• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6949-6958
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• 2015

무선통신기반 열차제어시스템은 관할영역 내에 운행 중인 열차의 위치정보를 지상시스템에서 실시간으로 수신하고 다시 각각의 열차의 차상시스템에 새로운 이동권한을 제공함으로써 안전한 간격제어를 수행한다. 열차제어시스템의 성능은 최소 운전시격으로 평가되며 그것은 열차제어시스템의 간격제어 성능뿐만 아니라 운영특성 그리고 열차의 특성을 반영하여 계산된다. 본 논문은 무선통신기반 열차제어시스템의 운전시격 계산과 운전시격을 개선하기 위한 새로운 열차간격제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 운전시격 계산 방법은 열차제어시스템 간격제어 성능을 반영한 안전마진 추정을 통해 각각 역간 운전시격과 역 운전시격을 정의한다. 또한 제안된 열차간격제어 개선 알고리즘은 간격제어 개선을 위해 거리와 속도를 포함하는 이동권한을 새롭게 정의하며 선행열차에서 필연적으로 발생하는 제동거리를 이용함으로써 열차의 운전시격을 향상시킬 수 있다. 제안된 운전시격 계산방법을 한국형 무선통신기반 열차제어시스템의 간격제어 성능을 대상으로 시뮬레이션을 수행하며 개선된 열차간격제어 알고리즘과 비교분석 한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 운전시격 계산방법은 향후 무선통신기반 열차제어시스템의 성능 지표로 활용이 가능하며 제안된 간격제어 알고리즘은 기존의 무선통신기반 열차제어시스템의 역 운전시격과 역간 운전시격을 개선할 수 있음을 확인한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.419-425
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• 2015

도시철도 운행시스템에서 외란에 의해 지연이 발생하면 열차 사이에 간격편차가 발생하고 열차운행 상황이 불안정해진다. 따라서 이러한 불안정한 열차운행을 방지하기 위해서는 열차간격을 적절하게 제어하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 상용 도시철도 운행시스템에서 외란에 의해 지연이 발생하는 경우에 안정한 운행을 위하여 간단하면서 효과적으로 적용할 수 있는 열차간격 최적제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 실시간 열차간격 편차의 크기에 따라 제어 대상열차를 결정하고 이산 열차간격 모델을 이용하여 대상열차의 정차시간을 조절함으로써 모든 열차가 적정 운행간격을 유지하도록 제어한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 유효성을 확인한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1209-1210
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• 2007

현재 세계적인 열차제어의 추세는 궤도회로에 의한 고정폐색방식을 이용한 열차 운행이 아닌 발리스 또는 무선통신에 의한 이동권한을 이용한 열차제어방식을 적용하고 있으며, 국내에서도 이에 맞추어 철도청에서는 ATP 사업을 통하여 발리스에 의한 이동권한을 이용한 열차제어시스템을 적용하고 있다. 또한 분당선에서는 무선통신기반 열차제어시스템인 CBTC 시스템을 시범구축하고 있다. 본 논문에서는 이러한 이동권한을 이용한 열차간격제어에 대해 연구한 결과를 설명하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6274-6281
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• 2015

무선통신기반 열차제어시스템은 차상과 지상과의 양방향 무선통신을 기반으로 실시간 열차간격제어가 가능하므로 운전시격 단축 효과가 있으며 궤도회로를 사용하지 않기 때문에 설비투자를 절감 할 수 있다. 무선통신기반 열차제어시스템에서 가장 중요한 부분인 자동열차방호(ATP: Automatic Train Protection)는 실시간 열차위치 추적을 기반으로 선행열차와 후행열차간의 안전한 간격제어를 수행한다. 본 논문은 도시철도용 무선통신기반 열차제어시스템의 열차간격제어를 위한 전체적인 ATP 열차간격제어 알고리즘과 ATP의 처리속도 향상을 위해 전처리 기반 속도프로파일 계산 알고리즘을 제안한다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘은 사전에 선로와 열차의 영구속도제한에 해당하는 프로파일을 미리 계산하여 가장제한적인 속도프로파일로 활용한다. 만약 운행 중 특정 노선 구간에 임시속도제한이 발생하는 경우 미리 계산된 영구속도프로파일에 임시속도제한을 반영하여 해당 구간의 속도프로파일을 업데이트함으로써 계산효율을 높일 수 있다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 시간복잡도 O-notation으로 분석하였으며 그 결과 기존에 비해 시간 복잡도를 개선할 수 있음을 확인하였다. 또한 ATP 열차간격제어 검증을 위해 열차간격제어 시뮬레이터를 제작하였으며 실험결과를 통해 다양한 운영상황에서 안전한 열차간격제어가 이루어지고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1-9
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• 2016

열차제어시스템은 지상 전기 중심에서 차상 통신 중심으로 변화하고 있다. 최신의 열차제어시스템인 CBTC 시스템은 차상과 지상시스템 간 양방향 무선통신을 기반으로 높은 간격제어 효율을 가진다. 하지만 지상이 제어의 중심이 되고 있기 때문에 하나의 지상시스템이 허용할 수 있는 열차 투입 대수가 제한되고 차상과 지상제어시스템 간 cyclic-path 제어흐름으로 인해 운전시격 단축에 한계를 가진다. 본 논문은 열차자율주행제어시스템을 위한 간격제어와 차상중심 분산형 연동 알고리즘을 제안한다. 열차자율주행제어시스템은 차상에서 간격제어와 함께 분기제어를 수행하므로 선로와 분기기는 공유자원인 동시에 세마포어 요소이다. 제안된 열차자율주행기반 간격제어는 지상 제어시스템의 제어명령에 의존하지 않고 열차와 열차 또는 선로변 설비와의 직접적인 무선통신을 통해 열차 간격제어를 수행한다. 제안된 연동 알고리즘은 공유자원인 선로전환기가 동시에 두 대 이상의 열차가 점유하지 못하도록 선로전환기 고유 key를 이용한 세마포어 기법을 새롭게 정의한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 열차자율주행제어시스템의 향상된 간격제어 성능을 확인하며, 차상중심 분산형 연동알고리즘과 기존의 연동장치에서 수행하던 여러 연동논리를 비교함으로써 단순화된 연동알고리즘으로 안전한 열차제어가 가능함을 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.590-595
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• 2022

철도운행 시스템에서 외란에 의해 지연이 발생하면 열차 사이의 시간간격 편차가 증가하여 열차운행이 불안정하게 된다. 따라서 이러한 불안정한 열차운행을 방지하기 위하여 열차의 운행간격을 제어하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 철도운행 시스템의 안정성을 보장하는 간단하면서도 효과적인 새로운 열차의 운행간격 제어알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 이산 열차모델에 기반하며 열차의 적정한 운행간격이 유지되도록 출발시간 편차와 선행열차 제어입력의 선형조합에 의해 운행시간을 제어한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 유효성을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.287-289
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• 2006

Smart열차진로제어시스템은 기존 전자연동장치에서 사용하고 있는 궤도회로방식의 열차점유정보대신에 열차의 실시간 위치정보를 사용하여 열차의 진로를 제어한다. 이에 smart열차진로제어시스템에 적용되는 새로운 연동논리를 검증하기 위해서 소형전동기의 속도제어를 통하여 생성되는 회전신호를 사용하여 열차의 이동 및 속도를 계산하고, 선로설정, 열차간격 제어, 진로제어, 열차모의장치 및 연동처리를 할 수 있는 모의장치를 구축하였다. 여기에서는 Smart열차진로제어시스템의 진로제어 알고리즘 설계, 장치설계 등의 제반 내용을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.468-470
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• 2004

현재 세계적인 열차제어의 추세는 궤도회로에 의한 고정폐색방식을 이용한 열차 운행이 아닌 발리스 또는 무선통신에 의한 이동권한을 이용한 열차제어방식을 적용하고 있으며, 국내에서도 이에 맞추어 철도청에서는 ATP 사업을 통하여 발리스에 의한 이동권한을 이용한 열차제어시스템을 적용하고 있다. 또한 분당선에서는 통신기반 열차제어시스템인 CBTC 시스템을 시범구축하고 있다. 이러한 추세에 맞추어 통신기반 열차 제어 시스템을 적용하기 위한 열차제어 알고리즘이 요구되며, 본 논문에서는 이러한 이동권한에 의한 열차제어 알고리즘을 개발하고 이를 시뮬레이션 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.29-36
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• 2012

본 연구는 무선통신기반 열차제어시스템의 ATP 기능을 차상장치와 지상장치에 배치하고 이를 검증하기 위한 ATP시뮬레이터 개발과 ATP알고리즘 검증을 포함한다. 무선통신기술을 열차제어에 적용하면 열차제어 시스템을 단순화하고 실시간 열차위치정보를 활용하여 열차운행의 안전성을 높이는 특징이 있다. 특히 ATP 지상장치와 차상장치에서 vital기능을 처리할 수 있다. 이 같은 vital기능을 어디에 배치하는 가에 따라서 인터페이스내용이 상이한 서로 다른 시스템이 구현된다. 따라서 지상과 차상에 vital 기능을 배치하는 것에 따른 특징을 도출하고, 이것에 의해서 영향을 받는 인터페이스 내용을 확인하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 ATP 지상장치에 열차이동권한과 열차속도제한 등의 기능을 배치하였고, 전동기를 직접 구동하여 실시간 열차위치정보를 생성하는 ATP시뮬레이터를 개발하였고, 본 시뮬레이터를 사용하여 ATP 알고리즘을 검증하였다. ATP 알고리즘을 검증하기 위한 적절한 모의환경을 확인하였고, ATP 기능에 영향을 주는 주요 인자를 확인하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제27권2호
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• pp.41-50
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• 2012

최근 녹색 에너지 기술이 전 산업계에 걸쳐 화두가 되고 있는 가운데, 고에너지 효율 교통수단으로 철도의 가치가 부각되고 있다. 전통적인 기계식에서 전자식으로 발전해 온 열차제어 방식에 무선통신 기술을 도입하여 철도신호 분야에 혁신을 가져옴으로써 열차운행의 안정성이 향상되었고, 더욱 정밀한 열차제어기술로 운행 중 열차 간 간격을 줄이는 것이 가능해짐에 따라 전체 노선의 이용 효율을 높일 수 있게 되었다. 본고에서는 무선통신 기반 열차제어시스템에 대하여 소개하고, 현재 사용중인 무선통신 기반 열차제어시스템의 종류와 표준화 현황에 대해 다룰 것이다. 그리고 철도 운영 현장에서 요구되고 있는 다양한 기능들을 지원하기 위해 고려되고 있는 차세대 열차제어용 무선통신 기술인 LTE-R에 대한 기술동향을 살펴보고자 한다.