개요
팬터그래프 유지보수는 전동 열차에 있어 오래된 문제였는데, 그 이유는 열차 루프탑에 장착된 이 장치가 고가선부터 철도 차량까지 전력을 공급하는 현수선과 접촉하는데 있어 핵심적 역할을 합니다. 하지만, 전형적인 수동 검사에서는 고장이 고가선 뜯김을 발생시키고 오랜 시간의 네트워크 지연, 비용이 드는 복구 및 심각한 안전 문제를 발생시키는 문제로 발전하기 전에 팬터그래프 상의 고장을 감지하는데 있어 주기적으로 실패하는 정거장에서 실시되었습니다. 따라서, 철도망 운영자 및 인프라 소유주는 팬터그래프를 실시간으로 모니터링하고 선제적으로 문제에 대응할 수 있는 기술을 살펴보고 있습니다.
유럽 지능형 모니터링 솔루션 제공업체는 열차 모니터링 시에 운영 상의 의사결정을 개선할 수 있도록 스테레오 비전 기술 및 인공 지능에 기반하여 세계 최초의 팬터그래프 상태 모니터링 시스템(PCMS)을 설계하였습니다. 이 업체의 솔루션은 검사 사이트를 통과하는 팬터그래프의 이미지를 찍을 수 있도록 철도 경로를 따라 검사 포인트를 배치하는 웨이사이드 시스템입니다. 이 시스템은 처리된 이미지에 기반하여 팬터그래프의 건전성 상태를 분석하고, 설정된 한계치에 도달하는 매개변수를 모니터링하여 제 시간에 대책을 취하고 뜯김을 피할 수 있도록 경보 및 알림을 발송합니다.
유능한 직원이 접속할 수 있고 팬터그래프 마모 경향에 대한 빅데이터 분석(예: 탄소 띠 상의 변화 이력은 팬터그래프의 마모 정도 및 수명에 대한 중요 지표)을 위해 실시간으로 데이터가 클라우드에 업로드되며, 따라서 예측성 및 선제적 유지보수를 실행할 수 있습니다. 주기적 정거장을 각 열차에 맞춰 10주마다 한 번씩 검사할 수 있는 반면 웨이사이드 실시간 모니터링 시스템은 열차 서비스를 철회하지 않고 운행 중에 몇 차례 열차 점검을 실행할 수도 있습니다.
이렇게 자동화된 실시간 모니터링 시스템은 유지보수 담당자가 더 안전한 작업 환경과 유지보수 일정을 최적화하기 위한 툴을 제공하여 수동 검사를 위한 캐리지 상단에 접근할 필요를 줄여줍니다. 전반적 네트워크 작동의 경우, 인프라에 대한 위험을 줄여주고, 운영 효율성을 향상시키며, 철도 차량군의 활용 가능성을 최대화하고, 철로를 디지털 및 지속 가능한 미래로 향하게 만들어 주는데 도움이 됩니다.
난제
철로 환경의 야외 어플리케이션에 대한 최고 견고성
해당 웨이사이드 모니터링 시스템은 고전압 인프라에서 열차 및 전자기 간섭을 통과하면서 발생한 충격 및 진동에 취약한 야외 환경에서 기후 조건을 견딜 수 있어야 합니다. 이러한 부정적 요인을 완화하기 위한 러기드 설계는 안정적이고 믿을만한 일일 운영을 보장하기 위한 임베디드 시스템에 필수적입니다.
이미지 처리 및 AI 컴퓨팅을 위해 요구되는 성능
철로 환경의 상태가 극한적일 때, 이 시스템에는 3D 이미징 및 러닝 AI 애널리틱스를 처리하고, 컴퓨터 디자이너가 열 분산 및 기타 신뢰성 문제와 씨름하는데 있어 더 큰 난제를 부과하는데 비례적인 처리력이 있어야 합니다.
솔루션
이 3D 팬터그래프 모니터링 시스템은 발달된 마모 알고리듬에서 활용될 기후 데이터를 수집하는 기상관측소, 통과하는 열차의 위치, 속도 및 방향을 감지하기 위해 저전력 레이저 빔을 방사하는 레이저 텔레미터, 모니터링한 팬터그래프의 좌우 클로즈업을 포착하고 팬터그래프에 링크된 캐리지 ID를 판독하기 위한 발달된 카메라 시스템으로 구성되어 있습니다.
이 시스템의 핵심은 Neousys의 임베디드 컴퓨터 Nuvo-7000 시리즈이며, 이 시리즈는 모니터링 데이터를 가져오는 모든 시스템 구성품에 I/O 링크를 제공하고, 팬터그래프의 좌우 이미지를 입체 카메라에서 정확한 3D 모델로 병합하며, 사전 정의된 기준에 대한 팬터그래프 조건을 평가할 수 있도록 머신 러닝 알고리듬을 실행합니다.
Neousys Nuvo-7006LP의 이점
극심한 야외 환경에서 어플리케이션에 맞게 설계된 최고의 러기드 임베디드 시스템인 Nuvo-7000 시리즈는 -25°C ~ 70°C의 광범위한 온도 작동을 제공하고, 충격 및 진동(작동, MIL-STD-810G)에 대한 미군 표준 및 EMC 능력에 맞는 CE/FCC 등급 A로 인증받았습니다.
만족스러운 그래픽 처리력, 고용량 스토리지 및 3D 이미지 처리용 고속 데이터 처리량, 이상적인 성능/비용률로 머신 러닝 애널리틱스를 실행하기 위한 적합한 컴퓨팅 능력을 제공하는 고성능 엣지 AI 컴퓨터.
다양하고 유연한 I/O 구성은 기상관측소와 통신하여 스테레오 카메라를 포함하여 시스템 구성품에 대한 연결을 충족하고 확장 카드를 통해 어플리케이션 확장을 허용합니다.
