역사에 스크린도어의 설치가 보편화 되면서 도시철도에서 열차가 정차지점에 정확히정차하도록 하는 기술의 중요성이 더욱 커지게 되었다. 이를 위한 기술로써 이론적으로는 여러 가지 제어 방안이 제안되었으나 실제 구현 상의 어려움으로 인하여 국내 열차에서는 대부분 PID 제어와 같은 고전 제어기법을 사용한다. PID 제어는 비교적 간단하게 정확한 제어를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 열차 시스템에서는 제어 주기가 비교적 길고 제동기의 지연 시간이 있으며 위치 및 속도 검지 과정에서의 오차 등으로 인하여 PID 제어로는 만족할 만한 결과를 얻지못하는 경우가 있으며 또한 적절한 계수를 찾는데 많은 시간이 필요하다. 본 논문에서는 상태나 신호 추정에 사용되는 칼만 필터를 활용하여 제어를 수행하는 방안을 제안한다. 칼만 필터를 통해 제동기가 동작할 시점의 상태를 예측하고 이에 맞는 제동 입력을 구하여 제어를 수행한다. 제동기 특성 및 제어 주기를 반영하여 열차 모델링과 정위치 정차제어 시뮬레이션을 수행하였으며 정차 오차 분석을 통해 제안하는 방안의 우수성을 보인다.
Post-construction subgrade settlement especially differential settlement, has become a key issue in construction and operation of non-ballasted track on high-speed railway soil subgrade, which may also affect the dynamic performance of passing trains. To estimate the effect of differential subgrade settlement on the mechanical behaviors of the vehicle-slab track system, a detailed model considering nonlinear subgrade support and initial track state due to track self-weight is developed. Accordingly, analysis aiming at a typical high-speed vehicle coupled with a deteriorated slab track owing to differential subgrade settlement is carried out, in terms of two aspects: (i) determination of an initial mapping relationship between subgrade settlement and track deflections as well as contact state between track and subgrade based on a semi-analytical method; (ii) simulation of dynamic performance of the coupled system by employing a time integration approach. The investigation indicates that subgrade settlement results in additional track irregularity, and locally, the contact between the concrete track and the soil subgrade is prone to failure. Moreover, wheel-rail interaction is significantly exacerbated by the track degradation and abnormal responses occur as a result of the unsupported areas. Distributions of interlaminar contact forces in track system vary dramatically due to the combined effect of track deterioration and dynamic load. These may not only intensify the dynamic responses of the coupled system, but also have impacts on the long-term behavior of the track components.
본 논문은 열차 내에서 승객의 편의를 제공하고 긴급 상황에 대한 대피 안내 방송 및 자막 서비스와 광고 등의 효과를 극대화하기 위한 네트워크 기반의 승객 안내 시스템 개발에 대하여 기술한다. 기존 시스템은 영상 및 자막 그리고 음성 안내 등의 정보를 방송하기 위해 VGA 신호 분배기를 이용하고 있다. UDP와 TCP/IP 프로토콜을 적용하여 기존 시스템을 개선하고, 이 경우 발생하는 데이터 손실 및 차량 간의 동기화 문제를 해결하기 위하여 레퍼런스 클럭을 이용한다. 열차의 운행 스케줄에 따른 자동 안내 방송과 광고 효과의 향상을 위하여 다양한 3D 효과로 자막을 재생 하도록 XML 기반의 자막 편집기를 개발하였고, 시뮬레이션을 통해 성능을 평가 한다.
철도투자사업의 경제성 증대를 위해서는 새로운 편익의 발굴도 중요하지만 비용 부문에서 과다하게 책정되는 부분을 개선하는 것도 매우 중요하다. 본 논문은 철도부문의 편익을 제고하기 위해 철도차량의 정차 패턴까지 고려한 최적화 모형을 이용하여 분석할 것을 제안한다. 기존의 방법은 주요 역에 모두 정차한다는 시나리오를 토대로 운행시간을 작성하였으나 이는 실제 운행 여건과는 맞지 않는다. 열차별 정차 패턴을 고려하여 소요 차량수를 산정할 경우 계획 단계에서 적용되는 차량구입비를 합리적으로 산정할 수 있고 경제성 분석에도 긍정적인 영향을 주는 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 직렬형 하이브리드 자동차의 운전특성을 분석하기 위한 PSIM 시뮬레이터의 개발에 대하여 기술한다. 직렬형 하이브리드 자동차는 엔진이 전동기와 전기적으로 결합되어 있으며 전동기의 출력에 의해서만 구동된다. 엔진/발전기, 전동기, 기어와 같은 파워트레인 각 구성요소들의 정격은 에너지 개념을 이용한 시스템과 Electrical Peaking Hybrid (ELPH)를 이용하여 모델링할 수 있는데, 설계된 하이브리드 자동차를 개발된 PSIM 시뮬레이터를 이용하여 특정 운전주기 하에서 평가하고 분석하였다. 기계적 제동이 사용되는 경우와 회생제동이 사용되는 경우 각각에 대하여 전동기의 평균 입력을 비교하였으며 시뮬레이션 결과를 바탕으로 직렬형 하이브리드 자동차의 연비를 분석하였다.
In order to achieve a comprehensive utilization of railway networks, it is necessary to accurately assess the timetable indicators that effect the train operation. This paper describes the parameter calibration for two timetable indicators: scheduled running time and scheduled dwell time. For the scheduled running time, an existing model is employed and the single timetable parameter (percentage of minimum running time) in that model is optimized. For the scheduled dwell time, two intrinsic characteristics: the significance of stations and the average headway at each station are proposed firstly to form a new model, and the corresponding timetable parameters (the weight of the significance and the weight of the average headway) are calibrated subsequently. The Floyd Algorithm is used to obtain the connectivity among stations, which represents the significance of the stations. A case study is conducted in a light rail transportation system with 17 underground stations. The results of this research show that the optimal value of the scheduled running time parameter can be automatically determined, and the proposed model for the scheduled dwell time works well with a high coefficient of determination and low relative root mean square error through the leave-one-out validation.
In this paper, an engine-CVT integrated control algorithm is suggested by considering the powertrain loss, inertia torque and the CVT ratio response lag. The integrated control algorithm consists of (1) the optimal engine power calculation and (2) determining of the optimal throttle valve opening and the optimal CVT ratio. The optimal engine power is obtained by compensating the inertia torque due to the CVT ratio change and the powertrain loss that is calculated iteration procedure. In addition, an algorithm to compensate the effect of the CVT ratio response lag on the drive torque is suggested by the engine speed compensation causing the increased optimal CVT ratio. Simulation results show that the engine-CVT integrated control algorithm developed in this study makes it possible to obtain better engine operation on the optimal operating line, which results in the improved fuel economy while satisfying the driver's demand.
Automotive transmission is the principle component of vehicle driving system, which transmits the adjusted engine power. The automation of transmission arises from the annoyance of transmission operation such as the frequent stop/start of vehicle and the shifting transients. The study on the optimal shifting condition for the automation of transmission needs the investigation of shifting transients. However, the dynamic modeling theory during transient period is not well-established. In this study, the techniques of dynamic modeling for the power transmission system with Merrite-Wilson gear train are presented. To predict the shifting transients, a driving simulation program is developed, and the results of the analysis are cross-checked in the field test.
Line Capacity is a criteria for transport capacity and is used to evaluate railroad investment alternatives or to decide train frequency when establish transportation plan. There are two methodologies to increase transport capacity of railway. One is to invest railroad equipment or vehicles, and the other is to improve operation efficiency through optimization. Such all efforts are intended to increase transport capacity by improving line capacity. So far, this criteria is calculated statical and experimental numerical formula. But, line capacity has special attribute that changes dynamically according to operational conditions, so there is a need of new line capacity estimation system. In this paper, we present a new estimation method of line capacity based on the probability simulation, and apply to normal railline section and special structured railine section.
Numerical analysis has been conducted to simulate pedestrian flow in the model of two-storied subway station. Because almost all the subway stations are two or three storied structure, simulations are conducted for the passengers those who get off the train and pass the wicket. Passenger flow analysis is very important factor to design the station and also to manage the operation of subway system. In the subway station, pedestrians move to the horizontal directions as well as vertical ones. Therefore, to consider the movement of pedestrians is necessary for the guarantee of safety and conveniency. As the up and down floors are connected with step, escalator and elevator, the entire movements in the multi-storied station should be simulated as like a 3-dimensional flow. Numerical schemes for the directional sweeping are developed to prevent the dependency on physical structure of station and to determine primary direction and secondary one. By using the developed program, we compared the simulation results of the effects of the location and size of exit and elapsed time.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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