A Conceptual Design on Training Simulator of the Special Railway Vehicle for Multiple Tie Tamper

Special railway vehicles for track maintenance are equipped with a tamping device that adjusts various track trajectories to reduce the vibration of rolling stock and improve ride quality during trains passing over a track. The development of a simulator that can confirm the error of the actual tamping work is important for reducing human error in the linearization of the track misalignment. In this study, to improve the reality and training effect of conventional 2D simulator, 3D simulator modeling was implemented for tamping work of special railway vehicles in virtual space. The problem of buffering during high screen quality of tamping work was solved using the Unwrap UVW mapping technique of a low polygon extracted from high quality polygon modeling. The human error in the training of the tamping work was detected by the principle of circle and square collision when the tamping tyne and the sleeper collided. In addition, vibration of the driving chair was generated at the same time as the collision, and the number of the sleeper strikes is displayed on the simulator exercise screen. Owing to the scattering of railway ballast protruding from the sleepers, which had a serious effect on the safety of the vehicle, the gravel bouncing effect of the tamping unit was applied.

궤도보수 특수철도차량 탬퍼 모의훈련연습기의 개념설계

궤도보수용 특수철도차량은 열차 운행동안 철도차량의 진동저감 및 승차감 향상을 위하여 다양한 궤도틀림을 조정하는 탬핑장치를 장착한다. 궤도틀림의 선형화 작업에 대한 인적 오류를 감소하기 위하여 실제 탬핑작업의 착오를 바로 확인할 수 있는 모의 훈련연습기의 개발이 중요하다. 기존 2차원 시뮬레이터의 현실성 및 훈련효과를 높이기 위하여 본 연구에서는 가상현실 공간상에서 본 특수철도차량의 탬핑작업에 대하여 3차원 시뮬레이터 모델링을 구현하였다. 탬핑작업동안 고화질화면 작동 시 발생되는 버퍼링 문제는 고화질 다각형 모델링에서 추출한 로우 다각형의 Unwrap UVW 매핑기법을 사용하여 해결하였다. 탬핑작업의 훈련시 발생하는 인적오류는 침목과 탬핑유니트의 탬핑타인 충돌 유무를 원과 사각형 충돌원리로 감지된다. 또한 충돌과 동시에 작업운전실 의자의 진동이 발생되며, 모의연습기 화면에 침목 타격수량이 현시되므로 훈련생의 숙달정도까지 인지하도록 제작되었다. 그리고 침목위에 튀어 오른 자갈은 차량주행 안전성 심각한 영향을 미치므로 탬핑유니트에 자갈 튀는 효과를 적용하였다.