KR20230167784A - 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인입된 수소를 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통해 압축된 수소를 저장하는 저장용기; 상기 저장용기에 저장된 압축수소를 냉각시키는 냉각기; 상기 저장용기로부터 배출되어 상기 냉각기를 통해 냉각된 압축수소를 충전대상에 공급하는 수소충전기; 구성 간 수소의 이동경로를 제공하는 다수의 배관설비; 다수의 상기 배관설비 중 적어도 하나 이상에 설치되어 이동경로의 개폐를 결정하는 밸브설비; 및 상기 압축기, 냉각기, 수소충전기 및 밸브설비의 작동상태를 제어하는 제어기;를 포함하며, 수소충전소에 구축되는 수소충전시스템에 연동되는 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템에 관한 것으로, 상기 수소충전소의 환경 변화, 상기 수소충전시스템에 포함되는 구성들의 수소충전 기능 수행을 위한 운영내역의 변화 및 구성들의 고장여부에 대한 상태 변화를 감지하여 각종 정보를 수집하는 정보수집장치; 및 상기 정보수집장치와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 연결되며, 상기 정보수집장치로부터 수집된 정보를 수소충전소 고장예지 분석용 빅데이터로서 제공받아 데이터베이스화하는 관리서버;를 포함한다.

Description

수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템{FAILURE PREDICTION AND SAFETY MANAGEMENT SYSTEM FOR HYDROGEN FILLING STATION}
본 발명은 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템에 관한 것이다.
수소충전소(Hydrogen Refueling Station, HRS)는 수소전기차, 수소트램 등 수소모빌리티에 수소연료를 공급하는 인프라로서, 수소산업 생태계 조성 및 수소경제 활성화를 위한 핵심 요소이다.
이러한 수소충전소는 현재 잦은 고장으로 인해 충전소의 운영이 중단되는 경우가 많아지고, 이러한 고장 발생에 대한 진단, 대처 및 보수의 절차 또한 많은 지연을 보이며 수소원료의 이용에 있어 이용자의 많은 불만과 불편함을 초래하고 있다.
또한, 수소충전소의 안정성 확보를 필요로 하는 다양한 요구들이 점차 증가하고 있음에 따라 결국 수소충전소의 운영과 관련하여 시스템적인 운영중단 없이 운정 상태를 지속적으로 유지하기 위한 건전성과 시스템적인 안전사고 발생의 가능성을 낮추고 미리 예방 가능하도록 하기 위한 안정성의 균형적 고도화가 필요하다.
이에 따라, 수소충전소의 건전성 및 안정성 향상을 통해 수소연료의 사용 수요를 증대시키고 수소 연료 이용자의 편의 및 만족도를 높이기 위한 다양한 스마트 기술들의 개발 및 활용이 다방면으로 시도되고 있다.
이와 관련하여, 수소충전소 설치 및 운영에 따른 법적 요건 및 위험요소를 충전소 운영자가 손쉽게 사전에 파악함에 따라 수소충전소 설치 및 운영에 따른 위험 요소를 제거하고 사고 발생을 사전에 예방할 수 있도록 하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 제10-2167776호의 "수소충전소의 위험성을 평가하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템은, 수소충전소의 건전성과 안정성의 수준을 고도한 수준으로 제공하기에는 여전히 기술적으로 부족한 부분이 많았으며, 특히 실제 고장이 발생된 후 이에 대한 유지보수가 이루어지다 보니 여전히 발생된 고장의 문제를 유지 보수함에 시간적, 비용적 소요가 상당히 많은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 수소충전소에 구축된 수소충전시스템의 가동에 있어 고장 발생의 원인이 될 수 있는 다양한 요인들을 수집하고, 이를 기반으로 고장의 발생 직후가 아닌 발생 전에 미리 상황을 예측하여 대처할 수 있는 수소충전소 관리 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템은, 인입된 수소를 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통해 압축된 수소를 저장하는 저장용기; 상기 저장용기에 저장된 압축수소를 냉각시키는 냉각기; 상기 저장용기로부터 배출되어 상기 냉각기를 통해 냉각된 압축수소를 충전대상에 공급하는 수소충전기; 구성 간 수소의 이동경로를 제공하는 다수의 배관설비; 다수의 상기 배관설비 중 적어도 하나 이상에 설치되어 이동경로의 개폐를 결정하는 밸브설비; 및 상기 압축기, 냉각기, 수소충전기 및 밸브설비의 작동상태를 제어하는 제어기;를 포함하며, 수소충전소에 구축되는 수소충전시스템에 연동되는 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템에 있어서, 상기 수소충전소의 환경 변화, 상기 수소충전시스템에 포함되는 구성들의 수소충전 기능 수행을 위한 운영내역의 변화 및 구성들의 고장여부에 대한 상태 변화를 감지하여 각종 정보를 수집하는 정보수집장치; 및 상기 정보수집장치와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 연결되며, 상기 정보수집장치로부터 수집된 정보를 수소충전소 고장예지 분석용 빅데이터로서 제공받아 데이터베이스화하는 관리서버;를 포함한다.
여기서, 상기 정보수집장치는, 상기 수소충전소 일측에 설치되어 주변 온도 및 습도를 감지하여 환경정보를 생성하는 환경감지부; 및 상기 압축기 일측에 설치되어 상기 압축기의 작동여부 및 수소 압축기능의 수행을 통해 압축되는 수소의 압력상태를 감지하는 제1감지부분; 상기 저장용기 일측에 설치되어 상기 저장용기 내 수소의 저장용량을 감지하는 제2감지부분; 상기 냉각기 일측에 설치되어 상기 냉각기의 작동여부 및 압축수소 냉각 기능의 수행을 통해 냉각되는 압축수소의 온도상태를 감지하는 제3감지부분; 상기 수소충전기 일측에 설치되어 상기 수소충전기의 작동여부 및 수소공급 기능의 수행을 통한 수소의 공급용량을 감지하는 제4감지부분; 다수의 배관설비 중 적어도 하나 이상에 설치되어 설치된 배관 내 이동되는 수소의 압력, 온도, 유량을 감지하는 제5감지부분; 및 상기 밸브설비에 설치되어 상기 밸브설비의 작동여부를 감지하는 제6감지부분;을 포함하며, 상기 제1감지부분 내지 상기 제6감지부분을 통해 감지되는 정보를 통합하여 운영정보를 생성하는 운영감지부;를 포함한다.
또한, 상기 정보수집장치는, 상기 운영감지부를 통해 생성된 운영정보를 기반으로 상기 압축기, 냉각기, 수소충전기 및 밸브설비 중 적어도 하나 이상의 작동여부가 비작동 상태이거나 기 설정 저장된 정상작동 기준정보와의 비교 분석을 통해 운영정보 내 감지된 정보값이 정상작동 기준정보 내 설정된 정상작동 범위를 벗어날 경우 고장상태의 발생을 감지하여 고장이 발생한 구성 및 세부내역을 알리기 위한 상태알림정보를 생성하는 상태감지부; 및 상기 환경감지부, 운영감지부 및 상태감지부를 통해 생성된 정보를 기 설정된 주기에 따라 상기 관리서버에 반복 전송하는 정보전송부;를 포함한다.
아울러, 상기 관리서버는, 상기 정보전송부와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 수신하는 서버 통신부; 상기 서버 통신부를 통해 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 데이터베이스화하여 저장 관리하는 서버 저장부; 상기 서버 저장부에 저장된 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 또는 세부내역별 상기 환경정보 및 운영정보를 빅데이터로 이용해 상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 얼마나 되는지를 분석하는 고장예지 분석 알고리즘을 마련하는 고장예지 분석 알고리즘 생성부; 및 상기 고장예지 분석 알고리즘 생성부를 통해 마련된 고장예지 분석 알고리즘을 기반으로 상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신된 환경정보 및 운영정보를 분석하여 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 기 설정된 수준을 초과하는 상태임이 판단될 경우 고장예지 알림정보를 생성하는 고장예지 분석부;를 포함하며, 상기 서버 통신부는 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하도록 접속된 관리단말에 상기 고장예지 분석부를 통해 생성된 고장예지 알림정보를 전송하여 상기 관리단말을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 한다.
또한, 상기 관리서버는, 상기 서버 통신부를 통해 수신된 상태알림정보 및 상태일림정보의 수신이력을 기반으로 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 고장이력을 분석한 고장이력 정보를 생성하는 고장이력 관리부; 상기 수소충전시스템에 대응되도록 기 설정 구축된 테스트베드(Testbed) 플랫폼에 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 시점의 환경정보 및 운영정보를 대응 적용시켜 고장 발생을 상기 테스트베드에 재현시킨 후 상기 수소충전시스템의 작동수명을 분석한 수명진단 정보를 생성하는 수명 진단부; 및 상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 기 설정 저장된 위험등급 분류기준 정보를 기반으로 환경정보, 운영정보, 상태알림정보의 정보값에 따른 위험등급을 분류한 위험등급 분류정보를 생성하는 위험등급 판단부;를 더 포함하며, 상기 서버 통신부는 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하도록 접속된 상기 관리단말에 상기 고장이력 관리부를 통해 생성된 고장이력 정보, 상기 수명 진단부를 통해 생성된 수명진단 정보 및 상기 위험등급 판단부를 통해 생성된 위험등급 분류정보를 전송하여 상기 관리단말을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 수소충전소에 구축된 수소충전시스템의 환경적 요인, 운영적 요인, 고장상태 판단요인 등을 다방면으로 활용하여 고장예지를 위한 분석 알고리즘을 생성할 수 있다.
둘째, 이와 같이 생성된 고장예지를 위한 분석 알고리즘을 활용하여 고장의 발생 직후가 아닌 발생 전에 미리 상황을 예측하여 대처할 수 있게 되어 수소충전소의 고장 발생으로 인한 유지 보수와 관련하여 발생되는 시간적, 비용적 소요를 크게 절감시킬 수 있다.
셋째, 지속적으로 제공되며 수가 증가되는 환경정보, 운영정보, 상태정보를 빅데이터로 활용함에 따라 관리 기간이 길어질수록 더욱 정밀하고 정확한 고장예지 분석 알고리즘으로 개선될 수 있다.
넷째, 수소충전소에 구축된 수소충전시스템의 고장이력을 관리자가 쉽게 편하게 파악하여 관리할 수 있으며, 테스트베드 플랫폼과의 연동을 통한 고장 발생 시의 시스템 수명진단 및 예측을 통해 이와 관련된 정보 또한 관리자가 쉽게 파악하고 활용할 수 있다.
다섯째, 다양한 소수충전소 별로 각각에 구축된 수소충전시스템의 실시간 위험등급을 평가할 수 있어, 이를 통한 관리자의 관리 및 위험상황 파악이 용이해지며 이에 대한 대처 또한 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1 및 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템(100)은 수소충전소에 구축되는 수소충전시스템(10)에 연동되는 수소충전소 고장예지 기능 및 안전관리 기능을 수행하는 시스템으로서, 이를 위해 정보수집장치(110); 및 관리 서버(120);를 포함한다.
여기서, 수소충전시스템(10)은 도1에 도시된 바와 같이 압축기(11), 저장용기(12), 냉각기(13), 수소충전기(14), 배관설비(15), 밸브설비(16) 및 제어기(17)를 주요 구성으로 포함하여 수소충전소에 구축되는 시스템으로서 수소 연료의 충전의 주 기능을 수행하게 된다.
우선, 압축기(11)는 인입된 수소를 고압으로 압축하고, 이와 같이 압출된 고압의 수소는 저장용기(12)에 저장된 상태로 우선 대기한다.
만약 수소연료의 충전이 수행될 경우, 냉각기(13)는 충전 시 충전용기의 온도상승 방지를 위해 저장용기(12) 내 고압의 압축수소를 냉각시킨 뒤 배출 시키며, 이와 같이 냉각 처리된 고압의 압축수소는 수소충전기(14)를 통해 최종적으로 수소전기차와 같은 충전대상에 공급 제공된다.
여기서, 외부로부터 압축기(11), 압축기(11)로부터 저장용기(12), 저장용기(12)로부터 냉각기(13), 냉각기(13)로부터 수소충전기(14), 수소충전기(14)로부터 공급노즐 간에서는 각각의 수소이동경로를 제공하기 위한 배관설비(15)가 설치되며, 이와 같이 설치된 배관설비(15) 중 적어도 하나의 위치에는 해당 배관을 지나는 수소의 이동여부 혹은 이동유량의 정도를 개폐상태를 통해 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 밸브설비(16)가 설치된다.
또한, 수소충전시스템(10)이 구축된 수소충전소 일측에는 무선 혹은 유선 네트워크의 형성을 통해 제어신호 혹은 제어명령의 전송을 통한 압축기(11), 냉각기(13), 수소충전기(14) 및 밸브설비(16)의 작동상태를 제어하는 제어기(17)가 마련된다.
정보수집장치(110)는 수소충전소의 환경 변화, 수소충전시스템(10)에 포함되는 구성들(압축기(11), 저장용기(12), 냉각기(13), 수소충전기(14), 배관설비(15), 밸브설비(16) 및 제어기(17))의 수소충전 기능 수행을 위한 운영내역의 변화 및 구성들의 고장여부에 대한 상태 변화를 감지하여 각종 정보를 수집한다.
이를 위해, 정보수집장치(110)는 도2에 도시된 바와 같이 환경감지부(111), 운영감지부(112), 상태감지부(113) 및 정보전송부(114)를 포함한다.
우선, 환경감지부(111)는 수소충전소 일측에 설치되어 주변 온도 및 습도를 감지하여 환경정보를 생성한다.
다음으로, 운영감지부(112)는 수소충전시스템(10)에 포함되는 구성들(압축기(11), 저장용기(12), 냉각기(13), 수소충전기(14), 배관설비(15), 밸브설비(16) 및 제어기(17))의 수소충전 기능 수행을 위한 운영내역의 변화를 감지하여 이에 대한 정보를 생성한다.
구체적으로, 운영감지부(112)는 제1감지부분(112a), 제2감지부분(112b), 제3감지부분(112c), 제4감지부분(112d), 제5감지부분(112e) 및 제6감지부분(112f)을 포함한다.
여기서, 제1감지부분(112a)은 압축기(11) 일측에 설치 연결되어 압축기(11)의 작동여부 및 수소 압축기능의 수행을 통해 압축되는 수소의 압력상태를 감지한다.
또한, 제2감지부분(112b)는 저장용기(12) 일측에 설치 연결되어 저장용기(12) 내 수소의 저장용량을 감지한다.
또한, 제3감지부분(112c)은 냉각기(13) 일측에 설치 연결되어 냉각기(13)의 작동여부 및 압축수소 냉각 기능의 수행을 통해 냉각되는 압축수소의 온도상태를 감지한다.
다음으로, 제4감지부분(112d)은 수소충전기(14) 일측에 설치 연결되어 수소충전기(14)의 작동여부 및 수소공급 기능의 수행을 통한 수소의 공급용량을 감지한다.
아울러, 제5감지부분(112e)은 다수의 배관설비(15) 중 적어도 하나 이상에 설치되어 설치된 배관(15) 내 이동되는 수소의 압력, 온도, 유량을 감지한다.
마지막으로, 제6감지부분(112f)은 밸브설비(16)에 설치되어 밸브설비(16)의 작동여부를 감지한다.
결국, 운영감지부(112)는 제1감지부분(112a) 내지 제6감지부분(112f)을 통해 생성되는 운영관련 각종 정보들을 통합하여 운영정보를 생성한다.
그리고 상태감지부(113)는 운영감지부(112)를 통해 생성된 운영정보를 기반으로 압축기(11), 냉각기(13), 수소충전기(14) 및 밸브설비(16) 중 적어도 하나 이상의 작동여부가 비작동 상태이거나 기 설정 저장된 정상작동 기준정보와의 비교 분석을 통해 운영정보 내 감지된 정보값이 정상작동 기준정보 내 설정된 정상작동 범위를 벗어날 경우, 고장상태의 발생을 감지하여 고장이 발생한 구성 및 세부내역을 알리기 위한 상태알림정보를 생성한다.
또한, 정보전송부(114)는 환경감지부(111), 운영감지부(112) 및 상태감지부(113)를 통해 생성된 정보를 기 설정된 주기에 따라 상기 관리서버에 반복 전송한다.
관리 서버(120)는 정보수집장치(110)와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 연결되며, 정보수집장치(110)로부터 수집된 정보를 수소충전소 고장예지 분석용 빅데이터로서 제공받아 데이터베이스화한다.
이를 위해, 관리 서버(120)는 서버 통신부(121), 서버 저장부(122), 고장예지 분석 알고리즘 생성부(123), 고장예지 분석부(124). 고장이력 관리부(125), 수명 진단부(126) 및 위험등급 판단부(127)를 포함한다.
우선, 서버 통신부(121)는 정보전송부(114)와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 수신한다.
다음으로, 서버 저장부(122)는 서버 통신부(121)를 통해 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 데이터베이스화하여 저장 관리한다.
또한, 고장예지 분석 알고리즘 생성부(123)는 서버 저장부(122)에 저장된 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 또는 세부내역별 환경정보 및 운영정보를 빅데이터로 이용해 서버 통신부(121)를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 얼마나 되는지를 분석하는 고장예지 분석 알고리즘을 마련하게 된다.
결과적으로, 고장예지 분석 알고리즘 생성부(123)는 서버 저장부(122)에 저장된 환경정보, 운영정보, 상태알림정보 특히, 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 또는 세부내역별 유형에 따라 각각에 상황에 대응된 환경정보 및 운영정보를 빅데이터로 활용하여 고장예지 분석 알고리즘의 생성이 이루질 수 있도록 한다.
이에 따라, 주기적으로 서버 통신부(121)를 통해 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보가 서버 저장부(122)에 계속 추가되게 되고, 이에 따라 빅데이터에 해당되는 정보들 역시 지속적으로 갱신되게 되며, 이를 기반으로 한 고장예지 분석 알고리즘 역시 점차 정확하게 발전되어진다.
이와 관련하여, 고장예지 분석부(124)는 고장예지 분석 알고리즘 생성부(123)를 통해 마련된 고장예지 분석 알고리즘을 기반으로 서버 통신부(121)를 통해 주기적으로 수신된 환경정보 및 운영정보를 분석하여 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 기 설정된 수준을 초과하는 상태임이 판단될 경우 고장예지 알림정보를 생성한다.
더 나아가, 고장예지 분석부(124)는 서버 통신부(121)를 통해 무선통신망 기반의 상호 네트워크를 구축하며 접속된 관리단말(20)에 고장예지 분석부(124)를 통해 생성된 고장예지 알림정보를 전송하여 관리단말(20)을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하여, 관리자가 고장예지 기능의 수행이력 및 수행 결과에 대한 각종 정보를 인지할 수 있도록 하여 미리 고장예지를 받아 고장발생 전에 예방 대처가 가능해진다.
다음으로, 고장이력 관리부(125)는 서버 통신부(121)를 통해 수신된 상태알림정보 및 상태일림정보의 수신이력을 기반으로 수소충전시스템(10) 내 고장이 발생한 구성별 고장이력을 분석한 고장이력 정보를 생성하여 서버 저장부(122)에 별도의 데이터베이스를 구축하여 저장 관리될 수 있도록 한다.
더 나아가, 고장예지 분석부(125)는 서버 통신부(121)를 통해 무선통신망 기반의 상호 네트워크를 구축하며 접속된 관리단말(20)에 고장예지 분석부(125)를 통해 생성된 고장이력 정보를 전송하여 관리단말(20)을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하여, 관리자가 수소충전시스템(10) 별 혹은 수소충전시스템(10) 내 구성별 혹은 수소충전시스템(10) 내 고장세부내역별 고장이력에 대한 각종 정보를 인지할 수 있도록 하여 고장발생 원인 파악 및 고장예지에 대한 다양한 분석에 이용할 수 있다.
또한, 수명 진단부(126)는 수소충전시스템(10)에 대응되도록 기 설정 구축된 테스트베드(Testbed) 플랫폼에 상태알림정보를 통해 수소충전시스템(10) 내 고장이 발생한 시점의 환경정보 및 운영정보를 대응 적용시켜 고장 발생을 테스트베드에 재현시킨 후 수소충전시스템(10)의 작동수명을 분석한 수명진단 정보를 생성한다.
이와 같은 수명 진단부(126)를 통한 테스트베드 상의 고장 재현을 통해 수소충전시스템(10)의 관리수명을 진단하고 예측하여 이에 대한 적극적인 대처가 가능해진다.
더 나아가, 수명 진단부(126)는 서버 통신부(121)를 통해 무선통신망 기반의 상호 네트워크를 구축하며 접속된 관리단말(20)에 수명 진단부(126)를 통해 생성된 수명진단 정보를 전송하여 관리단말(20)을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하여, 관리자가 수명진단 정보를 인지할 수 있도록 한다.
마지막으로, 위험등급 판단부(127)는 서버 통신부(121)를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 기 설정 저장된 위험등급 분류기준 정보를 기반으로 환경정보, 운영정보, 상태알림정보의 정보값에 따른 위험등급을 분류한 위험등급 분류정보를 생성한다.
여기서, 위험등급 판단부(127)는 서버 통신부(121)를 통해 무선통신망 기반의 상호 네트워크를 구축하며 접속된 관리단말(20)에 위험등급 판단부(127)를 통해 생성된 위험등급 분류정보를 전송하여 관리단말(20)을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하여, 관리자가 수소충전시스템(10)이 구축된 수소충전소별 위험등급을 인지할 수 있도록 한다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 수소충전시스템
11 : 압축기 12 : 저장용기
13 : 냉각기 14 : 수소충전기
l5 : 배관설비 16 : 밸브설비
17 : 제어기
100 : 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템
110 : 정보수집장치
111 : 환경감지부
112 : 운영감지부
112a : 제1감지부분 112b : 제2감지부분
112c : 제3감지부분 112d : 제4감지부분
112e : 제5감지부분 112f : 제6감지부분
113 : 상태감지부 114 : 정보전송부
120 : 관리서버
121 : 서버 통신부 122 : 서버 저장부
123 : 고장예지 분석 알고리즘 생성부
124 : 고장예지 분석부 125 : 고장이력 관리부
126 : 수명 진단부 127 : 위험등급 판단부
20 : 관리단말

Claims (5)

  1. 인입된 수소를 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통해 압축된 수소를 저장하는 저장용기; 상기 저장용기에 저장된 압축수소를 냉각시키는 냉각기; 상기 저장용기로부터 배출되어 상기 냉각기를 통해 냉각된 압축수소를 충전대상에 공급하는 수소충전기; 구성 간 수소의 이동경로를 제공하는 다수의 배관설비; 다수의 상기 배관설비 중 적어도 하나 이상에 설치되어 이동경로의 개폐를 결정하는 밸브설비; 및 상기 압축기, 냉각기, 수소충전기 및 밸브설비의 작동상태를 제어하는 제어기;를 포함하며, 수소충전소에 구축되는 수소충전시스템에 연동되는 수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템에 있어서,
    상기 수소충전소의 환경 변화, 상기 수소충전시스템에 포함되는 구성들의 수소충전 기능 수행을 위한 운영내역의 변화 및 구성들의 고장여부에 대한 상태 변화를 감지하여 각종 정보를 수집하는 정보수집장치; 및
    상기 정보수집장치와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 연결되며, 상기 정보수집장치로부터 수집된 정보를 수소충전소 고장예지 분석용 빅데이터로서 제공받아 데이터베이스화하는 관리서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보수집장치는,
    상기 수소충전소 일측에 설치되어 주변 온도 및 습도를 감지하여 환경정보를 생성하는 환경감지부; 및
    상기 압축기 일측에 설치되어 상기 압축기의 작동여부 및 수소 압축기능의 수행을 통해 압축되는 수소의 압력상태를 감지하는 제1감지부분; 상기 저장용기 일측에 설치되어 상기 저장용기 내 수소의 저장용량을 감지하는 제2감지부분; 상기 냉각기 일측에 설치되어 상기 냉각기의 작동여부 및 압축수소 냉각 기능의 수행을 통해 냉각되는 압축수소의 온도상태를 감지하는 제3감지부분; 상기 수소충전기 일측에 설치되어 상기 수소충전기의 작동여부 및 수소공급 기능의 수행을 통한 수소의 공급용량을 감지하는 제4감지부분; 다수의 배관설비 중 적어도 하나 이상에 설치되어 설치된 배관 내 이동되는 수소의 압력, 온도, 유량을 감지하는 제5감지부분; 및 상기 밸브설비에 설치되어 상기 밸브설비의 작동여부를 감지하는 제6감지부분;을 포함하며, 상기 제1감지부분 내지 상기 제6감지부분을 통해 감지되는 정보를 통합하여 운영정보를 생성하는 운영감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정보수집장치는,
    상기 운영감지부를 통해 생성된 운영정보를 기반으로 상기 압축기, 냉각기, 수소충전기 및 밸브설비 중 적어도 하나 이상의 작동여부가 비작동 상태이거나 기 설정 저장된 정상작동 기준정보와의 비교 분석을 통해 운영정보 내 감지된 정보값이 정상작동 기준정보 내 설정된 정상작동 범위를 벗어날 경우 고장상태의 발생을 감지하여 고장이 발생한 구성 및 세부내역을 알리기 위한 상태알림정보를 생성하는 상태감지부; 및
    상기 환경감지부, 운영감지부 및 상태감지부를 통해 생성된 정보를 기 설정된 주기에 따라 상기 관리서버에 반복 전송하는 정보전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관리서버는,
    상기 정보전송부와 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하여 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 수신하는 서버 통신부;
    상기 서버 통신부를 통해 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 데이터베이스화하여 저장 관리하는 서버 저장부;
    상기 서버 저장부에 저장된 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 또는 세부내역별 상기 환경정보 및 운영정보를 빅데이터로 이용해 상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 얼마나 되는지를 분석하는 고장예지 분석 알고리즘을 마련하는 고장예지 분석 알고리즘 생성부;및
    상기 고장예지 분석 알고리즘 생성부를 통해 마련된 고장예지 분석 알고리즘을 기반으로 상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신된 환경정보 및 운영정보를 분석하여 환경정보 및 운영정보의 정보값이 기 설정된 일정 시간 경과 후 고장이 발생될 가능성이 기 설정된 수준을 초과하는 상태임이 판단될 경우 고장예지 알림정보를 생성하는 고장예지 분석부;를 포함하며,
    상기 서버 통신부는 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하도록 접속된 관리단말에 상기 고장예지 분석부를 통해 생성된 고장예지 알림정보를 전송하여 상기 관리단말을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는
    수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 관리서버는,
    상기 서버 통신부를 통해 수신된 상태알림정보 및 상태일림정보의 수신이력을 기반으로 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 구성별 고장이력을 분석한 고장이력 정보를 생성하는 고장이력 관리부;
    상기 수소충전시스템에 대응되도록 기 설정 구축된 테스트베드(Testbed) 플랫폼에 상태알림정보를 통해 상기 수소충전시스템 내 고장이 발생한 시점의 환경정보 및 운영정보를 대응 적용시켜 고장 발생을 상기 테스트베드에 재현시킨 후 상기 수소충전시스템의 작동수명을 분석한 수명진단 정보를 생성하는 수명 진단부; 및
    상기 서버 통신부를 통해 주기적으로 수신되는 환경정보, 운영정보, 상태알림정보를 분석하여 기 설정 저장된 위험등급 분류기준 정보를 기반으로 환경정보, 운영정보, 상태알림정보의 정보값에 따른 위험등급을 분류한 위험등급 분류정보를 생성하는 위험등급 판단부;를 더 포함하며,
    상기 서버 통신부는 무선통신망을 통해 상호 네트워크를 구축하도록 접속된 상기 관리단말에 상기 고장이력 관리부를 통해 생성된 고장이력 정보, 상기 수명 진단부를 통해 생성된 수명진단 정보 및 상기 위험등급 판단부를 통해 생성된 위험등급 분류정보를 전송하여 상기 관리단말을 통해 정보의 출력 확인이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는
    수소충전소 고장예지 및 안전관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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