• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.561-566
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• 2016

승강장에는 승객의 안전사고를 방지하기 위하여 스크린도어를 설치하고 있으며 스크린도어에는 장애물 검지를 위해 Area센서를 설치하고 있다. 그러나 먼지, 햇빛, 눈, 벌레 등으로 인한 스크린도어의 빈번한 동작오류가 원활한 열차운행을 방해하고 있어 장애물 감지 센서의 동작오류 감소와 장애물 검지 기능을 고도화하기 위한 대체 검지기의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 대구 문양역에 시범운영 중인 로프타입 상하개폐식 스크린도어에 Area센서와 장애물검지 다중공간분할 검지알고리즘을 적용한 3D센서를 설치하여 검지 데이터를 수집하고 CCTV를 이용한 영상데이터 판독결과를 비교하였다. 3D 센서의 장애물 검지율은 약 86.91%로 Area센서의 약 78.88% 대비 장애물 검지율이 6.87~9.79%가 더 높아 설치비용의 절감과 검지성능을 개선한 3D 센서의 적용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7870-7877
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• 2015

장대레일 궤도가 철도교량 상에 위치하는 경우, 교량과 궤도의 상호작용에 의해 레일에 발생하는 축력분포가 복잡해지며 부가축력이 발생하여 토노반상 장대레일에 비해 큰 축력이 레일에 발생된다. 이로 인해 교량상에 부설되는 궤도는 교량과의 상호작용 영향을 최소화하여 궤도와 주행열차의 안전성을 추가로 확보하여야 한다. 국내 철도설계지침 및 편람 KRC-08080(궤도-교량 종방향 상호작용 해석)에서는 상호작용의 주요 변수인 레일체결장치의 종방향 저항(마찰거동) 물성치가 유럽기준을 적용하여 특정 수치로 규정되어 있으나, 국내 철도에 적용하기 위해서는 실제 사용되는 체결장치의 성능 특성을 반영한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 국내 교량상 콘크리트 궤도에 적용되는 레일체결장치의 마찰거동 실험을 수행하였으며, 이로부터 체결장치의 물성치에 대한 통계적 특성을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.334-340
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• 2017

신뢰도는 열차, 비행기, 여객선과 같이 시스템에 한번 고장이 발생한 경우 치명적인 결과로 이어져 시스템에서 중요한 설계 요인으로 고려되어진다. 상당히 높은 신뢰도를 요구하는 시스템에서 시스템의 신뢰도를 향상시키는 방법에는 다양하게 있지만, 부품의 중복은 시스템 신뢰도를 향상시키기 위한 효율적인 방법으로 알려져 있다. 신뢰도를 높이기 위해 부품을 중복하는 경우에는 어떤 부품을 몇 개를 중복해야 하는지를 시스템 신뢰도 측면과 비용, 기타 설계자원 측면에서 고려하여야 한다. 본 연구에서는 직렬 구조를 가지는 다계층 시스템에 대한 중복할당의 방법을 다룬다. 다계층시스템에 대한 정의를 설명하고, 제약된 설계비용에서 시스템 신뢰도를 최대화하기 위한 중복 부품의 선정과 중복수량을 최적화하는 방법을 다룬다. 특히, 다계층 시스템에서 경로집합 중에 단 하나의 품목만 중복이 가능한 경우에 대해서 다루며, 유효한 해를 찾기 위한 방법을 제시한다. 최적화를 위해 뻐꾸기 탐색 알고리즘을 적용한다. 뻐꾸기 탐색 알고리즘에서는 다계층시스템의 중복할당 최적화를 위한 탐색절차, 이웃해의 탐색 방법, 해의 표현 등을 제시한다. 수치예제를 통해 기존에 유전알고리즘과 뻐꾸기 탐색 알고리즘의 성능을 비교한다.

• 스마트미디어저널
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• 제6권2호
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• pp.33-41
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• 2017

철도 선로전환기는 열차의 진로를 현재의 궤도에서 다른 궤도로 제어하는 장치이다. 선로전환기의 노후화로 인한 이상 상황은 탈선 등과 같은 심각한 문제를 발생할 수 있기 때문에, 선로전환기의 적절한 교체시기를 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 국내 철도 현장에서 획득한 선로전환기의 전류신호로부터 다차원 데이터 큐브를 구성하고 OLAP(On-Line Analytical Processing) 분석을 통하여 체계적으로 "교체가 필요한 데이터"와 "교체 시점이 아닌 데이터" 집합을 정제하여 분류하였다. 또한 선로전환기의 교체시기 탐지 문제를 이진 분류 문제로 해석하여 이진 분류기의 대표적 모델인 SVM(Support Vector Machine)을 탐지기로 설계함으로써 선로전환기의 노후화에 따른 적절한 교체시기를 탐지하는 시스템을 제안한다. 이때, 입력되는 전류 신호를 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 PCA(Principal Components Analysis) 기법으로 고차원의 특징벡터 신호를 정보의 손실을 최소화하면서 저차원의 특징벡터로 변환한다. 실제 국내에서 운행 중인 선로전환기의 이상상황 정보가 포함된 대규모의 전류 신호를 이용하여 제안하는 시스템의 성능을 실험적으로 검증한 바 98%를 넘는 탐지 정확도를 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.445-455
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• 2016

실시간 철도안전 관제시스템은 철도시스템을 구성하는 열차, 신호, 전력 및 설비 등으로 분산되어 감시되던 시스템의 안전관련 데이터를 통합하여 안전감시 효율을 향상시키고 사고를 예방하는 것이 목적으로, 기존 개별 감시 시스템과 달리 데이터의 대용량 처리와 실시간 처리 성능을 동시에 요구하고 있다. 기존 관제시스템에서 주로 활용되는 디스크 기반 데이터베이스는 실시간 및 빅 데이터 처리기능이 없고, 최근 도입되는 메모리 기반 데이터베이스는 빅데이터 처리기능이 없으며, 시계열 데이터베이스는 실시간 처리 기능이 없다. 이에 따라, 실시간 안전관제에서 요구되는 빅 데이터 처리와 실시간 처리를 동시에 제공하는 새로운 솔루션이 필요하다. 본 연구에서는 기존 관제의 데이터 처리 사례를 분석하고, 빅 데이터 처리와 실시간 처리를 동시에 제공하는 새로운 데이터 처리 방안을 제안하였으며, 이를 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1204-1212
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• 2008

현재 서울도시철도 5,7,8호선 신호기계실에 설치되어 운영 중인 열차운행 제어 시스템 (L-CTC)는 DOS로 운용되는 컴퓨터를 사용하고 있다. DOS 기반 L-CTC는 H/W의 부품, DOS 운영 체제에서의 S/W 확보 등으로 시스템 확장과 유지보수가 불가능하게 되었다. L-CTC 노후화는 전체 시스템의 운용에 영향을 미치고 있어 시스템의 개량이 필요한 상태이다. 본 연구에서는 L-CTC 컴퓨터 및 HADAX의 기능을 결함허용시스템을 적용한 완전한 이중계로 구현함으로써 기존 이중계 시스템의 문제점을 해결하였으며, 현재 DOS 기반의 O/S로 운영중인 L-CTC 컴퓨터를 WINDOWS 기반의 O/S로 구현하여 L-CTC 컴퓨터에 제어기능을 추가함으로써 기존 LCP제어 방식을 개선하여 장비의 간소화 및 시스템 현대화를 구현하였다. 또한 기존 연동장치인 Microlok의 오류정보를 L-CTC 컴퓨터로 수신하여 운영 중 발생하는 Microlok의 오류 사항에 대하여 효율적인 대처가 가능하도록 하였다. 또한 현장 감시 기능만을 수행하는 분소 시스템에 제어 기능을 추가하여 사령과 현장 기계실 시스템의 중간 단계에 통합분소 시스템을 구축함으로써 사령제어 불가능 시, 통합분소 시스템이 현장 L-CTC 시스템을 통제하도록 구성하여 성능 향상 및 분소와 기계실의 집중화 방안을 제시하였다. 본 논문을 통해 서울도시철도 L-CTC 시스템 장비의 노후화를 대비할 수 있으며, 완전한 이중계 구성으로 시스템을 더욱 안정화 하였다. 또한, WINDOWS 기반의 O/S로 L-CTC 컴퓨터를 구성하여 장비의 간소화 및 현대화가 가능해 졌으며, 분소 및 기계실의 집중화 방안을 제시하여 유지 보수 기능을 향상시켰다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.374-381
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• 2017

국내 대부분의 선구에 부설된 콘크리트침목은 적절히 유지관리되지 않을 경우 열차 운행의 안전성을 심각하게 위협하는 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 최근 가장 강력한 적응성(adaptive)을 갖는 기법으로 활용 범위를 넓히고 있는 Adaboost를 이용하여 고해상도카메라로 촬영한 침목이미지에서 균열을 자동검출할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 실제 침목에 발생한 균열 및 비균열 이미지를 분석한 후 도출한 균열특징을 이용하여 학습하였다. 침목균열 자동검출 알고리즘의 적용성은 48개의 학습이미지와 11개의 비학습이미지를 이용하여 검토하였다. 검토 결과 학습이미지와 비학습이미지 모두 균열폭과 균열길이에 대한 인식률이 90% 이상으로 나타났으며, 충분한 균열인식 성능을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.464-469
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• 2019

테이퍼 롤러 베어링은 큰 부하 하중이 가해져도 안정적으로 차량을 지지할 수 있어서 승합차, 화물차, 열차 등에 핵심적인 구동 부품으로 광범위하게 사용된다. 테이퍼 롤러 베어링 부품 중에서 케이지는 롤러들 사이의 간격을 유지해 주며, 이를 통해서 마찰 방지 및 마모, 발열을 억제하고 윤활을 위한 공간을 제공해주는 등의 역할을 한다. 차량이 주행 중에 공진으로 인해 케이지가 심하게 변형되면 롤러가 원활한 구름 운동을 하지 못하거나, 케이지를 이탈하는 경우가 발생하게 된다. 따라서 베어링의 안정적인 내구성능을 확보하기 위해서는 케이지의 공진주파수를 파악하는 것이 매우 중요하다. 베어링 케이지는 구조적으로 동일한 형상이 반복되는 주기적 구조물로 볼 수 있는데, 이러한 구조물은 제작과정에서 설계 시 의도한 완벽한 기하학적 형상과는 어느 정도의 오차를 가진 형상으로 제작되게 된다. 본 연구에서는 이러한 케이지의 기하학적 불완전성이 동특성에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 그 결과 기하학적인 불완전성에 의하여 이상적인 케이지의 고유진동수 부근에서 고유진동수 분리가 발생하며, 그 간격은 기하학적 오차의 크기에 비례하고 모드의 차수가 증가할수록 그 간격도 넓어진다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.115-126
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• 2007

틸팅차량은 기존의 하부구조를 최대한 활용하여 효과적으로 고속서비스를 제공할 수 있다는 점에서 세계 여러 철도 운영자들의 높은 호응을 받고 있지만 기존에 운행 중인 차량과는 차량의 성능뿐 아니라 곡선부의 주행속도와 통과 메커니즘 등이 다르기 때문에 운행 및 노반의 안정성 평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 틸팅차량이 궤도부 담력과 주행안정성 검토에서 산정된 허용속도로 운행할 경우 수치해석을 통하여 침하량과 지지력 측면에서 노반의 거동을 분석하였고 기후변화 및 열차의 반복하중으로 인해 연약해진 노반의 안정성 검토를 수행하였다. 수치해석 결과, 상부노반 및 원지반의 탄성계수가 장대레일의 경우 $2,300t/m^2$ 및 $3,300t/m^2$ 이상, 레일이음매의 경우 $3,800t/m^2$ 및 $4,600t/m^2$ 이상일 때 노반의 침하량은 허용침하량 값을 만족한다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.549-555
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• 2023

공용중인 고속철도의 PSC Box 교량의 긴장력 관리는 교량 성능에 있어 매우 중요한 기능으로 교량 유지관리시 세밀한 관리가 필요하다. 이에 본 연구에서는 열차(활하중) 재하시험 없이 측정한 상시처짐 결과를 이용하여 PSC Box girder 내부의 긴장력 감소 수준과 긴장력 손실에 다른 재긴장 예측 시기를 연구하고자 한다. PSC Box 거더의 긴장력 감소에 따른 재긴장 시기 예측결과, 준공 이후 약 17년 이전에서는 긴장력 감소(Jacking force loss) 곡선이 완만한 것으로 나나낫다. 그러나 17년 이후에서는 긴장력 감소 곡선이 급격하게 변화되는 것으로 나타났다. 따라서 공용연수 증가에 따라 긴장력이 감소하는 것으로 확인되었고, 구조물의 노후화가 진행될수록 긴장재의 손신을 더 급격하게 증가되는 것으로 분석되었다. 향후 공용중인 PSC Box 교량중에서 준공 이후 18년 이상 경과된 구조물의 경우 긴장재 및 주변 손상에 대한 정밀조사가 필요할 것으로 판단된다.