• Title/Summary/Keyword: 고속철도차량시스템

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고속철도 터널에서의 궤도 형식에 따른 궤도와 차체의 진동 특성 (Characteristics of Vibration of Track and Vehicle Body According to Type of Track in Tunnel of High-Speed Railway Lines)

  • 김만철;장승엽
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1D호
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    • pp.125-132
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    • 2006
  • 본 연구에서는 터널 내에서 자갈도상궤도와 콘크리트 슬래브궤도 등 궤도 형식에 따른 궤도와 차량의 진동특성을 규명하기 위해 자갈도상궤도와 콘크리트 슬래브궤도가 부설된 경부고속철도 터널 내에서 궤도와 KTX 차체의 진동가속도를 측정하여 주파수 해석을 수행하였으며, 이를 통해 궤도 형식에 따른 레일, 침목, 자갈도상, 슬래브 등 궤도 구성품과 터널 라이닝 등 궤도의 진동과 차체의 진동 특성을 분석하고, 그 상관관계를 분석하였다. 측정결과에 따르면 터널 내에서는 80Hz 대역의 주파수에서 레일과 차량의 진동이 크게 증가하였고, 특히 콘크리트 슬래브궤도가 부설된 터널에서 진동이 더욱 크게 나타났다. 연구결과에 의하면 레일 지지 스프링의 동적특성의 변화에 따라 차량을 포함한 전체 시스템의 진동특성이 달라질 수 있으며, 따라서 콘크리트 슬래브궤도의 지지강성을 결정하는 데 있어서 시스템 측면에서 차량의 진동과의 상호관계를 고려해야 한다.

축소모델을 통한 고속철도 차량의 진동특성 해석 및 검증 (Analysis of the Vibration Characteristics of a High-Speed Train using a Scale Model)

  • 한재현;김태민;김정태
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.7-13
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    • 2013
  • 철도차량의 실차 규모 동특성시험은 설비 구축, 대차의 제작 및 시험 조건의 설정등과 관련하여 비용, 시간 등의 증대로 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 실험실 환경에서 차량 진동문제와 안전성을 평가하기 위한 목적으로 축소모델을 제작하고, 개발된 축소모델이 해당 철도차량의 동특성을 정밀하게 모사하는지를 검증하는 평가방법에 대한 연구를 수행하였다. 축소이론은 Jaschinski 상사기법의 이론을 적용하였으며, 1/10 축소모델을 구축하였다. 본 연구에서는 축소 대차의 상하 진동에 초점을 맞혀 시스템을 제작하였다. 시스템은 구동부, 보기, 대차 등 3개의 하부구조로 구성되었으며, 실제 차량으로 환산 시 400km/hr까지 실험가능 하도록 목표로 하였다. 축소 대차의 설계 및 제작과 함께, 동역학해석 프로그램인 ADAMS/View를 이용하여 고유치 해석을 수행하였다. 전산해석으로 도출된 고유진동수는 실험결과와 비교 분석되었다. 시스템이 가지고 있는 초기 5개의 자유도에 상응한 고유진동수를 비교한 결과, 개발된 상사 이론에 따른 축소모형은 충분한 신뢰성을 확보한 것으로 검증되었다. 본 연구에서 개발된 축소모델은 대학실험실에서 차량진동모드를 모사하는 용도로 기획되었으나, 추후 자유도의 추가보완을 통해 고속철도 차량의 대차와 보기구조 동특성 해석에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

PRT(Personal Rapid Transit) 시스템의 차량운행제어에 관한 검증 시스템 설계 (A System Design for the Evaluation of the Operational Control Algorithm of Personal Rapid Transit System)

  • 이준호;신경호;이재호;김용규
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.980-986
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    • 2007
  • 본 연구는 매우 짧은 차간 간격을 요구하면서 차량 간의 충돌을 피하기 위해서 매우 정확한 속도제어를 필요로 하는 개인 고속 이동 시스템의 운행제어 알고리즘의 검증을 위한 검증 시스템의 설계에 대해서 다룬다. 검증시스템은 모의 차량, 중앙제어 시스템, 모의지상설비, 모니터링 장치로 구성된다. 모의차량은 총 4EA의 서버(노트북)로 구성 하며, 중앙(지역)제어시스템은 산업용 Motorola사(社)의 PowerPC기반 프로세서 모듈 및 I/O 보드 장치로 구성한다. 모의지상설비는 National Instruments社의 PXI 산업용 제어기를 사용하여 구현한다. 설계된 검증시스템의 시험을 위해서 Labview Simulation Interface Toolkit 과 Matlab/Simulink 가 결합된 환경하에서 모의시험을 거친 시험용 알고리즘을 이용한다.

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한국고속철도를 위한 차량운용 및 할당시스템 (KTX Trainset Maintenance Routing and Allocation System for Korea High-Speed Rail)

  • 홍순흠;김성호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.391-397
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    • 2005
  • In this paper we present a model for the maintenance routing construction and the trainset allocation (maintenance routing problem). The model solves the maintenance routing problem using column generation algorithm which was used to combine constraint programming and linear programming. Ilog-cplex was used to solve the linear programming model and Ilog-solver was used to solve the constraint programming model. The computational experience is also provided.

유전알고리즘을 이용한 철도차량 경제운전 모델 개발 (Development of Economical Run Model for Electric Railway Vehicle using Genetic Algorithm)

  • 이태형;박춘수;최성훈;김석원
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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    • pp.364-366
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    • 2007
  • 본 논문은 철도차량이 주행하는 선로에 존재하는 수많은 곡선과 경사, 속도 제한 조건 때문에 열차성능해석 계산시 열차의 견인, 제동 특성이 비선형이기 때문에 해석적인 방법으로 해를 구하는데 어려움이 많은 경제운전 문제를 운행 시간 여유분을 고려하여 에너지 소비를 최소화하는 운전 모형을 제시한다. 경제운전모형을 한국형 고속열차에 적용하여 그 타당성을 입증하였다.

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철도 차량용 공진형 보조전원장치 제어알고리즘 개발 및 공진 탱크 최적 설계 (Development of Resonant Auxiliary Power Supply Control Algorithm for Railway Vehicle and Optimal Design of Resonant Tank)

  • 박승빈;강성윤;고안열;엄정섭;이창희
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.431-432
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    • 2020
  • 철도차량 하부에 부착되는 전장품 무게는 차량의 바퀴 및 베어링 등 철도차량 수명에 큰 영향을 주기 때문에 경량화는 필수적이다. 본 논문에서는 철도 차량용 보조전원장치의 경량화를 위해 LLC 공진형 컨버터를 적용한 보조전원장치 시스템과 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 고속스위칭을 위해 입력단 벅 컨버터를 이용하여 가선 전압을 감압시키고 이후 LLC 공진형 컨버터를 통해 인버터 입력단 전압을 제어한다. 또한, 공진형 컨버터 손실을 최소화하기 위해 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하며, 공진 탱크의 최적 설계도 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 시뮬레이션 및 실험으로 검증한다.

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400km/h급 고속철도 계측데이터 통합 모니터링 미들웨어 시스템 개발 (Development of Integrated Monitoring Middleware System for 400km/h High Speed Railway Measurement Data)

  • 황경훈;나준수;송병근;양옥렬
    • 융합보안논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.61-68
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    • 2013
  • 본 논문은 동력분산식 차세대고속열차가 최고속도 400km/h 이상으로 개발됨에 따라 차량의 최고속도 시험에 대비하여 호남고속철도 건설구간에서 인프라시스템 기술개발이 필요하여 국내에서는 유일하게 현재 호남고속철도 건설구간 중 28km 구간에서 400km/h급 고속철도 인프라를 구축하였다. 또한 계측장비의 설치 및 모니터링 시스템을 설치하여 선로의 지속적인 모니터링이 가능하도록 설계하였다. 이를 통해, 보다 포괄적이며 장기적인 관점에서 통합모니터링의 요구사항과 향후 연구방향을 확인할 수 있었다.

400km/h 고속철도 대규모 계측데이터 사용자 중심 확장성 계측시스템 (User-centric Scalability Measurement System of Large-Scale Measurement Data for 400km/h High-Speed Railway)

  • 황경훈;박선규;송병근;양옥렬
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.1157-1163
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    • 2014
  • 본 논문은 동력분산식 차세대고속열차가 최고속도 400km/h 이상으로 개발됨에 따라 차량의 최고속도 시험에 대비하여 호남고속철도 건설구간에서 인프라시스템 기술개발이 필요하여 국내에서는 유일하게 현재 호남고속철도 건설구간 중 28km 구간에서 400km/h급 고속철도 인프라를 구축하였다. 또한 계측장비의 설치 및 모니터링 시스템을 설치하여 선로의 지속적인 모니터링이 가능하도록 설계하였다. 이를 통해, 보다 포괄적이며 장기적인 관점에서 통합모니터링의 요구사항과 향후 연구방향을 확인할 수 있었다.

G7 고속전철기술개발사업에서의 시제차량 통합 디자인 개발 (A Study on Development of Prototype Test Train Design in G7 Project for High Speed Railway Technology)

  • 정경렬;이병종;윤세균
    • 디자인학연구
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    • 제16권4호
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    • pp.185-196
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    • 2003
  • WTO출범 이후 저에너지 소모, 저공해, 무공해 등의 환경친화적 운송수단의 발달이 요구됨과 동시에 세계적으로 고속전철기술의 지속적 발전과 시장 확대가 전망됨에 따라 프랑스, 독일, 일본 등과 같은 철도선진국들은 철도기술 개발에 막대한 기술 투자비를 투입하여 기술 우위를 유지하기 위해 노력을 경주하고 있다. 이러한 기술환경 변화에 적극적으로 대응함과 동시에 좁은 국토에서 도로정체에 의한 물류비 증가와 환경오염, 국민생활의 불편 등으로 인한 사회ㆍ경제적 손실을 최대한 억제하고, 국가경쟁력 제고와 환경친화적인 철도 발전을 이끌기 위해 고속전철기술에 대한 독자적 개발 능력은 절실히 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 의해 1996년부터 2002년까지 6년간 수행된 G7 고속전철기술개발사업은 350km/h급 고속전철의 독자적인 설계, 엔지니어링 및 제작 능력을 배양하고, 2000년대 차세대 한국형 고속전철을 실현하기 위한 연구개발 프로그램이다. 본 고에서는 G7 고속전철기술개발사업에서 수행된 연구내용 중 차량시스템 엔지니어링기술개발과제의 디자인부문 개발 성과를 요약 소개하였다. 철도선진국에서는 차량설계 초창기부터 디자인 측면의 검토가 매우 활발히 이루어지고 있는 반면, 국내 철도차량개발에 있어 디자인 측면의 검토는 미비하고 소홀히 다루어지고 있는 것이 현실이었다. 하지만 본 사업에서는 차량개념설계 단계부터 디자인전문가들의 적극적인 참여를 통해 국내 철도차량디자인 개발의 새로운 전기를 마련하였을 뿐만 아니라 새로운 차량디자인의 수요에 능동적으로 대처할 수 있는 기반을 구축하였다. 한국형 고속전철시스템의 디자인 컨셉은 한국의 자연조건과 기술환경에 적합한 보다 빠르고, 보다 쾌적하고, 보다 조용한 한국 고유형 고속전철과 그 여행문화를 이루어내는 것이다. 고속전철의 한국 고유성이란 주로 승객의 고속전철여행을 통해서 인식되어지는 것이다. 따라서 우선적으로 한국의 행동양식과 생활문화를 고려한 일반 객실의 단면개념을 기준으로 공기역학적으로 유리한 단면 외형 형상을 구현하는 한편, 터널 개활지 주행 최적화를 위한 전두부 공력형상 구현, 차체 단면적 축소와 곡선화를 통한 공력저항 최소화, 인간공학적 실내 설계 및 부속실의 편의성 도모, 외관통합 색채디자인 등을 통해 한국 고유형 고속전철 차량 디자인을 개발하였다.

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