• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.778-784
• /
• 2017

본 논문에서는 철도화물 물류 효율화를 위한 유선 분산제어시스템과 무선 분산제어시스템 구성방안을 제안하고, 유선 분산제어시스템에 대한 검증을 수행하였다. 검증조건은 화물차량 50량을 연결하여 부산신항에서 진례역까지 21km를 평균속도 약 100km/h로 왕복 운행하였다. 검증결과는 분산중련에 의하여, 제어차와 피제어차의 견인출력과 제동출력이 분산됨을 확인하였다. 이와 같은 분산제어 적용시 기존 화물수송의 2배이상의 물류효율성향상을 기대할 수 있다. 다만, 유선 분산제어시스템의 경우 케이블 포설 및 유지보수가 어려우며, 화물차량의 편성 변경조성이 불가능한 단점이 있다. 유선 분산제어시스템의 검증을 통하여 국내 화물차량에 분산제어시스템 적용가능성을 확인하고, 이를 발전시켜 무선분산제어시스템 적용하기 위함이다. 무선 분산제어시스템 적용을 위하여, 검증구간에 ISM 대역에 대한 전파환경분석을 수행하였고, 그 결과, 해당 구간에 ISM 대역에 Wifi 기술 적용이 가능함을 확인하였다. 또한 대상 차량에 신규 설치되는 WDP(Wireless Distributed Power) 장치 적용을 위하여 추진/제동/종합제어장치와의 송수신 제어신호에 대하여 정의하였다. 무선 분산제어시스템의 경우, 적용과 운용의 편의성이 보장되지만, 차량의 제어를 무선에 의존함에 따라 신뢰도와 비상시 안전대책 수립이 선행되어야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.1-9
• /
• 2016

본 우리나라 철도 영업 구간중 철도교량은 2012년 기준 약 25%를 차지한다. 이러한 교량 구조들은 시공 직후부터 열차의 충격하중, 태풍, 선박 및 차량 충돌 등 다양한 하중을 받게 된다. 특히 고속 철도 교량의 경우, 열차의 속도로부터 전가되는 매우 큰 충격하중을 받게 되며, 이러한 교량에 가해지는 충격 응답을 분석하는 것은 교량의 안전성 평가에 매우 중요하다. 최근 무선 센서를 이용해 교량의 건전성을 평가하는 연구들이 주목받고 있다. 무선 센서는 가격 및 설치의 용이성으로 인해 교량의 응답계측에 유용하게 적용되고 있다. 하지만 고속철도 교량에서 발생하는 충격 하중은 그 지속시간이 10초 내외로 매우 짧게 발생하므로, 기존 무선 센서의 시스템의 자체 실행 후 시간 지연으로 인해, 이러한 충격하중의 계측은 매우 어렵게 된다. 따라서 본 연구에서는 철도 교량의 충격하중에 의한 구조물의 응답을 계측하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 구체적으로 1) 초저전력 가속도계를 이용한 구조물의 과도응답 감지 및 평가, 2) 무선 센서 네트워크의 트리거링 후 계측이 시작되는 지연 시간의 단축, 그리고 네트워크의 시간 및 데이터 동기화 기법을 개발하였다. 최종적으로 제안된 프레임 워크에서 소수의 진동 감지 센서 노드들이 상시진동을 계측하며, 열차의 진입으로 인한 진동이 감지될 시, 전체 센서 네트워크의 계측을 시작한다. 시간 지연을 최소화하기 위해 모든 센서는 다른 시작시간을 가지며, 이를 제어하기 위해 후처리 기반 시간 동기화를 한다. 제안된 프레임워크는 실내실험 및 수치해석을 통해 그 효용성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권12호
• /
• pp.6427-6433
• /
• 2013

열차를 안전하면서도 신속하게 운행하기 위해서는 항상 선행열차와 후속열차가 일정한 간격을 유지하면서 운행하여야 한다. 이를 위해 일정한 간격의 폐색구간을 설정하고, 열차의 안전운전을 위해 단일 폐색구간에는 1대의 열차만이 운행될 수 있도록 제어하는 폐색시스템이 필수적으로 요구된다. 기존의 폐색시스템은 신호기에 신호를 현시하는 계전기 방식의 자동폐색장치(ABS: Automatic Block System)로 구성되며, 이것은 연동장치를 통해 궤도회로 등선로변 장치들과 연동된다. 연동장치의 경우 국산 전자연동장치로 교체되고 있지만, 폐색장치는 여전히 아날로그 방식의 계전기 형태를 사용하고 있으며, 다른 선로변 장치들과 독립적으로 설치된다. 따라서 기존의 폐색장치는 건설과 유지보수 측면에서 많은 문제점을 가지고 있다. 또한 현재 국내 기존선에 사용되고 있는 ABS와 선로변 전자장치(LEU: Lineside Electronic Unit)는 동일한 장소에서 동일한 신호 정보에 의해 열차를 제어하고 있음에도 불구하고 별개 시스템으로 분리되어 설치되기 때문에, 각 제품의 단가 및 유지보수 비용 측면에서 효율적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 기존 폐색장치인 ABS에 통신 및 디지털 전자 기술을 접목시킨 통합형 전자폐색제어장치(integrated electronic block system)와 그것의 현장시험 결과를 소개한다. 현장시험은 1월초부터 8월말까지 8개월간 총 8번의 주기점검을 통해 시행하였으며, 이를 통해 개발된 전자폐색장치의 유효성과 적합성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4D호
• /
• pp.679-686
• /
• 2006

현재의 수도권 도시철도는 완행으로만 운행되기 때문에 통행시간측면에서 질 낮은 서비스를 제공하고 있어 시간가치가 증대한 현대 사회인들의 욕구를 충족시켜 주지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 해외 사례 및 기존의 연구를 검토하여 현실에 적용 가능한 급행전철 도입방안을 찾아내고, 기존 노선 및 신설노선에 급행전철 도입방안을 제시함으로써 수도권 도시 철도의 기능회복 및 효율적인 광역교통망으로서의 역할을 수행할 수 있도록 하고자 하였다. 사례연구는 안산선만을 고려 하였을 경우와 안산선과 수인선을 모두 고려하였을 경우를 대상으로 하였으며, Branch & Bound(분기한정법) 알고리즘을 활용하여 열차의 지체를 최소화 하는 스케쥴을 작성 하였다. 열차의 운행계획은 배차시격 3분~10분에 배차패턴(완행:급행) 1:1~3:1로 기존에 설치된 대피선 및 확보된 부지를 고려하여 운행대안을 작성하였다. 안산선만을 대상으로 한 경우 대안들의 평균 결과값을 비교하였어도 표정속도 3.2km/h(7.3%)가 증가하였고, 통행시간은 4.14분(11.6%)가 감소하는 결과를 얻을 수 있었으며, 안산선+수인선의 경우에는 서울방향으로의 접근시간 및 표정속도를 비교해본 결과 수인선 개통시에는 인천 연수구 지역에서 서울로 진입 시간이 5.1~8.1분(8.6~12.5%)이 감소하는 것으로 분석 되었다. 연구를 종합해 보면 안산선과 수인선을 대상으로 급행열차 도입의 가능성을 검토한 결과 현재의 대피선을 활용하여, 간단한 시설의 추가만으로도 급행열차의 운행이 충분히 가능한 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.466-473
• /
• 2014

최근 복수의 철도 운송 사업자를 고려한 효율적인 선로 용량 할당 체계에 대한 관심이 증대하고 있다. 선로 용량 배분 체계란 제한된 선로 용량을 복수의 철도 운송 사업자들에게 그들이 원하는 열차를 배분하는 일련의 절차 및 방법론을 말하는데, 본 논문은 철도 운송 사업자가 제안한 열차들의 출발시간, 정차 시간 등을 조정하여 시설 관리자가 추구하는 목적에 가장 부합하는 조정된 스케줄을 생성해내는 최적화 모형 및 해법을 다룬다. 이 모형과 관련한 기존 연구들은, 열차간의 경합 조건만을 제약식으로 설정하여, 특정 노선에 투입되는 열차들이 경합 조건 때문에 기존에 계획된 노선별 열차 운행 횟수를 보장할 수 없는 한계를 갖고 있다. 본 연구에서는 노선별 열차 운행 횟수를 고려함과 동시에 열차간 경합 조건을 반영한 새로운 최적화 모형 및 이에 대한 해법을 제시한다. 이 해법을 이용하여, 수서발 고속열차와 기존 고속열차 운행 전 구간에 대한 최적의 선로 용량 할당 계획을 제시한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.9-18
• /
• 2011

저탄소 녹색성장의 시대를 맞아 철도 교통의 중요성이 강조되고 있다. 하지만 차량기지 시뮬레이션에 대한 연구는 부족한편이다. 본 논문은 경량전철(LRT:Light Rail Transit) 차량기지에 대한 동적 시뮬레이터 개발에 관한 논문이다. 시뮬레이션툴에 대한 요구사항 분석, 시뮬레이션 툴 아키텍처, 데이터베이스 설계, 시뮬레이션 알고리즘, 시뮬레이션 툴 설계 및 개발에 대해 설명하고 있다. 경량전철 차량기지 동적 시뮬레이터는 선로정보, 열차정보, 신호 및 분기기 정보, 열차작업정보, 역사정보 등을 편집하는 네트워크 편집기와 열차주행 알고리즘을 연산하는 시뮬레이터, 시뮬레이션 결과를 표 및 그래프로 조회하는 리포터와 시뮬레이션 결과를 동적으로 애니메이션을 통해 확인할 수 있는 애니메이터의 4가지 모듈로 구성되어 있다. 경량전철 차량기지 동적 시뮬레이터에 대한 구조 및 설계, 개발에 대한 전반적인 내용을 다룬 본 연구는 시뮬레이터를 새로 개발하는 경우 좋은 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.821-831
• /
• 2006

There are 5 railway bridges in a Seoul metro network; Jamsil, Dangsan(line 2), Dongho(line 3), Dongjak(line 4) and Chungdam(line 7). Because there are strong wind and vibration in the bridges, uplift of a contact wire caused by pantographs in the bridge section is higher than in a normal section. If the uplift at the support point exceed 10 cm, an interference between pantographs and catenary system happens. Estimated maximum uplift is obtained by applying safety factor 2 to the simulation results. The application of the safety factor is needed for taking into account of the effect of the wind, etc. Previously, we can not check whether or not the safety factor is proper. Recently, we can measure the uplift during the train operation, as a telemetry system which can measure dynamic behavior of the contact wire has been developed. The aim of this research is to review how proper the safety factor related to the uplift is, based on the measurement. We performed simulations and experiments for the uplift at the Jamsil railway bridge. The simulations were performed for the every kind of the train passing the Jamsil bridge. In order to compare the analysis results with the measurement results, we measured the uplifts at the support when the trains passed the measuring point. Finally, we proposed adequate safety factor with the uplift for the bridge section.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.379-386
• /
• 2016

고속철도를 운영할 뿐 아니라, 고속열차를 생산하는 우리나라는 고속철도를 효율적으로 운용하기 위해 각 분야에서 승차감 향상, 주요부품 자동진단, 차상 전기검측, 소음저감 등 여러 가지 기술을 개발하고 있다. 본 논문은 그 중에서도 철도 무선통신분야의 기술을 이해하기 위해, 유럽과 중국 및 미국의 철도 무선통신시스템의 운용현황을 설명하고, 국내 철도에도 적용될 철도용 LTE 시스템의 기술현황을 소개한다. 아울러 현재 운용하고 있는 국내 철도무선통신망 현황과 4세대 무선통신망에 대한 국가연구개발사업의 개략 및 고속철도 현장에서의 시험계획을 소개한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1255-1261
• /
• 2010

An operating information and fault recode of train is very important information for safety driving and maintenance. And these information is increased and need high speed as the number of trains is increased. Wireless LAN or CDMA network is efficient to report more complicated and various information from vehicle to server in control center. Existing wireless transmission system has weakness due to transmission system is separated with TDCS and standalone. At first, standalone system needs space to be installed and cost is increased. And data transmission capacity and speed is limited by complicated structure that transmission system receive data thru serial communication like RS232 and then data transmission system send data to server in control center. This article is study to develop embedded & wireless fault code transmission device to be installed in TDCS to overcome weakness of space and to have more cost effective and simple structure. It is adapted 802.11b/g WiFi for wireless communication and OS is used embedded Linux that can easily implement wireless communication environment and ensure TCP/IP communication’s security. We also implement simple server to test wireless communication between embedded & wireless fault code transmission device and server in control center.

• 전기학회논문지
• /
• 제62권12호
• /
• pp.1813-1819
• /
• 2013

Existing level crossing obstacle detecting system was installed using a laser beam. Level crossing obstacle detecting system using a laser beam that has been a problem in relation to safety and maintainability failure according to weather conditions. We proposed laser radar level crossing obstacle detecting system as a way to overcome problem, and we developed an algorithm for this. Level crossing obstacle detecting system using a laser radar sensor algorithm is robust to external environment and a shadow zone does not exist. Sensor part of the laser radar level crossing obstacle detecting system of these is made up by the image processing unit and laser radar sensor, it operations by receiving train entering information from the control unit. In this paper, we proposed a detecting algorithm with calculation of the size of the laser radar sensor. Based on this, we were performance test on the basis of the scenario by making a prototype. In the future, laser radar level crossing obstacle detecting system to ensure the safety and reliability through the field test.