V2X를 활용한 자율주행차량은 기존의 자율주행차량보다 더욱 많은 정보를 바탕으로 자율주행차량의 센서 커버리지 밖의 영역의 정보를 통하여 안전한 주행이 가능하다. V2X 기술이 자율주행차량의 핵심 구성 요소로 부각되면서 V2X 보안 문제에 대해 연구가 활발히 진행되고 있지만 자율주행차량이 V2X의 의존도가 높은 자율주행시스템에서 V2X 통신의 고장으로 인한 위험성에 대한 부분은 상대적으로 부각되고 있지 않으며 관련 연구도 미진한 편이다. 본 논문에서는 자율주행차량의 교차로 시나리오를 제시하여 V2X를 활용한 자율주행시스템의 서비스 시나리오를 정의 하였으며 이를 기반으로 기능을 도출하고 V2X의 위험 요인을 분석하여 오작동을 정의하였다. ISO26262 Part3 프로세스를 활용하여 HARA 및 고장 주입 시나리오의 시뮬레이션을 통해 V2X 모듈의 고장으로 인한 위험성과 이를 확인하는 검증 과정을 제시하였다.
우리나라의 배전선로는 가공선로 위주로 성장하여 약40여년전부터 지중배전선로를 보급하기 시작하여 현재는 전제선로의 12.1%를 지중화하기에 이르렀다. 지중설비의 증가는 배전선로 안정화에 상당한 기여를 하였으며 일시 및 순간고장도 과거에 비해 엄창나게 줄어들게 되었으며, 이로 인하여 고장에 있어서 세계적인 수준의 전기품질을 자랑할수 있게 되었다. 하지만, 지중배전선로는 일반적으로 고장전류가 매우크고, 일단 고장이 발생하면 복구에 장시간이 소요될 뿐 아니라 고장원인을 찾는데도 상당한 어려움이 있으며, 최근에는 지상기기(변압기, 개폐기)등이 노후화 되면서 안전사고로 까지 확대되고 있는 상황이다. 때문에 지중배전선로에 적용할수 있는 다회로차단기를 개발하여 고장예방 및 고장구간 축소에 사용하고 있지만, 아직까지 보호협조 측면으로 잘 활용되고 있지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는 현행 한전의 지중배전선로 보호기기운영 상황을 분석하고 지중 배전선로에 운전되고 있는 다회로차단기의 적합한 운영방법을 제시하여 지중배선선로 보호협조 방안을 강구하여 보고자 한다.
사용자의 요구사항 증대와 기술의 발전으로 인해 현대 시스템은 계속해서 복잡해지고 있어 시스템 설계 오류 및 고장 등으로 인한 시스템 운용 중의 사고도 빈번해지고 있다. 특히 사고로 인한 인적 및 물적 피해가 심각할 수 있는 시스템을 안전중시 시스템이라고 부른다. 이러한 시스템에 대해서는 안전성을 확보하기 위한 특별한 노력이 필요한데 이에 부응하여 본 논문에서는 개발 초기 단계부터 안전성을 반영하면서 시스템 설계를 수행할 수 있는 방법을 연구하였다. 특히 안전 메타모델을 활용해서 기능의 고장 탐지를 수행할 수 있는 시스템 설계 방법을 제시하였다. 구체적으로 국제 안전 표준들을 참고하여 안전 데이터를 추출하고, 시스템 모델링 표준 언어인 SysML을 이용하여 안전 데이터 메타모델을 생성한 후, 시스템 설계에서 안전 데이터 메타모델을 효과적으로 활용하는 모델 기반 안전 시스템 설계 방법을 제시하였고, 이를 기반으로 안전요구사항 생성 및 시뮬레이션 방법에 관하여 논의하였다. 마지막으로 사례연구로서 자동차 시스템 설계에서 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션을 통해 기능 고장의 탐지나 안전 요구사항의 검증이 가능한 것을 보여 주었다. 본 연구에서 안전 데이터에 대한 메타모델의 활용을 통해 안전 데이터 및 정보의 구성 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 것과, 메타모델 기반 시스템 설계와 시뮬레이션을 활용하여 설계 오류를 줄임으로써 요구사항에 맞는 시스템 설계를 할 수 있음을 제시하였다.
Built-In-Test(이하: BIT)는 항공기 비행안전을 위해 반드시 필요한 기능으로 항공전자 장비의 경우 95% 이상의 높은 고장 진단능력을 요구하고 있다. BIT가 요구도에 명시된 고장 진단능력을 만족시키는지 확인하기 위해 BIT 성능분석이 필요하다. BIT 성능분석을 위해 FMECA (Failure Mode Effect Critical Analysis)에 기술된 고장모드를 활용하는 방법이 많이 사용되고 있으나, 본 논문에서는 분석 오류를 최소화할 수 있는 전자부품 기반의 BIT 성능분석 방법론을 소개한다. 또한, BIT 성능분석에서 제외될 수 있는 비행안전에 영향을 미치지 않는 전자부품 및 전자부품의 고장모드를 실제 개발사례에 적용하여 불필요한 BIT 기능 구현을 방지하고 정확한 BIT 성능분석을 수행할 수 있도록 하였다. BIT Demo를 수행하여 BIT 성능분석 결과와 실제 BIT 성능이 일치함을 확인하였다.
본 논문은 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘에 관한 연구이다. 자율주행 자동차는 안전한 주행을 위해 신뢰성이 확보된 주행 환경 정보와 차량의 동적상태 정보가 필요하다. 센서 정보의 신뢰성 판단을 위해 본 연구에서는 종방향 기구학 모델기반 슬라이딩모드 관측기를 이용하여 종방향 환경정보와 차량 가속도 정보를 실시간으로 상호 보완적 고장진단이 가능한 예견 알고리즘을 제안하였다. 적용된 슬라이딩 모드 관측기는 종방향 환경정보의 고장신호에도 강건한 입력신호 재건성능을 보이면서 알고리즘의 신뢰성을 확보할 수 있었다. 예견 고장진단 알고리즘의 합리적 성능평가를 위해 네 가지 조건에 대한 실제 주행 데이터 기반 선행차량 추종시나리오를 적용하였다. 성능평가 결과 본 연구에서 제안된 예견 고장진단 알고리즘은 모든 평가조건과 주행 시나리오에 대해 합리적인 고장진단 성능을 보여주었다.
오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 국내 철도산업에서도 철도안전법의 재정을 기점을 철도 산업전반에 걸쳐 많은 환경변화가 이뤄지고 있고 이에 대응하기 위해 철도 안전시스템을 바탕으로 한 안전관리체계를 구축하였다. 한편 다양한 운영체계를 갖고 있는 철도시설 및 운영기관이 존재하는 국가 철도 안전관리체계의 안전규제를 체계화하기 위해서는 체계적인 요구사항의 분석에 따른 시스템 아키텍처의 설정이 요구되고 있다. 이러한 아키텍처의 설정은 현재에 대한 분석과 미래의 철도안전시스템의 특성을 구조화하여 향후 비전을 프레임워크로 표현함으로서 구현이 가능해진다. 본 논문에서는 현재의 안전관리체계의 도입 배경 및 도입 현황에 대해서 분석하고, 안전관리의 방식의 변화에 적절히 대응하는 안전관리체계의 구축을 위해 안전관리체계에 대한 아키텍처를 구현하고자 하며 이때, 모델링을 바탕으로 한 접근을 제시한다.
본 논문에서는 직류 전력계통에서 고장발생시 인덕던스의 변화를 이용한 순간 전류제한기틀 제안하였다. 직류계통에서는 영점교차(Zero Crossing)가 없어 고장전류 차단이 매우 어렵다. 제안된 회로에서는 고장전류를 순간적으로 크게 감소시키고 그 순간 직류 차단기를 open하여 고장전류를 용이하게 차단할 수 있다. 기존 직류차단방식은 dI/dt론 사용하여 마른 시간에 고장여부를 판단하고 고장전류가 커지기 전에 신속 차단하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 dI/dt에 의한 마른 고장판단은 그만큼 불확실성이 커 오동작의 원인이 되기도 한다. 본 논문에서 제안한 시스템에서는 고장전류가 충분히 증가된 후에도 이를 감소시켜 차단할 수 있으므로 고장판단에 충분한 시간을 확보할 수 있어 차단용량을 줄일 수 있고 고장차단 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 제안된 시스템은 교류시스템에 대한 한류기로 활용될 수 있어 장차 활용범위가 매우 크다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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