Maglev rail joints are vital components serving as connections between the adjacent F-type rail sections in maglev guideway. Damage to maglev rail joints such as bolt looseness may result in rough suspension gap fluctuation, failure of suspension control, and even sudden clash between the electromagnets and F-type rail. The condition monitoring of maglev rail joints is therefore highly desirable to maintain safe operation of maglev. In this connection, an online damage detection approach based on three-dimensional (3D) convolutional neural network (CNN) and time-frequency characterization is developed for simultaneous detection of multiple damage of maglev rail joints in this paper. The training and testing data used for condition evaluation of maglev rail joints consist of two months of acceleration recordings, which were acquired in-situ from different rail joints by an integrated online monitoring system during a maglev train running on a test line. Short-time Fourier transform (STFT) method is applied to transform the raw monitoring data into time-frequency spectrograms (TFS). Three CNN architectures, i.e., small-sized CNN (S-CNN), middle-sized CNN (M-CNN), and large-sized CNN (L-CNN), are configured for trial calculation and the M-CNN model with excellent prediction accuracy and high computational efficiency is finally optioned for multiple damage detection of maglev rail joints. Results show that the rail joints in three different conditions (bolt-looseness-caused rail step, misalignment-caused lateral dislocation, and normal condition) are successfully identified by the proposed approach, even when using data collected from rail joints from which no data were used in the CNN training. The capability of the proposed method is further examined by using the data collected after the loosed bolts have been replaced. In addition, by comparison with the results of CNN using frequency spectrum and traditional neural network using TFS, the proposed TFS-CNN framework is proven more accurate and robust for multiple damage detection of maglev rail joints.
This study intends to explore dynamic interaction behaviors between actively controlled maglev vehicle and guideway girders by considering the nonlinear forms of electromagnetic force and current exactly. For this, governing equations for the maglev vehicle with ten degrees of freedom are derived by considering the nonlinear equation of electromagnetic force, surface irregularity, and the deflection of the guideway girder. Next, equations of motion of the guideway girder, based on the mode superposition method, are obtained by applying the UTM-01 control algorithm for electromagnetic suspension to make the maglev vehicle system stable. Finally, the numerical studies under various conditions are carried out to investigate the dynamic characteristics of the maglev system based on consideration of the linear and nonlinear electromagnetic forces. From numerical simulation, it is observed that the dynamic responses between nonlinear and linear analysis make little difference in the stable region. But unstable responses in nonlinear analysis under poor conditions can sometimes be obtained because the nominal air-gap is too small to control the maglev vehicle stably. However, it is demonstrated that this unstable phenomenon can be removed by making the nominal air-gap related to electromagnetic force larger. Consequently it is judged that the nonlinear analysis method considering the nonlinear equations of electromagnetic force and current can provide more realistic solutions than the linear analysis.
This paper gives an overview and developing status of the on-board Automatic Train Control (ATC) System employed to control the Urban Maglev vehicle in Korea. In the construction of demonstration line for Urban Maglev Program, the Daewoo Engineering Company (DEC) has participated as a supplier of the whole ATC System since 2009. According to the contract with Korea Rail Network Authority, DEC is under progress for the development of the whole ATC system including Safety Integration Level (SIL) assessment from the ISA, which is followed by the international standards IEC62278, IEC62279, and EN50129. Once the Urban Maglev Program is completed successfully in 2013, the developed system will be the first localized whole ATC system which has SIL assessment and commercial operation experience in Korea.
A magnetically levitated vehicle (Maglev) system is under commercialization as a new transportation system in Korea. The Maglev is operated by an unmanned automatic control system. Therefore, the plan of train operation should be carefully established and validated in advance. In general, when making a train operation plan, statistically predicted traffic data is used. However, a traffic wave often occurs in real train service, and demand-driven simulation technology is required to review a train operation plan and service quality considering traffic waves. We propose a method and model to simulate Maglev operation considering continuous demand changes. For this purpose, we employed a discrete event model that is suitable for modeling the behavior of railway passenger transportation. We modeled the system hierarchically using discrete event system specification (DEVS) formalism. In addition, through implementation and an experiment using the DEVSim++ simulation environment, we tested the feasibility of the proposed model. Our experimental results also verified that our demand-driven simulation technology can be used for a priori review of train operation plans and strategies.
The Maglev travels at levitated status from the rail in some gab (about $8\sim10mm$). it make difference with the existing subway or the another LRV. The detection method of the train speed and the train position to be used at Maglev's signaling system differ with the existing subway or the another LRV's. so, the signal system construction of the new method is necessary. This paper describes the configuration and characteristic of the total signaling system (TTC/Wayside/Cab/Guide way system etc.) developed for Maglev, and the design concept of the signaling system based on the latest wireless LAN communication for driverless operation.
In this paper, CPM (controlled-permanent magnet)-type magnetic levitation system is designed and implemented. The CPM maglev system to be controlled consists of eight magnets with permanent magnet and electromagnet. The total weight of maglev module system is 1ton. The design procedure is also described and the result of this work is shown.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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pp.761-765
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2008
This study presents an effective methodology on integrated monitoring system for a maglev guideway using WDM-based FBG sensors. The measuring quantities include both local and global quantities of the guideway response, such as stains, curvatures, and vertical deflections. The strains are directly measured from multiplexed FBG sensors at various locations of the test bridge followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the Bernoulli beam theory and regression analysis. Frequency contents obtained from the proposed method are compared with those from a conventional accelerometer. Verification tests were conducted on the newly-developed Korean Maglev test track. It has been shown that good agreement between the measured deflection and the estimated deflection is achieved. The difference between the two peak displacements was only 3.5% in maximum and the correlations between data from two sensing systems are overall very good. This confirms that the proposed technique is capable of tracing the dynamic behavior of the maglev guideway with an acceptable accuracy. Furthermore, it is expected that the proposed scheme provides an effective tool for monitoring the behavior of the maglev guideway structures without electro magnetic interference.
Maglev is a system that a train runs levitated above a rail. Therefore it is very important to maintain a constant levitation gap for achieving serviceability and ride comfort. This study is a cooperation research subject of the 3-1 subject, performance improvement of maglev track structures, of the Center for Urban Maglev Program in Korea, started in 2006. The aim of this study is development of rapid constructions of bridge superstructure for maglev. At present, precast deck is widely used because of its superiority to cast-in-place concrete on quality and the term of works. The research group suggested basic systems of maglev guideway with PSC-U type and trapezoidal open steel box type girder, and precast deck, cooperating with Korea Railroad Research Institute, the managing institute of the 3-1 subject. In this study, longitudinally full-scale guideway girder system was fabricated and static/dynamic test of the girder was performed for the purpose of the performance evaluation.
For the train positioning system currently applied in high-speed MAGLEV train systems, it is classified into absolute positioning systems which discontinuously detect train positions, and relative positioning systems which continuously detect train positions. In this paper we analyze the configuration model and the numerical model of the absolute positioning system applied in TRANSRAPID which is a representative high-speed MAGLEV train, and design the two configuration models specific to the recognition structures of absolute positioning systems. We also verify the compatibility of the design models of absolute positioning system through simulation using MATLAB and propose the optimal configuration model of absolute positioning systems for high-speed MAGLEV train system.
The Maglev Train System in Korea has been developed as a type of Light Rail Transit systems meanwhile. LRT systems which is a type of Urban Railway System, has been standardizing and some of them are prescribed but the Maglev System is not in the law Along with planning the Urban Maglev Train Commercialization Project in recent time additionally, we reviewed the contents of the laws for the commercialization of the system, and emerged the way to revise the relative laws.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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