무선통신기반 열차제어시스템은 관할영역 내에 운행 중인 열차의 위치정보를 지상시스템에서 실시간으로 수신하고 다시 각각의 열차의 차상시스템에 새로운 이동권한을 제공함으로써 안전한 간격제어를 수행한다. 열차제어시스템의 성능은 최소 운전시격으로 평가되며 그것은 열차제어시스템의 간격제어 성능뿐만 아니라 운영특성 그리고 열차의 특성을 반영하여 계산된다. 본 논문은 무선통신기반 열차제어시스템의 운전시격 계산과 운전시격을 개선하기 위한 새로운 열차간격제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 운전시격 계산 방법은 열차제어시스템 간격제어 성능을 반영한 안전마진 추정을 통해 각각 역간 운전시격과 역 운전시격을 정의한다. 또한 제안된 열차간격제어 개선 알고리즘은 간격제어 개선을 위해 거리와 속도를 포함하는 이동권한을 새롭게 정의하며 선행열차에서 필연적으로 발생하는 제동거리를 이용함으로써 열차의 운전시격을 향상시킬 수 있다. 제안된 운전시격 계산방법을 한국형 무선통신기반 열차제어시스템의 간격제어 성능을 대상으로 시뮬레이션을 수행하며 개선된 열차간격제어 알고리즘과 비교분석 한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 운전시격 계산방법은 향후 무선통신기반 열차제어시스템의 성능 지표로 활용이 가능하며 제안된 간격제어 알고리즘은 기존의 무선통신기반 열차제어시스템의 역 운전시격과 역간 운전시격을 개선할 수 있음을 확인한다.
수도권 지하철의 경우 역사의 규모, 역간 거리가 짧으며, 수요가 첨두시에 집중되는 경우는 선구 시격(Line Headway)보다는 역사 시격(Station Headway)이 선로 용량(Line Capacity)산 정시에 적용되는 시격이다. 역사 시격을 결정하는 요소들은 기계의 고정 값과 정차 시간이 있다. 다른 요소들은 이미 정해지거나 고정적인 값들이지만 수요에 따라 변화하는 정차 시간은 역사 시격에 가장 큰 영향을 준다. 본 연구에서는 역사 시격에 영향을 주는 요소들을 분석 후 수요에 따라 변화하는 정차 시간 예측 모형 식을 도출하였다.
In part I, we studied only step speed control for train, the second part extended to beacon signaling system and moving block system. With the calculated braking distance in part I, part II showed how to reduce headway using the beacon signaling system and moving block system, revealed that the beacon system has a braking distance advantage for sighting allowance with compared to step speed control, proposed beacon installation interval and revealed the braking distance with moving block system being nearly approached to train pure braking distance. We compared three different train control system to decide the best signaling system for a given condition and obtained the result that three systems have a same headway near 10~13 steps speed control.
The present headway on KNR lines varies from 6 to 10 minutes. Therefore, KNR would like to reduce the headway of all the lines by 4 minutes with the implementation of ERTMS/ETCS on-board system. In Korea, thanks to the operation of the High Speed Line in 2004, the bottleneck phenomenon will occur only in a few sections such as Seoul-Siheung, which will be the common route between KTX and conventional trains. Therefore, we will analyze expected braking distance and running time depending on characteristics of conventional passenger and freight trains and high speed train will be operated within electrified conventional line for comparing the headways of ATS trackside and ETRMS/ETCS on-board system within the Seoul-Siheung section.
The present headway on KNR(Korea National Railway) lines varies from 6 to 10 minutes depending on the each line and by the operation of High Speed line in 2004, the bottleneck would be expected within a few sections such as Daejeon-Daejeon shunting yard which will be the common mute between KTX(Korea Train Express) and conventional trains. Therefore, KNR would like to reduce the headway of the all lines by 4 minutes with the implementation of ERTMS/ETCS on-board system. Where ETCS(European Train Control system), the subsystem of ERTMS, is Automatic Train Protection system for safety train running. This study will be analyze expected braking distance and running time depending on characteristics of conventional passenger and freight trains and high speed train will be operated within electrified conventional line for comparing the headways of ATS(Automatic Train Stop) system and ETRMS/ETCS system within the Daejeon-Daejeon shunting yard section.
본 연구에서는 개별 차량의 차두 시간(time headway) 정보를 활용하여 고속도로 환경에서의 단일 링크에 대한 교통류 모형(flow-density diagram)을 추정하는 방법에 대해 탐구한다. 차두 시간 기반 교통류 모형(empirical flow-density diagram) 연구를 위해 차량용 비전 센서가 탑재된 실험 차량에서 9개월동안 수집된 데이터의 전처리 및 GIS 기반 맵 매칭을 수행한다. 기존의 교통류 모델식을 활용한 차두 시간 기반 교통류 모형(empirical flow-density diagram)의 검증을 위해, 차량 검지기 기반의 VDS(Vehicle Detection System) 데이터(loop detection traffic data) 기반 교통류 모형과 결과 비교 및 분석을 수행한다. 차두 시간 기반 교통류 모형의 추정 오차 원인을 분석하기 위해 각 교통류 모형의 차두 시간 및 차두 거리의 확률분포와 단위시간 교통량과 차량 밀도의 표준편차를 활용하였다. 분석 결과 링크 내 제한된 샘플 차량 대수 및 수집 데이터에 대한 주행환경 편향성이 추정 오차의 주된 요인이며. 이에 따른 추정 오차 개선을 위한 방법에 대해 제안한다.
Increasing the transfortation efficiency is very important issue in railway system. Speed-up of train and shortage of headway can be its solution. Headway can vary with blocksection length, characteristics of the railway and signalling systems. Safety braking distance needed for passenger's safety is very important factor in block section division method. In this study, basic block section division program was developed with the differential ratio of braking distance resulted by grade value of the track. More complete block section division program is going to be developed by the help of experienced experts.
This paper is focused on an optimal block sectioning technique which are widely used in conventional railway system. We studied braking distance with pure train braking performance to generalize train braking. We tried to apply the braking distance to wayside signaling system to decide optimal block sectioning to reduce headway. The braking distances are obtained for 2 aspects, 3 aspects, 4 aspects and n aspects such that step speed control, are longer than the pure braking distance. We found an optimal solution with the generalized n aspects, and a minimum block distance for ATO mode.
2차로 양방향 도로(이하 2차로 도로)의 주요한 특징은 화물차량 등의 저속차량으로 인하여 발생하는 차량군과 차량추월 행태이다. 차량추종과 차량추월모형이 결합된 2차로 도로 교통류 모형을 개발하기 위해서는 2차로 도로에 적합한 차량추종모형의 개발이 필수적이다. 2차로 도로에서 고속차량은 저속차량의 후미에서 차량추종을 수행함과 더불어 추월을 수행하게 되며, 이 과정에서 짧은 차간거리가 발생하게 된다. 또한 저속차량을 추종하는 차량은 대항교통류의 차두시간분포 내에서 적정 공간을 이용하여 차량추월을 결정하게 된다. 따라서 2차로 차량추종모형은 짧은 차간거리에서 차량주행과 더불어 차두시간분포를 설명해야 한다. 추가적으로 국내의 2차로 도로규모를 고려하면 대규모 도로망을 모의실험할 수 있는 모형이 필요한 실정이다. 국내의 경우, 2차로 차량추종모형에 대한 연구는 거의 보고되고 있지 않다. 본 연구에서는 대규모 가로망에 적용이 가능하면서 2차로 도로의 차량추종행태를 보다 현실적으로 구현할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발된 모형의 실험적 평가 결과, 혼잡 교통류의 특성 중 하나인 가다서다(stop-and-go) 현상과 차두시간분포를 효과적으로 설명하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시된 차량추종모형이 차량추월모형과 결합된 경우, 보다 현실적으로 2차로 도로 교통류를 설명할 수 있을 것으로 판단된다.
현재 사회적으로 선팅에 대한 규제가 논란이 되고 있으나 이를 뒷받침할 만한 공학적인 근거가 부족한 실정이다. 선행연구에 따르면 과도한 선팅차량이 추종차량의 가감속등에 영향을 미쳐 용량저해 요인으로 작용할 수도 있다는 가설을 확인하였으나, 자료의 한계로 추종모델와 연결된 분석은 이루어지지 못하였기 때문에 추가연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 RTK-GPS를 이용하여 자료를 수집하였으며, 선두차량의 차량선팅 암도에 따라 후방차량에 미치는 영향을 차량추종 모델의 파라메터 변화를 통해 분석하였다. 본 논문에서는 가시광선 투과율에 따른 차두거리, 가속소음, 민감도, 반응시간을 분석하였다. 추종모델의 기본식인 GM 1모델 뿐만 아니라, 차량의 차두거리까지 고려된 GM 3모델에 적용시켜 민감도를 분석하였다. GM의 3모델 역시 1모델과 동일한 패턴의 결과로 도출되었으며, 선두차량의 선팅정도가 클수록 후방차량에 미치는 영향이 더 커지며, 선두차량의 선팅으로 인한 위험도는 2번째 차량보다 3번째 차량이 더 큰 것을 확인하였다. 차량의 선팅정도에 따라 교통류 안정성에 미치는 영향 분석에 관한 연구는 향후 과제로 남긴다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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