Development of Metro Train ATO Simulator by improving Train Model Fidelity

모델 충실도 향상을 통한 도시철도 열차자동운전제어 시뮬레이터 개발

Simulator is used to verifying the function and performance of train control system before verifying with actual train. In this case, it is important that the simulation result should be coincide with the result with actual train. In this paper, the process of the development of automatic train operation (ATO) is described. ATO is in charge of automatic train control such as speed regulation and precision stop control. Identical interfaces from the ATO to the actual train was made in the simulator. Therefore ATO communicates to the simulator in the same way to the actual train. Futhermore, the train dynamic properties was measured by experiments and these were applied to the train model. Hence the response of the train in the simulator to the acceleration command is similar to that of the actual train. The simulation result of precision stop control is compared with the result in the actual train test to show the fidelity of the train model derived in the study and the superiority of this simulator.

열차제어시스템의 기능 및 성능 검증을 위해 실제 열차 시험의 전 단계로 시뮬레이터를 이용하는데 이 경우 시뮬레이션 결과가 실제 시험과 얼마나 부합하는 지가 중요하다. 본 논문에서는 열차제어시스템 중 열차자동운전을 담당하는 ATO용 시뮬레이터에 대한 내용을 기술한다. ATO 관점에서 시뮬레이터와의 연결이 실제 열차와의 연결과 동일하도록 시뮬레이터에 실제 열차와 동일한 인터페이스를 구현하여 ATO와 통신하도록 하였다. 또한 시험으로 열차의 특성을 파악하여 열차 모델에 적용함으로써 열차 가감속 명령에 대한 시뮬레이션 상 열차의 반응이 실제와 유사하게 나타나도록 하였다. 시뮬레이션으로 수행한 정차 제어 시험 결과와 실제 본선 시운전 시험 결과를 보임으로써 본 연구에서 도출한 모델의 충실성과 시뮬레이터의 우수성을 보인다.