KR100538561B1 - 전기 철도의 제동 성능 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템에 관한 것으로 특히, 다수의 차량을 동시에 시험 할 수 있고, 제동력이 차량 전체적으로 고르게 분산되는지를 확인할 수 있는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템에 있어서, 각 차량의 제동 수단에 접속되어 제동 수단으로부터 전달되는 신호를 검지하는 센서들을 다수의 채널 접속하고, 상기 각각의 센서들로부터 입력된 신호를 전달받아 분석하고 총괄하는 하나의 데이터 분석 및 처리 장치를 포함하여 구성되며,

철도 차량을 구성하는 전 차량의 제동 장치의 특성을 일괄적으로 측정하고 관리할 수 있다.

Description

전기 철도의 제동 성능 측정 시스템{BRAKING PERFORMANCE MEASUREMENT SYSTEM FOR ELECTRIC RAILROAD}

본 발명은 철도 차량의 제동 기능 측정 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 각 차량의 제동 능력을 개별적으로 감지 관리하는 것이 아니라 통합적으로 감지 및 관리 할 수 있는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템에 관한 것이다.

더욱이, 본 발명은 온도 센서, 압력 센서 등의 계측 수단을 하나만 이용하여 각각의 차량의 제동기로부터 입력되는 신호를 감지하고 이를 하나의 분석 및 처리 장치에서 분석 및 관리함으로서 철도 차량을 구성하는 전 차량을 통합 관리 할 수 있는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템에 관한 것이다.

대량의 수송 능력을 갖는 철도 차량은 그 안전성과 신뢰성 확보를 위하여 많은 노력을 하고 있으며, 이러한 철도 차량의 안전성 확보를 위해 가장 중요한 것 중의 하나는 각 전기 장치의 성능 특성을 확인하는 것이며, 각 전기 장치의 성능 및 기능을 종합적이고, 효율적으로 확인하기 위해 많은 노력을 기울여 왔다.

이러한 철도 차량의 안전성 확보를 위한 성능 시험 중에서 특히, 많은 사람들의 안전과 직결되는것의 하나로는 제동 장치의 제동 능력에 있으며, 이 제동 능력은 다른 어떤 장비의 성능과 비견할 수 없으리 만큼 중요하다.

철도차량은 계획된 시간과 속도에 따라 운전해야 하므로 차량을 원하는 시점에서 추진하거나 제동해야만 한다. 하지만, 단순하게 열차를 역행하거나 제동하는 것이 아닌 원하는 시간이나 장소에서 멈추게 하기 위해서는 제동장치에 대한 설계가 정확하게 이루어져야 한다.

이와 같이 설계된 제동 시스템은 단품 시험, 완성차 시험, 그리고 본선시 운전 시험 등을 통하여 그 성능을 검증하고 있다.

그러나 현재까지는 제동 장치에 대한 측정을 1개 부분 즉, 각각의 차량은 개별적으로 측정하였기 때문에 전체적으로 제동 시스템이 잘 동작하고 있는지를 파악하는데는 많은 어려움이 있었다.

예를 들어, 부수 대차의 경우에는 회생 제동을 사용하지 않지만, 동력대차의 경우에는 회생 제동을 이용하기 때문에 서로 다른 공기 제동을 사용하는데 1개축만을 측정하면 시험 결과를 비교할 수 없었다.

또한 각 차량의 제동 장치를 단독적으로 시험할 경우에도 측정된 값을 디지털 값으로 저장하는 것이 아니라 아날로그 값으로 입력받아 그대로 출력하기 때문에 속도별로 데이터를 비교하거나 정밀한 분석을 할 수가 없을 뿐만 아니라 철도 차량 전체를 구성하는 전체 차량의 제동 능력을 통합하여 관리하기 어려웠으며, 이에 따라 각 차량의 제동 능력의 차이에 따라 운행에 많은 불편이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로 차도 차량에 연결된 각각의 차량의 제동 수단으로부터 감지된 제동 능력과 관련된 정보를 하나의 계측 장비에서 일괄적으로 관리할 수 있게 함으로서 제동 시스템을 구성함에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라,

각 차량의 제동 특성을 용이하게 파악할 수 있고 이들을 분석하여 각 차량의 특성에 적당하게 제동 장치를 조절하여 전체 차량의 제동 능력을 균일하게 조절 및 관리 할 수 있는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명은 철도 차량의 전압 및 전류 검지시스템에 있어서, 각 차량의 제동 수단에 접속되어 제동 수단으로부터 전달되는 신호를 검지하는 센서들을 다수의 채널 접속하고, 상기 각각의 센서들로부터 입력된 신호를 전달받아 분석하고 총괄하는 하나의 데이터 분석 및 처리 장치를 포함함을 특징으로 하는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템에 의해 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 철도 차량의 추진 장치 전기 신호 측정 시스템의 일예를 첨부된 도면을 참고로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 철도의 제동 성능 측정 시스템의 구성도이고, 도 2는 7량의 차량으로 구성된 철도 차량에 본 발명의 시스템을 적용한 일예를 도시한 구성도이다.

본 발명에 따른 철도 차량의 제동 능력 측정 시스템은 다수의 채널을 갖는 하나의 계측 수단을 구비하고 있다.

상기 계측 수단에는 스트레인 게이지(10), 온도 센서(20), 압력 센서(30) 및 서머 커플러(thermo-couple) 등이 있으며, 각 계측 수단에는 감지된 신호를 증폭시키기 위한 앰프(11)가 접속되어 있다.

또한 상기 스트레인 게이지(10)에는 브릿지 회로가 접속되어 있고, 여기에 설치된 앰프(11)는 다이나믹 스트레인 앰프이다.

상기 온도 센서(20)는 접촉식 및 비 접촉식이 있으며, 접촉식 온도 센서는 패드, 슈에 사용되고, 비 접촉식 온도 센서는 브레이크 디스크 등에 사용된다.

제동 실린더의 피스톤 압력을 감지하기 위한 수단으로 압력 센서(30)가 설치되어 있다.

또한 본 발명에 따른 시스템은 차량의 속도나 운행 시간에 따른 제동 특성을 측정하기 위한 수단으로 검지 및 연산 장치(40)를 구비하고 있으며, 이 검지 및 연산 장치는 차량의 속도, 활주 또는 공정 시간, 제동 거리, 제동 시간 등을 측정 및 연산하여 기록장치(70)에 전달하여 저장한다.

본 시스템은 운전자의 심리 상태에 의한 가속에 따른 제동 특성을 분석할 수 있다. 이는 가속도계(50)의 가속에 따른 제동 거리나 시간 등의 특성을 비교 분석함에 의해 얻을 수 있다.

상기 각 계측 수단들에 의해 계측 된 신호는 기록 장치(70)에 기록되고 츨력 장치(60)로 출력됨과 동시에 데이터 분석 및 처리 장치(100)로 입력되어 분석되고 처리된다.

상기 각 계측 수단들에는 앰프(11)가 설치되어 있어 감지된 신호를 신호 전송 라인을 통해 전달하는 과정에서 외부로부터 노이즈가 침입하는 노이즈에 의해 신호 데이터가 손상되는 것을 방지하였다.

또한, 상기 각 계측 수단의 신호를 접수하는 기록장치(70)와 출력 장치(60) 및 데이터 분석 및 처리 장치(100)에는 필터를 더 설치하여 신호 케이블로 전송된 감지 신호에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 철도의 제동 성능 측정 시스템의 구성도로서 스트레인 게이지(10), 제동 실린더의 압력을 측정하는 압력 센서(30), 접촉 또는 비접촉식 온도센서 (20) 등을 통해 공기 제동력, 온도, 압력 등을 감지한다.

상기와 같이 센서들로부터 감지된 신호들은 계측 장비의 데이터 분석 및 처리 장치(100)에 각종 신호들을 보내는 구조로 되어있다.

이와 같은 신호들을 출력 장치(60)를 통해 인쇄할 수 있고, 기록 장치(70)에 의해 저장됨, 데이터 처리 장치(100)를 통해 분석하거나 연산할 수 있도록 하고 있다.

도 2는 7량의 차량으로 구성된 철도 차량에 본 발명의 시스템을 적용한 일예를 도시한 구성도로서, 철도 차량을 구성하는 각각의 차량은 7량으로 편성되어 있는데, 각 차량으로 올라온 신호들이 신호 전송 케이블을 통해 각각의 계측 수단으로 입력 및 전송되고, 데이터 분석 및 처리 장치(100)에 의해 분석한다.

상기 본 발명에 따른 철도 차량의 제동 능력 측정 시스템에 있어서, 철도 차량의 제동 능력을 측정하기 위한 센서들 중 압력 센서(30), 스트레인 게이트(10)는 입력 전압이 철도 차량의 파워 서플라이(power supply)로부터 공급된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템은 하나의 계측 수단으로 다수의 차량의 특성을 감지하고 이를 처리 장치에서 일괄적으로 저장, 분석 및 관리할 수 있게 함으로서 각각의 개별 차량의 제동 특성을 일견에 파악할 수 있으며, 이에 따라 철도 차량에 연결된 전체 차량의 제동 특성을 서로 맞추어 최선의 제동 능력을 갖게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 기존에 운행되고 있는 차량뿐만 아니라 개발되어 시험중인 차량의 제동 장치와 관련된 각종 특성을 파악하고 서로 다른 제동 수단과의 호환을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시예의 내용에 한정되지는 않으며, 본 발명의 기술분야에 익숙한 기술자라면, 본 발명의 실시예를 참고로 다양하게 변형, 부가할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 철도의 제동 성능 측정 시스템의 구성도이고,

도 2는 7량의 차량으로 구성된 철도 차량에 본 발명의 시스템을 적용한 일예를 도시한 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10.. 스트레인 게이지 20.. 온도 센서

30.. 압력 센서 40.. 연산 장치

50.. 가속도계 60.. 출력 장치

70.. 기록 장치 80.. 엔코더

90.. 펄스 카운터 100.. 데이터 분석 및 처리 장치

Claims (3)

1. 철도 차량의 제동 성능을 측정하는 시스템에 있어서,

   각 차량의 제동 수단에 접속되어 제동 수단으로부터 전달되는 신호를 검지하는 스트레인 게이지, 접촉식 및 비 접촉식 온도 센서, 압력 센서, 서머 커플러를 포함한 다수의 센서들;

   각 차량의 제동 수단에 접속되어 차량의 제동 성능을 측정하기 위하여 필요한 차량의 속도, 제동 거리, 제동시간을 포함한 요소들을 측정하고 계산하는 검지 및 연산 장치;

   상기 센서들과 검지 및 연산 장치에 연결되는 신호 케이블을 다수의 채널로 하여, 상기 채널을 통해 상기 센서들과 검지 및 연산 장치로부터 신호를 입력받아 이를 분석 및 처리하는 하나의 데이터 분석 및 처리 장치

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 제동 성능 측정 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   각 센서에는 검지된 신호를 증폭시키기 위한 앰프를 더 설치하고, 데이터 분석 및 처리 장치에는 필터를 더 설치하는 것을 특징으로 하는

   철도 차량의 제동 성능 측정 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 각 센서들과 검지 및 연산 장치에 연결된 신호 케이블은 다수의 채널을 갖는 함에 의해 연결되어, 데이터 분석 및 처리 장치와 접속되는 것을 특징으로 하는

   철도 차량의 제동 성능 측정 시스템.