 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)과 제1 교정 시점 t_c1에 대한 것이고 제1 교정 시점 t_c1에서 측정된 독립적인 길이 방향 기준 속도 값 v_ref(t_c1)의 제1 값으로부터 결정된 독립적인 길이 방향 기준 가속도 값 a_ref(t_c1) 사이의 차이에 의해 추정 오차, 오차(Error)를 결정하는 단계;

- 적응형 필터(104)에 의해, 상기 추정 오차를 최소화하기 위해 상기 선형 필터에 부과될 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 각각의 업데이트된 값을 결정하는 단계를 포함한다.

교정 단계가 처음으로 개시될 때, 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 값은 사전 결정될 수 있다. 예를 들어, 다양한 교정 시점에서 교정이 수행됨에 따라 점진적으로 조정될 사전 결정된 디폴트 값일 수 있거나, 철도 차량의 이전 동작 중에 교정된 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 값과 동등한 사전 결정된 값일 수 있다.

즉, 식을 푸는 것은 적응형 알고리즘의 사용에 기초할 수 있다. 오차는 선형 필터의 출력과 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref를 도출함으로써 획득된 기준 길이 방향 가속도 값을 비교하여 획득될 수 있다. 이러한 오차는 재귀적으로 오차를 최소화하기 위해 선형 필터의 계수 k₁, k₂, k₃을 동적으로 재계산하기 위해 적응형 필터에 의해 사용된다.

이러한 대안적인 실시예에서도, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 또한 상기 교정 단계에 후속하여 추가의 측정 단계를 포함한다.

이러한 측정 단계는,

- 상기 선형 필터에 의해, 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능하지 않은 적어도 제1 측정 시점 t_i1에 대해, 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)을 결정하는 단계를 포함한다.

추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)은 상기 측정 시점 t_i1에 대한 것이고,

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제1 가속도 a_x(t_i1)의 값과 교정 단계 동안 결정된 제1 방향 코사인 k₁의 업데이트된 값의 곱;

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제2 가속도 a_y(t_i1)의 값과 교정 단계 동안 결정된 제2 방향 코사인 k₂의 업데이트된 값의 곱;

- 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 제3 가속도 a_z(t_i1)의 값과 교정 단계 동안 결정된 제3 방향 코사인 k₃의 업데이트된 값의 곱

의 합에 의해 추정된다.

도 5를 참조하면, 가용성 시점 t_av는 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 마지막 시점으로 정의될 수 있다. 가용성 시점 t_av에 후속하는 시점은 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 더 이상 이용 가능하지 않는 시점일 것이다.

시점 t_av에서 검출된 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_av)는 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref의 마지막의 이용 가능하고 신뢰할 수 있는 값이다.

t_{ret_av} > t_av인 가용성 시점 t_{ret_av}으로의 복귀는 또한 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 다시 이용 가능하게 되는 제1 시점으로서 정의될 수 있다.

측정 시점 t_i1은 가용성 시점 t_{ret_av}로의 복귀와 일치할 수 있다.

식

는 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref의 가용성의 기간, 즉, (t < t_av) 및 (t > t_{ret_av}) 기간에만 적용될 수 있다.

이러한 식을 풀어서, 계수 k₁, k₂, k₃이 가용성 시점 t_av까지 동적으로 업데이트될 것이다. t_av와 t_{ret_av} 사이의 기간 동안, k₁, k₂, k₃의 값은 가용성 시점 t_av, k₁(t_av), k₂(t_av), k₃(t_av)에서 업데이트된 마지막 값에서 고정될 것이다. 그 후, t > t_av일 때, k₁, k₂, k₃의 값은 식 (7)을 풀어서 동적으로 업데이트될 수 있다.

예를 들어, 제1 측정 시점 t_i1은 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_{ret_av})가 이용 불가능하게 된 후에 다시 이용 가능하게 되는 시점과 일치할 수 있다.

적응형 필터는 최소 평균 제곱 기법, LMS(least means square)에 기초하여 적응형 알고리즘을 통해 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 각각의 업데이트된 값을 결정하도록 배열될 수 있다.

상술한 모든 실시예에 대해, 교정 단계는 복수의 교정 시점 동안, 예를 들어, 제2 교정 시점 t_i2, 제3 교정 시점 t_i3, ..., n번째 교정 시점 t_in 동안 반복될 수 있다.

명백하게, 교정 단계는 적어도 하나의 철도 차량의 각각의 첫 번째 점화에서 수행될 수 있다.

이하에서, 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref의 몇몇 예가 주어질 것이다.

예를 들어, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 철도 차량의 차축의 각속도로부터 획득된 길이 방향 속도일 수 있다. 이 경우, 차축이 미끄러지지 않을 때 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능할 수 있다.

추가 예에서, 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 위치 지정 수단에 의해 제공되는 철도 차량의 길이 방향 속도이다. 이 경우, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 위치 지정 수단이 위성과 통신할 때 이용 가능할 수 있다. 위치 지정 수단은 위치 정보 및 그에 따른 기차의 이동 속도를 획득하기 위해 적절한 신호를 사용하여 통신하는 GPS 시스템/디바이스일 수 있다. 예를 들어, 철도 차량이 터널 내부에 있고 상기 위성과 통신할 수 없는 경우, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 이용 가능하지 않을 수 있다.

본 발명의 추가 양태에서, 추정된 길이 방향 가속도 a_lon은 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in, 예를 들어, 제2 측정 시점 t_i2, 제3 측정 시점 t_i3, ..., n번째 측정 시점 t_in에 대해 결정될 수 있다. 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in은 획득 기간 ΔT_i에 따라 선택될 수 있다.

또는, 추정된 길이 방향 가속도 a_lon은 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 더 이상 이용 가능하지 않은 비가용성 시점 바로 앞에 선행하는 시점과 일치하는 가용성 시점 t_av, 및 측정 시점, 예를 들어, 제1 측정 시점 t_i1 또는 연속적인 측정 시점 t_i2,..., t_in으로부터 연속적으로 결정될 수 있다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법에 관한 것이다.

철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 획득 기간 ΔT_i에 따라 선택된 복수의 측정 시간 t_i1, t_i2,..., t_in 동안 추정된 길이 방향 가속도 a_lon이 결정될 때, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 가용성 시점 t_av에서 철도 차량의 적어도 하나의 차축의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_av)의 값을 측정하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 또한 이하의 단계에 따라 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV(t_in)을 결정하는 단계를 포함한다.

- 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in에서 추정된 길이 방향 가속도의 합을 계산하는 단계;

- 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in에서 결정된 길이 방향 가속도의 합과 획득 기간 ΔT_i를 곱하는 단계;

- 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in에서 결정된 추정된 길이 방향 가속도의 합과 획득 기간 ΔT_i의 곱의 결과에 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 더하는 단계.

예를 들어, 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV를 결정하는 단계는,

의 공식을 사용하여 수행될 수 있으며, 여기서,

- v_ref(t_av)는 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)이고;

-

는 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in에서 추정된 길이 방향 가속도의 합이고, n은 길이 방향 속도 v_RV(t_in)이 결정 중인 측정 시점(t_in)과 가용성 시점 t_av 사이에 경과된 획득 기간들의 수이고;

- ΔT_i는 획득 기간이다.

대신에 추정된 길이 방향 가속도 a_lon이 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능하지 않은 비가용성 시점 바로 앞에 선행하는 시점, 그리고 예를 들어, 제1 측정 시점 t_i1과 일치하는 가용성 시점 t_av로부터 연속적으로 결정되는 경우, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_av)의 값을 측정하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법은 또한,

- 가용성 시점 t_av로부터 상기 제1 측정 시점 t_i1까지 연속적으로 결정되는 추정된 길이 방향 가속도 a_lon의 적분을 계산하는 단계;

- 추정된 길이 방향 가속도의 적분의 결과에 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 더하는 단계를 따라 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV(t)를 결정하는 단계를 포함한다.

예를 들어, 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV(t_i1)을 결정하는 단계는,

의 공식을 사용하여 수행될 수 있고, 여기서,

- v_ref(t_av)는 가용성 시점 t_av에서 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)이고;

-

는 가용성 시점 t_av로부터 길이 방향 속도 v_RV(t_i1)이 결정 중인 제1 측정 시점 t_i1까지 연속적으로 결정된 추정된 길이 방향 가속도 a_lon의 적분이다.

위의 내용은 또한 후속하는 측정 시점에 대해서도 유효하다. 예를 들어, n번째 측정 시간 t_in을 고려하면, 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV(t_in)을 결정하는 단계는,

의 공식을 사용하여 수행될 수 있으며, 여기서,

- v_ref(t_av)는 가용성 시점 t_av에서 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)이고;

-

는 가용성 시점 t_av로부터 길이 방향 속도 v_RV(t_in)이 결정 중인 n번째 측정 시점 t_in까지 연속적으로 결정된 추정된 길이 방향 가속도 a_lon의 적분이다.

다시 도 5를 참조하면, 따라서 t_av와 t_{ret_av} 사이의 기간 동안 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref를 이용할 수 없으며, 철도 차량의 가속도는 가속도계의 측정치로부터 계산되는 것으로 요약될 수 있다.

t_av와 t_{ret_av} 사이의 기간 동안 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref를 이용할 수 없으며, 철도 차량의 속도는 가속도계로부터의 측정치 및 위에 나타낸 식에 따라 신뢰할 수 있는 마지막 독립적인 길이 방향 기준 속도 값 v_ref를 사용하여 계산될 것이다.

유리하게는, 본 설명에서 상술한 것으로 인해, 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 불가능한 단계에서도, 철도 차량의 길이 방향 속도 v_RV는 언제나 이용 가능할 것이다. 이로 인해, 특히 낮은 부착의 경우에도 견인 및 제동 목적을 위해 아이들 차축의 사용을 또한 완전히 회복할 수 있어, 기차의 견인 및 제동 능력을 증가시킨다.

본 발명에 따른 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법 및 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법의 다양한 양태 및 실시예가 설명되었다. 각각의 실시예는 임의의 다른 실시예와 조합될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구항에 의해 정의된 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (14)

1. 제1 축 x를 따른 제1 가속도 a_x, 제2 축 y를 따른 제2 가속도 a_y 및 제3 축 z를 따른 제3 가속도 a_z를 측정하도록 배열된 가속도계 센서 수단(100)에 의해 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법으로서, 상기 제1 축 x, 상기 제2 축 y 및 상기 제3 축 z는 서로 직교하고;
   상기 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은,
   - 교정 단계를 실행하는 단계로서, 상기 교정 단계는:
   ㆍ 상기 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제1 교정 시점 t_c1에서, 제1 가속도 a_x(t_c1)의 제1 값, 제2 가속도 a_y(t_c1)의 제1 값 및 제3 가속도 a_z(t_c1)의 제1 값을 측정하는 단계로서; 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 가속도계 센서 수단(100)과 독립적인, 측정하는 단계;
   ㆍ 상기 제1 교정 시점 t_c1과는 상이한, 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제2 교정 시점 t_c2에서, 제1 가속도 a_x(t_c2)의 제2 값, 제2 가속도 a_y(t_c2)의 제2 값 및 제3 가속도 a_z(t_c2)의 제2 값을 측정하는 단계;
   ㆍ 상기 제1 교정 시점 t_c1 및 상기 제2 교정 시점 t_c2와는 상이한, 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 제3 교정 시점 t_c3에서, 제1 가속도 a_x(t_c3)의 제3 값, 제2 가속도 a_y(t_c3)의 제3 값 및 제3 가속도 a_z(t_c3)의 제3 값을 측정하는 단계;
   ㆍ 상기 제1 교정 시점 tc₁에서 측정된 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_c1)의 제1 값으로부터 상기 제1 교정 시점 t_c1에서의 제1 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c1)의 값을 계산하는 단계;
   ㆍ 상기 제2 교정 시점 tc₂에서 측정된 상기 유효한 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(tc₂)의 제2 값으로부터 상기 제2 교정 시점 t_c2에서의 제2 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c2)의 값을 계산하는 단계;
   ㆍ 상기 제3 교정 시점 tc₃에서 측정된 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref(t_c3)의 제3 값으로부터 상기 제3 교정 시점 t_c3에서의 제3 독립적인 길이 방향 기준 가속도 a_ref(t_c3)의 값을 계산하는 단계;
   ㆍ 제1 방향 코사인 k₁, 제2 방향 코사인 k₂ 및 제3 방향 코사인 k₃의 값을 결정하기 위해:
   

   

   
   의 시스템을 푸는 단계를 포함하는, 실행하는 단계;
   - 상기 교정 단계에 후속하여, 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능하지 않은 적어도 제1 측정 시점 t_i1에 대해, 상기 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)을 결정하는 단계로서, 상기 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)은 상기 제1 측정 시점 t_i1에 대한 것이고:
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제1 가속도 a_x(t_i1)의 제4 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제1 방향 코사인 k₁과의 곱;
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제2 가속도 a_y(t_i1)의 제4 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제2 방향 코사인 k₂와의 곱;
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제3 가속도 a_z(t_i1)의 제4 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제3 방향 코사인 k₃과의 곱의 합에 의해 추정되는, 결정하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
2. 제1 축 x를 따른 제1 가속도 a_x, 제2 축 y를 따른 제2 가속도 a_y 및 제3 축 z를 따른 제3 가속도 a_z를 측정하도록 배열된 가속도계 센서 수단(100)에 의해 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법으로서, 상기 제1 축 x, 상기 제2 축 y 및 상기 제3 축 z는 서로 직교하고;
   상기 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법은,
   - 교정 단계를 실행하는 단계로서, 상기 교정 단계는:
   ㆍ 상기 철도 차량의 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 적어도 제1 교정 시점 t_c1에 대해, 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 상기 가속도계 센서 수단(100)과 독립적인 경우, 선형 필터에 의해 상기 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)을 추정하는 단계로서; 상기 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)은 상기 제1 교정 시점 t_c1에 대한 것이고:
   o 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 상기 제1 가속도 a_x(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제1 방향 코사인 k₁의 곱;
   o 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 상기 제2 가속도 a_y(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제2 방향 코사인 k₂의 곱;
   o 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 획득된 상기 제3 가속도 a_z(t_c1)의 제1 값과 사전 결정된 값을 갖는 제3 방향 코사인 k₃의 곱
   의 합에 의해 상기 선형 필터에 의해 추정되는, 추정하는 단계;
   ㆍ 상기 제1 교정 시점 t_c1에 대한 상기 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_c1)과 상기 제1 교정 시점 t_c1에 대한 것이고 상기 제1 교정 시점 t_c1에서 측정된 상기 독립적인 기준 길이 방향 속도 값 v_ref(t_c1)의 제1 값으로부터 결정된 기준 길이 방향 가속도 값 a_ref(t_c1) 사이의 차이에 의해 추정 오차(오차(Error))를 결정하는 단계;
   ㆍ 적응형 필터(104)에 의해, 상기 추정 오차를 최소화하기 위해 상기 선형 필터에 부과될 상기 제1 방향 코사인 k₁, 상기 제2 방향 코사인 k₂ 및 상기 제3 방향 코사인 k₃의 각각의 업데이트된 값들을 결정하는 단계를 포함하는, 실행하는 단계;
   - 상기 교정 단계에 후속하여, 상기 선형 필터에 의해, 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도가 이용 가능하지 않은 적어도 제1 측정 시점 t_i1에 대해, 상기 적어도 하나의 철도 차량의 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)을 결정하는 단계로서, 상기 추정된 길이 방향 가속도 값 a_lon(t_i1)은 상기 제1 측정 시점 t_i1에 대한 것이고:
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제1 가속도 a_x(t_i1)의 제2 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제1 방향 코사인 k₁의 업데이트된 값의 곱;
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제2 가속도 a_y(t_i1)의 제2 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제2 방향 코사인 k₂의 업데이트된 값의 곱;
   ㆍ 상기 제1 측정 시점 t_i1에서 획득된 상기 제3 가속도 a_z(t_i1)의 제2 값과 상기 교정 단계 동안 결정된 상기 제3 방향 코사인 k₃의 업데이트된 값의 곱
   의 합에 의해 추정되는, 결정하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 적응형 필터는 최소 평균 제곱 기법, LMS(least means square)에 기초하여 적응형 알고리즘을 통해 상기 제1 방향 코사인 k₁, 상기 제2 방향 코사인 k₂ 및 상기 제3 방향 코사인 k₃의 상기 각각의 업데이트된 값들을 결정하도록 배열되는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 교정 단계는 복수의 교정 시점에 대해 반복되는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 교정 단계는 상기 적어도 하나의 철도 차량의 각각의 첫 번째 점화에서 수행되는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 철도 차량의 차축의 각속도로부터 결정된 길이 방향 속도이고;
   상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 차축이 미끄러지지 않을 때 이용 가능한, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 위치 지정 수단에 의해 제공되는 상기 철도 차량의 길이 방향 속도이고;
   상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref는 상기 위치 지정 수단이 위성과 통신할 때 이용 가능한, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 추정된 길이 방향 가속도 a_lon은 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 이용 가능한 복수의 측정 시점(t_i1, t_i2,..., t_in)에 대해 결정되고 상기 복수의 측정 시점(t_i1, t_i2,..., t_in)은 획득 기간 ΔTi에 따라 선택되는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 추정된 길이 방향 가속도 a_lon은 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 더 이상 이용 가능하지 않은 비가용성 시점 바로 앞에 선행하는 시점과 일치하는 가용성 시점 t_av, 및 상기 제1 측정 시점 t_i1로부터 연속적으로 결정되는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법.
10. 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법으로서,
    - 제8항에 따른 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법을 실행하는 단계;
    - 상기 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 v_ref가 더 이상 이용 가능하지 않은 비가용성 시점 바로 앞에 선행하는 시점과 일치하는 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 측정하는 단계;
    - 상기 철도 차량의 상기 길이 방향 속도 v_RV를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 결정하는 단계는:
    ㆍ 상기 복수의 측정 시점(t_i1, t_i2,..., t_in)에서 추정된 상기 길이 방향 가속도들의 합을 계산하는 단계;
    ㆍ 상기 복수의 측정 시점(t_i1, t_i2,..., t_in)에서 결정된 상기 길이 방향 가속도들의 합과 상기 획득 기간 ΔT_i를 곱하는 단계;
    ㆍ 상기 복수의 측정 시점(t_i1, t_i2,..., t_in)에서 결정된 상기 추정된 길이 방향 가속도들의 합과 상기 획득 기간 ΔT_i의 곱의 결과에 상기 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 더하는 단계에 따르는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 철도 차량의 상기 길이 방향 속도 v_RV(t_in)을 결정하는 단계는,
    

    

    
    의 공식에 의해 수행되며,
    - v_ref(t_av)는 상기 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)이고;
    -

    

    는 상기 복수의 측정 시점 t_i1, t_i2,..., t_in에서 결정된 상기 길이 방향 가속도들의 합이고, n은 상기 길이 방향 속도 v_RV(t_in)이 결정 중인 측정 시점(t_in)과 상기 가용성 시점 t_av 사이에 경과된 획득 기간들의 수이고;
    - ΔT_i는 상기 획득 기간인, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법.
12. 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법으로서,
    - 제9항에 따른 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 가속도를 추정하기 위한 방법을 실행하는 단계;
    - 상기 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 측정하는 단계;
    ㆍ 상기 가용성 시점 t_av로부터 상기 제1 측정 시점 t_i1까지 연속적으로 결정되는 상기 추정된 길이 방향 가속도 a_lon의 적분을 계산하는 단계;
    ㆍ 상기 추정된 길이 방향 가속도의 상기 적분의 결과에 상기 가용성 시점 t_av에서 상기 적어도 하나의 철도 차량의 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)의 값을 더하는 단계를 따라 상기 철도 차량의 상기 길이 방향 속도 v_RV(t_i1)을 결정하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 철도 차량의 상기 길이 방향 속도 v_RV(t_i1)을 결정하는 단계는,
    

    

    
    의 공식에 의해 수행되고,
    - v_ref(t_av)는 상기 가용성 시점 t_av에서 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref(t_av)이고;
    -

    

    는 상기 가용성 시점 t_av로부터 상기 길이 방향 속도 v_RV(t)가 결정 중인 상기 제1 측정 시점 t_i1까지 연속적으로 결정된 상기 추정된 길이 방향 가속도 a_lon의 적분인, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 측정 시점 t_i1은 상기 독립적인 길이 방향 기준 속도 V_ref가 이용 불능된 후 다시 이용 가능하게 되는 가용성 시점 t_{ret_av}로의 복귀와 일치하는, 적어도 하나의 철도 차량의 길이 방향 속도를 추정하기 위한 방법.

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