• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.89-100
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• 2011

새로운 교통수단으로서 실용화가 진행 중인 자기부상열차 시스템은 무인자동운전으로 운영되며, 사전에 면밀한 열차운행 계획의 수립과 검증이 요구된다. 일반적으로 열차운행 계획을 수립할 때는, 노선계획에 따른 통계화된 수송수요 예측자료를 활용하지만, 실제 열차 운행 시에는 수송 파동이 생길 수 있으며, 이를 고려하여 열차 운행 계획과 서비스 품질을 사전에 검토할 수 있는 수요기반 시뮬레이션 기술이 요구된다. 본 연구에서는 연속적인 수요파동을 반영할 수 있는 자기부상열차 운행 시뮬레이션 방법 및 모델을 제시하였다. 이를 위해, 열차 운행에 따른 승객 수송과정을 가장 효과적으로 모사할 수 있는 이산사건 모델을 적용하였으며, DEVS 형식론을 이용하여 시스템을 체계적으로 모델링 하였다. 또한, DEVSim++시뮬레이션 환경을 이용한 구현과 실험을 통해, 제안한 모델에 대한 구현 가능성을 검증하였고, 이러한 수요기반 시뮬레이션을 이용하면 운행계획과 전략에 대한 효과적인 사전 검토가 가능함을 확인하였다.

• 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 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.2196-2197
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• 2011

본 논문에서는 열차이동시 운행선구에 따른 운동에너지를 모델링하기 위한 중력 모델링에 대한 연구를 수행하였다. 중력 모델링은 해당 노선에 투입될 열차의 물리적 특성 및 성능(제동)특성과 선로정보, 신호정보(최고운행속도) 등의 정보를 고려하여 열차의 이동을 물리적으로 모델링해야한다. 차량의 운동을 해석하기 위하여 차량은 하나의 질점으로 모델링하고, 그 질점은 한 방향으로만 직선 운동하는 자유도 모델이다. 차량의 견인력, 제동력, 운행저항력, 선로구배에 의한 중력 공헌력은 그 질점에 작용하는 힘으로 모델링 되어있다. 차량의 이동에 따른 모델링을 통해 산출된 열차 에너지는 고정폐색으로 운용되는 열차제어시스템의 폐색길이를 결정하는데 사용될 수 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.350-357
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• 2001

본 논문은 고정폐색구간에서 차량운전 특성과 속도패턴이 다양한 다종의 열차들이 동일선로에서 복합되어 고밀도 운행을 위한 방법으로, 신호현시에 대한 제반정보를 차상으로 전송 받아 기관실 신호표시반에 신호를 현시 하는 차상신호방식(Cab Signalling System)중에서, 선행열차의 위치, 선로조건 등 지상의 상태정보를 후속열차가 수신하여 열차 자신의 제동특성 등 차량정보와 비교 분석하여 제동거리를 계산하는 distance to go 방식으로 열차운전속도를 제어하는 ATP (Automatic Train Protection) 시스템을 제안하였다. 폐색구간별 고정된 신호속도단계가 부여되는 ATC(Automatic Train Control) 시스템에서는 운행패턴이 같은 단일차종의 열차만 운행하는 구간에서는 일정속도에 의한 폐색구간 분할로 구간내 distance to go 신호체계가 이루어지지만, 차종과 속도패턴이 서로 상이한 복합열차들의 운행구간에서는 안전거리 확보를 위하여 저속열차의 제동거리를 기준으로 폐색구간 분할 및 속도결정이 이루어지므로 ATP 방식보다 운행효율이 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 이를 차량특성과 속도패턴이 다른 3개의 열차를 모델로 하여 열차별 감속도에 의한 제동특성을 ATC와 ATP 신호제어체계에 접목시켜 시뮬레이션을 하였다.

• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.687-694
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• 2008

일반적으로 열차경합은 사고나 인프라고장(선로, 신호기, 선로전환기 등) 등의 외란 발생으로 인하여 본래의 스케줄에 따라 열차운영을 할 수 없는 상황으로 정의 되어진다. 열차경합관리의 주요 목적은 열차 운영 중에 발생하는 열차경합을 사전에 검지하고 해소하는 것이다. 경합의 검지 방법은 선후행 열차간 운행시격과 최소 열차운행시격, 허용가능 지연시간초과, 선로 폐쇄상태의 시스템 자동검지 등 다양하며 해소 방안 역시 속도조절, 대기시간변경, 교행/대피 순서변경, 플랫폼 사용 변경 등 여러 가지가 복합적으로 적용된다. 현재 대부분의 열차운행제어체계는 중앙집중방식이며 소규모 역에서의 경합관리역시 원격으로 중앙에서 하고 있으나 CTC 차원에서 모든 역 상황을 최적으로 통제하는 것은 무리가 있다. 또한, 입환과 같은 구체적인 작업들은 CTC차원에서 파악조차 힘들기 때문에 로컬에서 수행하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 경합관리를 계층적으로 라인경합관리, 역경합관리 2가지로 구분하고 경합검지 및 해소에서 각각의 역할분담 및 협조체계를 설계하였다. 또한, 각각의 경합관리에서는 수리모형에 기반한 최적화모델을 적용하여 현실적이고 합리적인 경합관리모델 구현방법을 제시한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.187-196
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• 2014

본 논문에서는 고정된 역간 거리를 정해진 운전 시분내에 주행에너지를 최소화하며 주행하는 열차의 특성을 파악하고 수학적으로 모델링한다. 도시철도차량 자동주행에 일반적으로 사용되는 PID제어기 대신 목표값에 추종하면서도 자동 주행 중 소비에너지가 최소화되도록 최적제어기를 사용하여 철도 차량를 모델링하였으며 실제 동일한 운행조건하에서 설계한다. 실제 선로 조건을 적용하여 별도의 차상장치나 선로주변시설 없이도 자동운전 중 주행에너지를 최소하여 주행에너지를 절감하고자 한다. 따라서 8호선 실 노선 구간별 운전시분 내에서 실측 데이터 분석을 위해 직선구간/구배구간/곡선구간 등 구간을 선정하고 그 구간에서 열차의 운행패턴에 따라 에너지를 절감하는 열차운행을 방법을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.645-652
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• 2018

최근 한국이 OSJD(Organization for Cooperation of Railway) 정회원에 가입함에 따라 우리나라도 OSJD의 협약을 적용받을 수 있어 소프트웨어적으로는 대륙철도와 연결되었다고 볼 수 있다. 그러나 오랜 세월 각 주변국들의 철도시스템들이 개별적으로 개발되고 운용된 결과 하드웨어적으로는 제약이 있어 현 상태의 철도시스템의 기술적 상호운용성에 대한 진단이 필요하고 장기적으로 상호운용성을 향상시키기 위한 방안 또한 필요하다. 이에 본 연구에서는 현 상태의 대륙철도 국가들의 철도시스템의 기술적 상호운용성을 유럽에서 활용하였던 기술적 상호운용성 기준인 TSI(Technical Specifications for Interoperability)를 기준으로 각 국의 철도시스템을 분석하였다. 실제 특정구간의 열차운행을 가정한 열차의 운행모델을 바탕으로 필요한 인프라 벡터와 철도차량 벡터의 모델을 만들고 열차운행에 따른 인터페이스에 의해 발생하는 상호운용성 행렬을 바탕으로 상호운용성 지수인 IOP(Interoperability Of Percentage)를 계량화하였다. 부산에서 블라디보스톡까지 디젤기관차와 화차를 활용하여 운행할 경우 IOP값은 22.2%에 불과하여 상호운용성이 낮은 편이었다. 즉 77.8%의 상호운용성 제약요인이 존재하는 것이다. 이와 같은 제약요인들은 장기적으로 기술적 상호운용성을 높이는 방향으로 건설 및 제작되어야 대륙철도구간의 열차운행의 장애요인을 감축할 수 있으며 상호운용성이 100%인 대륙철도 노선을 만들어 운용효율성이 높은 철도가 될 것이다.

• 대한교통학회지
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• 제23권6호
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• pp.115-125
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• 2005

열차 노선 계획이란 수요를 만족하기 위해 어떤 경로를 통해 어느 정도의 운행 횟수(frequency)로 열차를 투입할 것인가를 결정하는 문제이다. 지금까지 열차노선계획에 관한 대부분의 연구들은 몇 개의 후보 노선들과 링크별 최소요구 운행 횟수가 주어졌다고 가정하고, 그것으로부터 최적의 노선계획을 설정하였다. 여기서 링크별 최소 요구 횟수 란 OD수요로부터 구한 링크별 통과 수요량(traffic load)을 다시 열차 좌석 용량으로 나눈 값인데, 이러한 계산법은 노선상의 경로에 있는 모든 역에서 열차가 정차한다는 가정에 기반하고 있다. 본 연구는 후보 노선과 최소 요구 운행 횟수를 미리 설정하지 않고, 최적의 시종착 정차 패턴과 운행횟수를 모델로부터 직접 구하는 최적화 모형을 제시한다. 특히 이 모형은 최적화된 여러 가지 노선들의 정차 패턴까지 구할 수 있는 모형이라는 점에서 개선된 모형이라 할 수 있다. 본 연구에서는 이 모형을 다양한 정차 패턴으로 운행되고 있는 한국철도의 경부선. 호남선의 고속열차 노선계획에 적용하여 현실에 적합한 정차패턴과 운행횟수를 가진 열차노선계획이 수립됨을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.193-200
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• 2003

A computer simulation program to evaluate the performance of railway systems and train operation plans and the effects of new technologies is provided. The program has the functions of tracing the movements of trains on railway network following the indication of railway signalling system and obeying all kinds of operation rules. An object-oriented technique is applied to model railway system effectively, and it is expected that the program code can be reused easily for other railway simulation programs. Dedicated graphic user interface displaying the simulation outputs by animation during simulation process makes the program convenient to use. Simulation results on the train operations on Kyung-bu line show the proposed program is promising.