• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.613-618
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• 2007

철도차량의 곡선주행성능은 유지보수관점에서 매우 중요하다. 곡선주행성능과 관련된 대차의 조향성능은 실차를 이용한 실선로 주행시험이 적전하나 차량 개발단계에서는 이를 검증하기가 용이하지 않다. 따라서 차량의 조향 특성을 효율적으로 시험하기 위한 축소 곡선트랙에 대한 연구를 수행하였다. 대차의 곡선 주행을 모사하기 위한 곡률반경 $200{\sim}250m$의 급곡선과 등가인 1/5 scale 규모의 축소 곡선트랙을 설계, 제작하였다. 1/5 scale 대차를 이용한 주행시험 시험결과 곡선 주행특성이 비교적 잘 반영되고 있음을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.494-500
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• 2002

본 연구의 목적은 DGPS와 자이로 센서를 장착하여 무인으로 콤바인을 직선주행, 선회 및 곡선주행, 직진주행 중 1 m 오프셋(offset) 주행시켰을 때, 무인 자율주행의 성능을 분석하고 개선하는데 있다. 콤바인의 무인자율주행 시스템은 콤바인의 현재위치를 인식하고, 주행하고 있는 콤바인의 주행방향을 감지하여 미리 설정된 경로를 따라 자율적으로 주행하며, 주행 중에 장애물이 검출되면 정지할 수 있도록 개발하였다. 콤바인의 무인 자율주행시스템은 DGPS의 입력 신호로부터 콤바인의 현재위치를 결정하고, 자이로 센서의 입력신호로부터 주행방향을 알 수 있다. 또한 장애물의 감지를 위한 초음파 센서, 콤바인의 주행방향을 조정하는 유압 작동부, 좌.우의 조향레버를 조정하는 서보모터 시스템, 마이크로 컴퓨터로 구성된 제어기와 입출력 인터페이스로 구성되어 있다. 콤바인 자율주행시스템의 프로그램은 DGPS 신호, 자이로 센서 등을 수신하는 수신 프로그램, DGPS 신호등으로부터 관련 변수들을 분석하여 콤바인의 조향수준을 결정하고, 유압실린더 등을 제어하는 제어 프로그램과 콤바인의 이동경로를 저장하는 저장 프로그램으로 구성되어 있다. 콤바인의 무인주행 실험결과 RMS 오차는 50 m 직선주행에서 7.52 cm, 20 m 직선주행 후 1 m 오프셋 된 30 m의 직선주행에서 21.85 cm, 20 m 직선주행 후 90$^{\circ}$선회하여 25 m 직선주행에서 7.55 cm, 반지름 23 m의 원주 사분면 곡선주행에서는 25.98 cm로 각각 나타났다. 소 구획의 포장에서 벼는 가로 방향으로 25~30 cm, 세로 방향으로 15~20 cm의 간격으로 심어져 있다. DGPS 신호에 의한 위치 결정을 할 때 자체 오차 10 cm를 고려하여도 콤바인이 직선구간 및 선회구간을 주행하며 수확작업이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 곡선구간에서는 최대오차가 65.5 cm로 매우 크게 나타나, 콤바인을 무인 자율주행으로 수확하기에는 어려움이 있는 것으로 나타났다. 실제 포장은 이론적인 완전한 직선보다는 작은 굴곡이 있는 곡선의 형태가 이루어져 있으므로 주행 오차를 감소하기 위해서는 기계시각을 이용하면 보다 정밀한 조향을 이룰 수 있을 것으로 예상된다. 포장에서 DGPS 신호, 자이로 센서 등을 이용한 콤바인의 무인주행 장치는 무인 수확작업을 위한 가능성을 보여주었고, 일부의 센서의 기능을 개선하면 만족한 성능을 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.909-914
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• 2009

철도차량의 주행안전성과 승차감을 결정하는데 있어서 현가장치는 중요한 요소이며, 현가장치 강성은 차량 설계 단계의 중요한 설계변수이다. 고속에서의 주행안전성을 위해 1차 현가장치에 강한 강성을 부여하는데 이는 곡선 주행성능을 감소시키는 단점이 있어 주행안전성과 곡선주행성능을 절충하면서 현가장치의 강성을 조절하고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 현가장치 강성을 변화시켜 가면서 주행안전성 향상을 위한 현가장치를 최적화하는데 목적을 두고 있다. 현가장치 최적화를 위해 1, 2차 현가장치의 위치 및 길이, 폭, 강성, 감쇠력 등을 설계 변수로 하여 해석을 진행하였다. 현가장치 최적화 해석결과, 1, 2축 내 외측 차륜의 탈선계수 값이 초기 모델과 비교하여 감소한 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.509-515
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• 2010

곡선부에서 도입되는 완화곡선은 곡률을 점진적으로 변화시킴으로써 곡선부에서의 차량의 주행안전성 및 승차감을 향상시킨다. 이러한 완화곡선은 클로소이드, 3차포물선 및 사인반파장 등 여러 종류가 있다. 본 논문에서는 차량의 주행해석을 통하여 3차 포물선과 사인반파장 완화곡선의 주행거동 특성을 분석하였다. 각 완화곡선별로 승차감 평가와 주행안전성 평가를 통하여 각 완화곡선의 성능을 정량적으로 비교하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.948-954
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• 2004

이 연구의 목적은 호남선과 경부선의 기존선 전철화 선로의 곡선부에서 G7 개발차량과 KTX 차량의 속도를 증가해서 주행했을 경우 궤도구조의 성능평가와 주행안전성를 측정 분석한 것이다. 구조안전성과 주행안정성 평가를 위해서 측정기준으로 정립하였으며 계측망도를 구성하여 현장 계측을 수행하였다. 윤중, 횡압과 레일수직, 수평변위, 침목수직변위, 레일응력을 측정하였으며 이 결과를 토대로 궤도구조의 부담력과 열차 주행안정성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.827-832
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• 2013

본 논문에서는 횡압으로 곡선추종성을 판단하였고, 주행안전성은 윤중감소율 및 윤중과 횡압의 비율인 탈선계수로 평가하였다. 고출력 신형 전기기관차의 곡선추종성 및 주행안전성 평가한 결과, 탈선계수는 시험축이 열차의 앞쪽에 위치할 때가 뒤쪽에 위치할 때보다 크게 나타났으며, 탈선계수의 최대값은 경부선 상행선에서 0.572로 나타났다. 횡압은 곡선 선로가 많은 구간에서 크게 발생하여 주행속도보다는 곡선반경에 비례하는 것으로 나타났으며, 최대 축당 횡압은 태백선에서 77.6 kN 까지 발생하였다. 윤중감소율은 영동선에서 47.6 %까지 발생하였다. 최고속도에서의 주행안전성과 최소곡선반경에서의 곡선통과성능이 요구하는 기준을 만족하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1757_1758
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• 2009

본 논문에서는 철도차량의 능동조향시스템 연구를 위한 축소 조향대차의 장애물 검지시스템 구축에 대여 연구하였다. 철도차량에서 능동조향이란 곡선부 주행 시 차륜/레일 접촉에 의한 승차감 저하 및 차륜/레일의 마모와 소음을 줄이고, 고속주행을 위한 조향성능 및 주행안정성을 확보하기 위한 휠셋의 제어기술이다. 따라서 논문에서는 조향제어전략 및 제어기법을 연구하기 위한 축소 차량모델(견인대차와 조향대차로 구성)의 개발과정으로서 자동운전을 위한 장애물 검지시스템에 대한 연구를 수행하였으며 주행실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1718-1719
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• 2008

본 논문에서는 철도차량의 능동조향을 위한 고전 PI 제어기 및 퍼지 제어기를 설계하여 그 성능을 서로 비교하였다. 철도차량에서 능동조향은 곡선부 주행 시 발생되는 승차감 저하 및 차륜/레일의 마모와 소음을 줄이고, 고속주행을 위한 조향성능 및 주행안정성을 확보하기 위한 제어기술이다. 논문에서는 차량 1량을 모델로 하여 측정된 휠-레일의 횡변위(Lateral Displacement) 정보를 토대로 휠의 요모멘트를 제어하는 전략을 사용하여 제어기를 설계하였으며, 시뮬레이션을 통해 제어기 응답 특성을 비교하였다.

• 대한교통학회지
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• 제19권6호
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• pp.119-129
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• 2001

본 연구는 국내의 화물차(이하 트럭) 특성, 도로 조건과 주행 저항이 고려된 트럭 성능 곡선 산출식의 매개변수를 추정하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 국내 대표트럭을 선정하고 경사지 진입속도를 산출하였다. 국내 대표트럭의 선정은 자동차 등록현황 자료를 토대로 하여 트럭 중량/마력비에 대한 누적 분포를 작성하고 이 중에서 주요 차종(적재 중량 11톤 이상)의 총중량은 과적 검문소 자료로 보정하여 이루어졌다. 경사지 진입속도는 도별 평지부 직선 구간을 한 곳씩 선정하여 4차로도로와 2차로도로에서 수집되는 자료를 분석하여 산출하였다. 트럭 성능 곡선 산출식을 정립하기 위해 오르막 한계속도$(V_x)$ 산출식을 정리한 뒤 총중량(W), 엔진성능(P), 경사도(G)는 독려 변수로 k, $f_{rc}$, $f_{rv}$, $\Phi$는 매개변수로 설정하였다. 현장조사를 통해서 오르막 한계속도에 도달한 트럭의 총중량과 엔진성능, 속도, 경사도 등의 자료를 수집하여 매개변수 산출에 이용하였다. 마지막으로 추정된 매개변수를 이용하여 트럭 성능 곡선을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.581-587
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• 2013

반경이 작은 곡선이 종종 존재하는 도시 내에서 운행되는 도시형자기부상열차는 전자석과 레일 사이에 기계적 접촉 없이 곡선주행을 할 수 있어야 한다. 특히, 안내제어가 없는 자기부상열차에 있어서는 승차감을 확보하면서 곡선추종성능을 향상시키기 위하여 차간 댐퍼의 설치가 고려된다. 자기부상 차량용 차간 댐퍼는 곡선 진출입시 차량에 발생하는 요(Yaw) 방향의 진동을 최소화할 수 있어야 함과 동시에, 부상 전자석이 레일과 접촉이 없도록 해야 한다. 본 논문에서는 곡선주행에서의 차간 댐퍼의 승차감과 곡선추종성에의 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위하여 부상제어, 차량, 대차 및 궤도가 포함된 동역학 모델을 이용한 동특성 시뮬레이션이 수행된다. 시뮬레이션을 통하여 차간 댐퍼의 효과가 분석되고 시험 선로에서의 주행시험을 실시하여 해석 결과의 신뢰성에 대한 검증이 이루어졌다.