본 연구는 차량의 도로이탈을 방지하고, 충격량을 흡수하여 차량 탑승자 및 도로주변의 인도를 횡단하는 보행자를 보호하기 위한 차량용 방호울타리에 관한 연구로서 LS-DYNA를 이용해 탑승자 보호성능 평가시험을 시뮬레이션하였으며, 다양한 속도와 각도를 변경하여 반복 시뮬레이션을 하여 충돌조건에 따른 탑승자 보호성능을 고찰하였다. 시뮬레이션을 위한 변수의 설정은 국내차량 판매대수에 따른 평균차량의 중량을 구하고, 미국 NHTSA의 NASS를 분석하여 실제 사고가 발생하는 속도와 충돌각도구간을 검출하였다. 그 결과로 충돌속도와 충돌각도가 커질수록 THIV(탑승자 충격속도)와 PHD(탑승자 가속도) 값이 증가하는 것을 확인하였으며, 차량이 가드레일의 지주에 걸리는 현상이 발생할 때 탑승자보호성능이 크게 저하되는 것을 확인하였다.
This paper presents a simulation for passenger ship evacuation considering determination of evacuating direction based on walking direction potential function. In order to determine walking direction of a passenger, his/her position in two dimensional plane was adopted as a design variable, and fixed boundaries such as walls and obstacles were adopted as constraints. To solve this optimum problem, a walking direction potential function was adopted as an objective function. This potential function was configured as a kind of penalty function and it contained two components. One is a potential function concerned with the distance to the destination, and other is a potential function based on the effect of walls and obstacles. To determine evacuating direction, this problem was solved by minimizing the walking direction potential function every unit time during the simulation. The crowd behavior of the passenger consisted of the flock behavior, a form of collective behavior of a large number of interacting passengers with a common group. With the proposed algorithm, the test problems in International Maritime Organization, Maritime Safety Committee/Circulation 1238(IMO MSC/Circ.1238) were implemented and the direction of passengers and total evacuation time was analyzed.
본 연구의 목적은 컴퓨터 그래픽 모델을 사용하여 보행 시 족부 관절의 기구학적 특성을 알아보는 것이었다. 모델에서 모든 관전은 단일중심(monocentric), 1 자유도 힌지 관절로 구성되었다. 보행 시 족부의 모션데이터는 4대의 카메라를 사용한 모션측정기로 얻었으며, 이 모션데이터를 피험자의 밭의 크기에 맞게 스케일링된 모델에 입력하여 시뮬레이션을 수행하였다. 첫 번째 발목발허리관절(tarsometatarsal joint)의 운동 범위(range of motion)는 $-8^{\circ}\;\~\;-13^{\circ}$ 이었으며, 발허리발가락관절(metatarsophanlangeal joint)에서의 운동범위는 $-13^{\circ}\;\~\;-48^{\circ}$ 이었다. 발목발허리관절과 발허리발가락관절에서의 기구학적인 데이터는 이전 연구와 비교했을 때 비슷한 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 컴퓨터 그래픽을 기반으로 한 족부 모델링은 족부 관절의 생체역학적 해석을 위한 유용한 방법이라 할 수 있을 것이다.
국내 철도역사는 규모설계 시 4단계 교통수요모델을 기반으로 산출된 1일간의 철도 승 하차 이용객을 기준으로 한다. 하지만 역사기능의 다양화로 비승차객 이용이 증가하고 있다. 이를 반영하여 철도역사 설계 시 비승차객 할증율을 역사 유형에 따라 적용하고 있지만, 적용기준에 대한 구체적인 근거가 미비한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 유형별 철도역사를 대상으로 역사 이용객의 실측자료를 바탕으로 비승차객 할증율을 재산정하고자 한다. 이후 콘코스, 편의시설, 화장실 등이 포함된 철도역사를 대상으로 보행자 시뮬레이션을 통해 설계면적의 적정성평가를 시행하였다. 실측조사에 따른 비승차객 비율을 고려한 역사 설계 시 현황 기준을 적용한 역사 대비 전체 면적이 감소(약 45%)하였음에도 불구하고 시설물 별 적정서비스수준을 만족하는 결과를 도출하였다.
기존 신호최적화모형에서 횡단시간은 직진신호시간에 대한 최소녹색신호시간으로 분석가에 의해 외부에서 주어지게 된다. 이로 인하여 실제로 차량이동류들에 대한 신호시간이 교통량/포화교통량 비에 의해 적절하게 배분되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 횡단시간을 차량이동류와 동등한 이동류로 간주하여 이들을 동시에 최적화하는 신호최적화모형을 혼합정수선형계획법(BMILP)으로 제시하였다. 이를 위하여 차량 및 보행자 이동류들이 교차로를 상충없이 통과할 수 있도록 하는 선형제약조건들과 목적함수들을 구축하였다. 제시된 모형은 적색시간에 발생되는 주 대기차량과 대기차량이 소거되는 동안에 대기차량 후미에서 발생되는 부 대기차량으로 구분하여 이들 에게 발생되는 지체시간의 상대적인 크기를 반영해주는 대기차량을 모형화하고 이를 최소화해 주는 차량 및 보행자를 위한 신호시간을 산정해주게 된다. 횡단시간과 접근로에서의 횡단보도 수 에 따라 구분된 시나리오들에 대한 모형 적용 결과 기존 TRANSYT-7F 보다 신호주기에 대한 비율이 작으면서도 큰 횡단시간을 얻을 수 있었다. 그리고 시뮬레이션 결과 TRANSYT-7F 적용시보다 지체시간이 감소되는 것으로 나타났으며 횡단시간이 클수록 그 감소효과가 큰 것으로 나타났다.
소형 및 저가형 CCD 카메라의 성능은 소형 쿼드콥터의 정밀 추적기능을 구현하는데 있어서 충분한 성능을 갖추고 있지 못하는데 본 연구에서는 덜 정확한 GPS 보다 CCD 카메라를 이용한 보행자와 같은 대상물의 상공에서 강건한 호버링을 유지시키기 위한 방법을 제시하였다. 기존의 연구 대상이었던 고정된 물체가 아닌 보행자를 타깃으로 이용한 UAV의 절대 위치를 추정하는 방법을 제시하였다. 이는 UAV가 산악이나 사람들이 붐비는 공공지역에서 이동할 때 UAV의 절대위치를 인식할 수 있는 방법이 없을 경우 UAV 주변에서 움직이는 물체의 정보를 활용하여 UAV의 절대위치를 보정하는 방법으로 매우 유용하다. 연구를 위해서 보행자의 위치를 알고 있는 것으로 가정하나 실제적인 상황 속에서는 영상매칭을 통하여 그 정보를 수신하는 것으로 해석한다. 본 연구를 위하여 UAV의 위치 추정 불확실성을 정량적으로 나타내었으며, 좌표계 변환을 통한 영상기반의 기하학적 구속 식을 유도하여, 칼만 필터를 적용하여 로봇의 위치를 보정하여 위치 추정 불확실성을 줄일 수 있음을 보였다.
도시 철도는 도시 광역권 교통수단으로, 주요 노선들이 만나는 환승역사의 경우, 역사내 보행 통행시 극심한 혼잡을 야기하며, 승강장 내 교통약자를 포함한 이용객들의 안전사고 위험이 높게 나타난다. 반영구적 도시교통 기반시설로의 도시철도역사는 초기 건설 당시 장기 이용 수요 예측을 실시하지만, 향후 신설 노선 및 환승(예정)역을 정확히 파악할 수 없고 건설완료 이후 토지이용계획이 급변할 경우, 예측 수요와 실제 수요는 상이하게 나타날 수 있으며, 확장이 제한적이고 대규모 추가공사 비용이 요구되기 때문에 도시철도 역사가 지닌 물리적 특성 및 이용자 요구에 따라 효율적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 도시철도역사 구조, 이동 동선 등 물리적 요소와 시시각각 변하는 도시철도 내 이용수요 등 변수를 고려하여 다양한 시나리오에 대한 효과분석이 가능한 도시철도역사 평가용 시뮬레이터 핵심 모형을 소개하고, 해당 시뮬레이터를 활용하여, 사당역 대피 시나리오를 분석하였다. 분석결과, 시뮬레이터 활용하여 유사상황 발생시 입체 공간 상에서 다양한 조건을 고려한 다수의 대피 경로 탐색이 용이하였으며, 사당역의 경우, 대피경로 정보제공을 통해 기존 대비 약 60% 대피시간을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다.
유압 서보 시스템은 구동기 단에서 부피 대비 큰 힘을 출력할 수 있으므로 로봇에 적용 시, 로봇의 팔 또는 다리를 경량화할 수 있다. 이것은 로봇의 동적 특성과 에너지 효율을 향상 시키므로 고출력이 필요한 몇몇의 근력지원용 착용형 로봇과 사족 보행 로봇들은 유압 서보 시스템을 사용한다. 이 로봇들은 사용자나 외부 환경에 순응하기 위해 힘제어를 하는 것이 유리하지만 유압식 로봇은 유압서보 시스템이 갖는 비선형성으로 인해 정교한 힘제어가 쉽지 않다. 본 논문에서는 서보 밸브, 배관 그리고 유압 실린더로 구성되는 유압 서보 시스템의 시뮬레이션 모델을 개발하여 유압 서보 시스템의 힘제어 시 고려해야 할 사항에 대해 분석하였다. 그리고 비선형 모델을 이용한 힘제어 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 효과를 검증하였다.
Purpose: The important things in space plan of a screening center are improving the spatial awareness by space systemization and minimizing the examination time for customers, and reducing the required time of screening work and maximizing the capacity for the screening center. Therefore, we tried to solve the problem of improving spatial awareness and reducing the examination time by using the pedestrian based discrete event simulation at the minimum cost. Methods: We have analyzed the drawbacks and the supplement points by comparing the floor plan at the time of opening and the current floor plan. Based on the analysis, we propose an improved plan which changes the location of the examination rooms and the number of services, and we also verify the improved plan based on simulation analyses. Results: 1) Through the analyses, we derived the drawbacks of the floor plan at the time of opening, and we realized that the current floor plan reflects the drawbacks. 2) The major reasons of the long examination time are the human traffic jam and the occurrence of queues due to unreasonable allocation of services. 3) Through the discrete event simulation analyses, it was possible to specify the place of the queues manually so as to use the given space fairly. 4) Using the discrete event simulation, it was possible to reduce the examination time and to improve the spatial awareness effectively at the minimum cost. Implications: Although the proposed simulation methodology in this paper is an analysis of the existing screening center, we expect that the proposed methodology will be used to develop a more efficient architectural design process by pre-applying the method to the course of designing a screening center and finding the suitability of the proposed method with the matched number of services.
Recently rapid urbanization facilitates development of high-rise building complex including apartment and office building in urban area. Many problems related with high -rise building are reported. Especially, unpleasant strong winds in pedestrian area are frequently encountered around the high-rise building. CFD simulation methods are used to analyze the wind environment of pedestrian level in high-rise building block. However, the results show differences between CFD and measurement. This difference is attributed to improper use of CFD. Conventional CFD simulation for wind environment around high-rise building does not describe the effect of trees, shrubs and plants near ground which affect the wind environment of pedestrian level. Canopy model can be used to reproduce the aerodynamic effects of trees, shrubs and plants near ground. In this paper, CFD simulation methods coupled with the tree canopy model to predict wind environment of pedestrian level in high-rise residential building block were suggested and the validity was analyzed by comparison between measurement and CFD results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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