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KR101711075B1 - Smart energy metering device for electric rail car and economic driving pattern providing system - Google Patents

Smart energy metering device for electric rail car and economic driving pattern providing system Download PDF

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KR101711075B1
KR101711075B1 KR1020150072927A KR20150072927A KR101711075B1 KR 101711075 B1 KR101711075 B1 KR 101711075B1 KR 1020150072927 A KR1020150072927 A KR 1020150072927A KR 20150072927 A KR20150072927 A KR 20150072927A KR 101711075 B1 KR101711075 B1 KR 101711075B1
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South Korea
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railway vehicle
electric railway
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power consumption
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이철규
배창한
한문섭
천윤영
이재영
박태기
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한국철도기술연구원
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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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Abstract

본 발명은 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 정확한 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 전기 철도 차량에 공급되는 전압 및 전류 정보를 센싱하는 제1센싱부; 전기 철도 차량의 노치, 제동, 속도 및 기동 정보를 센싱하는 제2센싱부; 전기 철도 차량의 응하중, 위치 및 시간 정보를 센싱하는 제3센싱부; 제1센싱부로부터 획득한 정보를 이용하여 전력 정보를 연산하는 미터링부; 미터링부로부터 얻은 정보와, 제2,3센싱부로부터 얻은 정보를 이용하여 응하중, 위치 및 시간에 따른 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 연산하는 데이터 처리부; 및, 데이터 처리부로부터 얻은 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 차량 기지 내의 서버에 전송하는 통신부를 포함하는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템을 개시한다.
The present invention relates to a smart energy metering apparatus for an electric railway vehicle and a system for providing an economic operation pattern using the smart energy metering apparatus, and an object of the present invention is to provide an accurate smart energy metering apparatus and a system for providing an economic operation pattern using the smart energy metering apparatus.
To this end, the present invention comprises a first sensing unit for sensing voltage and current information supplied to an electric railway vehicle; A second sensing unit for sensing notches, braking, speed, and start information of the electric railway vehicle; A third sensing unit sensing the load, position and time information of the electric railway vehicle; A metering unit for calculating power information using information acquired from the first sensing unit; A data processor for calculating power consumption, regenerative power, idle power and net power consumption information according to load, position and time using information obtained from the metering unit and information obtained from the second and third sensing units; And a communication unit for transmitting power consumption, regenerative power, idle power and net power consumption information obtained from the data processing unit to a server in a vehicle base, respectively, and a system for providing an economic operation pattern using the smart energy metering apparatus using the smart energy metering apparatus. do.

Description

전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템{Smart energy metering device for electric rail car and economic driving pattern providing system}Technical Field [0001] The present invention relates to a smart energy metering apparatus for an electric railway vehicle,

본 발명의 일 실시예는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a smart energy metering apparatus for an electric railway vehicle and a system for providing an economic operation pattern using the smart energy metering apparatus.

일반적으로 간선 철도나 고속 철도는 변전소에서 전력 공급 사업자인 한국전력공사로부터 교류 154kV를 수전받아 교류 25kV로 변환하여 사용하고 있으며, 도시 철도는 교류 22.9kV를 수전받아 직류 1500V로 변환하여 사용하고 있다.Generally, the main railway and the high-speed railway use 154kV of AC from the power supply company, KEPCO, and convert it to 25kV. The city railway receives AC 22.9kV and converts it to 1500V DC.

또한, 종래에는 철도 전력 계통에서 소비되는 전력량을 측정하기 위해 변전소 등에 고정형 전압 변성기(Voltage Transducer)와 고정형 전류 변성기(Current Transducer)를 설치하고, 고전압, 대전류를 적정한 크기로 변환하여, 소비 전력량을 측정하고 있었다.Conventionally, in order to measure the amount of power consumed in a railway power system, a fixed voltage transformer and a fixed current transformer are installed in a substation, and a high voltage and a large current are converted into a proper size, .

따라서, 종래에는 철도 차량 자체에서 실제로 소비하는 전력을 정확하게 측정할 수 있는 부재가 존재하지 않았고, 또한 이를 활용하여 경제적인 운전 패턴을 제공할 수 있는 시스템도 존재하지 않았다.Accordingly, there has been no member capable of accurately measuring the electric power actually consumed in the railway vehicle itself, and there is no system capable of providing an economical operation pattern by utilizing the member.

본 발명의 일 실시예는 개별적인 전기 철도 차량의 정확한 소비 전력을 측정하고, 이에 따른 경제 운전 패턴을 제공할 수 있는 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a smart energy metering apparatus capable of measuring an accurate power consumption of an individual electric railway vehicle and providing an economic operation pattern according to the smart energy metering apparatus and a system for providing an economic operation pattern using the smart energy metering apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치는 전기 철도 차량에 공급되는 전압 및 전류 정보를 센싱하는 제1센싱부; 상기 전기 철도 차량의 노치, 제동, 속도 및 기동 정보를 센싱하는 제2센싱부; 상기 전기 철도 차량의 응하중, 위치 및 시간 정보를 센싱하는 제3센싱부; 상기 제1센싱부로부터 획득한 정보를 이용하여 전력 정보를 연산하는 미터링부; 상기 미터링부로부터 얻은 정보와, 상기 제2,3센싱부로부터 얻은 정보를 이용하여 응하중, 위치 및 시간에 따른 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 연산하는 데이터 처리부; 및, 상기 데이터 처리부로부터 얻은 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 차량 기지 내의 서버에 전송하는 통신부를 포함한다.A smart energy metering apparatus of an electric railway vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first sensing unit for sensing voltage and current information supplied to an electric railway vehicle; A second sensing unit for sensing notch, braking, speed, and start information of the electric railway vehicle; A third sensing unit sensing the load, position, and time information of the electric railway vehicle; A metering unit for calculating power information using information acquired from the first sensing unit; A data processor for calculating power consumption, regenerative power, idle power, and net power consumption information according to load, position, and time using information obtained from the metering unit and information obtained from the second and third sensing units; And a communication unit for transmitting power consumption, regenerative power, idle power and net power consumption information obtained from the data processing unit to a server in a vehicle base, respectively.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템은 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치로부터 응하중, 속도, 위치 및 시간별 순소비 전력을 일정 기간 동안 누적하여 데이터로 저장하고, 상기 데이터 중에서 미리 규정된 시간 내에 상기 전기 철도 차량이 목적지에 도달한 데이터를 선택하고, 상기 선택한 데이터 중에서 순소비 전력이 최소인 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택하는 차량 기지 서버; 및 상기 차량 기지 서버로부터 상기 경제 운전 패턴을 전송받아 운전자에게 표시하거나 또는 상기 경제 운전 패턴대로 상기 전기 철도 차량이 운전되는지 모니터링하는 차량 운전부를 포함한다.The system for providing the economic operation pattern using the smart energy metering device of the electric railway vehicle according to another embodiment of the present invention accumulates the net power, the speed, the position and the net power consumption according to the time from the smart energy meter device of the electric railway vehicle for a predetermined period A vehicle base server that stores data as data and selects data in which the electric railway vehicle reaches a destination within a predetermined time within the data and selects data having a minimum net power consumption among the selected data as an economic operation pattern; And a vehicle operation unit for receiving the economic operation pattern from the vehicle base server and displaying the received economic operation pattern to the driver or monitoring whether the electric railway vehicle is operated according to the economic operation pattern.

본 발명은 전기 철도 차량에 공급되는 전압 및 전류를 이용하여 소비 전력을 계측하되, 전기 철도 차량의 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및 시간 정보에 관련된 소비 전력을 정확하게 계측한다.The present invention measures power consumption using voltage and current supplied to an electric railway vehicle, and precisely measures power consumption related to notch, braking, speed, start, load, position and time information of an electric railway vehicle.

또한, 본 발명은 전기 철도 차량이 차량 기지에서 소비한 유휴 전력, 그리고 전기 철도 차량의 제동 시 발생하는 회생 전력을 소비 전력에서 감산함으로써, 전기 철도 차량이 차량 기지를 벗어나 운행할 때 발생된 순소비 전력을 정확하게 계측한다.In addition, the present invention reduces the consumption of idle power consumed by the electric railway vehicle at the vehicle base and the regenerative electric power generated at the time of braking of the electric railway vehicle, thereby reducing the consumption of electric power generated by the electric railway vehicle Accurately measure power.

한편, 본 발명은 스마트 에너지 미터링 장치로부터 얻은 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및 시간 정보에 관련된 소비 전력을 이용하여, 최적의 경제 운전 패턴을 생성한다. 일례로, 본 발명은 일정 기간 동안 전기 철도 차량의 응하중, 속도, 위치 및 시간별로 순소비 전력 정보를 획득 및 누적하여 데이터로서 저장하고, 이와 같이 누적된 다량의 데이터 중에서 미리 규정된 시간 내에 전기 철도 차량이 목적지에 도달하고, 또한 이때 순소비 전력이 다른 것들에 비해서 최소로 되는 소비 전력을 갖는 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택 및 정의하고, 이를 운전자에게 제공함으로써, 전기 철도 차량의 역간 도달 시간은 기존과 동일하면서도 순소비 전력은 감소하게 된다.On the other hand, the present invention generates an optimal economic operation pattern using power consumption related to notch, braking, speed, start, load, position and time information obtained from the smart energy meter. For example, the present invention acquires and accumulates net power consumption information for each load, speed, position, and time of an electric railway vehicle for a predetermined period of time, and stores the net power consumption information as data. Then, among the accumulated large amount of data, By selecting and defining, as an economic operation pattern, data having power consumption at which the railway vehicle reaches its destination and at this time the net power consumption is minimized compared to the others, and providing it to the driver, the inter- Same as before but net power consumption is reduced.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치의 구성을 도시한 개략도 및 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치에 의한 에너지 미터링 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 방법을 구체적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치로부터 얻은 데이터를 이용하여 경제 운전 패턴을 제공하는 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 5a 및 도 5b는 경제 운전 패턴의 제공 전 및 제공 이후 운전 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 경제 운전 패턴 제공 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 중 응하중 계산 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
FIGS. 1A and 1B are a schematic view and a block diagram showing the configuration of a smart energy metering apparatus of an electric railway vehicle according to the present invention.
2 is a flowchart schematically illustrating a method of energy metering by a smart energy metering apparatus of an electric railway vehicle according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a smart energy metering method of an electric railway vehicle according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a system for providing an economic operation pattern using data obtained from a smart energy metering apparatus of an electric railway vehicle according to the present invention.
5A and 5B are graphs showing operation patterns before and after providing the economic operation pattern.
6 is a flowchart showing a method of providing an economic operation pattern according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic view for explaining an example of a method for calculating an applied load in a smart energy metering apparatus of an electric railway vehicle according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, The present invention is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. In the present specification, the term " connected "means not only the case where the A member and the B member are directly connected but also the case where the C member is interposed between the A member and the B member and the A member and the B member are indirectly connected do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise, " and / or "comprising, " when used in this specification, are intended to be interchangeable with the said forms, numbers, steps, operations, elements, elements and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 장치(100)의 구성에 대한 개략도 및 블럭도가 도시되어 있다.Referring to Figs. 1A and 1B, there is shown a schematic and block diagram of the configuration of a smart energy metering apparatus 100 of an electric railway vehicle 1 according to the present invention.

도 1a에 도시된 바와 같이, 전기 철도 차량(1)은 기본적으로 변전소로부터 교류 및/또는 직류 전원을 공급받아서, 인버터(2) 및 모터(3)의 구동에 의해 동작하도록 되어 있다. 물론, 인버터(2) 및 모터(3)는 차량 운전부(300)에 의해 수동 및/또는 자동으로 제어된다.As shown in Fig. 1A, an electric railway vehicle 1 is basically supplied with alternating current and / or direct current power from a substation, and is operated by driving of the inverter 2 and the motor 3. Of course, the inverter 2 and the motor 3 are manually and / or automatically controlled by the vehicle operation unit 300. [

여기서, 본 발명은 상술한 교류 및/또는 직류 전원의 전압 및 전류를 센싱하여 전력을 계측하는 스마트 미터 즉, 스마트 에너지 미터링 장치(100)를 포함한다. 더욱이, 본 발명에 따른 스마트 에너지 미터링 장치(100)는 계측된 전력 정보를 차량 기지 서버(200)에 전송하기 위한 통신부(170)를 더 포함할 수 있다. 즉, 전기 철도 차량(1)의 통신부(170)는 유무선 통신망(예를 들면, 3G, 4G, 또는 WIFI)을 통해 차량 기지 서버(200)의 통신부와 연결될 수 있다.Here, the present invention includes a smart meter, that is, a smart energy metering apparatus 100, for sensing the voltage and current of the AC and / or DC power source and measuring the power. Furthermore, the smart energy metering apparatus 100 according to the present invention may further include a communication unit 170 for transmitting the measured power information to the vehicle base server 200. That is, the communication unit 170 of the electric railway vehicle 1 may be connected to the communication unit of the vehicle base server 200 through a wired / wireless communication network (for example, 3G, 4G, or WIFI).

한편, 아래에서 다시 설명하겠지만, 차량 운전부(300)는 차량 기지 서버(200)로부터 최적화된 경제 운전 패턴 정보를 입력받아 이에 추종하도록 수동 및/또는 자동으로 인버터(2) 및 모터(3)를 제어할 수 있다.As will be described later, the vehicle driving unit 300 receives the optimized economic operation pattern information from the vehicle base server 200, and manually and / or automatically drives the inverter 2 and the motor 3 Can be controlled.

도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 에너지 미터링 장치(100)는 제1센싱부(110), 제2센싱부(120), 제3센싱부(130), 미터링부(140), 데이터 처리부(150), 데이터 저장부(160) 및 통신부(170)를 포함한다.1B, a smart energy metering apparatus 100 according to the present invention includes a first sensing unit 110, a second sensing unit 120, a third sensing unit 130, a metering unit 140, A data processing unit 150, a data storage unit 160, and a communication unit 170.

제1센싱부(110)는 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함하며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)에 공급되는 전압 및 전류 정보(아날로그 정보)를 센싱하고, 이를 미터링부(140)에 디지털 신호(디지털 정보)로 변환하여 제공한다.The first sensing unit 110 includes a voltage sensor 111 and a current sensor 112. The first sensing unit 110 senses voltage and current information (analog information) supplied to the electric railway vehicle 1 through the voltage sensor 111 and the current sensor 112, 140 into digital signals (digital information).

여기서, 전압 센서(111)는 팬토그래프(4)와 전기 철도 차량(1) 사이의 전원선에 병렬로 연결되며, 이는 절연 변압기를 활용한 분리절연방식(Isolation barrier 방식)의 센서로서, 양의 고전압(Positive High Voltage:+HT) 단자와 음의 고전압(Negative High Voltage:-HT) 단자에 직접 전압을 인가하는 것을 통해 전압을 측정하는 입력부와, 측정된 전압 신호를 1차 고전압(Primary High Voltage)선과 2차 저전압(Secondary Low Voltage)선의 절연을 담당하는 절연 변압기를 통해 센서의 출력측에 전송하는 절연부/유도부와, 전송된 신호를 증폭기에 의해 전류 또는 전압 신호로 변환하는 증폭부를 포함할 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않으며, 이밖에도 다양한 종류의 전압 센서가 이용될 수 있다. 일례로, 본 발명은 클로즈드 루프 기술 방식의 홀 효과 전압 센서도 이용할 수 있다. 이러한 홀 효과 전압 센서는 마그네틱 코어와, 마그네틱 코어의 일측에 권취된 1차 권선과, 마그네틱 코어의 타측에 권취된 2,3차 권선과, 제2,3차 권선에 연결되어 출력 전압을 증폭하는 증폭부를 포함할 수 있다.Here, the voltage sensor 111 is connected in parallel to the power line between the pantograph 4 and the electric railway vehicle 1, which is an isolation barrier type sensor using an isolation transformer, An input part for measuring a voltage through direct voltage application to a positive high voltage (HT) terminal and a negative high voltage (HT) terminal, and a voltage comparator for comparing the measured voltage signal with a primary high voltage And an amplifying unit for converting the transmitted signal into an electric current or a voltage signal by an amplifier, and an amplifying unit for converting the transmitted signal into a current or a voltage signal by an amplifier However, the present invention is not limited thereto, and various types of voltage sensors can be used. As an example, the present invention may also utilize a Hall effect voltage sensor in a closed loop technology manner. The Hall effect voltage sensor includes a magnetic core, a primary winding wound on one side of the magnetic core, a secondary winding wound on the other side of the magnetic core, and a coil connected to the second and third windings to amplify the output voltage And may include an amplification unit.

전류 센서(112) 역시 팬토그래프(4)와 전기 철도 차량(1) 사이에 설치된 전원선에 설치되며, 이는 이중 코어 방식의 클로즈드 루프 홀 이펙트 방식의 분할 개폐 구조가 적용되며, 입력 전류가 마그네틱 코어를 통과함에 따른 자기장을 유도시키는 유도부와, 마그네틱 코어에 의해 발생된 자기장의 크기에 의해 홀소자에 1차 전류와 비례하는 2차 전류가 발생하고 이 전류가 저항(Rm)에 출력 전압(VM)을 발생시키는 출력부를 포함할 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않으며, 이밖에도 다양한 종류의 전류 센서가 이용될 수 있다.The current sensor 112 is also installed on the power line provided between the pantograph 4 and the electric railway vehicle 1, which is a double-core type closed loop Hall effect type split open / close structure, And a secondary current proportional to the primary current is generated in the Hall element according to the magnitude of the magnetic field generated by the magnetic core. This current flows to the resistor Rm through the output voltage V M However, the present invention is not limited thereto, and various types of current sensors may be used.

제2센싱부(120)는 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)를 포함하며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 노치, 제동, 속도 및 기동 정보를 센싱하고, 이를 데이터 처리부(150)에 디지털 신호로 변환하여 제공한다.The second sensing unit 120 includes a notch sensor 121, a braking sensor 122, a speed sensor 123 and a start sensor 124 through which the notch, braking, Senses the start information, and converts it into a digital signal and provides it to the data processing unit 150.

노치 센서(121)는 운전실의 노치에 설치되며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 노치 상태가 센싱된다. 일례로, 노치 센서(121)는 노치 자체일 수 있으며, 노치로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 노치 상태가 센싱된다. 여기서, 노치는 자동차의 액셀과 유사한 개념이나 전기 철도 차량에서는 기어 변속 개념이 없으므로, 단순히 액셀의 밟은 깊이에 대응하는 개념으로 이해하면 된다.The notch sensor 121 is installed at the notch of the cabin, through which the notched state of the electric railway vehicle 1 is sensed. For example, the notch sensor 121 may be the notch itself, and the notch state is sensed by an electrical signal output from the notch. Here, the notch is a concept similar to an accelerator of an automobile, but there is no concept of gear shifting in an electric railway vehicle, and therefore, the notch corresponds to the step depth of the accelerator.

제동 센서(122)는 운전실의 제동기에 설치되며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 제동 상태가 센싱된다. 일례로, 제동 센서(122)는 제동기 자체일 수 있으며, 제동기로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 제동 상태가 센싱된다. 여기서, 제동기가 동작하면 모터(3)가 발전기로 동작하여 회생 전력이 발생되며, 이러한 회생 전력은 가선을 통해 변전소에 구비된 에너지 저장 시스템(배터리)에 저장되거나, 또는 전기 철도 차량 자체에 구비된 에너지 저장 시스템(배터리)에 저장될 수 있다.The braking sensor 122 is installed in the braking unit of the cab, and the braking state of the electric railway vehicle 1 is sensed through the braking sensor 122. For example, the braking sensor 122 may be a braking device itself, and the braking state is sensed by an electrical signal output from the braking device. Here, when the brake is operated, the motor 3 operates as a generator to generate regenerative electric power. Such regenerative electric power is stored in an energy storage system (battery) provided in a substation through a power line, And stored in an energy storage system (battery).

속도 센서(123)는 운전실의 속도계에 설치되며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 속도가 센싱된다. 일례로, 속도 센서(123)는 속도계 자체일 수 있으며, 속도계로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 속도 상태가 센싱된다.The speed sensor 123 is installed in a speedometer of a cabin, through which the speed of the electric railway vehicle 1 is sensed. For example, the speed sensor 123 may be a speedometer itself, and the speed condition is sensed by an electrical signal output from the speedometer.

기동 센서(124)는 운전실의 기동기에 설치되며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 기동 상태가 센싱된다. 일례로, 기동 센서(124)는 기동기 자체일 수 있으며, 기동기로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 전기 철도 차량(1)의 기동 상태가 센싱된다. 여기서, 기동기는 팬토그래프(4)를 상승시켜 전기 철도 차량(1)을 가선에 연결하는 역할을 하며, 이와 같이 기동기가 동작하여 팬토그래프(4)가 가선에 연결되어야만, 비로소 전기 철도 차량(1)에 고압의 직류 전원이 공급되어 운행 가능한 상태가 된다.The start sensor 124 is installed in a starter of the cabin, and the starting state of the electric railway vehicle 1 is sensed through the starter sensor 124. For example, the start sensor 124 may be the starter itself, and the starting state of the electric railway vehicle 1 is sensed by an electric signal output from the starter. In this case, the starter raises the pantograph 4 to connect the electric railway vehicle 1 to the trunk line. Only when the starter is operated and the pantograph 4 is connected to the trunk line, the electric railway vehicle 1 ) Is supplied with a high-voltage direct-current power and is in a state in which it can be operated.

제3센싱부(130)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 응하중, 위치 및 시간 정보를 센싱하고, 이를 데이터 처리부(150)에 디지털 신호로 변환하여 제공한다.The third sensing unit 130 includes a load sensor 131, a position sensor 132, and a time sensor 133. The third sensor 130 senses the load, position, and time information of the electric railway vehicle 1, Converts it into a digital signal and provides it to the data processing unit 150.

응하중 센서(131)는 전기 철도 차량(1)의 바닥면에 설치되며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 응하중이 센싱된다. 이러한 응하중 센서(131)는, 예를 들면, 전기 철도 차량(1)의 바닥면에 설치된 댐퍼, 공기 스프링, 반도체식 압전소자형 압력센서 또는 이의 등가물일 수 있으나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.The load sensor 131 is installed on the bottom surface of the electric railway vehicle 1, and the load of the electric railway vehicle 1 is sensed through the load sensor 131. The load sensor 131 may be, for example, a damper installed on the bottom surface of the electric railway vehicle 1, an air spring, a semiconductor type piezoelectric sensor type pressure sensor or its equivalent, but the present invention is not limited thereto .

위치 센서(132)는 통상의 GPS 시스템이거나, 또는 GPS 음영 지역에서 사용되는 네트워크 기반의 위치 측정 시스템 또는 모션 센서를 이용한 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 위치 측정 시스템일 수 있으며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 센싱된다. 이러한 위치 센서(132)에 의해 차량 위치를 파악하는 기술은 주지된 기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.The position sensor 132 may be a conventional GPS system or a pedestrian dead reckoning (PDR) position measurement system using a network based position measurement system or a motion sensor used in a GPS shadow area, Is sensed. Since the technique of grasping the vehicle position by the position sensor 132 is a well-known technique, a description thereof will be omitted.

시간 센서(133)는 통상의 마이크로 프로세서에 장착된 시계이거나, 또는 GPS 시스템으로부터 수신받은 시간 정보 등일 수 있으며, 이를 통해 전기 철도 차량(1)의 현재 시간이 센싱된다.The time sensor 133 may be a clock mounted on a conventional microprocessor, or may be time information received from the GPS system or the like, through which the current time of the electric railway vehicle 1 is sensed.

미터링부(140)는 제1센싱부(110)로부터 획득한 정보를 이용하여 전력 정보를 연산하고, 그 결과를 데이터 처리부(150)에 전송한다. The metering unit 140 calculates power information using the information obtained from the first sensing unit 110 and transmits the result to the data processing unit 150.

데이터 처리부(150)는 기본적으로 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보에 기초하여 전기 철도 차량(1)이 가속, 등속 및/또는 정지 상태인 것으로 판단될 경우, 미터링부(140)로부터 획득한 전력 정보를 소비 전력으로 정의한다. 다시 설명하면, 데이터 처리부(150)는 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)로 이루어진 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보에 근거하여 전기 철도 차량(1)이 가속, 등속 및/또는 정지 상태로 판단될 경우, 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)로 이루어진 제1센싱부(110)로부터 획득한 정보(이는 미터링부(140)가 데이터 처리부(150)에 전송한 정보임)에 근거하여 전기 철도 차량(1)이 소비하는 소비 전력을 연산한다.The data processing unit 150 basically acquires from the metering unit 140 when it is determined that the electric railway vehicle 1 is in the acceleration state, the constant velocity state and / or the stop state based on the information acquired from the second sensing unit 120 One power information is defined as power consumption. The data processing unit 150 is configured to generate electric power based on the information acquired from the second sensing unit 120 including the notch sensor 121, the braking sensor 122, the speed sensor 123 and the start sensor 124, The information obtained from the first sensing unit 110, which is composed of the voltage sensor 111 and the current sensor 112 (which is the metering unit 140) when the railway car 1 is judged to be in the acceleration, constant speed and / Which is the information transmitted to the data processing unit 150).

또한, 데이터 처리부(150)는 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보에 기초하여 전기 철도 차량(1)이 제동 및/또는 감속 상태인 것으로 판단될 경우, 미터링부(140)로부터 획득한 전력 정보를 회생 전력으로 정의한다. 다시 설명하면, 데이터 처리부(150)는 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)로 이루어진 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보에 근거하여 전기 철도 차량(1)이 제동 및/또는 감속 상태인 것으로 판단될 경우, 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)로 이루어진 제1센싱부(110)로부터 획득한 정보(이는 미터링부(140)가 데이터 처리부(150)에 전송한 정보임)에 근거하여 전기 철도 차량(1)이 변전소에 설치된 에너지 저장 시스템 또는 전기 철도 차량 자체에 설치된 에너지 저장 시스템에 출력하는 회생 전력을 연산한다.The data processing unit 150 may be configured to determine whether the electric railway vehicle 1 is in the braking and / or decelerating state based on the information acquired from the second sensing unit 120, Information is defined as regenerative power. The data processing unit 150 is configured to generate electric power based on the information acquired from the second sensing unit 120 including the notch sensor 121, the braking sensor 122, the speed sensor 123 and the start sensor 124, When it is determined that the railway vehicle 1 is in the braking and / or decelerating state, the information obtained from the first sensing unit 110, which is composed of the voltage sensor 111 and the current sensor 112 Which is the information transmitted to the data processing unit 150, the electric power stored in the electric power storage system installed in the substation or the electric energy storage system installed in the electric railway vehicle itself.

여기서, 데이터 처리부(150)는 전류 센서(112)로부터 감지되는 전류의 방향까지 고려하여, 회생 전력 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 전류 센서(112)는 가선으로부터 전기 철도 차량에 전원이 공급되는 경우(소비 전력)와, 전기 철도 차량으로부터 가선에 전원이 공급되는 경우(회생 전력) 또는 전기 철도 차량 자체에 공급되는 경우(회생 전력)에 있어, 전류의 흐름 방향이 반대임을 센싱할 수도 있으므로, 이러한 정보까지 합세하여 현재의 전력이 소비 전력인지 회생 전력인지 판단할 수 있다. 다만, 이러한 전류 센서(112)로부터 감지되는 전류 방향만을 고려해서, 소비 전력 및 회생 전력을 판단할 경우에는 외부 노이즈 및 신호 왜곡에 의해 그 신뢰성이 확보되지 않을 수 있으므로, 상술한 바와 같이 전기 철도 차량의 감속 및 제동 상태를 함께 고려함이 바람직하다.Here, the data processor 150 may determine the regenerative power in consideration of the direction of the current sensed by the current sensor 112. That is, the current sensor 112 detects a current when the power is supplied to the electric railway vehicle from the power line (power consumption), when power is supplied to the power line from the electric railway vehicle (regenerative power) It is possible to sense that the flow direction of the current is opposite to that in the case where the current power is the power consumption or the regenerative power. However, when the power consumption and the regenerative power are determined in consideration of only the direction of the current sensed by the current sensor 112, reliability can not be ensured due to external noise and signal distortion. Therefore, It is preferable to consider both the deceleration and the braking state.

더불어, 데이터 처리부(150)는 상술한 소비 전력에서 회생 전력을 감산하여 전기 철도 차량(1)이 소비하는 순소비 전력을 연산하고, 이를 통신부(170)에 의해 차량 기지 서버(200)에 전송한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 데이터 처리부(150)는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보에 기초하여, 전기 철도 차량(1)의 응하중별, 위치별 및 시간별 소비 전력, 회생 전력 및 순소비 전력을 연산하고, 이를 통신부(170)에 의해 차량 기지 서버(200)에 전송한다. 즉, 데이터 처리부(150)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)로 이루어진 제3센싱부(130)로부터 획득한 응하중, 위치 및 시간에 대응하는 소비 전력, 회생 전력 및 순소비 전력을 연산하고, 이를 차량 기지 서버(200)에 전송한다.In addition, the data processor 150 subtracts the regenerative power from the power consumption described above to calculate the net power consumed by the electric railway vehicle 1, and transmits the net power consumption to the vehicle base server 200 by the communication unit 170 . More specifically, the data processing unit 150 calculates the power consumption, the regenerative power, and the power consumption of the electric railway vehicle 1 by load, position, and time, based on the information acquired from the third sensing unit 130 And transmits the calculated power consumption to the vehicle base server 200 by the communication unit 170. That is, the data processor 150 calculates the power consumption, the power consumption corresponding to the load, the position and the time obtained from the third sensing unit 130 including the load sensor 131, the position sensor 132 and the time sensor 133, Regenerated power, and net power consumption, and transmits it to the vehicle base server 200.

여기서, 데이터 처리부(150)는 제3센싱부(130), 특히, 위치 센서(132)로부터 획득한 위치 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)의 위치가 현재 운행 노선인 것으로 판단될 경우, 미터링부(140)로부터 데이터 처리부(150)에 입력되는 값을 소비 전력 및/또는 회생 전력으로 설정한다. 또한, 데이터 처리부(150)는 제3센싱부(130), 특히, 위치 센서(132)로부터 획득한 위치 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)의 위치가 현재 철도 기지인 것으로 판단될 경우, 미터링부(140)로부터 데이터 처리부(150)에 입력되는 값을 유휴 전력으로 설정한다.Here, the data processing unit 150 uses the position information obtained from the third sensing unit 130, in particular, the position sensor 132, to determine whether the position of the electric railway vehicle 1 is the current route, The value input from the metering unit 140 to the data processing unit 150 is set as power consumption and / or regenerative power. The data processing unit 150 may also use the position information obtained from the third sensing unit 130 and in particular the position sensor 132 to determine that the position of the electric railway vehicle 1 is the current railway station, The value input from the metering unit 140 to the data processing unit 150 is set as idle power.

더불어, 데이터 처리부(150)는 상술한 소비 전력에서 회생 전력 및 유휴 전력을 감산하여 순소비 전력을 연산하고, 이들을 통신부(170)에 의해 차량 기지 서버(200)에 전송한다. 물론, 데이터 처리부(150)는 상술한 바와 같이 전기 철도 차량(1)의 응하중별, 위치별 및 시간별 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력을 연산하고, 이들을 데이터 저장부(160)에 임시로 저장한 후, 전기 철도 차량(1)이 차량 기지에 되돌아 왔을 때 차량 기지 서버(200)에 전송한다.In addition, the data processing unit 150 calculates the net power consumption by subtracting the regenerative power and the idle power at the power consumption described above, and transmits them to the vehicle base server 200 by the communication unit 170. Of course, the data processor 150 may calculate power consumption, regenerative power, idle power, and net power consumption of the electric railway vehicle 1 by load, position, and time, as described above, And then transmits it to the vehicle base server 200 when the electric railway vehicle 1 returns to the vehicle base.

여기서, 미터링부(140) 및 데이터 처리부(150)는, 예를 들면, 디지털 시그널 프로세서(DSP), 마이크로프로세서, 주문형 집적회로와 같은 전기적 회로에 의해 구현될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.Here, the metering unit 140 and the data processing unit 150 may be implemented by, for example, an electrical circuit such as a digital signal processor (DSP), a microprocessor, an application-specific integrated circuit, no.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 장치(100)는 전기 철도 차량(1)에 공급되는 전압 및 전류를 이용하여 소비 전력을 계측하되, 전기 철도 차량(1)의 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및 시간에 관련된 소비 전력, 회생 전력 및 순소비 전력을 각각 구분하여 정확하게 계측하게 된다.In this manner, the smart energy metering apparatus 100 of the electric railway vehicle 1 according to the present invention measures the power consumption using the voltage and current supplied to the electric railway vehicle 1, The power consumption, the regenerative power, and the net power consumption related to the notch, braking, speed, start, load, position and time of the engine are accurately measured.

또한, 본 발명은 전기 철도 차량(1)이 차량 기지에서 소비한 유휴 전력도 회생 전력과 함께 소비 전력에서 자동적으로 감산함으로써, 전기 철도 차량(1)이 차량 기지를 벗어나 운행 노선에서 순수하게 소비한 순소비 전력을 정확하게 계측하게 된다.Further, the present invention automatically reduces the idle power consumed by the electric railway vehicle (1) at the vehicle base from the power consumption together with the regenerative electric power, so that the electric railway vehicle (1) The net power consumption is accurately measured.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 장치(100)에 의한 에너지 미터링 방법에 대한 개략적인 순서도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, there is shown a schematic flow diagram of a method for energy metering by smart energy metering apparatus 100 of an electric railway vehicle 1 according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 에너지 미터링 장치(100)는 전기 철도 차량(1)이 기동 및 운행을 시작하게 되면(S1), 그때부터 동작하여 에너지 미터링 및 저장 기능을 수행한다(S2). 또한, 스마트 에너지 미터링 장치(100)는 전기 철도 차량(1)이 기동 및 운행을 중지하고, 차량 기지에 입고하여 차량 기지 서버(200)의 근처에 있게 되면, 그때까지 저장된 에너지 미터링 정보(순소비 전력, 소비 전력, 회생 전력 및/또는 유휴 전력)를 차량 기지 서버(200)에 전송함으로써(S4), 이들 정보가 차량 기지 서버(200)의 데이터 저장부에 저장되도록 한다(S5). 물론, 이때 전기 철도 차량(1)의 응하중별, 위치별 및 시간별 순소비 전력, 소비 전력, 회생 전력 및/또는 유휴 전력이 차량 기지 서버(200)의 데이터 저장부에 저장된다.As shown in FIG. 2, when the electric railway vehicle 1 starts and runs (S1), the smart energy metering device 100 operates from that time to perform an energy metering and storing function (S2). Further, when the electric railway vehicle 1 stops operating and stops at the vehicle base and is near the vehicle base server 200, the smart energy metering device 100 stores the energy metering information stored until then (S4), and stores the information in the data storage unit of the vehicle base server 200 (S5) by transmitting the information (power, power consumption, regenerative power and / or idle power) Of course, net power consumption, power consumption, regenerative power, and / or idle power of the electric railway vehicle 1 are stored in the data storage unit of the vehicle base server 200 according to load, position and time.

도 3은 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 방법을 구체적으로 도시한 순서도이다.3 is a flowchart showing a concrete method of smart energy metering of the electric railway vehicle 1 according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 스마트 에너지 미터링 방법은 각종 정보의 센싱 단계(S11), 제1판단(위치가 운행 노선인지 판단) 단계(S12), 제2판단(가속, 등속 또는 정지 판단) 단계(S13), 소비 전력 정보 저장 단계(S14), 제3판단(제동 또는 감속 판단) 단계(S15), 회생 전력 정보 저장 단계(S16), 제4판단(위치가 차량 기지인지 판단) 단계(S17), 유휴 전력 정보 저장 단계(S18), 순소비 전력 계산 단계(S19), 제5판단(차량 기지 서버(200)와 통신 가능한지 판단) 단계(S20) 및 전송 단계(S21)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the smart energy metering method includes a sensing step S11 of various information, a first determination (determining whether the position is a route) S12, a second determination (acceleration, (Step S13), the power consumption information storage step S14, the third determination (braking or deceleration determination) step S15, the regenerative power information storage step S16, the fourth determination The idle power information storage step S18, the net power consumption calculation step S19, the fifth determination (determination as to whether communication with the vehicle base server 200 is possible), and the transmission step S21.

각종 정보의 센싱 단계(S11)에서는, 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함하는 제1센싱부(110)를 통해 전기 철도 차량(1)에 공급되거나 또는 전기 철도 차량(1)으로부터 회생되는 전압 및 전류 정보를 센싱하고, 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)를 포함하는 제2센싱부(120)를 통해, 전기 철도 차량(1)의 노치, 제동, 속도 및 기동 정보를 센싱하며, 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하는 제3센싱부(130)를 통해 전기 철도 차량(1)의 응하중, 위치 및 시간 정보를 센싱한다. 이러한 제1,2,3센싱부(110,120,130)의 동작은 미터링부(140) 및/또는 데이터 처리부(150)의 명령에 의해 수행될 수 있다.In the sensing step S11 of the various kinds of information, the electric power is supplied to the electric railway vehicle 1 through the first sensing unit 110 including the voltage sensor 111 and the current sensor 112 or from the electric railway vehicle 1 Senses the regenerated voltage and current information and transmits the sensed voltage and current information through the second sensing unit 120 including the notch sensor 121, the braking sensor 122, the speed sensor 123 and the start sensor 124, Braking, speed and start information of the electric railway vehicle 1 (1) through the third sensing part 130 including the load sensor 131, the position sensor 132, and the time sensor 133, ), The position, and the time information. The operation of the first, second, and third sensing units 110, 120, and 130 may be performed by an instruction of the metering unit 140 and / or the data processing unit 150.

제1판단 단계(S12)에서는, 데이터 처리부(150)가 위치 센서(132)를 포함하는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 운행 노선에 있는지 아닌지를 판단하다. 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 운행 노선에 있다면, 제2판단 단계(S13)를 수행한다.In the first determination step S12, the data processing unit 150 uses the information acquired from the third sensing unit 130 including the position sensor 132 to determine whether the current position of the electric railway vehicle 1 is a travel route Is judged whether or not it is. If the current position of the electric railway vehicle 1 is on the service route, the second determination step S13 is performed.

제2판단 단계(S13)에서는, 데이터 처리부(150)가 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)를 포함하는 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)이 가속 상태인지, 등속 상태인지 및/또는 정지 상태인지를 판단한다. 전기 철도 차량(1)이 가속, 등속 및/또는 정지 상태에 있다면, 소비 전력 정보 저장 단계(S14)를 수행한다.In the second determination step S13, the data processing unit 150 acquires from the second sensing unit 120 including the notch sensor 121, the braking sensor 122, the speed sensor 123 and the starting sensor 124 It is determined whether the electric railway vehicle 1 is in the acceleration state, the constant speed state, and / or the stop state. If the electric railway vehicle 1 is in the acceleration, constant speed and / or stop state, the power consumption information storage step S14 is performed.

소비 전력 정보 저장 단계(S14)에서는, 데이터 처리부(150)가 미터링부(140)로부터 제공받은 전력 정보를 소비 전력 정보로 판단하고, 이를 데이터 저장부(160)에 함께 저장한다. 즉, 미터링부(140)는 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함하는 제1센싱부(110)로부터 전력을 미터링하고, 그 결과를 데이터 처리부(150)에 전송하게 되는데, 데이터 처리부(150)는 현재 전기 철도 차량(1)이 가속, 등속 및/또는 정지 상태라면 미터링부(140)로부터 입력되는 전력을 소비 전력으로 처리한다.In the power consumption information storing step S14, the data processor 150 determines the power information provided from the metering unit 140 as the power consumption information, and stores it together in the data storage unit 160. [ That is, the metering unit 140 meters the power from the first sensing unit 110 including the voltage sensor 111 and the current sensor 112, and transmits the result to the data processing unit 150, The controller 150 processes electric power input from the metering unit 140 as power consumption if the electric railway vehicle 1 is in an accelerated, constant speed, and / or stationary state at present.

이때, 데이터 처리부(150)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보에 근거하여, 응하중별, 위치별, 시간별 소비 전력을 데이터 저장부(160)에 함께 저장한다.At this time, the data processing unit 150 may be configured to determine the position of the sensor 130 based on the information obtained from the third sensing unit 130 including the load sensor 131, the position sensor 132 and the time sensor 133, , And stores the time consuming power in the data storage unit 160 together.

한편, 제2판단 단계(S13)에서, 전기 철도 차량(1)이 가속, 등속 및/또는 정지 상태가 아니라면, 데이터 처리부(150)는 제3판단 단계(S15)를 수행한다.On the other hand, if the electric railway vehicle 1 is not in the acceleration, constant speed and / or stop state in the second determination step S13, the data processing unit 150 performs the third determination step S15.

제3판단 단계(S15)에서는, 데이터 처리부(150)가 노치 센서(121), 제동 센서(122), 속도 센서(123) 및 기동 센서(124)를 포함하는 제2센싱부(120)로부터 획득한 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)이 제동 상태인지 및/또는 감속 상태인지를 판단한다. 전기 철도 차량(1)이 제동 및/또는 감속 상태에 있다면, 회생 전력 정보 저장 단계(S16)를 수행한다.In the third determination step S15, the data processing unit 150 acquires from the second sensing unit 120 including the notch sensor 121, the braking sensor 122, the speed sensor 123, and the starting sensor 124 And determines whether the electric railway vehicle 1 is in a braking state and / or a decelerating state using one piece of information. If the electric railway vehicle 1 is in the braking and / or decelerating state, the regenerative power information storing step S16 is performed.

회생 전력 정보 저장 단계(S16)에서는, 데이터 처리부(150)가 미터링부(140)로부터 제공받은 전력 정보를 회생 전력 정보로 판단하고, 이를 데이터 저장부(160)에 함께 저장한다. 즉, 미터링부(140)는 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함하는 제1센싱부(110)로부터 전력을 미터링하고, 그 결과를 데이터 처리부(150)에 전송하게 되는데, 데이터 처리부(150)는 현재 전기 철도 차량(1)이 제동 및/또는 감속 상태라면 미터링부(140)로부터 입력되는 전력을 회생 전력으로 처리한다.In the regenerative power information storage step S16, the data processor 150 determines the power information provided from the metering unit 140 as the regenerative power information, and stores the regenerated power information in the data storage unit 160 together. That is, the metering unit 140 meters the power from the first sensing unit 110 including the voltage sensor 111 and the current sensor 112, and transmits the result to the data processing unit 150, The controller 150 processes electric power input from the metering unit 140 as regenerative power if the electric railway vehicle 1 is in the braking and / or decelerating state at present.

이때, 데이터 처리부(150)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보에 근거하여, 응하중별, 위치별, 시간별 회생 전력을 데이터 저장부(160)에 함께 저장한다.At this time, the data processing unit 150 may be configured to determine the position of the sensor 130 based on the information obtained from the third sensing unit 130 including the load sensor 131, the position sensor 132 and the time sensor 133, , And stores the regenerated power for each time in the data storage unit 160.

더불어, 제1판단 단계(S12)에서, 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 운행 노선이 아니라면, 데이터 처리부(150)는 제4판단 단계(S17)를 수행한다.In addition, if the current position of the electric railway vehicle 1 is not a travel route in the first determination step S12, the data processing unit 150 performs a fourth determination step (S17).

제4판단 단계(S17)에서는, 데이터 처리부(150)가 위치 센서(132)를 포함하는 제3센서로부터 획득한 정보를 이용하여, 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 차량 기지에 있는지 아닌지를 판단하다. 전기 철도 차량(1)의 현재 위치가 차량 기지에 있다면, 유휴 전력 정보 저장 단계(S18)를 수행한다.In the fourth determination step S17, the data processing unit 150 uses the information acquired from the third sensor including the position sensor 132 to determine whether or not the current position of the electric railroad vehicle 1 is in the vehicle base Judge. If the current position of the electric railway vehicle 1 is in the vehicle base, the idle power information storage step S18 is performed.

유휴 전력 정보 저장 단계(S18)에서는, 데이터 처리부(150)가 미터링부(140)로부터 제공받은 전력 정보를 유휴 전력 정보로 판단하고, 이를 데이터 저장부(160)에 저장한다. 즉, 미터링부(140)는 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함하는 제1센싱부(110)로부터 전력을 미터링하고, 그 결과를 데이터 처리부(150)에 전송하게 되는데, 데이터 처리부(150)는 현재 전기 철도 차량(1)이 차량 기지 내에 있다고 판단되면, 미터링부(140)로부터 입력되는 전력을 유휴 전력으로 처리한다.In the idle power information storage step S18, the data processor 150 determines the power information provided from the metering unit 140 as idle power information, and stores the idle power information in the data storage unit 160. [ That is, the metering unit 140 meters the power from the first sensing unit 110 including the voltage sensor 111 and the current sensor 112, and transmits the result to the data processing unit 150, The controller 150 processes the power input from the metering unit 140 as idle power when it is determined that the electric railway vehicle 1 is currently in the vehicle base.

물론, 데이터 처리부(150)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보에 근거하여, 응하중별, 위치별, 시간별 유휴 전력을 데이터 저장부(160)에 저장할 수 있다.Of course, the data processing unit 150 may be configured to determine the position of the sensor 130 based on the information obtained from the third sensing unit 130 including the load sensor 131, the position sensor 132, and the time sensor 133, , And store the idle power for each time in the data storage unit 160.

순소비 전력 계산 단계(S19)에서는, 데이터 처리부(150)가 소비 전력 정보 저장 단계에서 저장된 소비 전력 정보, 회생 전력 정보 저장 단계에서 저장된 회생 전력 정보, 유휴 전력 정보 저장 단계에서 저장된 유휴 전력 정보를 이용하여, 순소비 전력을 계산하고, 이를 데이터 저장부(160)에 저장한다. 예를 들면, 데이터 처리부(150)는 소비 전력에서 회생 전력 및 유휴 전력을 감산하여 순소비 전력을 계산한다.In the net power consumption calculation step S19, the data processor 150 uses the power consumption information stored in the power consumption information storage step, the regenerative power information stored in the regenerative power information storage step, and the idle power information stored in the idle power information storage step Calculates the net power consumption, and stores the net power consumption in the data storage unit 160. For example, the data processing unit 150 calculates the net power consumption by subtracting the regenerative power and the idle power from the power consumption.

물론, 데이터 처리부(150)는 응하중 센서(131), 위치 센서(132) 및 시간 센서(133)를 포함하는 제3센싱부(130)로부터 획득한 정보에 근거하여, 응하중별, 위치별, 시간별 순소비 전력을 데이터 저장부(160)에 저장한다.Of course, the data processing unit 150 may be configured to determine the position of the sensor 130 based on the information obtained from the third sensing unit 130 including the load sensor 131, the position sensor 132, and the time sensor 133, , And stores the net power consumption by time in the data storage unit 160.

제5판단 단계(S20)에서는, 데이터 처리부(150)가 통신부(170)를 통해서 차량 기지 서버(200)와 통신이 가능한지 판단한다. 통상 3G나 4G 기술로 전기 철도 차량(1)과 차량 기지 서버(200)가 통신하지만, 본 발명에서는 예를 들면 차량 기지에 설치된 와이파이 공유기에 의해 전기 철도 차량(1)과 차량 기지 서버(200)가 통신한다. 특히, 전기 철도 차량(1)이 차량 기지에 입고하여 완전히 정지한 상태에서 와이파이 공유기에 의해 상호간 통신할 수 있다.In the fifth determination step S20, the data processing unit 150 determines whether communication with the vehicle base server 200 is possible through the communication unit 170. [ The electric railway vehicle 1 and the vehicle base server 200 communicate with each other through 3G or 4G technology. In the present invention, however, the electric railway vehicle 1 and the vehicle base server 200 are connected by a Wi- Lt; / RTI > In particular, the electric railway vehicle 1 can be communicated with each other by the Wi-Fi router in a state in which the electric railway vehicle 1 is completely stopped at the vehicle base.

데이터 처리부(150)가 통신부(170)를 통해 차량 기지 서버(200)와 통신이 가능하다면, 전송 단계(S21)를 수행한다.If the data processing unit 150 can communicate with the vehicle base server 200 through the communication unit 170, the transmission step S21 is performed.

전송 단계(S21)에서는, 데이터 처리부(150)가 데이터 저장부(160)에 저장되어 있던 응하중별, 위치별 및/또는 시간별로, 소비 전력, 회생 전력 및/또는 순소비 전력 정보를 차량 기지 서버(200)에 전송한다. In the transmission step S21, the data processing unit 150 transmits power consumption, regenerative power, and / or net power consumption information to the vehicle base 100 by the load, location and / or time stored in the data storage unit 160 To the server (200).

이와 같이 하여, 본 발명은 전기 철도 차량(1)에 공급되는 전압 및 전류를 이용하여 소비 전력을 계측하되, 전기 철도 차량(1)의 노치 정보, 제동 정보, 속도 정보, 기동 정보, 응하중 정보, 위치 정보 및 시간 정보에 관련된 소비 전력을 정확하게 계측한다. 또한, 본 발명은 전기 철도 차량(1)이 차량 기지에서 소비한 유휴 전력, 그리고 전기 철도 차량(1)의 제동 및/또는 감속 시 발생하는 회생 전력을 소비 전력에서 감산함으로써, 전기 철도 차량(1)이 차량 기지를 벗어나 운행할 때 발생된 순소비 전력을 정확하게 계측한다.In this manner, the present invention measures the power consumption using the voltage and current supplied to the electric railway vehicle 1, and calculates the electric power consumption of the electric railway vehicle 1 based on notch information, braking information, speed information, , The power consumption related to the position information and the time information is accurately measured. Further, the present invention reduces electric power consumption by subtracting the idle power consumed by the electric railway vehicle 1 from the vehicle base and the regenerative electric power generated when the electric railway vehicle 1 is braked and / or decelerated, ) Accurately measures the net power generated when the vehicle leaves the station.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 장치(100)로부터 얻은 데이터를 이용하여 경제 운전 패턴을 제공하는 시스템에 대한 블럭도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 4, there is shown a block diagram of a system for providing economic operating patterns using data from a smart energy metering device 100 of an electric railway vehicle 1 according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 경제 운전 패턴 제공 시스템은 차량 기지 서버(200) 및 차량 운전부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the economic driving pattern providing system includes a vehicle base server 200 and a vehicle driving unit 300.

차량 기지 서버(200)는 데이터 처리부(210), 데이터 저장부(220), 경제 운전 패턴 선택부(230) 및 통신부(240)를 포함한다. The vehicle base server 200 includes a data processing unit 210, a data storage unit 220, an economic operation pattern selection unit 230, and a communication unit 240.

데이터 처리부(210)는 스마트 미터(100)로부터 전송된 소비 전력, 회생 전력, 순소비 전력, 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및/또는 시간에 관련된 정보를 가공하여 데이터 저장부(220)에 전달한다. 데이터 저장부(220)는 소비 전력, 회생 전력, 순소비 전력, 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및/또는 시간에 관련된 정보를 데이터로 저장한다. 이러한 데이터 저장부(220)는 스마트 미터(100) 및 데이터 처리부(210)를 통해 전송되는 데이터를 일정 기간(예를 들면, 1개월 내지 1년) 누적하여 저장해 놓는다.The data processing unit 210 processes information related to power consumption, regenerative power, net power consumption, notch, braking, speed, start, load, position and / or time transmitted from the smart meter 100, 220). The data storage unit 220 stores information related to power consumption, regenerative power, net power consumption, notch, braking, speed, start, load, position and / or time as data. The data storage unit 220 stores the data transmitted through the smart meter 100 and the data processing unit 210 in a predetermined period (for example, one month to one year).

경제 운전 패턴 선택부(230)는 상술한 바와 같은 일정 기간(예를 들면, 1개월 내지 1년)이 경과한 후, 상기 데이터 저장부(220)에 저장된 데이터를 분석 및 비교한다. 예를 들어, 미리 정해진 전기 철도 차량(1)의 규정된 도달 시간과 동일하거나 유사한 도달 시간을 갖는 데이터가 있는지 판단한다. 이와 같이 규정 시간과 동일하거나 유사한 도달 시간을 갖는 데이터가 있다며, 이들 데이터 중에서 순소비 전력이 상대적으로 최소인(가장 작은) 데이터가 있는지 판단한다. 이와 같이, 규정 시간 내에 도달 시간을 갖고, 또한 상대적으로 최소인 순소비 전력을 갖는 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택한다.The economic operation pattern selection unit 230 analyzes and compares data stored in the data storage unit 220 after a predetermined period (for example, one month to one year) has elapsed. For example, it is determined whether there is data having a reaching time which is the same as or similar to the prescribed arrival time of the predetermined electric railway vehicle 1. As described above, it is determined that there is data having the same or similar reach time as the prescribed time, and whether there is data (minimum data) having a net minimum power consumption among these data. Thus, the data having the net arrival power within the specified time and the relatively minimum net power consumption is selected as the economic operation pattern.

통신부(240)는 상술한 바와 같이 스마트 미터 또는 스마트 에너지 메터링 장치(100)로부터 정보를 데이터 처리부(210) 및 데이터 저장부(220)로 전송하는 역할과, 상술한 바와 같이 선택된 경제 운전 패턴을 차량 운전부(300)에 제공하는 역할을 한다.The communication unit 240 transmits the information from the smart meter or the smart energy metering apparatus 100 to the data processing unit 210 and the data storage unit 220 as described above, To the vehicle driving unit (300).

차량 운전부(300)는 차량 기지 서버(200)로부터 상술한 경제 운전 패턴을 전송받아 운전자에게 표시하거나 또는 경제 운전 패턴대로 전기 철도 차량(1)이 운전되는지 모니터링한다. 이를 위해 차량 운전부(300)는 통신부(170), 데이터 처리부(310), 데이터 저장부(320), 경제 운전 표시부(330) 및 차량 운전 모니터링부(340)를 포함한다. 통신부(170)는 차량 기지 서버(200)로부터 경제 운전 패턴 정보를 데이터 처리부(310)에 전달하는 역할을 하고, 데이터 처리부(310)는 전달받은 경제 운전 패턴 정보를 데이터 저장부(320)에 저장하고, 또한 경제 운전 표시부(330)에 전달하여 이를 운전자에게 시각적으로 표시하도록 하거나, 또는 차량 운전 모니터링부(340)에 전송하여 선택된 패턴대로 전기 철도 차량(1)이 운전되는지 모니터링한다. 물론, 이를 위해 스마트 미터링 장치(100)를 통해 현재의 정보(응하중, 속도, 위치 및/또는 시간별 순소비 전력 정보, 소비 전력 및/또는 회생 전력)가 경제 운전 표시부(330) 또는 차량 운전 모니터링부(340)에 함께 표시될 수 있음은 당연하다.The vehicle driving unit 300 receives the above-described economic operation pattern from the vehicle base server 200 and displays it to the driver or monitors whether the electric railway vehicle 1 is operated according to the economic driving pattern. To this end, the vehicle operation unit 300 includes a communication unit 170, a data processing unit 310, a data storage unit 320, an economy operation display unit 330, and a vehicle operation monitoring unit 340. The communication unit 170 transmits the economic operation pattern information from the vehicle base server 200 to the data processing unit 310 and the data processing unit 310 stores the received economic operation pattern information in the data storage unit 320 And transmits it to the economic operation display unit 330 to visually display it to the driver or to the vehicle operation monitoring unit 340 to monitor whether the electric railway vehicle 1 is operated in the selected pattern. Of course, the current information (net load, speed, position and / or net power consumption information, power consumption and / or regenerated power for each time) may be displayed on the economical operation display unit 330 or the vehicle operation monitoring It is of course possible to display them together in the unit 340.

여기서, 경제 운전 패턴은 전기 철도 차량(1)이 차량 기지 내에 있을 경우 차량 기지 서버(200)로부터 전기 철도 차량(1)에 전송되며, 이는 상술한 바와 같이 와이파이 방식으로 이루어질 수 있다.Here, the economic driving pattern is transmitted from the vehicle base server 200 to the electric railway vehicle 1 when the electric railway vehicle 1 is in the vehicle base, which can be done in the Wi-Fi manner as described above.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 경제 운전 패턴의 제공 전 및 제공 이후 운전 패턴 그래프가 도시되어 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B, there is shown an operation pattern graph before and after the provision of the economic operation pattern.

실질적으로 도 5a는 본 발명에 따른 스마트 에너지 미터링 장치에 의해 계측된 위치별 노치 및 소비 전력의 일례를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명에 따른 경제 운전 패턴 제공 시스템에 의해 제공되는 위치별 노치 및 소비전력/회생전력의 일례를 도시한 것이다.FIG. 5A shows an example of notches and power consumption measured by the smart energy metering apparatus according to the present invention, and FIG. 5B shows an example of the notches and the power consumption provided by the system for providing an economic operation pattern according to the present invention. And an example of power consumption / regenerative power.

도 5a에 도시된 바와 같이 역간 도달 시간은 6분2초였으며, 이때 소비된 순소비 전력은 대략 42.48kWh였다. 그러나, 도 5b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 경제 운전 패턴에 따르면 역간 도달 시간이 6분2초로서 기존과 동일하면서도, 이때 소비된 순소비 전력은 대략 36.13kWh로서, 기존에 비해 순소비 전력을 감소시킴을 알 수 있다.As shown in FIG. 5A, the inter-station arrival time was 6 minutes and 2 seconds, and the net consumption power consumed at this time was approximately 42.48 kWh. However, as shown in FIG. 5B, according to the economical operation pattern according to the present invention, the reverse arrival time is 6 minutes and 2 seconds, which is the same as before, but the net power consumed at this time is approximately 36.13 kWh, . ≪ / RTI >

이를 위해, 본 발명에 따른 경제 운전 패턴의 제공 메카니즘은 대체로 전기 철도 차량(1)의 속도가 미리 규정된 최고 속도에 도달하도록 노치의 단수를 증가시키고, 전기 철도 차량(1)의 속도가 미리 규정된 최고 속도에 도달하면 노치를 중립에 위치시켜 전력 소비량이 최소화되도록 하거나 또는 전력이 차단되도록 한다. 더욱이, 제동 및 감속 시에는 모터(3)가 발전기로 동작하여 회생 전력이 발생되도록 한다. 이와 같이, 노치를 중립에 위치시켜 전력 소비를 최소화하거나 전력을 차단함에 따라 전기 철도 차량(1)은 일정 시간동안 타력 또는 타행 운전하게 되며, 이때 순소비 전력이 감소되고, 더욱이 회생 전력에 의해 순소비 전력이 더욱 감소하게 된다. 이러한 운전 패턴은 가장 단순한 경우를 예로 든 것이며, 실제로는 더욱 복잡할 수 있다.To this end, the mechanism for providing the economic operation pattern according to the present invention is generally characterized in that the speed of the electric railway vehicle 1 is increased by increasing the number of notches so that the speed of the electric railway vehicle 1 reaches a predetermined maximum speed, Once the maximum speed has been reached, the notch is placed in neutral so that the power consumption is minimized or the power is interrupted. Further, at the time of braking and deceleration, the motor 3 operates as a generator to generate regenerative electric power. As described above, the electric railway vehicle 1 is operated by the electric power for a certain period of time or by a step-by-step operation by minimizing the electric power consumption or by cutting off the electric power by positioning the notch in the neutral state. At this time, the net electric power consumption is reduced, The power consumption is further reduced. This pattern of operation is an example of the simplest case and can actually be more complicated.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 경제 운전 패턴 제공 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, a flowchart of a method for providing an economic operation pattern according to the present invention is shown.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경제 운전 패턴 제공 방법은 일정 기간 동안 각종 정보를 누적하여 저장하는 단계(S31)와, 도달 시간이 규정 시간과 동일한지 판단하는 단계(S32)와, 순소비 전력이 최소 전력인지 판단하는 단계(S33)와, 경제 운전 패턴 선택 단계(S34)와, 통신 가능 판단 단계(S35)와, 전송 단계(S36)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the method for providing an economic operation pattern according to the present invention includes accumulating various information for a predetermined period of time (S31), determining whether the arrival time is equal to a prescribed time (S32) (S33) of determining whether the net power consumption is the minimum power, an economic operation pattern selecting step (S34), a communication possibility determining step (S35), and a transmitting step (S36).

일정 기간 동안 각종 정보를 누적하여 저장하는 단계(S31)에서는, 일정 기간(예를 들면, 1개월 내지 1년)동안 데이터 처리부(210)가 스마트 에너지 미터링 장치(100)로부터 응하중, 속도, 위치 및/또는 시간별 순소비 전력 정보를 획득하여 데이터 저장부(220)에 누적하여 저장한다.In the step S31 of accumulating various information for a predetermined period of time, the data processing unit 210 receives the load, the speed, and the position from the smart energy metering apparatus 100 for a predetermined period (for example, one month to one year) And / or time-specific net power consumption information, and accumulates and accumulates the net power consumption information in the data storage unit 220.

도달 시간이 규정 시간과 동일한지 판단하는 단계(S32)에서는, 일정 기간(예를 들면, 1개월 내지 1년) 경과 후, 경제 운전 패턴 선택부(230)가 누적되어 저장된 데이터 중에서 전기 철도 차량(1)의 역간 도달 시간이 미리 정의된 규정 시간과 동일하거나 유사한 데이터가 있는지 판단한다. 이러한 판단 이후, 역간 도달 시간이 규정 시간과 동일하거나 유사한 데이터들에 한해 다음 단계를 수행한다.In a step S32 of determining whether the arrival time is the same as the specified time, the economic operation pattern selection unit 230 selects the electric railway vehicle 1) has the same or similar data as the predetermined time defined in advance. After this determination, the following steps are performed only for data whose arrival time between stations is the same as or similar to the specified time.

순소비 전력이 최소 전력인지 판단하는 단계(S33)에서는, 경제 운전 패턴 선택부(230)가 상술한 바와 같이 역간 도달 시간이 규정 시간과 동일한 데이터들에 한해서, 순소비 전력을 비교하고, 비교 결과 가장 작은 최소 순소비 전력을 갖는 데이터가 있는지 판단한다.In the step S33 of determining whether the net power consumption is the minimum power, the economic operation pattern selection unit 230 compares the net power consumption only with respect to the data having the inter-terminal arrival time equal to the specified time as described above, It is determined whether there is data having the smallest minimum net power consumption.

여기서, 비록 도달 시간이 규정 시간과 동일한 데이터 중에서 순소비 전력이 최소(가장 작은) 전력인 것이 있는지 판단하였지만, 반대로 순소비 전력이 최소(가장 작은) 전력인 데이터 중에서 도달 시간이 규정 시간과 동일 유사한 것이 있는지 판단하는 순서로 진행해도 좋다.Here, although it is determined whether the net power consumption is the smallest (the smallest) power among the data having the arrival time equal to the specified time, conversely, among the data with the net power consumption being the smallest (smallest) power, It is also possible to proceed in the order of judging whether or not there is anything.

경제 운전 패턴 선택 단계(S34)에서는, 상술한 바와 같이 전기 철도 차량(1)의 역간 도달 시간이 규정 시간과 동일 또는 유사한 동시에, 순소비 전력이 최소 전력인 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택한다.In the economical operation pattern selection step (S34), as described above, the data with the net arrival time of the electric railway vehicle 1 equal to or similar to the specified time and the net consumption power of the electric railway vehicle 1 is selected as the economic operation pattern.

통신 가능 판단 단계(S35)에서는, 차량 기지 서버(200)가 전기 철도 차량(1)의 운전부(300)와 통신 가능한 상태인지 판단한다. 통신 가능한 상태이면, 전송 단계(S36)를 수행한다.In the communication possibility determination step S35, it is determined whether or not the vehicle base server 200 is in a state in which communication with the operation unit 300 of the electric railway vehicle 1 is possible. If the communication is enabled, the transmission step S36 is performed.

전송 단계(S36)에서는, 차량 기지 서버(200)가 상술한 경제 운전 패턴을 차량 운전부(300)에 전송한다.In the transmission step S36, the vehicle base server 200 transmits the above-described economic operation pattern to the vehicle operation unit 300. [

이와 같이 경제 운전 패턴이 차량 운전부(300)에 전송되면, 이는 데이터 저장부(320)에 저장되고, 전기 철도 차량(1)의 경제 운전 표시부(330) 및/또는 차량 운전 모니터링부(340)를 통해 사용자에게 표시되거나, 모니터링된다.When the economic operation pattern is transmitted to the vehicle operation unit 300 as described above, it is stored in the data storage unit 320 and stored in the economy operation display unit 330 and / or the vehicle operation monitoring unit 340 of the electric railway vehicle 1, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

이와 같이, 본 발명은 일정 기간 동안 전기 철도 차량(1)의 응하중, 속도, 위치 및/또는 시간별로 순소비 전력 정보를 획득 및/또는 누적하여 데이터로서 저장하고, 이와 같이 누적된 다량의 데이터 중에서 미리 규정된 시간 내에 전기 철도 차량(1)이 목적지에 도달하고, 또한 이때 순소비 전력이 다른 것들에 비해서 최소로 되는 소비 전력을 갖는 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택 및 정의하고, 이를 운전자에게 제공함으로써, 전기 철도 차량(1)의 역간 도달 시간은 기존과 동일하면서도 순소비 전력은 감소하게 된다.As described above, according to the present invention, the net power consumption information is acquired and / or accumulated by the load, speed, position and / or time of the electric railway vehicle 1 for a predetermined period of time and stored as data, Data having power consumption at which the electric railway vehicle 1 reaches its destination within a predetermined time period and whose net power consumption is minimized at that time is selected and defined as an economic operation pattern and provided to the driver Thus, the arrival time of the electric railway vehicle 1 between the stations is the same as that of the conventional one, but the net power consumption is reduced.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 철도 차량(1)의 스마트 에너지 미터링 장치(100) 중 응하중 계산 방법의 일례가 도시되어 있다.Referring to FIG. 7, there is shown an example of a method for calculating the dynamic load in the smart energy metering apparatus 100 of the electric railway vehicle 1 according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 응하중 센서는 전기 철도 차량(1)의 바닥에 균일하게 배열되어 있는데, 일례로 6개가 설치될 수 있다. 이와 같이 하여, 6개의 응하중 센서로부터 평균값을 구할 수 있으며, 이러한 평균값은 또한 공차 시와 승객 승차 시로 구분할 수 있다. 이러한 정의에 따라 승객 하중은 승객 승차 시 압력값에서 공차 시 압력값을 감산하고, 이와 같이 감산된 값에 상수 S(면적)를 곱하고, 이를 다시 1파스칼의 압력값으로 나눠 승객 하중 즉, 응하중을 구할 수 있다.As shown in FIG. 7, the load sensors are uniformly arranged on the floor of the electric railway vehicle 1, for example, six can be installed. In this way, an average value can be obtained from six load sensors, and the average value can also be divided into the tolerance time and the passenger ride time. According to this definition, the passenger load is obtained by subtracting the pressure value at the time of occupancy from the pressure value when the passenger is occupied, multiplying the subtracted value by a constant S (area), dividing the subtracted value by a pressure value of 1 pascal, Can be obtained.

이에 따라, 본 발명에서는 응하중 별로 순소비 전력, 소비 전력, 회생 전력 및/또는 유휴 전력을 계산할 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는 이러한 응하중에 따라 전기 철도 차량(1)의 견인력/제동력을 조절하여, 가감속 성능을 일정하게 할 수 있고, 또한 정해진 시간표에 맞추어 운행하기 위해 승객이 많을 때에는 상대적으로 큰 힘을, 적을 때에는 상대적으로 작은 힘을 낼 수 있도록 하는 제어가 가능하다.Accordingly, in the present invention, net power consumption, power consumption, regenerative power, and / or idle power can be calculated for each load. Further, in the present invention, the traction / braking force of the electric railway vehicle 1 can be adjusted according to the load applied to the railway vehicle 1, so that the acceleration / deceleration performance can be made constant. Further, when there are many passengers, And a relatively small force can be exerted when the load is small.

더욱이, 이러한 응하중 데이터를 이용하여 가감속 제어뿐만 아니라, 정확한 승차율을 쉽게 파악할 수 있다. 또한, 이러한 응하중 데이터의 로그를 남겨 놓으면, 날짜별, 구간별, 열차별 승차율 파악에 중요한 자료로 활용할 수 있다. Further, it is possible to easily grasp not only the acceleration / deceleration control but also the correct riding ratio by using such stress load data. In addition, if the log of such load data is left, it can be utilized as an important data for grasping the ride rate by date, section, and train.

일반적으로 역의 승하차 인원(게이트 통과 수)만 계산하면 환승객의 수를 파악할 수 없지만, 응하중 데이터를 함께 이용하면 정확한 이용객 수를 집계할 수도 있다.Generally, it is not possible to calculate the number of transit passengers by calculating only the number of passengers getting in and out of the station (the number of gate passengers), but it is also possible to count the correct number of passengers by using the load data together.

더욱이, 전기 철도 차량(1)이 역을 출발할 때 조사한 각 량별 승차율 데이터를 앞 역의 전광판에 표시해 줄 수도 있다. 현재 지하철에서는 환승 통로나 출구가 가까운 일부 칸에 승객이 몰리는 경우가 많은데, 이렇게 전기 철도 차량(1)의 승차율 정보를 역에 알려준다면 좌석을 원하거나 혼잡을 피하고 싶은 승객은 승차율이 낮은 칸으로 이동하여, 저절로 고르게 분산되는 효과를 얻을 수 있다. 그렇게 되면 보다 안전한 운행이 가능하고, 혼잡도가 낮아져서 승객 편의성도 향상되며, 승하차 시간을 단축하는 효과를 얻을 수 있다.Furthermore, it is possible to display the riding rate data for each amount investigated when the electric railway vehicle 1 departs from the station, on the electric signboard of the preceding station. At present, there are many cases where passengers are caught in a certain section near a transit passage or an exit of a subway. If the riding rate information of the electric railway car (1) is informed in this way, a passenger desiring a seat or avoiding congestion, So that the effect of being evenly dispersed by itself can be obtained. In this case, more secure operation is possible, congestion is lowered, passenger comfort is improved, and the time for getting on and off is shortened.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치 및 이를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention as set forth in the appended claims. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

100; 본 발명에 따른 스마트 미터링 장치
110; 제1센싱부 120; 제2센싱부
130; 제3센싱부 140; 미터링부
150; 데이터 처리부 160; 데이터 저장부
170; 통신부
100; The smart metering device
110; A first sensing unit 120; The second sensing unit
130; A third sensing unit 140; The metering unit
150; A data processing unit 160; The data storage unit
170; Communication section

Claims (8)

전기 철도 차량에 공급되는 전압 및 전류 정보를 센싱하는 제1센싱부;
상기 전기 철도 차량의 노치, 제동, 속도 및 기동 정보를 센싱하는 제2센싱부;
상기 전기 철도 차량의 응하중, 위치 및 시간 정보를 센싱하는 제3센싱부;
상기 제1센싱부로부터 획득한 정보를 이용하여 전력 정보를 연산하는 미터링부;
상기 미터링부로부터 얻은 정보와, 상기 제2,3센싱부로부터 얻은 정보를 이용하여 응하중, 위치 및 시간에 따른 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 연산하는 데이터 처리부; 및,
상기 데이터 처리부로부터 얻은 소비 전력, 회생 전력, 유휴 전력 및 순소비 전력 정보를 각각 차량 기지 내의 서버에 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 데이터 처리부는 상기 제3센싱부로부터 획득한 정보에 기초하여 상기 전기 철도 차량이 운행 노선에 있는 것으로 판단되고, 상기 제2센싱부로부터 획득한 정보에 기초하여 상기 전기 철도 차량이 가속, 등속 또는 정지 상태인 것으로 판단될 경우, 상기 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 소비 전력 정보를 연산하고,
상기 데이터 처리부는 상기 제3센싱부로부터 획득한 정보에 기초하여 상기 전기 철도 차량이 운행 노선에 있는 것으로 판단되고, 상기 제2센싱부로부터 획득한 정보에 기초하여 상기 전기 철도 차량이 제동 및 감속 상태인 것으로 판단될 경우, 상기 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 회생 전력 정보를 연산하고,
상기 데이터 처리부는 상기 제3센싱부로부터 획득한 정보에 기초하여 상기 전기 철도 차량이 차량 기지에 있는 것으로 판단될 경우, 상기 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 유휴 전력 정보를 연산하고,
상기 데이터 처리부는 상기 소비 전력에서 상기 회생 전력 및 유휴 전력을 감산하여 상기 순소비 전력을 연산함을 특징으로 하는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치.
A first sensing unit for sensing voltage and current information supplied to the electric railway vehicle;
A second sensing unit for sensing notch, braking, speed, and start information of the electric railway vehicle;
A third sensing unit sensing the load, position, and time information of the electric railway vehicle;
A metering unit for calculating power information using information acquired from the first sensing unit;
A data processor for calculating power consumption, regenerative power, idle power, and net power consumption information according to load, position, and time using information obtained from the metering unit and information obtained from the second and third sensing units; And
And a communication unit for transmitting power consumption, regenerative power, idle power and net power consumption information obtained from the data processing unit to a server in a vehicle base, respectively,
Wherein the data processing unit determines that the electric railway vehicle is on a travel route based on the information acquired from the third sensing unit and that the electric railway vehicle is accelerated, Calculating power consumption information using the information obtained from the metering unit when it is judged to be in a stationary state,
Wherein the data processing unit determines that the electric railway vehicle is on a travel route based on the information acquired from the third sensing unit and that the electric railway vehicle is in a braking and decelerating state based on the information acquired from the second sensing unit Calculates the regenerative power information using the information obtained from the metering unit,
Wherein the data processing unit calculates idle power information using the information obtained from the metering unit when it is determined that the electric railway vehicle is located on a vehicle base based on the information acquired from the third sensing unit,
Wherein the data processing unit calculates the net power consumption by subtracting the regenerative power and the idle power from the power consumption.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치로부터 응하중, 속도, 위치 및 시간별 순소비 전력을 일정 기간 동안 누적하여 데이터로 저장하고, 상기 데이터 중에서 미리 규정된 시간 내에 상기 전기 철도 차량이 목적지에 도달한 데이터를 선택하고, 상기 선택한 데이터 중에서 순소비 전력이 최소인 데이터를 경제 운전 패턴으로 선택하는 차량 기지 서버; 및
상기 차량 기지 서버로부터 상기 경제 운전 패턴을 전송받아 운전자에게 표시하거나 또는 상기 경제 운전 패턴대로 상기 전기 철도 차량이 운전되는지 모니터링하는 차량 운전부를 포함하고,
상기 스마트 에너지 미터링 장치는 상기 전기 철도 차량이 운행 노선에 있는 것으로 판단되고, 상기 전기 철도 차량이 가속, 등속 또는 정지 상태인 것으로 판단될 경우, 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 소비 전력을 연산하고,
상기 스마트 에너지 미터링 장치는 상기 전기 철도 차량이 운행 노선에 있는 것으로 판단되고, 상기 전기 철도 차량이 제동 및 감속 상태인 것으로 판단될 경우, 상기 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 회생 전력을 연산하며,
상기 스마트 에너지 미터링 장치는 상기 전기 철도 차량이 차량 기지에 있는 것으로 판단될 경우, 상기 미터링부로부터 획득한 정보를 이용하여 유휴 전력을 연산하고,
상기 스마트 에너지 미터링 장치는 상기 소비 전력에서 상기 회생 전력 및 유휴 전력을 감산하여 상기 순소비 전력을 연산함을 특징으로 하는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템.
The net power, the speed, the position, and the net power consumption by time are cumulatively stored as data from the smart energy metering device of the electric railway vehicle for a predetermined period of time, and the data of the electric railway vehicle arriving at the destination within a pre- A vehicle base server for selecting data having a minimum net power consumption among the selected data as an economic operation pattern; And
And a vehicle operation unit for receiving the economic operation pattern from the vehicle base server and displaying the received economic operation pattern to a driver or monitoring whether the electric railway vehicle is operated according to the economic operation pattern,
The smart energy metering apparatus calculates power consumption using information obtained from the metering unit when it is determined that the electric railway vehicle is on a service route and the electric railway vehicle is in an accelerated, ,
Wherein the smart energy metering device calculates the regenerative power using the information obtained from the metering unit when it is determined that the electric railway vehicle is on a service route and the electric railway vehicle is in a braking and decelerating state,
Wherein the smart energy metering device calculates idle power using information obtained from the metering unit when it is determined that the electric railway vehicle is in a vehicle base,
Wherein the smart energy metering apparatus computes the net power consumption by subtracting the regenerative power and the idle power from the power consumption by using the smart energy metering apparatus.
제 6 항에 있어서,
상기 응하중, 속도, 위치 및 시간별 순소비 전력에 관한 데이터는 상기 전기 철도 차량이 상기 차량 기지 내에 있을 경우 상기 스마트 에너지 미터링 장치로부터 상기 차량 기지 서버에 전송됨을 특징으로 하는 전기 철도 차량의 스마트 에너지 미터링 장치를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein data regarding net load, speed, position and net power consumption by time is transmitted from the smart energy metering device to the vehicle base server when the electric railway vehicle is in the vehicle base. A System for Providing Economic Operation Patterns Using Device.
제 6 항에 있어서,
상기 경제 운전 패턴은
상기 전기 철도 차량이 상기 차량 기지 내에 있을 경우 상기 차량 기지 서버로부터 상기 차량 운전부에 전송됨을 특징으로 하는 스마트 에너지 미터링 장치를 이용한 경제 운전 패턴 제공 시스템.
The method according to claim 6,
The economic driving pattern
And when the electric railway vehicle is in the vehicle base, the electric railway vehicle is transmitted from the vehicle base server to the vehicle operation unit.
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