본 연구에서는 원자로의 충수 및 배기가 완료된 상태에서부터 원자로 출력 2%까지의 운전을 자동으로 운전하는 자동기동 시스템 개발에 필요한 자동제어 운전모드를 개발하였다. 이를 위하여 종합운전절차서를 분석하고 원전 시뮬레이터를 운전하여 자동화에 필요한 운전절차와 자동제어범위를 도출하였다. 자동기동 시스템 설계를 위하여 4개의 운전모드를 정의하고 운전원의 개입이 필요한 7개의 운전유지대를 설정하였다. 각 운전모드 자동화에 필요한 자동제어 알고리즘을 개발하기 위하여 운전에 필요한 제어변수 및 제어대상 기기를 선정하였다.
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.
본 논문에서는 비상운전 상황하에서 표출되는 운전원들의 직무전략 및 인지적인 특성을 도출하기 위해 운전원 교육 프로그램을 대상으로 운전원들의 직무특성을 분석하였다. 운전원들의 직무특성을 인지과정의 개입 정도에 따라 크게 Macro와 Micro로 구분하여 이들 직무특성을 잘 대변해 줄 수 있는 비상운전 시나리오를 개발하였다. 시뮬레이터를 통해 개발 시나리오에 따른 운전원들의 비상운전절차 수행과정을 비디오로 기록, 운전원들의 행동과 대화내용을 전산 분석하여 직무특성을 도출하였다.
현대 사회에서 자동차는 생활에 필수적인 요소로 자리잡고 있으며, 현대 생활의 편의성을 제공하는 자동차의 증가로 인하여 그에 따른 교통사고 또한 매년 증가하고 있다. 교통사고의 주요 발생요인은 운전부주의로써, 이 중 특히 피로운전은 일반교통사고의 $10{\sim}20%$와 관련되어 있으며, 사물감지능력 저하 및 반응시간 지연으로 치명적 사고피해를 야기한다. 이에 본 연구는 운전 중 휴대전화 사용 및 피로상태의 운전상황이 운전수행에 어떠한 결과를 미치는지 알아보고자 실시간 영상처리 방법을 이용하여 실험을 진행하였다. 실험을 진행하기 위하여 차량 시뮬레이터를 이용하였으며, 운전자의 눈꺼풀 움직임 추적방식에 대한 실험을 진행하기 위하여 Seeing Machines의 faceLAB 4.5를 차량 시뮬레이터의 전면부에 장착하여 운전자 눈꺼풀 상태를 정상상태와 피로상태로 나누어 비교 분석하였다.
이글은 지난 95년부터 2년 동안 영광$\cdot$고리$\cdot$울진 원전의 운전원 150명을 대상으로 시뮬레이터를 이용한 조직 구성 및 절차서 특성에 따른 운전원 수행 특성에 대한 실험적 평가 결과를 요약한 것이다. 이 평가 작업은 원자력발전소 사고시 운전원의 사고 대처 능력 평가 방법 개발 및 역할 갈등 등을 포함한 조직 인자를 고려할 수 있는 인간 신뢰도 분석 방법을 개발하기 위한 연구의 예비 연구로 수행되었다.
전동차 시뮬레이터는 제한된 공간상에서 영상 및 음향, 운동, 운전석에 있는 각종 계기와 모니터 시스템들을 이용해 운전자에게 실제 주행하고 있다는 현실감을 제공하는 일종의 가상현실 장비이다. 시뮬레이터의 유효성은 각종 차량 특성과 운전조건 변화에 대해 CAB 상의 승무원에게 실제에서 경험할 수 있는 각종 주행환경을 제공하는 데 있다. 주행 현실감을 확보하기 위해서는 CAB 승무원에게 소리, 영상, 운동, 촉각 신호 등과 같은 큐(Cue)를 현실적으로 제공해야 한다. 대부분의 큐는 운전자의 조작 명령에 반응하는 차량의 동특성 해석을 통해 결정되어 시각, 음향, 모니터 등에 제공된다. 그러므로, 시뮬레이터 운용에 있어서 핵심적인 위치를 차지하고 있는 실시간 전동차 시뮬레이션 시스템의 전동차 모델은 차량의 운동을 현실적으로 모사할 수 있어야 하며, 실시간으로 시뮬레이션 되어야 하는 서로 상충되는 조건을 만족시켜야 한다. 실시간 전동차 시뮬레이션을 수행하기 위해서 특히 공학적으로 검토되어야 할 요소는 전동차 모델의 적절성, 적분기법, 운용 소프트웨어 및 실시간 시뮬레이션용 컴퓨터 등에 관하여 연구하였다.
본 논문에서는 송전선 상시 운전 시 통신선에 미치는 유도전압 계산 시뮬레이터를 개발하였다. 본 시뮬레이터는 Visual C++를 이용하여 개발되었으며, 송전탑 및 도선의 데이터들을 입력함으로써 통신선 유도전압을 계산할 수 있다. 또한, 본 시뮬레이터는 EMTP 프로그램을 내장하여 동작하며 GUI 방식으로 설계되어 보다 손쉽게 유도전압을 계산할 수 있다.
본 연구에서는 시뮬레이터나 그와 유사한 가상현실환경(Virtual Reality Environment ; VRE)에서 일어날 수 있는 Simulator Sickness가 어떤 사람들에게 쉽게 발생하는지를 예측하기 위하여 다중선형회귀(Multiple linear regression) 방정식으로 예측회귀모형을 제시하였다. 이 회귀모형에서의 종속변수는 김도희 외(1998)에 의해 개발된 RSSQ의 종합점수이고, 독립변수는 실제운전경력에 1을 더한 값에 나이를 곱한 값, 과거 멀미를 경험한 정도, 1주일 평균 동화상 시간, 현재의 건강상태로 되어져 있다. 이 회귀모형의 R2값은 약 0.52로 Kolasinski(1996)의 모델보다 설명력이 18% 증가하였고, 부수적인 별도의 실험을 하지 않고도 간단한 개인 신상에 관한 간단한 자료만으로도 훨씬 좋은 결과를 예측할 수 있게 되었다. 따라서 시뮬레이터나 가상현실에서 일어나는 Simulator Sickness가 어떠한 사람에게 걸리기가 쉬운지를 쉽게 예측할 수 있게 되었고, 이러한 사람들에게는 시뮬레이터나 가상현실의 이용을 자제시키거나 주의를 주어 특별관리 함으로써 시뮬레이터나 가상현실을 운영하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.
주제어실의 경보계통은 중요한 발전소 변수의 비정상 상태 발생과 운전원의 관심을 요하는 기기상태의 변화에 대해 가시적/가정적 신호로 운전원에게 경고하는 역할을 담당하는 역할을 한다. 본 논문에서는 전력연구원에서 수행중인 '원자력 교육원 시뮬레이터 성능개선' 과제의 일부로 원자력교육원 2호기의 기준발전소인 영광 1호기의 디지털 경보설비 (IAS : Intelligent Annunciator System)의 구조와 이를 시뮬레이터 주컴퓨터 (Host Computer)상의 다이나믹 모델과 연동시켜 구현하는 방법론 및 구현된 경보감시계통에 대해 다루고 있다. 원자력교육원 2호기 경비감시계통은 Trend 모드, 그룹모드, 윈도우 모드, 조치사항 모드 및 조치사항 등록 모드 등 총 5개의 모드로 구성되어 있으며, 발생된 경보의 시간별/그룹별 출력, 경보창 에뮬레이션과 임의의 창에 대한 조치사항 출력, 새로운 경보에 대한 등록 및 삭제 등의 기능 구현이 가능하다. 또한 시뮬레이터에 대한 규제기관의 인허가가 중요한 현안으로 대두될 전망임에 따라 ANSI/ANS-3.5, Regulatory Guide 1.149 등 규제요건에서 제시하는 성능기준 및 검사기준을 만족하도록 설계함으로 향후 규제기관에 대한 인허가 획득을 대비하였다.
현재 발전소의 시뮬레이터 교육은 교재 위주로 시행되고 있어서 발전소의 입체영상이나 가상사고 진행에 따른 동적 상태변화 등을 실감있게 교육할 수 있는 교육설비가 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 가상현실 및 멀티미디어 기법을 적용하여, 발전소 전반 및 주 제어실 등을 3차원 모델로 개발하고 이를 입체영상으로 시각화하여 발전소의 복잡한 구조와 기능들을 설명하고, 운전 중 발생 가능한 다양한 사고에 대한 시나리오 선정 및 저작으로 운전원 교육시 시뮬레이터실이 아닌 강의실에서 사고현상 시뮬레이션을 가능하게 하는 시스템을 개발하기 위한 설계를 완료하였다. 본 논문에서는 3차원 CAD 데이터 구축, 가상현실 시스템 개발, 웹 환경의 교육시스템 개발, MMI 화면개발을 통한 시뮬레이터 연동 시스템 개발 등을 구현하기 위해 현재까지 설계된 컴퓨터 지원 교육훈련시스템에 대한 전반적인 내용을 제시 하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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