KR20230166738A - Apparatus for monitoring operation of construction equipment and method for estimating operation rate of construction equipment using the same - Google Patents

Apparatus for monitoring operation of construction equipment and method for estimating operation rate of construction equipment using the same Download PDF

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KR20230166738A
KR20230166738A KR1020220067132A KR20220067132A KR20230166738A KR 20230166738 A KR20230166738 A KR 20230166738A KR 1020220067132 A KR1020220067132 A KR 1020220067132A KR 20220067132 A KR20220067132 A KR 20220067132A KR 20230166738 A KR20230166738 A KR 20230166738A
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idle
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KR1020220067132A
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강범석
이기원
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주식회사 스파클링
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Abstract

본 발명은 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치는 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 가속도 센서, 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제1 모니터링부, 상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제2 모니터링부, 상기 가속도 센서를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 상기 제1 모니터링부 및 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 저장하는 메모리, 무선 통신 네트워크를 통해 상기 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버에 전송하는 무선 통신 네트워크부 및 상기 유휴 진동 신호를 수집하여 저장하는 프로세스를 제어하고, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 기초로 건설 기계의 작동 여부 모니터링하는 프로세스를 제어하는 중앙처리부를 포함한다.The present invention relates to a construction machine operation monitoring device and a method for calculating the construction machine operation rate using the same. The construction machine operation monitoring device according to the present invention includes an acceleration sensor that detects vibration occurring in the construction machine and generates a vibration signal, the construction machine A first monitoring unit that monitors whether the construction machine is operating based on the signal size difference between the idle vibration signal collected and stored when it is in an idle state and the vibration signal generated by the acceleration sensor, and the signal size difference is If it is less than a preset value, a second monitoring unit that analyzes the frequency of the vibration signal generated by the acceleration sensor and monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal, and the idle vibration signal collected through the acceleration sensor and a vibration signal, a memory storing operation status information calculated from the first monitoring unit and the second monitoring unit, and a wireless communication network unit transmitting operation status information and identification information of the construction machine to a control server through a wireless communication network. and a central processing unit that controls a process of collecting and storing the idle vibration signal and monitoring whether the construction machine is operating based on the vibration signal generated by the acceleration sensor.

Description

건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법{APPARATUS FOR MONITORING OPERATION OF CONSTRUCTION EQUIPMENT AND METHOD FOR ESTIMATING OPERATION RATE OF CONSTRUCTION EQUIPMENT USING THE SAME}Construction machine operation monitoring device and method of calculating construction machine operation rate using the same {APPARATUS FOR MONITORING OPERATION OF CONSTRUCTION EQUIPMENT AND METHOD FOR ESTIMATING OPERATION RATE OF CONSTRUCTION EQUIPMENT USING THE SAME}

본 발명은 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 기계의 위치 이동 외에 건설 기계의 실제 가동률을 자동으로 분석하여 제공할 수 있는 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a construction machine operation monitoring device and a method for calculating the construction machine operation rate using the same. More specifically, a construction machine operation monitoring device that can automatically analyze and provide the actual operation rate of the construction machine in addition to the positional movement of the construction machine; and This relates to a method of calculating construction machine operation rate using this.

모바일 크레인(Mobile Crane), 실내 고소작업에 사용되는 테이블 리프트(Table Lift) 등과 같은 건설 기계가 건설 현장에서 수요가 점차 증가하고 있다. 따라서, 건설 현장에서 사용되는 건설 기계의 자산 관리 및 장비 활용의 효율성을 위해서는, 단순히 건설 기계의 현재 위치와 수량을 파악하는 것만으로는 부족하고, 건설 기계의 가동률을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 건설 기계의 가동률을 정확하게 파악함으로써, 사업자, 작업자 등은 실질적인 비용 절감과 건설 현장의 생산성 향상을 도모할 수 있다.Demand for construction machinery such as mobile cranes and table lifts used for indoor high-altitude work is gradually increasing at construction sites. Therefore, for asset management and efficiency of equipment utilization of construction machines used at construction sites, it is not enough to simply determine the current location and quantity of construction machines, and it is important to accurately determine the operation rate of construction machines. By accurately understanding the operation rate of construction machinery, operators, workers, etc. can substantially reduce costs and improve productivity at construction sites.

그러나, 기존의 건설 현장의 가동률 측정 장치는 건설 기계의 "이동=가동", "이동+동작=가동", "이동 후 정지+동작=가동" 등 장비의 실제 작동 또는 사용 방식에 따라 다양한 작동 형태에 대해 정의하여 건설 기계의 가동률을 측정했다.However, existing construction site operation rate measuring devices have various operation types depending on the actual operation or usage method of the equipment, such as "moving = operating", "moving + motion = operating", and "moving and then stopping + motion = operating". was defined to measure the operation rate of construction machinery.

기존의 가동률 측정 장치는 건설 기계의 "이동" = "가동"이라는 전제 하에 GPS 측정 위치를 기초로 한 이동 여부 또는 건설 기계의 단순 진동 여부를 기준으로 건설 기계의 작동 여부를 식별하였다. 그러나, 이러한 식별 기준은 덤프트럭, 레미콘과 같은 건설 기계에는 적용이 가능하지만, 작업현장으로 이동 후 정지 상태에서의 양중 동작을 작동 상태로 판단해야 하는 모바일 크레인이나 테이블 리프트와 같은 건설 기계에 대해서는 정확한 작동 정보를 제공하지 못하는 문제점이 있다.Existing operation rate measurement devices identify whether construction machinery is operating based on movement based on the GPS measured location or simple vibration of the construction machinery, under the premise that "movement" = "operation" of the construction machinery. However, these identification standards can be applied to construction machinery such as dump trucks and ready-mixed concrete, but are not accurate for construction machinery such as mobile cranes or table lifts, which must judge the lifting operation in a stationary state as an operating state after moving to the work site. There is a problem in that operational information cannot be provided.

한국 공개특허공보 10-2018-0079636(2018.07.11)Korean Patent Publication 10-2018-0079636 (2018.07.11)

본 발명은 건설 기계의 위치 이동 외에 건설 기계의 실제 가동률을 자동으로 분석하여 제공할 수 있는 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법을 제공한다.The present invention provides a construction machine operation monitoring device that can automatically analyze and provide the actual operation rate of the construction machine in addition to the positional movement of the construction machine, and a method for calculating the construction machine operation rate using the same.

본 발명은 모바일 크레인이나 테이블 리프트와 같은 건설 기계에 대해서도 정확한 가동률을 산출할 수 있는 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법을 제공한다.The present invention provides a construction machine operation monitoring device capable of calculating an accurate operation rate for construction machines such as mobile cranes or table lifts, and a construction machine operation rate calculation method using the same.

본 발명은 건설 기계의 위치 정보 및 가동률을 서버로 전달하여 건설 기계의 위치를 실내외에서 끊임없이 파악할 수 있는 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법을 제공한다.The present invention provides a construction machine operation monitoring device that can continuously determine the location of a construction machine indoors and outdoors by transmitting the location information and operation rate of the construction machine to a server, and a method for calculating the construction machine operation rate using the same.

본 발명은 건설 기계의 가동률을 정확하게 파악함으로써, 건설 현장의 실질적인 비용 절감과 생산성 향상을 도모할 수 있는 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법을 제공한다.The present invention provides a construction machine operation monitoring device and a construction machine operation rate calculation method using the same, which can achieve substantial cost reduction and productivity improvement at construction sites by accurately determining the operation rate of construction machinery.

본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치는 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 가속도 센서, 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제1 모니터링부, 상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제2 모니터링부, 상기 가속도 센서를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 상기 제1 모니터링부 및 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 저장하는 메모리, 무선 통신 네트워크를 통해 상기 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버에 전송하는 무선 통신 네트워크부 및 상기 유휴 진동 신호를 수집하여 저장하는 프로세스를 제어하고, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 기초로 건설 기계의 작동 여부 모니터링하는 프로세스를 제어하는 중앙처리부를 포함한다.The construction machine operation monitoring device according to the present invention includes an acceleration sensor that detects vibration occurring in the construction machine and generates a vibration signal, and an idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and generated by the acceleration sensor. A first monitoring unit that monitors whether the construction machine operates based on the signal size difference between the vibration signals, and when the signal size difference is smaller than a preset value, the vibration signal generated by the acceleration sensor is frequency analyzed to generate a signal. A second monitoring unit that monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern, the idle vibration signal and vibration signal collected through the acceleration sensor, and the operation status information calculated by the first monitoring unit and the second monitoring unit. A memory that stores a memory, a wireless communication network unit that transmits operation status information and identification information of the construction machine to a control server through a wireless communication network, and a process of collecting and storing the idle vibration signal, generated by the acceleration sensor. It includes a central processing unit that controls the process of monitoring whether the construction machine is operating based on the vibration signal.

일 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치는 GPS 신호를 기초로 상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 생성하는 위치 정보 수신부를 더 포함하고, 상기 무선 통신 네트워크부는 상기 건설 기계의 작동 여부 정보, 식별 정보 및 상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 상기 관제 서버에 전송할 수 있다.In one embodiment, the construction machine operation monitoring device further includes a location information receiver that generates current location information of the construction machine based on a GPS signal, and the wireless communication network unit provides information on whether the construction machine is operating, identification information, and Current location information of the construction machine can be transmitted to the control server.

일 실시예에서, 상기 제1 모니터링부는 상기 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 큰 상태가 기 설정된 시간 이상 지속되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다.In one embodiment, the first monitoring unit operates the construction machine when a signal size difference between the idle vibration signal and the vibration signal generated by the acceleration sensor is greater than a preset value and continues for more than a preset time. It can be identified as

일 실시예에서, 상기 제1 모니터링부는 상기 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 상기 유휴 진동 신호를 보상한 후 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호와 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다.In one embodiment, when a preset time or more elapses after the idle vibration signal is collected and stored, the first monitoring unit compensates for the idle vibration signal and then based on the difference in signal size and the vibration signal generated by the acceleration sensor. It is possible to monitor whether the construction machine is operating.

일 실시예에서, 상기 제1 모니터링부는 하기 수학식 1을 통해 상기 유휴 진동 신호를 보상할 수 있다.In one embodiment, the first monitoring unit may compensate for the idle vibration signal using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

여기에서, VI(comp)(t)는 보상 후 유휴 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, t는 시간, Cengine{}은 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 보상 값, Cmotor{}은 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률, αe는 엔진 노후화에 따른 추가 계수값, βm은 유압 펌프 노후화에 따른 추가 계수 값Here, V I(comp) (t) is the idle vibration signal after compensation, V I(initial) (t) is the idle vibration signal measured on the construction machine in the idle state, t is time, C engine {} is the compensation value according to the aging of the engine of the construction machine, C motor {} is the compensation value according to the aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (natural number), and T 1 is the idle vibration signal after operation of the construction machine. The measured number of years (natural number), R 0 is the construction machine operation rate, α e is the additional coefficient value due to engine aging, and β m is the additional coefficient value due to hydraulic pump aging.

일 실시예에서, 상기 제2 모니터링부는 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다.In one embodiment, the second monitoring unit filters the vibration signal generated by the acceleration sensor through a band pass filter to remove noise, and sets a preset pattern based on the frequency pattern of the signal from which the noise has been removed. If this is detected, the construction machine can be identified as operating.

일 실시예에서, 상기 제2 모니터링부는 상기 대역 통과 필터를 통과한 신호를 에지 필터(Edge Filter)를 통해 필터링하여 기 설정된 에지 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다.In one embodiment, the second monitoring unit may identify that the construction machine is operating when a preset edge pattern is detected by filtering the signal that has passed the band-pass filter through an edge filter.

일 실시예에서, 상기 제2 모니터링부는 상기 건설 기계의 운영시간과 상기 유휴 진동 신호를 기초로 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 보상한 후, 상기 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다.In one embodiment, the second monitoring unit compensates for the vibration signal generated by the acceleration sensor based on the operating time of the construction machine and the idle vibration signal, and then filters it through the band pass filter. Noise can be removed.

일 실시예에서, 상기 제2 모니터링부는 하기 수학식 2를 통해 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 보상할 수 있다.In one embodiment, the second monitoring unit may compensate for the vibration signal generated by the acceleration sensor using Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

여기에서, Vout(t)는 보상 후 진동 신호, Vmeasure(t)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, aengine{}는 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, amotor{}는 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률Here, V out (t) is a vibration signal after compensation, V measure (t) is a vibration signal generated by the acceleration sensor 312, and V I (initial) (t) is measured on a construction machine in an idle state. The idle vibration signal, a engine {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the engine of the construction machine, a motor {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (a natural number) ), T 1 is the number of years (natural number) in which the idle vibration signal was measured after operation of the construction machine, and R 0 is the operation rate of the construction machine.

일 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치는 가동률 산출부를 더 포함하되, 상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부는 기 설정된 제1 시간 간격으로 상기 건설 기계의 작동 여부를 식별한 작동 여부 값 및 식별된 시간 구간을 포함하는 작동 여부 정보를 생성하고, 상기 가동률 산출부는 상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 기초로 기 설정된 제2 시간 동안 상기 건설 기계의 가동률을 산출할 수 있다.In one embodiment, the construction machine operation monitoring device further includes an operation rate calculation unit, wherein the first monitoring unit or the second monitoring unit provides an operation status value and identification that identifies whether the construction machine is operating at a preset first time interval. Generates operation status information including the time interval, and the operation rate calculation unit calculates the operation rate of the construction machine for a preset second time based on the operation status information calculated by the first monitoring unit or the second monitoring unit. can do.

본 발명에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법은 가속도 센서가 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 단계, 제1 모니터링부가 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계, 상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부가 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계 및 가동률 산출부가 상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부에서 생성된 작동 여부 정보를 기초로 상기 건설 기계의 가동률을 산출하는 단계를 포함한다.The method for calculating the construction machine operation rate according to the present invention includes the steps of an acceleration sensor detecting vibration occurring in the construction machine to generate a vibration signal, and an idle vibration signal collected and stored by the first monitoring unit when the construction machine is in an idle state. and monitoring whether the construction machine is operating based on a signal size difference between the vibration signal generated by the acceleration sensor, and when the signal size difference is smaller than a preset value, the second monitoring unit detects the vibration signal generated by the acceleration sensor. Analyzing the frequency of the vibration signal to monitor whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal, and an operation rate calculation unit is configured to monitor the construction machine based on the operation status information generated by the first monitoring unit or the second monitoring unit. It includes the step of calculating the operation rate of.

일 실시예에서, 상기 제1 모니터링부가 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계는 상기 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 상기 유휴 진동 신호를 보상한 후 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호와 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of monitoring whether the construction machine is operated by the first monitoring unit includes compensating for the idle vibration signal when more than a preset time has passed since the idle vibration signal was collected and stored, and then using the acceleration sensor. It may include monitoring whether the construction machine is operating based on the generated vibration signal and the difference in signal size.

일 실시예에서, 상기 제2 모니터링부가 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계는In one embodiment, the step of monitoring whether the second monitoring unit operates the construction machine

상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하는 단계 및 노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별하는 단계를 포함할 수 있다.Filtering the vibration signal generated by the acceleration sensor through a band pass filter to remove noise, and when a preset pattern is detected based on the frequency pattern of the signal from which the noise has been removed, the construction machine It may include steps to identify something that is working.

본 발명에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법은 가속도 센서가 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 단계, 제1 모니터링부가 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계, 상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부가 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계, 상기 가속도 센서를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 상기 제1 모니터링부 및 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 메모리에 저장하는 단계, 무선 통신 네트워크부가 무선 통신 네트워크를 통해 상기 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버에 전송하는 단계 및 관제 서버가 수신된 작동 여부 정보를 기초로 상기 건설 기계의 가동률을 산출하는 단계를 포함한다.The method for calculating the construction machine operation rate according to the present invention includes the steps of an acceleration sensor detecting vibration occurring in the construction machine to generate a vibration signal, and an idle vibration signal collected and stored by the first monitoring unit when the construction machine is in an idle state. and monitoring whether the construction machine is operating based on a signal size difference between the vibration signal generated by the acceleration sensor, and when the signal size difference is smaller than a preset value, the second monitoring unit detects the vibration signal generated by the acceleration sensor. Analyzing the frequency of a vibration signal to monitor whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal, the idle vibration signal and vibration signal collected through the acceleration sensor, calculated by the first monitoring unit and the second monitoring unit storing the operation status information in a memory, a wireless communication network unit transmitting operation status information and identification information of the construction machine to a control server through a wireless communication network, and the control server based on the received operation status information. It includes calculating the operation rate of construction machinery.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법은 건설 기계의 위치 이동 외에 건설 기계의 실제 가동률을 자동으로 분석하여 제공할 수 있다.As described above, the construction machine operation monitoring device according to the present invention and the method for calculating the construction machine operation rate using the same can automatically analyze and provide the actual operation rate of the construction machine in addition to the positional movement of the construction machine.

본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법은 모바일 크레인이나 테이블 리프트와 같은 건설 기계에 대해서도 정확한 가동률을 산출할 수 있다.The construction machine operation monitoring device according to the present invention and the method for calculating the construction machine operation rate using the same can calculate an accurate operation rate even for construction machines such as mobile cranes or table lifts.

본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법은 건설 기계의 위치 정보 및 가동률을 서버로 전달하여 건설 기계의 위치를 실내외에서 끊임없이 파악할 수 있다.The construction machine operation monitoring device and the construction machine operation rate calculation method using the same according to the present invention can continuously determine the location of the construction machine indoors and outdoors by transmitting the location information and operating rate of the construction machine to the server.

본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법은 건설 기계의 가동률을 정확하게 파악함으로써, 건설 현장의 실질적인 비용 절감과 생산성 향상을 도모할 수 있다.The construction machine operation monitoring device and the construction machine operation rate calculation method using the same according to the present invention can achieve substantial cost reduction and productivity improvement at construction sites by accurately determining the operation rate of construction machines.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치가 구비된 건설 기계를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 가동률 모니터링 시스템을 나타내는 도면
도 3은 도 1의 건설 기계 작동 모니터링 장치의 구성을 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도
1 is a diagram showing a construction machine equipped with a construction machine operation monitoring device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a construction machine operation rate monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of the construction machine operation monitoring device of Figure 1
Figure 4 is a flowchart illustrating a method for calculating the construction machine operation rate according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart illustrating a method for calculating the construction machine operation rate according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, specific details for implementing the construction machine operation monitoring device and the construction machine operation rate calculation method using the same according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 작동 모니터링 장치가 구비된 건설 기계를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a construction machine equipped with a construction machine operation monitoring device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 건설 기계(110)에 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a construction machine 110 may be equipped with a construction machine operation monitoring device 120 .

건설 기계(Construction Equipment)(110)는 토목 공사 또는 건설 공사에 사용되는 기계를 말한다. 예를 들어, 건설 기계(110)는 덤프트럭, 레미콘, 모바일 크레인, 테이블 리프트 등에 해당할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 건설 기계(110)가 모바일 크레인 또는 테이블 리프트인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.Construction equipment (110) refers to machines used in civil engineering or construction work. For example, the construction machine 110 may correspond to a dump truck, ready-mix concrete, mobile crane, table lift, etc. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will be made assuming that the construction machine 110 is a mobile crane or table lift.

일 실시예에서, 건설 기계(110)는 해당 건설 기계(110)의 위치를 이동시킬 수 있는 동력원인 엔진과 크레인, 테이블 등 차량에 포함된 기구를 작동시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 유압장치(예를 들어, 유압 펌프 등)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the construction machine 110 is an engine that is a power source that can move the position of the construction machine 110, and at least one hydraulic device (e.g., For example, a hydraulic pump, etc.).

건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 건설 기계(110)에 구비되어 해당 모니터링 장치(120)가 구비된 건설 기계(110)의 작동을 모니터링할 수 있다. 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 건설 기계(110)의 작동 특징에 따라 건설 기계(110)의 작동 여부를 모니터링할 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 건설 기계(110)의 엔진에 설치될 수 있다. 다른 예에서, 모바일 크레인의 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 크레인 붐에 설치될 수도 있다. 테이블 리프트의 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 작업자가 탑승하는 테이블에 설치될 수도 있다. 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)가 건설 기계(110)에 설치되는 위치는 구현 예에 따라 달라질 수 있으며, 설치 위치에 따라 작동을 모니터링하는 패턴 또는 기준이 달라질 수 있다.The construction machine operation monitoring device 120 is provided on the construction machine 110 and can monitor the operation of the construction machine 110 equipped with the corresponding monitoring device 120. The construction machine operation monitoring device 120 may be installed at a location where it can monitor whether the construction machine 110 is operating according to the operation characteristics of the construction machine 110 . For example, the construction machine operation monitoring device 120 may be installed in the engine of the construction machine 110. In another example, in the case of a mobile crane, the construction machine operation monitoring device 120 may be installed on the crane boom. In the case of a table lift, the construction machine operation monitoring device 120 may be installed on a table on which a worker rides. The location where the construction machine operation monitoring device 120 is installed on the construction machine 110 may vary depending on the implementation example, and the pattern or standard for monitoring the operation may vary depending on the installation location.

건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 무선 통신 네트워크를 통해 건설 기계(110)의 작동 여부 정보와 해당 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)의 식별 정보를 관제 서버에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 위치 정보 수신부(예를 들어, GPS 수신기)를 통해 건설 기계(110)의 위치를 모니터링 하고, GPS 위치 정보를 관제 서버에 더 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 건설 기계(110)의 작동 여부 정보를 기초로 건설 기계의 가동률을 산출할 수도 있다. The construction machine operation monitoring device 120 may transmit information on whether the construction machine 110 is operating and identification information of the construction machine operation monitoring device 120 to the control server through a wireless communication network. In one embodiment, the construction machine operation monitoring device 120 may monitor the location of the construction machine 110 through a location information receiver (eg, a GPS receiver) and further transmit the GPS location information to the control server. In one embodiment, the construction machine operation monitoring device 120 may calculate the operation rate of the construction machine based on information on whether the construction machine 110 is operating.

건설 기계 작동 모니터링 장치(120)는 전력원(예를 들어, 배터리 등)과 무선 통신 모듈을 포함하여 독자적으로 동작하는 태그(tag) 형태로 구현될 수 있으며, 관제 서버와 무선 네트워크를 통해 통신할 수 있다. The construction machine operation monitoring device 120 may be implemented in the form of a tag that operates independently, including a power source (e.g., battery, etc.) and a wireless communication module, and can communicate with the control server through a wireless network. You can.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 가동률 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다. Figure 2 is a diagram showing a construction machine operation rate monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 건설 기계 가동률 모니터링 시스템(200)은 건설 기계(210), 건설 기계 작동 모니터링 장치(212), 무선 통신 네트워크(220) 및 관제 서버(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the construction machine operation rate monitoring system 200 may include a construction machine 210, a construction machine operation monitoring device 212, a wireless communication network 220, and a control server 230.

건설 기계 작동 모니터링 장치(212)는 해당 건설 기계 작동 모니터링 장치(212a, 212b, 212c, …)가 설치된 건설 기계(210a, 210b, …)의 작동을 모니터링할 수 있다. 건설 기계 작동 모니터링 장치(212a, 212b, 212c, …)는 무선 통신 네트워크(220)를 통해 건설 기계(110)의 작동 여부 정보, 해당 건설 기계 작동 모니터링 장치(212a, 212b, 212c, …)가 설치된 건설 기계(210a, 210b, …)의 식별 정보 및 GPS 위치 정보를 관제 서버(230)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 네트워크(220)는 셀룰러 네트워크(cellular network), 중계기를 통해 구축된 근거리 통신망(WiFi 등) 등을 포함할 수 있다.The construction machine operation monitoring device 212 may monitor the operation of the construction machine (210a, 210b, ...) on which the corresponding construction machine operation monitoring device (212a, 212b, 212c, ...) is installed. The construction machine operation monitoring devices (212a, 212b, 212c, ...) provide information on whether the construction machine (110) is operating through the wireless communication network 220, and the corresponding construction machine operation monitoring devices (212a, 212b, 212c, ...) are installed. Identification information and GPS location information of the construction machines 210a, 210b, ... can be transmitted to the control server 230. For example, the wireless communication network 220 may include a cellular network, a local area communication network (WiFi, etc.) established through a repeater, etc.

일 실시예에서, 건설 기계(110)가 실내에 위치하여 GPS 위치 정보를 생성할 수 없는 경우, 실내에 기 설치된 적어도 하나 이상의 위치 마커(marker)를 통해 건설 기계(110)의 위치 정보를 식별하고, 생성된 위치 정보를 관제 서버(230)에 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 건설 기계(110)는 실내에 기 설치된 적어도 하나 이상의 BLE(Bluetooth Low Energy) 스캐너와 건설 기계 작동 모니터링 장치(212a, 212b, 212c, …)에 포함된 BLE 안테나를 통해, 신호의 세기, 신호의 ToF(Time of Flight), 신호의 AoA(Angle of Arrival) 등을 이용하여 건설 기계(110)의 위치 정보를 식별하고, 생성된 위치 정보를 관제 서버(230)에 전송할 수도 있다.In one embodiment, when the construction machine 110 is located indoors and GPS location information cannot be generated, the location information of the construction machine 110 is identified through at least one location marker installed indoors, and , the generated location information can be transmitted to the control server 230. In another embodiment, the construction machine 110 receives signals through at least one BLE (Bluetooth Low Energy) scanner installed indoors and a BLE antenna included in the construction machine operation monitoring devices 212a, 212b, 212c, ... The location information of the construction machine 110 may be identified using the intensity, time of flight (ToF) of the signal, angle of arrival (AoA) of the signal, etc., and the generated location information may be transmitted to the control server 230.

관제 서버(230)는 각 건설 기계 작동 모니터링 장치(212a, 212b, 212c, …)로부터 수신된 작동 여부 정보와 식별정보 및 위치 정보를 기초로 건설 기계(210a, 210b, …)의 위치와 상태(예를 들어, 유휴 상태, 작업 상태 등)를 모니터링할 수 있고, 각 건설 기계(210a, 210b, …)의 가동률을 산출할 수 있다.The control server 230 monitors the location and status ( For example, idle state, working state, etc.) can be monitored, and the operation rate of each construction machine (210a, 210b, ...) can be calculated.

도 3은 도 1의 건설 기계 작동 모니터링 장치의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the construction machine operation monitoring device of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 가속도 센서(312), 제1 모니터링부(314), 제2 모니터링부(316), 위치정보 수신부(318), 무선 통신 네트워크부(320), 메모리(322), 배터리 모니터링부(324), 배터리(326) 및 중앙처리부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the construction machine operation monitoring device 300 includes an acceleration sensor 312, a first monitoring unit 314, a second monitoring unit 316, a location information receiving unit 318, and a wireless communication network unit 320. ), memory 322, battery monitoring unit 324, battery 326, and central processing unit 330.

가속도 센서(312)는 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)가 설치된 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성한다. 일 실시예에서, 가속도 센서(312)는 3축 가속도 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가속도 센서(312)는 생성된 진동 신호를 메모리(322)에 저장할 수 있다.The acceleration sensor 312 detects vibration occurring in the construction machine on which the construction machine operation monitoring device 300 is installed and generates a vibration signal. In one embodiment, acceleration sensor 312 may include a three-axis acceleration sensor. In one embodiment, the acceleration sensor 312 may store the generated vibration signal in the memory 322.

건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다. 제1 모니터링부(314)는 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다. 일 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 사용자의 제어에 따라 유휴 진동 신호 측정 모드로 설정될 수 있다. 유휴 진동 신호 측정 모드로 설정된 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 기 설정된 시간 동안 유휴 진동 신호를 수집하여 메모리(322)에 저장할 수 있다.The construction machine operation monitoring device 300 may monitor whether the construction machine is operating based on the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. The first monitoring unit 314 monitors whether the construction machine is operating based on the signal size difference between the idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. do. In one embodiment, the construction machine operation monitoring device 300 may be set to an idle vibration signal measurement mode under user control. When set to the idle vibration signal measurement mode, the construction machine operation monitoring device 300 may collect idle vibration signals from the construction machine in an idle state for a preset time and store them in the memory 322.

일 실시예에서, 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 큰 상태가 기 설정된 시간 이상 지속되는 경우, 제1 모니터링부(314)는 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다. 설정된 신호 크기의 차이와 지속 시간은 구현 예에 따라 달라질 수 있다.In one embodiment, when the signal size difference between the idle vibration signal and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 is greater than a preset value and continues for more than a preset time, the first monitoring unit 314 is connected to the construction machine can be identified as operating. The difference and duration of the set signal size may vary depending on the implementation example.

건설 기계가 계속 작동하여 노후화되는 경우, 건설 기계가 유휴 상태일 때 발생하는 자체 진동도 점점 커질 수 있다. 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 건설 기계의 노후화를 고려하여 건설 기계의 작동 여부를 더 정확하게 측정할 수 있다.As construction machinery continues to operate and age, the self-vibration that occurs when the construction machinery is idle can also increase. The construction machine operation monitoring device 300 can more accurately measure whether the construction machine is operating by taking into account the aging of the construction machine.

예를 들어, 유휴 진동 신호가 수집되어 메모리(322)에 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 제1 모니터링부(314)는 메모리(322)에 저장된 유휴 진동 신호를 보상하여 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는데 사용할 수 있다. 제1 모니터링부(314)는 보상된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 모니터링부(314)는 하기 수학식 1을 통해 유휴 진동 신호를 보상할 수 있다.For example, when more than a preset time has passed since the idle vibration signal was collected and stored in the memory 322, the first monitoring unit 314 compensates for the idle vibration signal stored in the memory 322 to determine whether the construction machine is operating. Can be used to monitor. The first monitoring unit 314 may monitor whether the construction machine is operating based on the signal size difference between the compensated idle vibration signal and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. In one embodiment, the first monitoring unit 314 may compensate for the idle vibration signal using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

여기에서, VI(comp)(t)는 보상 후 유휴 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, t는 시간, Cengine{}은 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 보상 값, Cmotor{}은 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률, αe는 엔진 노후화에 따른 추가 계수값, βm은 유압 펌프 노후화에 따른 추가 계수 값을 나타낸다. 일 실시예에서, 엔진 노후화에 따른 보상 값, 유압 펌프 노후화에 따른 보상 값, 엔진 노후화에 따른 추가 계수값, 유압 펌프 노후화에 따른 추가 계수 값은 엔진 및 유압 펌프의 노후화가 건설 기계의 진동에 미치는 영향을 실험을 통해 수치적으로 산출된 후, 미리 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)의 메모리(322) 등에 저장될 수 있다. 예를 들어, 엔진 노후화에 따른 보상 값과 유압 펌프 노후화에 따른 보상 값은 기하급수 함수 형태나 스텝 함수 형태 등으로 표현될 수 있다. 건설 기계 가동률은 후술하는 방식으로 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에서 산출되거나, 관제 서버(230)에서 산출된 후 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에 수신될 수 있다.Here, V I(comp) (t) is the idle vibration signal after compensation, V I(initial) (t) is the idle vibration signal measured on the construction machine in the idle state, t is time, C engine {} is the compensation value according to the aging of the engine of the construction machine, C motor {} is the compensation value according to the aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (natural number), and T 1 is the idle vibration signal after operation of the construction machine. The measured number of years (natural number), R 0 represents the construction machine operation rate, α e represents the additional coefficient value due to engine aging, and β m represents the additional coefficient value due to hydraulic pump aging. In one embodiment, the compensation value according to engine aging, the compensation value according to hydraulic pump aging, the additional coefficient value according to engine aging, and the additional coefficient value according to hydraulic pump aging are determined by determining the effect of aging of the engine and hydraulic pump on the vibration of construction machinery. After the impact is calculated numerically through experiment, it can be stored in advance in the memory 322 of the construction machine operation monitoring device 300, etc. For example, the compensation value due to engine aging and the compensation value due to hydraulic pump aging may be expressed in the form of a geometric function or a step function. The construction machine operation rate may be calculated by the construction machine operation monitoring device 300 in a manner described later, or may be calculated by the control server 230 and then received in the construction machine operation monitoring device 300.

제1 모니터링부(314)는 기 설정된 제1 시간 간격(예를 들어, 10초 간격)으로 건설 기계의 작동 여부를 식별한 작동 여부 값(예를 들어, 작동/미작동) 및 식별된 시간 구간을 포함하는 작동 여부 정보를 생성하여 메모리(322)에 저장할 수 있다.The first monitoring unit 314 provides an operation status value (e.g., operation/non-operation) that identifies whether the construction machine operates at a preset first time interval (e.g., 10 second intervals) and an identified time interval. Operation status information including may be generated and stored in the memory 322.

유휴 진동 신호(또는, 보상 후 유휴 진동 신호)와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 제1 모니터링부(314) 대신 제2 모니터링부(316)를 통해 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다.If the signal size difference between the idle vibration signal (or idle vibration signal after compensation) and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 is smaller than a preset value, the construction machine operation monitoring device 300 is configured to operate the first monitoring unit ( 314) Instead, whether the construction machine is operating can be monitored through the second monitoring unit 316.

제2 모니터링부(316)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다. 일 실시예에서, 제2 모니터링부(316)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 제2 모니터링부(316)는 대역 통과 필터를 통과한 신호를 에지 필터(Edge Filter)를 통해 필터링하여 필터링된 신호에 기 설정된 에지 패턴이 감지되는 경우, 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다. 에지 패턴은 실험을 통해 분석되어 산출된 후 미리 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)의 메모리(322) 등에 저장될 수 있다.The second monitoring unit 316 analyzes the frequency of the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 and monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal. In one embodiment, the second monitoring unit 316 filters the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 through a band pass filter to remove noise, and sets the frequency pattern of the signal from which the noise has been removed. If a preset pattern is detected as a basis, the construction machine can be identified as operating. For example, the second monitoring unit 316 filters the signal that has passed the band-pass filter through an edge filter, and when a preset edge pattern is detected in the filtered signal, it is identified that the construction machine is operating. can do. The edge pattern may be analyzed and calculated through experiment and then stored in advance in the memory 322 of the construction machine operation monitoring device 300.

건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 건설 기계의 노후화를 고려하여 건설 기계의 작동 여부를 더 정확하게 측정할 수 있다.The construction machine operation monitoring device 300 can more accurately measure whether the construction machine is operating by taking into account the aging of the construction machine.

예를 들어, 유휴 진동 신호가 수집되어 메모리(322)에 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 제2 모니터링부(316)는 메모리(322)에 저장된 유휴 진동 신호를 보상하여 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는데 사용할 수 있다. 제2 모니터링부(316)는 대역 통과 필터를 통해 필터링하여 신호의 노이즈를 제거하기 전에, 건설 기계의 운영시간과 유휴 진동 신호를 기초로 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 보상할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 모니터링부(316)는 하기 수학식 2를 통해 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 보상할 수 있다.For example, when more than a preset time elapses after the idle vibration signal is collected and stored in the memory 322, the second monitoring unit 316 compensates for the idle vibration signal stored in the memory 322 to determine whether the construction machine is operating. Can be used to monitor. The second monitoring unit 316 may compensate for the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 based on the operating time and idle vibration signal of the construction machine before filtering it through a band-pass filter to remove noise from the signal. . In one embodiment, the second monitoring unit 316 may compensate for the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 using Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

여기에서, Vout(t)는 보상 후 진동 신호, Vmeasure(t)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, aengine{}는 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, amotor{}는 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률을 나타낸다. Here, V out (t) is a vibration signal after compensation, V measure (t) is a vibration signal generated by the acceleration sensor 312, and V I (initial) (t) is measured on a construction machine in an idle state. The idle vibration signal, a engine {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the engine of the construction machine, a motor {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (a natural number) ), T 1 is the number of years (natural number) in which the idle vibration signal was measured after operating the construction machine, and R 0 represents the construction machine operation rate.

일 실시예에서, 엔진 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, 유압 펌프 노후화에 따른 진동 증가 보상 값은 엔진 및 유압 펌프의 노후화가 건설 기계의 진동에 미치는 영향을 실험을 통해 수치적으로 산출된 후, 미리 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)의 메모리(322) 등에 저장될 수 있다. 예를 들어, 엔진 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, 유압 펌프 노후화에 따른 진동 증가 보상 값은 기하급수 함수 형태나 스텝 함수 형태 등으로 표현될 수 있다. 건설 기계 가동률은 후술하는 방식으로 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에서 산출되거나, 관제 서버(230)에서 산출된 후 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에 수신될 수 있다.In one embodiment, the compensation value for the increase in vibration due to engine aging and the compensation value for the increase in vibration due to the aging of the hydraulic pump are calculated numerically through an experiment on the effect of the aging of the engine and hydraulic pump on the vibration of the construction machine, and then calculated in advance. It may be stored in the memory 322 of the construction machine operation monitoring device 300, etc. For example, the compensation value for increased vibration due to engine aging and the compensation value for increased vibration due to hydraulic pump aging may be expressed in the form of a geometric function or a step function. The construction machine operation rate may be calculated by the construction machine operation monitoring device 300 in a manner described later, or may be calculated by the control server 230 and then received in the construction machine operation monitoring device 300.

제2 모니터링부(316)는 기 설정된 제1 시간 간격(예를 들어, 10초 간격)으로 건설 기계의 작동 여부를 식별한 작동 여부 값(예를 들어, 작동/미작동) 및 식별된 시간 구간을 포함하는 작동 여부 정보를 생성하여 메모리(322)에 저장할 수 있다.The second monitoring unit 316 provides an operation status value (e.g., operation/non-operation) that identifies whether the construction machine operates at a preset first time interval (e.g., 10 second intervals) and an identified time interval. Operation status information including may be generated and stored in the memory 322.

위치 정보 수신부(318)는 GPS 신호를 기초로 건설 기계의 현재 위치 정보(예를 들어, GPS 정보)를 생성하고, 생성된 현재 위치 정보를 메모리(322)에 저장한다. 무선 통신 네트워크부(320)는 무선 통신 네트워크를 통해 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버(230)에 전송한다. 예를 들어, 무선 통신 네트워크부(320)는 셀룰러(cellular) 네트워크 모뎀 또는 근거리 통신망(WiFi 등) 모뎀을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 통신 네트워크부(320)는 건설 기계의 작동 여부 정보, 식별 정보 및 건설 기계의 현재 위치 정보를 관제 서버(230)에 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에서 가동률을 산출한 경우, 무선 통신 네트워크부(320)는 건설 기계의 작동 여부 정보, 식별 정보, 건설 기계의 현재 위치 정보 및 해당 건설 기계의 가동률을 관제 서버(230)에 전송할 수도 있다.The location information receiver 318 generates current location information (eg, GPS information) of the construction machine based on the GPS signal and stores the generated current location information in the memory 322. The wireless communication network unit 320 transmits information on whether the construction machine is operating and identification information to the control server 230 through a wireless communication network. For example, the wireless communication network unit 320 may include a cellular network modem or a local area network (WiFi, etc.) modem. In one embodiment, the wireless communication network unit 320 may transmit information on whether the construction machine is operating, identification information, and current location information of the construction machine to the control server 230. In another embodiment, when the operation rate is calculated by the construction machine operation monitoring device 300, the wireless communication network unit 320 provides information on whether the construction machine is operating, identification information, current location information of the construction machine, and the operation rate of the construction machine. may be transmitted to the control server 230.

메모리(322)는 가속도 센서(312)를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 제1 모니터링부(314) 및 제2 모니터링부(316)에서 산출된 작동 여부 정보를 시간(예를 들어, 수집된 시간, 식별된 작동 시간 등)에 연계하여 저장한다. 일 실시예에서, 메모리(322)는 위치 정보 수신부(318)는 생성된 현재 위치 정보를 시간에 연계하여 더 저장할 수 있다. 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에 가동률 산출부(미도시)가 더 포함된 구현 예의 경우, 메모리(322)는 산출된 가동률을 시간에 연계하여 더 저장할 수 있다.The memory 322 collects the idle vibration signal and vibration signal collected through the acceleration sensor 312 and the operation status information calculated from the first monitoring unit 314 and the second monitoring unit 316 over time (e.g., stored in conjunction with the time of operation, identified operating time, etc.). In one embodiment, the memory 322 and the location information receiver 318 may further store the generated current location information in conjunction with time. In the case of an implementation example in which the construction machine operation monitoring device 300 further includes an operation rate calculation unit (not shown), the memory 322 may further store the calculated operation rate in connection with time.

배터리 모니터링부(324)는 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에 내장된 배터리(326)의 충전 레벨(예를 들어, SoC(State of Charge))을 모니터링한다. 중앙처리부(330)는 배터리 모니터링부(324)를 통해 배터리 충전 레벨을 모니터링하고, 기 설정된 이벤트가 발생하는 경우, 알람 메시지를 생성하여 관제 서버(230)에 전송할 수 있다. The battery monitoring unit 324 monitors the charge level (eg, State of Charge (SoC)) of the battery 326 built into the construction machine operation monitoring device 300. The central processing unit 330 monitors the battery charge level through the battery monitoring unit 324, and when a preset event occurs, it can generate an alarm message and transmit it to the control server 230.

중앙처리부(330)는 적어도 하나 이상의 프로세스를 수행하여 가속도 센서(312), 제1 모니터링부(314), 제2 모니터링부(316), 위치정보 수신부(318), 무선 통신 네트워크부(320), 메모리(322), 배터리 모니터링부(324) 및 배터리(326)를 제어한다. 예를 들어, 중앙처리부(330)는 유휴 진동 신호를 수집하여 저장하는 프로세스를 통해 가속도 센서(312)와 메모리(322)를 제어하고, 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 프로세스를 통해 가속도 센서(312), 제1 모니터링부(314), 제2 모니터링부(316) 및 메모리(322)를 제어할 수 있다.The central processing unit 330 performs at least one process to connect the acceleration sensor 312, the first monitoring unit 314, the second monitoring unit 316, the location information receiving unit 318, the wireless communication network unit 320, Controls the memory 322, battery monitoring unit 324, and battery 326. For example, the central processing unit 330 controls the acceleration sensor 312 and the memory 322 through a process of collecting and storing idle vibration signals, and controls the construction machine based on the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. The acceleration sensor 312, the first monitoring unit 314, the second monitoring unit 316, and the memory 322 can be controlled through a process of monitoring whether the is operating.

일 실시예에서, 관제 서버(230)가 건설 기계의 가동률을 산출하는 구현 예의 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 무선 통신 네트워크를 통해 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버(230)에 전송한다. 관제 서버(230)는 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)에서 수신된 작동 여부 정보화 식별 정보를 기초로 기 설정된 제2 시간(예를 들어, 30분) 동안 해당 건설 기계의 가동률을 산출할 수 있다.In one embodiment, in the case of an implementation example in which the control server 230 calculates the operation rate of the construction machine, the construction machine operation monitoring device 300 sends the operation status information and identification information of the construction machine to the control server 230 through a wireless communication network. ) is sent to The control server 230 may calculate the operation rate of the construction machine for a preset second time (for example, 30 minutes) based on the operation status information identification information received from the construction machine operation monitoring device 300.

다른 실시예에서, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)가 건설 기계의 가동률을 산출하는 구현 예의 경우, 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)는 가동률 산출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 모니터링부(314) 또는 제2 모니터링부(316)는 기 설정된 제1 시간 간격으로 건설 기계의 작동 여부를 식별한 작동 여부 값 및 식별된 시간 구간을 포함하는 작동 여부 정보를 생성하고, 가동률 산출부는 제1 모니터링부(314) 또는 제2 모니터링부(316)에서 산출된 작동 여부 정보를 기초로 기 설정된 제2 시간(예를 들어, 30분) 동안 건설 기계의 가동률을 산출할 수 있다. 예를 들어, 30분 동안 건설 기계의 작동이 식별된 시간 구간(10초 구간)이 89개 있는 경우, 가동률 산출부는 해당 건설 기계의 가동률을 49.4%(89X10(초) / 1800(초) = 49.4%)로 산출할 수 있다.In another embodiment, in the case of an implementation where the construction machine operation monitoring device 300 calculates the operation rate of the construction machine, the construction machine operation monitoring device 300 may further include an operation rate calculation unit (not shown). In this case, the first monitoring unit 314 or the second monitoring unit 316 generates operation status information including an operation status value identifying whether the construction machine is operating at a preset first time interval and an identified time interval. And, the operation rate calculation unit calculates the operation rate of the construction machine for a preset second time (for example, 30 minutes) based on the operation status information calculated by the first monitoring unit 314 or the second monitoring unit 316. You can. For example, if there are 89 time sections (10-second sections) in which the operation of construction machinery was identified for 30 minutes, the operation rate calculation unit calculates the operation rate of the construction machine as 49.4% (89 %) can be calculated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart explaining a method for calculating the construction machine operation rate according to an embodiment of the present invention.

도 4는 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)가 건설 기계의 가동률을 산출하는 실시예에서의 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for calculating the operation rate of a construction machine in an embodiment in which the construction machine operation monitoring device 300 calculates the operation rate of the construction machine.

도 4를 참조하면, 가속도 센서(312)는 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성한다(단계 S410). 제1 모니터링부는(314)는 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다(단계 S420). 일 실시예에서, 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 제1 모니터링부는(314)는 유휴 진동 신호를 보상한 후 보상된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다.Referring to FIG. 4, the acceleration sensor 312 detects vibration occurring in the construction machine and generates a vibration signal (step S410). The first monitoring unit 314 monitors whether the construction machine is operating based on the signal size difference between the idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. (step S420). In one embodiment, when a preset time or more has passed since the idle vibration signal was collected and stored, the first monitoring unit 314 compensates for the idle vibration signal and then compares the compensated idle vibration signal and the acceleration sensor 312. The operation of construction machinery can be monitored based on the signal size difference between vibration signals.

유휴 진동 신호(또는, 보상된 유휴 진동 신호)와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부(316)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다(단계 S430).When the signal size difference between the idle vibration signal (or compensated idle vibration signal) and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 is smaller than a preset value, the second monitoring unit 316 monitors the acceleration sensor 312. The generated vibration signal is frequency analyzed to monitor whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal (step S430).

일 실시예에서, 제2 모니터링부(316)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 건설 기계가 작동하는 것으로 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 모니터링부(316)는 건설 기계의 운영시간과 유휴 진동 신호를 기초로 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 보상한 후, 대역 통과 필터를 통해 필터링하여 노이즈를 제거할 수도 있다.In one embodiment, the second monitoring unit 316 filters the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 through a band pass filter to remove noise, and sets the frequency pattern of the signal from which the noise has been removed. If a preset pattern is detected as a basis, the construction machine can be identified as operating. In one embodiment, the second monitoring unit 316 compensates for the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 based on the operating time and idle vibration signal of the construction machine and then filters it through a band-pass filter to remove noise. You may.

가동률 산출부는 제1 모니터링부(314) 또는 제2 모니터링부(316)에서 생성된 작동 여부 정보를 기초로 건설 기계의 가동률을 산출한다(단계 S440). 각 과정의 상세한 동작은 상기 도 3에서 설명한 바와 같다.The operation rate calculation unit calculates the operation rate of the construction machine based on the operation status information generated by the first monitoring unit 314 or the second monitoring unit 316 (step S440). The detailed operation of each process is as described in FIG. 3 above.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart explaining a method for calculating a construction machine operation rate according to another embodiment of the present invention.

도 5는 관제 서버(230)가 건설 기계의 가동률을 산출하는 실시예에서의 건설 기계 가동률 산출 방법을 설명하는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart explaining a method of calculating the construction machine operation rate in an embodiment in which the control server 230 calculates the operation rate of the construction machine.

도 5를 참조하면, 가속도 센서(312)는 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성한다(단계 S510). 제1 모니터링부는(314)는 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다(단계 S520). 일 실시예에서, 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 제1 모니터링부는(314)는 유휴 진동 신호를 보상한 후 보상된 유휴 진동 신호와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링할 수 있다.Referring to FIG. 5, the acceleration sensor 312 detects vibration occurring in the construction machine and generates a vibration signal (step S510). The first monitoring unit 314 monitors whether the construction machine is operating based on the signal size difference between the idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312. (step S520). In one embodiment, when a preset time or more has passed since the idle vibration signal was collected and stored, the first monitoring unit 314 compensates for the idle vibration signal and then compares the compensated idle vibration signal and the acceleration sensor 312. The operation of construction machinery can be monitored based on the signal size difference between vibration signals.

유휴 진동 신호(또는, 보상된 유휴 진동 신호)와 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부(316)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 건설 기계의 작동 여부를 모니터링한다(단계 S530).When the signal size difference between the idle vibration signal (or compensated idle vibration signal) and the vibration signal generated by the acceleration sensor 312 is smaller than a preset value, the second monitoring unit 316 monitors the acceleration sensor 312. The generated vibration signal is frequency analyzed to monitor whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal (step S530).

메모리(322)는 가속도 센서(312)를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 제1 모니터링부(314) 및 제2 모니터링부(316)에서 산출된 작동 여부 정보를 저장한다(단계 S540). 무선 통신 네트워크부(320)는 무선 통신 네트워크를 통해 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버(230)에 전송한다(단계 S550).The memory 322 stores the idle vibration signal and vibration signal collected through the acceleration sensor 312, and the operation status information calculated by the first monitoring unit 314 and the second monitoring unit 316 (step S540). The wireless communication network unit 320 transmits information on whether the construction machine is operating and identification information to the control server 230 through a wireless communication network (step S550).

관제 서버(230)는 건설 기계 작동 모니터링 장치(300)로부터 수신된 작동 여부 정보와 식별 정보를 기초로 해당 건설 기계의 가동률을 산출한다(단계 S560). 각 과정의 상세한 동작은 상기 도 3에서 설명한 바와 같다.The control server 230 calculates the operation rate of the construction machine based on the operation status information and identification information received from the construction machine operation monitoring device 300 (step S560). The detailed operation of each process is as described in FIG. 3 above.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 건설 기계 작동 모니터링 장치 및 이를 이용한 건설 기계 가동률 산출 방법으로 구현할 수 있다.Although the present invention has been described as an embodiment of the present invention, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various construction machine operation monitoring devices and a construction machine operation rate calculation method using the same without departing from the technical idea of the present invention. You can.

300 : 건설 기계 작동 모니터링 장치
312 : 가속도 센서
314 : 제1 모니터링부
316 : 제2 모니터링부
318 : 위치정보 수신부
320 : 무선 통신 네트워크부
322 : 메모리
324 : 배터리 모니터링부
326 : 배터리
330 : 중앙처리부
300: Construction machine operation monitoring device
312: acceleration sensor
314: 1st monitoring unit
316: second monitoring unit
318: Location information receiver
320: wireless communication network unit
322: Memory
324: Battery monitoring unit
326: battery
330: Central processing department

Claims (14)

건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 가속도 센서;
상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제1 모니터링부;
상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 제2 모니터링부;
상기 가속도 센서를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 상기 제1 모니터링부 및 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 저장하는 메모리;
무선 통신 네트워크를 통해 상기 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버에 전송하는 무선 통신 네트워크부; 및
상기 유휴 진동 신호를 수집하여 저장하는 프로세스를 제어하고, 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 기초로 건설 기계의 작동 여부 모니터링하는 프로세스를 제어하는 중앙처리부를 포함하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
An acceleration sensor that detects vibrations occurring in construction machinery and generates a vibration signal;
A first monitoring unit that monitors whether the construction machine is operating based on a signal size difference between an idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and a vibration signal generated by the acceleration sensor;
When the signal size difference is smaller than a preset value, a second monitoring unit that analyzes the frequency of the vibration signal generated by the acceleration sensor and monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal;
a memory that stores idle vibration signals and vibration signals collected through the acceleration sensor, and operation status information calculated by the first and second monitoring units;
a wireless communication network unit that transmits operation status information and identification information of the construction machine to a control server through a wireless communication network; and
A construction machine operation monitoring device comprising a central processing unit that controls a process of collecting and storing the idle vibration signal and monitoring whether the construction machine is operating based on the vibration signal generated by the acceleration sensor.
제1항에 있어서,
GPS 신호를 기초로 상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 생성하는 위치 정보 수신부를 더 포함하고,
상기 무선 통신 네트워크부는 상기 건설 기계의 작동 여부 정보, 식별 정보 및 상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 상기 관제 서버에 전송하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
According to paragraph 1,
Further comprising a location information receiver that generates current location information of the construction machine based on a GPS signal,
A construction machine operation monitoring device wherein the wireless communication network unit transmits information on whether the construction machine is operating, identification information, and current location information of the construction machine to the control server.
제1항에 있어서, 상기 제1 모니터링부는
상기 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 큰 상태가 기 설정된 시간 이상 지속되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
The method of claim 1, wherein the first monitoring unit
A construction machine operation monitoring device that identifies the construction machine as operating when a signal size difference between the idle vibration signal and the vibration signal generated by the acceleration sensor is greater than a preset value and continues for more than a preset time.
제3항에 있어서, 상기 제1 모니터링부는
상기 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 상기 유휴 진동 신호를 보상한 후 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호와 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
The method of claim 3, wherein the first monitoring unit
If more than a preset time has elapsed since the idle vibration signal was collected and stored, the idle vibration signal is compensated and then the operation of the construction machine is monitored based on the difference in signal size and the vibration signal generated by the acceleration sensor. Machine operation monitoring device.
제4항에 있어서, 상기 제1 모니터링부는
하기 수학식 1을 통해 상기 유휴 진동 신호를 보상하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
[수학식 1]

여기에서, VI(comp)(t)는 보상 후 유휴 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, t는 시간, Cengine{}은 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 보상 값, Cmotor{}은 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률, αe는 엔진 노후화에 따른 추가 계수값, βm은 유압 펌프 노후화에 따른 추가 계수 값
The method of claim 4, wherein the first monitoring unit
A construction machine operation monitoring device that compensates for the idle vibration signal through Equation 1 below.
[Equation 1]

Here, V I(comp) (t) is the idle vibration signal after compensation, V I(initial) (t) is the idle vibration signal measured on the construction machine in the idle state, t is time, C engine {} is the compensation value according to the aging of the engine of the construction machine, C motor {} is the compensation value according to the aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (natural number), and T 1 is the idle vibration signal after operation of the construction machine. The measured number of years (natural number), R 0 is the construction machine operation rate, α e is the additional coefficient value due to engine aging, and β m is the additional coefficient value due to hydraulic pump aging.
제1항에 있어서, 상기 제2 모니터링부는
상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하고,
노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
The method of claim 1, wherein the second monitoring unit
The vibration signal generated by the acceleration sensor is filtered through a band pass filter to remove noise,
A construction machine operation monitoring device that identifies the construction machine as operating when a preset pattern is detected based on the frequency pattern of the signal from which noise has been removed.
제6항에 있어서, 상기 제2 모니터링부는
상기 대역 통과 필터를 통과한 신호를 에지 필터(Edge Filter)를 통해 필터링하여 기 설정된 에지 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
The method of claim 6, wherein the second monitoring unit
A construction machine operation monitoring device that filters the signal that has passed the band-pass filter through an edge filter and identifies the construction machine as operating when a preset edge pattern is detected.
제6항에 있어서, 상기 제2 모니터링부는
상기 건설 기계의 운영시간과 상기 유휴 진동 신호를 기초로 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 보상한 후, 상기 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
The method of claim 6, wherein the second monitoring unit
A construction machine operation monitoring device that compensates for the vibration signal generated by the acceleration sensor based on the operating time of the construction machine and the idle vibration signal and then filters it through the band pass filter to remove noise.
제8항에 있어서, 상기 제2 모니터링부는
하기 수학식 2를 통해 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 보상하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
[수학식 2]

여기에서, Vout(t)는 보상 후 진동 신호, Vmeasure(t)는 가속도 센서(312)에서 생성된 진동 신호, VI(initial)(t)는 유휴(Idle) 상태인 건설 기계에서 측정된 유휴 진동 신호, aengine{}는 건설 기계의 엔진 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, amotor{}는 건설 기계의 유압 펌프 노후화에 따른 진동 증가 보상 값, T는 건설 기계가 운영된 연수(자연수), T1은 건설 기계 운영 후 유휴 진동 신호가 측정된 연수(자연수), R0는 건설 기계 가동률
The method of claim 8, wherein the second monitoring unit
A construction machine operation monitoring device that compensates for the vibration signal generated by the acceleration sensor through Equation 2 below.
[Equation 2]

Here, V out (t) is a vibration signal after compensation, V measure (t) is a vibration signal generated by the acceleration sensor 312, and V I (initial) (t) is measured on a construction machine in an idle state. The idle vibration signal, a engine {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the engine of the construction machine, a motor {} is the compensation value for increased vibration due to aging of the hydraulic pump of the construction machine, T is the number of years the construction machine has been operated (a natural number) ), T 1 is the number of years (natural number) in which the idle vibration signal was measured after operation of the construction machine, and R 0 is the operation rate of the construction machine.
제1항에 있어서,
상기 건설 기계 작동 모니터링 장치는 가동률 산출부를 더 포함하되,
상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부는 기 설정된 제1 시간 간격으로 상기 건설 기계의 작동 여부를 식별한 작동 여부 값 및 식별된 시간 구간을 포함하는 작동 여부 정보를 생성하고,
상기 가동률 산출부는 상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 기초로 기 설정된 제2 시간 동안 상기 건설 기계의 가동률을 산출하는 건설 기계 작동 모니터링 장치.
According to paragraph 1,
The construction machine operation monitoring device further includes an operation rate calculation unit,
The first monitoring unit or the second monitoring unit generates operation status information including an operation status value identifying whether the construction machine is operating at a preset first time interval and an identified time interval,
A construction machine operation monitoring device wherein the operation rate calculation unit calculates an operation rate of the construction machine for a preset second time based on operation status information calculated by the first monitoring unit or the second monitoring unit.
가속도 센서가 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 단계;
제1 모니터링부가 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계;
상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부가 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계; 및
가동률 산출부가 상기 제1 모니터링부 또는 상기 제2 모니터링부에서 생성된 작동 여부 정보를 기초로 상기 건설 기계의 가동률을 산출하는 단계를 포함하는 건설 기계 가동률 산출 방법.
An acceleration sensor detecting vibration occurring in a construction machine and generating a vibration signal;
A first monitoring unit monitoring whether the construction machine is operating based on a signal size difference between an idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and a vibration signal generated by the acceleration sensor;
When the signal size difference is smaller than a preset value, a second monitoring unit frequency analyzes the vibration signal generated by the acceleration sensor and monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal; and
A construction machine operation rate calculation method comprising: an operation rate calculation unit calculating the operation rate of the construction machine based on operation status information generated by the first monitoring unit or the second monitoring unit.
제11항에 있어서, 상기 제1 모니터링부가 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계는
상기 유휴 진동 신호가 수집되어 저장된 후 기 설정된 시간 이상 경과한 경우, 상기 유휴 진동 신호를 보상한 후 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호와 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계를 포함하는 건설 기계 가동률 산출 방법.
The method of claim 11, wherein the first monitoring unit monitors whether the construction machine is operating.
When more than a preset time has elapsed since the idle vibration signal was collected and stored, compensating for the idle vibration signal and then monitoring whether the construction machine is operating based on the difference in signal size and the vibration signal generated by the acceleration sensor. Construction machinery operation rate calculation method including.
제11항에 있어서, 상기 제2 모니터링부가 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계는
상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 통해 필터링하여 노이즈를 제거하는 단계; 및
노이즈가 제거된 신호의 주파수 패턴을 기초로 기 설정된 패턴이 감지되는 경우, 상기 건설 기계가 작동하는 것으로 식별하는 단계를 포함하는 건설 기계 가동률 산출 방법.
The method of claim 11, wherein the second monitoring unit monitors whether the construction machine is operating.
removing noise by filtering the vibration signal generated by the acceleration sensor through a band pass filter; and
A method for calculating the operation rate of a construction machine, including the step of identifying the construction machine as operating when a preset pattern is detected based on the frequency pattern of the signal from which noise has been removed.
가속도 센서가 건설 기계에서 발생하는 진동을 감지하여 진동 신호를 생성하는 단계;
제1 모니터링부가 상기 건설 기계가 유휴(Idle) 상태일 때 수집되어 저장된 유휴 진동 신호와 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호 사이의 신호 크기 차이를 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계;
상기 신호 크기 차이가 기 설정된 값보다 작은 경우, 제2 모니터링부가 상기 가속도 센서에서 생성된 진동 신호를 주파수 분석하여 신호의 주파수 패턴을 기초로 상기 건설 기계의 작동 여부를 모니터링하는 단계;
상기 가속도 센서를 통해 수집된 유휴 진동 신호와 진동 신호, 상기 제1 모니터링부 및 제2 모니터링부에서 산출된 작동 여부 정보를 메모리에 저장하는 단계;
무선 통신 네트워크부가 무선 통신 네트워크를 통해 상기 건설 기계의 작동 여부 정보와 식별 정보를 관제 서버에 전송하는 단계; 및
관제 서버가 수신된 작동 여부 정보를 기초로 상기 건설 기계의 가동률을 산출하는 단계를 포함하는 건설 기계 가동률 산출 방법.

An acceleration sensor detecting vibration occurring in a construction machine and generating a vibration signal;
A first monitoring unit monitoring whether the construction machine is operating based on a signal size difference between an idle vibration signal collected and stored when the construction machine is in an idle state and a vibration signal generated by the acceleration sensor;
When the signal size difference is smaller than a preset value, a second monitoring unit frequency analyzes the vibration signal generated by the acceleration sensor and monitors whether the construction machine is operating based on the frequency pattern of the signal;
Storing the idle vibration signal and vibration signal collected through the acceleration sensor and operation status information calculated by the first monitoring unit and the second monitoring unit in a memory;
A wireless communication network unit transmitting operation status information and identification information of the construction machine to a control server through a wireless communication network; and
A construction machine operation rate calculation method comprising calculating the operation rate of the construction machine based on operation status information received by the control server.

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