• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1426-1440
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• 2008

우리나라의 도시부철도(광역 및 도시철도)는 첨두시간대의 집중률이 매우 높은 편이다. 이 경우 도로 교통에서는 차량의 통행시간이 증가함에 따라 혼잡비용이 발생하지만, 운행시격이 정해져 있는 도시철도에서는 열차 내부의 승객 증가로 인해 승객의 신체적 정신적인 비효용(disutility)이 발생함에 따라 승객의 쾌적성이 감소하게 된다. 새로운 노선의 건설, 현재 노선의 보수 및 확장 등으로 인해 도시철도의 용량이 증가하여 승객의 쾌적성이 증가하는 경우 도로 철도 부문사업의 (예비)타당성조사 표준지침 수정 보완 연구(제4판)에서 제시하고 있는 편익 항목으로는 승객의 쾌적성 변화에 따른 편익을 산출할 수 없다. 이에 본 연구에서는 승객의 쾌적성에 영향을 미치는 요인들에 대해 살펴보고, 차량 내 혼잡 완화에 따른 승객의 편익을 산출하고자 한다. 설문조사를 통해 수집된 승객의 지불용의액(WTP) 자료를 이용해 Tobit 모형을 추정한 다음, 승객의 쾌적성 편익을 추정한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.419-425
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• 2015

도시철도 운행시스템에서 외란에 의해 지연이 발생하면 열차 사이에 간격편차가 발생하고 열차운행 상황이 불안정해진다. 따라서 이러한 불안정한 열차운행을 방지하기 위해서는 열차간격을 적절하게 제어하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 상용 도시철도 운행시스템에서 외란에 의해 지연이 발생하는 경우에 안정한 운행을 위하여 간단하면서 효과적으로 적용할 수 있는 열차간격 최적제어 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 실시간 열차간격 편차의 크기에 따라 제어 대상열차를 결정하고 이산 열차간격 모델을 이용하여 대상열차의 정차시간을 조절함으로써 모든 열차가 적정 운행간격을 유지하도록 제어한다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 유효성을 확인한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.29-36
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• 2002

최근 들어 국내 전기철도가 고속 대용량화되고 새로운 전력반도체 기술이 전력변환장치에 채용되면서 이로 인해 AT급전계통에 전압강하 등 전력품질 문제가 대두되고 있다. 지금까지 급전계통의 전압강하 대책으로는 직렬콘덴서(SC)를 주로 설치/운용하였으나 기술적인 한계로 인해 충분한 효과를 달성하지 못하고 있으며 고조파 공진현상도 새롭게 문제시 되고 있다. 또한 신규 전기철도 건설에 따른 전철변전소 위치확보 문제와 운행선로에서의 수송량 증가에 따른 열차 증량편성 및 시격(열차운행시간 간격)단축으로 인한 부하 중대가 예상되고 있으며, 급전사고로 인한 인근 전철변전소로부터의 연장급전 운용 등도 고려해야 하므로 이에 따른 급전시스템의 전압강하 및 전력품질 보상 대책이 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 효과적인 보상대책 설비의 하나로 TSC방식 SVC를 전기철도의 AT 급전시스템에 적용하는 방안을 검토하고 PSCAD/EMTDC를 이용하여 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2019

최근 기존의 격자방식의 해석 방법을 벗어나 해석 영역에 대한 분할을 별도로 고려치 않는 수치기법의 실무적 적용사례가 증가 하고 있으며, 이러한 방식중 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 방식이 근자에 수자원 분야에서도 도입되어 관수로 및 개수로 해석 또는 복합해석 등에 활용된 바 있다. 최초 도입된 무격자방식의 모형들은 주로 복잡한 형상을 지니는 유체기계 등에 활용성이 높았던 바, 큰 규모의 해석 도메인을 가지는 수자원 분야에서의 SPH의 실무적용 평가와 효율성의 확보를 위해서, 본 연구는 국내 댐을 시범 대상으로 하여 SPH 수치해석 툴을 적용하고자 하였다. 분석 대상댐은 국내 P댐으로서 관리수위의 변동은 크지 않으나, 댐 직상류의 만곡이 심하고 다수의 대규모 취수구를 가진 곳으로 상시 발전방류 및 수시 댐 수문방류에 의해 유체의 흐름이 2,3차원의 복잡성을 띄고있기 때문에, 3차원 전산유체역학 Tool의 적용이 적절한 것으로 판단하였다. 해석을 위해 하류경계조건을 댐축과 문비로 설정하였고 상류 1km까지를 해석의 도메인으로 설정하였다. 소요시간을 줄이기 위해 여러 번의 모의를 거쳐 입자의 평균 입경은 0.6m로 제안하고 시격은 1초 미만(평균 0.5초)로 설정하였다. 수문 및 발전방류는 해당댐의 1~2년 빈도 수준에 해당하는 $5,000m^3/s$ 이하의 유량을 기준으로 하여 모의를 수행하였다. 모의의 안정성을 확보한 이후에는 해당 댐지역의 하류영향을 고려한 문비제어를 반영한 다양한 방식의 수문운영 및 취수지점의 순간 수위 영향을 검토하였다. 그 결과로 본 모의에서는 특정한 수문의 운영 조건에서는 댐수위 계측지점과 인근 취수지점 간에도 0.2m 수준의 순간 수위차가 발생할 수 있음을 보였으며, 이는 경우에 따라 취수시설의 일시적 장애요소로 발생할 수 있음을 의미한다. 따라서, 현재의 취수구조물과 문비운영 특성에 따라 발생가능한 취수장애를 줄일 수 있는 운영조건의 탐색을 위해서 수치모의를 추가로 하였으며, 이 때 댐축 상류의 유속분포에 대한 추가 검토도 수행하였다. 다만, 댐에서 방류시 하류조건에 대한 검토는 추후 보강되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1681-1698
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• 2011

시대적 요구에 따라 인천공항철도가 1단계(인천국제공항~김포공항, 40.3km, 07년 3월 개통)와 2단계(김포공항~서울역, 20.7km, 10년 10월 개통)가 단계별로 개통되었으나, 표정속도의 저하로 도로교통과 경쟁력을 확보하지 못하고 수송수요의 저조 등으로 이어져 민간협약에 의한 정부 재정지원은 날로 늘어나 결국 2009년11월 국가에서는 한국철도공사로 하여금 민간지분을 매입하여 정부보조금 지출 축소를 모색하였으나, 정부보조금 지출 비중만 축소되었을 뿐 공항철도를 운행함에 따른 정부보조금은 상당분 지출되고 있는 상황이다. 더우기 2004년 4월 경부고속철도 개통에 따라 고객들도 시간가치의 소중함을 인식하고 대기시간이 길어지거나 운행시간이 길어지는 경우엔 더 빠른 교통수단으로 전환하는 것을 당연시 하고 있으며, 교통정보 전달의 가속화로 출발부터 목적지 도착까지 최적의 교통수단이 무엇인지 파악 후 출발하므로서 여행에 따른 시간손실을 최소화 하려한다. 따라서 공항철도의 고속화는 이 시대의 요구사항으로 당연시 되어 있고 공항철도의 고속화야 말로 타교통수단과의 경쟁에서 우위를 차지할 수 있으며, 인천공항철도 활성화가 가능하고 소외된 경기서북부 및 인천지역의 고속철도 수혜를 확대하는 방안일 것이다. 공항철도 고속화방안은 앞선 검토 자료를 기초로 실제 적용하는데 있어 좀더 구체적이고 현실적인 방안을 모색하고자 본 고에서는 공항철도구간의 고속화 가능구간과 노반, 궤도, 시스템개량에 따른 열차속도향상 효과를 분석하고 각 차량별 즉, 기존 AREX(120km/h), KTX(230km/h), 180km/h급 고속EMU(Electric Multiple Unit) 등의 차량투입에 따른 열차운행 대안을 분석하고 가장 효율적인 열차운전시격 및 열차운행패턴 등을 제시하여 인천공항철도를 이용하는 고객들에게 좀 더 신속하고 쾌적한 운송수단이 되어 새로운 수송수요 창출은 물론이고 타교통과의 경쟁우위를 확보하여 공항철도가 활성화되기를 기대해 본다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.631-637
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• 2012

수서-평택간 수도권과 호남고속철도 1단계사업이 2014년 말 개통됨에 따라 고속철도의 제2의 도약을 맞이하게 되었다. 하지만, 수도권 고속철도 건설기본계획에 준해 고속열차가 설정될 경우 수도권 고속열차와 기존 고속열차의 합류지점인 평택-오송 구간에서 고속선 선로용량의 최대치에 도달하게 되는데, 이로인해 천안아산역의 정차열차 수를 제한을 받게 되며 장기적으로 열차수요가 늘어나면 고속열차를 추가설정 할 수 없는 제약요인으로 작용이 예상된다. 본 연구는 고속선의 신호체계인 TVM430시스템의 열차설정 이론을 기초로 운행시 격 및 열차횟수를 산정방법을 검토한 후, 첨두시간대 병목구간인 평택-오송간의 최적의 열차운행패턴 적용방안을 제시하였다. 또한 적용방안을 운영에 도입할 경우 기대되는 효과와 문제점을 대안별로 분석하여 현 여건에 맞는 단계적 정책대안을 제시하였다. 분석결과 현재의 고속열차 운영시스템에 최소운행시격을 설정하여 병목구간을 운행한다면 추가투자비용 없이 선로용량초과 문제를 해결할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 중장기 열차운영계획 등에 대안들이 반영된다면 고속선 병목구간(MLP, Maxmum Load Point)해소 등 열차운영효율 향상에 기여 할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1-9
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• 2016

열차제어시스템은 지상 전기 중심에서 차상 통신 중심으로 변화하고 있다. 최신의 열차제어시스템인 CBTC 시스템은 차상과 지상시스템 간 양방향 무선통신을 기반으로 높은 간격제어 효율을 가진다. 하지만 지상이 제어의 중심이 되고 있기 때문에 하나의 지상시스템이 허용할 수 있는 열차 투입 대수가 제한되고 차상과 지상제어시스템 간 cyclic-path 제어흐름으로 인해 운전시격 단축에 한계를 가진다. 본 논문은 열차자율주행제어시스템을 위한 간격제어와 차상중심 분산형 연동 알고리즘을 제안한다. 열차자율주행제어시스템은 차상에서 간격제어와 함께 분기제어를 수행하므로 선로와 분기기는 공유자원인 동시에 세마포어 요소이다. 제안된 열차자율주행기반 간격제어는 지상 제어시스템의 제어명령에 의존하지 않고 열차와 열차 또는 선로변 설비와의 직접적인 무선통신을 통해 열차 간격제어를 수행한다. 제안된 연동 알고리즘은 공유자원인 선로전환기가 동시에 두 대 이상의 열차가 점유하지 못하도록 선로전환기 고유 key를 이용한 세마포어 기법을 새롭게 정의한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 열차자율주행제어시스템의 향상된 간격제어 성능을 확인하며, 차상중심 분산형 연동알고리즘과 기존의 연동장치에서 수행하던 여러 연동논리를 비교함으로써 단순화된 연동알고리즘으로 안전한 열차제어가 가능함을 확인한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6274-6281
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• 2015

무선통신기반 열차제어시스템은 차상과 지상과의 양방향 무선통신을 기반으로 실시간 열차간격제어가 가능하므로 운전시격 단축 효과가 있으며 궤도회로를 사용하지 않기 때문에 설비투자를 절감 할 수 있다. 무선통신기반 열차제어시스템에서 가장 중요한 부분인 자동열차방호(ATP: Automatic Train Protection)는 실시간 열차위치 추적을 기반으로 선행열차와 후행열차간의 안전한 간격제어를 수행한다. 본 논문은 도시철도용 무선통신기반 열차제어시스템의 열차간격제어를 위한 전체적인 ATP 열차간격제어 알고리즘과 ATP의 처리속도 향상을 위해 전처리 기반 속도프로파일 계산 알고리즘을 제안한다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘은 사전에 선로와 열차의 영구속도제한에 해당하는 프로파일을 미리 계산하여 가장제한적인 속도프로파일로 활용한다. 만약 운행 중 특정 노선 구간에 임시속도제한이 발생하는 경우 미리 계산된 영구속도프로파일에 임시속도제한을 반영하여 해당 구간의 속도프로파일을 업데이트함으로써 계산효율을 높일 수 있다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 시간복잡도 O-notation으로 분석하였으며 그 결과 기존에 비해 시간 복잡도를 개선할 수 있음을 확인하였다. 또한 ATP 열차간격제어 검증을 위해 열차간격제어 시뮬레이터를 제작하였으며 실험결과를 통해 다양한 운영상황에서 안전한 열차간격제어가 이루어지고 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4D호
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• pp.679-686
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• 2006

현재의 수도권 도시철도는 완행으로만 운행되기 때문에 통행시간측면에서 질 낮은 서비스를 제공하고 있어 시간가치가 증대한 현대 사회인들의 욕구를 충족시켜 주지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 해외 사례 및 기존의 연구를 검토하여 현실에 적용 가능한 급행전철 도입방안을 찾아내고, 기존 노선 및 신설노선에 급행전철 도입방안을 제시함으로써 수도권 도시 철도의 기능회복 및 효율적인 광역교통망으로서의 역할을 수행할 수 있도록 하고자 하였다. 사례연구는 안산선만을 고려 하였을 경우와 안산선과 수인선을 모두 고려하였을 경우를 대상으로 하였으며, Branch & Bound(분기한정법) 알고리즘을 활용하여 열차의 지체를 최소화 하는 스케쥴을 작성 하였다. 열차의 운행계획은 배차시격 3분~10분에 배차패턴(완행:급행) 1:1~3:1로 기존에 설치된 대피선 및 확보된 부지를 고려하여 운행대안을 작성하였다. 안산선만을 대상으로 한 경우 대안들의 평균 결과값을 비교하였어도 표정속도 3.2km/h(7.3%)가 증가하였고, 통행시간은 4.14분(11.6%)가 감소하는 결과를 얻을 수 있었으며, 안산선+수인선의 경우에는 서울방향으로의 접근시간 및 표정속도를 비교해본 결과 수인선 개통시에는 인천 연수구 지역에서 서울로 진입 시간이 5.1~8.1분(8.6~12.5%)이 감소하는 것으로 분석 되었다. 연구를 종합해 보면 안산선과 수인선을 대상으로 급행열차 도입의 가능성을 검토한 결과 현재의 대피선을 활용하여, 간단한 시설의 추가만으로도 급행열차의 운행이 충분히 가능한 것으로 판단된다.