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K-평균 군집화 알고리즘(K-means clustering algorithm)을 이용하여 주기변동 랜덤신호(period-varying random signal)의 주기를 추정하고 이벤트 신호를 추출하는 처리가 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 주기변동 랜덤신호의 정렬방법에 있어서, 상기 처리는, 진동신호가 입력되는 처리가 수행되는 진동신호 입력단계; 상기 진동신호 입력단계에서 입력된 상기 진동신호에 대하여 초기화 처리가 수행되는 초기화(Initialization) 단계; 상기 초기화 단계의 처리결과에 근거하여 반복연산을 수행하는 처리가 수행되는 반복연산(Iteration) 단계; 및 상기 반복연산 단계의 처리결과에 근거하여 상기 진동신호의 주기를 추정하고 미리 설정된 이벤트 신호를 추출하여 출력하는 처리가 수행되는 출력단계를 포함하여 구성되고, 상기 초기화 단계는, 진동신호의 첫번째 인덱스와 공칭회전수(nominal RPM)를 이용하여 초기 시작값(initial starting index)(i0 = 0)과 초기 주기길이(initial cycle length)(M0)를 각각 설정하는 단계; 입력되는 진동신호 중 설정된 상기 초기 주기길이에 해당하는 신호를 입력받는 단계; 미리 설정된 임계값에 근거하여, 상기 임계값 보다 작은 신호를 0으로 치환하는 단계; K-Means 알고리즘을 이용하여, 임의의 초기 중심값(initial centroid)을 이용한 군집화를 통해 N개의 클러스터와 중심위치(centroid location)를 산출하는 단계; 미리 정해진 조건에 근거하여 기준군집(target cluster)을 선택하고 주기 시작값(cycle starting index) 및 상기 초기 중심값을 각각 갱신하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 주기변동 랜덤신호의 정렬방법
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제 1항에 있어서, 상기 진동신호 입력단계는, 엔진을 포함하는 내연기관의 동작에 따른 진동신호를 별도의 측정센서를 통해 직접 측정하거나, 또는, 실시간으로 측정되거나 미리 측정된 진동신호를 별도의 입력수단을 통해 입력받는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주기변동 랜덤신호의 정렬방법
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제 1항에 있어서, 상기 갱신하는 단계는, 각 클러스터의 에너지(p)와 미리 입력된 전력 프로파일 벡터(power profile vector)(w)의 순환행렬(circulant matrix)(W)의 곱(Wp)이 최대가 되는 클러스터를 기준군집(target cluster)(nt)으로 선정하고(nt = argmax Wp), 이하의 수학식을 이용하여 상기 초기 시작값(i0)을 산출하며, (여기서, i는 신호의 인덱스이고, 는 nt번째 군집(cluster)의 신호 인덱스 집합(index sets)(I0 = {I01, I02, I03,
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제 1항에 있어서, 상기 반복연산 단계는, 상기 초기화 단계에서 설정된 주기 시작값(i0)으로부터 설정된 주기길이에 해당하는 데이터가 입력되는지를 확인하여 상기 주기길이에 해당하는 데이터를 입력받는 단계; 미리 설정된 임계값에 근거하여 입력신호에서 상기 임계값 보다 작은 신호를 0으로 치환하는 단계; K-Means 알고리즘을 이용하여, 상기 초기화 단계의 처리결과로 산출된 중심값을 이용한 군집화를 통해 N개의 클러스터와 중심위치(centroid location)를 산출하는 단계; 미리 정해진 조건에 근거하여 기준군집(target cluster)및 주기 시작값(cycle starting index)을 각각 산출하고 상기 주기길이와 상기 초기 중심값 및 상기 주기 시작값을 갱신하는 단계를 포함하여 구성되고, 입력된 데이터가 모두 처리될 때까지 상기 반복연산 단계의 처리가 반복 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주기변동 랜덤신호의 정렬방법
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제 5항에 있어서, 상기 갱신하는 단계는, 각 클러스터의 에너지(p)와 미리 입력된 전력 프로파일 벡터(power profile vector)(w)의 순환행렬(circulant matrix)(W)의 곱(Wp)이 최대가 되는 클러스터를 기준군집(target cluster)(nt)으로 선정하고(nt = argmax Wp), 이하의 수학식을 이용하여 상기 주기 시작값(i1)을 산출하고 업데이트하며(i0 = i1), (여기서, i는 신호의 인덱스이고, 는 k번째 반복단계에서 식별된 nt번째 군집(cluster)의 신호 인덱스 집합(index sets)(Ik = {Ik1, Ik2, Ik3,
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제 1항에 있어서, 상기 출력단계는, 상기 진동신호의 주기를 추정하고 이벤트 신호를 추출하여 출력하는 동시에, 상기 진동신호 입력단계에서 입력되는 입력신호와, 상기 초기화 단계 및 상기 반복연산 단계를 통해 수행되는 처리과정 및 처리결과를 포함하는 각종 데이터를 사용자의 요청에 따라 별도의 표시수단이나 출력수단을 통해 선택적으로 출력하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주기변동 랜덤신호의 정렬방법
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내연기관의 이상진단 시스템에 있어서, 내연기관으로부터 측정된 진동신호가 입력되는 처리가 수행되도록 이루어지는 진동신호 수신부; 상기 진동신호 수신부에 입력된 진동신호에 근거하여 상기 내연기관의 이상여부를 판단하는 처리가 수행되도록 이루어지는 이상진단부; 상기 이상진단부의 진단결과 고장이나 이상이 발생한 것으로 판단되면 경고나 알람(alarm)을 발생하고 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하여 유지보수를 요청하는 처리가 수행되는 이상발생 알림부; 및 상기 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 이상진단부는, 진동신호가 입력되는 처리가 수행되는 진동신호 입력단계; 상기 진동신호 입력단계에서 입력된 상기 진동신호에 대하여 초기화 처리가 수행되는 초기화(Initialization) 단계; 상기 초기화 단계의 처리결과에 근거하여 반복연산을 수행하는 처리가 수행되는 반복연산(Iteration) 단계; 및 상기 반복연산 단계의 처리결과에 근거하여 상기 진동신호의 주기를 추정하고 미리 설정된 이벤트 신호를 추출하는 처리가 수행되는 추출단계; 및 상기 내연기관에 대한 공칭(nominal) RPM 데이터 또는 미리 측정된 정상상태의 RPM 데이터를 포함하여 미리 정해진 기준 데이터와 상기 추출단계에서 분리된 이벤트 신호를 비교하여 두 값의 차이가 미리 정해진 기준범위나 임계값을 벗어날 경우 해당 부분에 고장이나 이상이 발생한 것으로 판단하는 처리가 수행되는 진단단계를 포함하는 처리가 수행되도록 구성되고, 상기 초기화 단계는, 진동신호의 첫번째 인덱스와 공칭회전수(nominal RPM)를 이용하여 초기 시작값(initial starting index)(i0 = 0)과 초기 주기길이(initial cycle length)(M0)를 각각 설정하는 단계; 입력되는 진동신호 중 설정된 상기 초기 주기길이에 해당하는 신호를 입력받는 단계; 미리 설정된 임계값에 근거하여, 상기 임계값 보다 작은 신호를 0으로 치환하는 단계; K-Means 알고리즘을 이용하여, 임의의 초기 중심값(initial centroid)을 이용한 군집화를 통해 N개의 클러스터와 중심위치(centroid location)를 산출하는 단계; 미리 정해진 조건에 근거하여 기준군집(target cluster)을 선택하고 주기 시작값(cycle starting index) 및 상기 초기 중심값을 각각 갱신하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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제 8항에 있어서, 상기 진동신호 수신부는, 상기 내연기관의 동작에 따른 진동신호를 센서를 통해 직접 측정하거나, 또는, 실시간으로 측정되거나 미리 측정된 진동신호를 별도의 입력수단을 통해 입력받는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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제 8항에 있어서, 상기 갱신하는 단계는, 각 클러스터의 에너지(p)와 미리 입력된 전력 프로파일 벡터(power profile vector)(w)의 순환행렬(circulant matrix)(W)의 곱(Wp)이 최대가 되는 클러스터를 기준군집(target cluster)(nt)으로 선정하고(nt = argmax Wp), 이하의 수학식을 이용하여 상기 초기 시작값(i0)을 산출하며, (여기서, i는 신호의 인덱스이고, 는 nt번째 군집(cluster)의 신호 인덱스 집합(index sets)(I0 = {I01, I02, I03,
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제 8항에 있어서, 상기 반복연산 단계는, 상기 초기화 단계에서 설정된 주기 시작값(i0)으로부터 설정된 주기길이에 해당하는 데이터가 입력되는지를 확인하여 상기 주기길이에 해당하는 데이터를 입력받는 단계; 미리 설정된 임계값에 근거하여 입력신호에서 상기 임계값 보다 작은 신호를 0으로 치환하는 단계; K-Means 알고리즘을 이용하여, 상기 초기화 단계의 처리결과로 산출된 중심값을 이용한 군집화를 통해 N개의 클러스터와 중심위치(centroid location)를 산출하는 단계; 미리 정해진 조건에 근거하여 기준군집(target cluster)및 주기 시작값(cycle starting index)을 각각 산출하고 상기 주기길이와 상기 초기 중심값 및 상기 주기 시작값을 갱신하는 단계를 포함하여 구성되고, 입력된 데이터가 모두 처리될 때까지 상기 반복연산 단계의 처리가 반복 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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제 13항에 있어서, 상기 갱신하는 단계는, 각 클러스터의 에너지(p)와 미리 입력된 전력 프로파일 벡터(power profile vector)(w)의 순환행렬(circulant matrix)(W)의 곱(Wp)이 최대가 되는 클러스터를 기준군집(target cluster)(nt)으로 선정하고(nt = argmax Wp), 이하의 수학식을 이용하여 상기 주기 시작값(i1)을 산출하고 업데이트하며(i0 = i1), (여기서, i는 신호의 인덱스이고, 는 k번째 반복단계에서 식별된 nt번째 군집(cluster)의 신호 인덱스 집합(index sets)(Ik = {Ik1, Ik2, Ik3,
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제 8항에 있어서, 상기 이상발생 알림부는, 상기 이상진단부에 의해 이상발생으로 판단되면 이상상태 발생에 대한 알림을 표시하고, 경고를 발생하는 동시에, 담당자나 관리자 및 담당부서나 관계기관을 포함하는 미리 정해진 연락처에 해당 사실을 전달하여 유지보수를 요청하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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제 8항에 있어서, 상기 이상진단 시스템은, 상기 이상진단 시스템의 현재 동작과 상태 및 처리결과를 포함하는 각종 정보를 표시하기 위한 모니터나 디스플레이를 포함하는 표시수단; 및 외부 기기와 유선 또는 무선통신 중 적어도 하나의 방식으로 통신을 주고받기 위한 통신수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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제 8항에 있어서, 상기 이상진단 시스템은, 상기 이상진단 시스템을 각각의 설비별 또는 지역별로 다수개 설치하고, 각각의 상기 이상진단 시스템을 통해 구축된 모니터링 데이터를 중앙의 서버로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단 시스템
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내연기관의 이상진단 방법에 있어서, 내연기관의 이상진단을 위한 진단시스템을 구현하는 처리가 수행되는 시스템 구축단계; 및 상기 진단시스템을 이용하여 내연기관에 대한 모니터링을 수행하고 이상발생을 판단하는 처리가 수행되는 모니터링단계를 포함하여 구성되고, 상기 진단시스템은, 청구항 8항, 청구항 9항, 청구항 12항 내지 청구항 17항 중 어느 한 항에 기재된 내연기관의 이상진단 시스템을 이용하여 내연기관에 대한 모니터링을 수행하고 이상발생을 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 이상진단방법
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내연기관 모니터링 시스템에 있어서, 각각의 설비나 지역별로 설치되어 있는 복수의 내연기관 진단시스템; 각각의 상기 내연기관 진단시스템으로부터 모니터링 정보를 각각 수신하여 내연기관의 운영에 대한 빅데이터를 구축하고, 사용자의 요청에 따라 해당하는 각종 정보를 맞춤형으로 제공하는 처리가 수행되도록 구성되는 관제서버; 및 사용자가 원하는 정보를 상기 내연기관 진단시스템이나 상기 관제서버에 요청하고 전달받기 위한 사용자 단말기를 포함하여 구성되고, 상기 내연기관 진단시스템은, 청구항 8항, 청구항 9항, 청구항 12항 내지 청구항 17항 중 어느 한 항에 기재된 내연기관의 이상진단 시스템을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 모니터링 시스템
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제 19항에 있어서, 상기 사용자 단말기는, PC를 포함하는 정보처리장치를 이용하여 구성되거나, 또는, 스마트폰이나 태블릿 PC, 또는, 노트북을 포함하는 개인이 휴대 가능한 정보통신 단말기에 전용의 어플리케이션을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 모니터링 시스템
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