• 대한교통학회지
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• 제25권2호
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• pp.17-26
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• 2007

철도건널목 인근 신호교차로에서 우선신호의 주목적은 열차가 철도건널목에 도착하기 전에 철도건널목 위의 대기차량을 가능한 신속하게 소거시켜 열차와 철도건널목위의 차량 간의 충돌을 미연에 방지시키는 것이기 때문에, 신호교차로에서의 보행자의 안전이나 차량의 지체시간에 악영향을 미치는 것에는 그다지 관심을 기울이지 않았다. 그로인해, 현재의 우선신호 방법론은 철도건널목 인근 신호교차로에서의 보행자 안전과 교차로의 효율적인 운영에 있어서 심각한 문제를 내재하고 있는 실정이다. 이러한 배경 하에 최근 기존의 표준 우선신호의 문제점을 보완한 전위 우선신호 전략(Transition Preemption Strategy, TPS)이 개발되었는데, 이는 표준 우선신호를 개선한 신호 운영전략으로 현재 철도건널목의 안전수준을 유지하는 동시에 인근 신호교차로의 안전성을 향상시킨 것이다. 하지만, 이 또한 교차로의 효율적인 운영측면은 고려하지 않았고, 또한 열차 도착예측치의 오차를 고려하지 않아 여전히 문제점을 내포하고 있었다. 이 에, TPS의 문제점을 보완하여 개선된 전위 우선신호 전략(Improved Transition Preemption Strategy, ITPS)이 개발되었고, 이는 TPS를 개선한 신호 운영전략으로 현재 철도건널목의 안전수준을 유지하는 동시에 인근 신호교차로의 안전과 효율성을 향상시킨 것이다. ITPS가 철도건널목 인근 신호교차로의 안전과 효율을 개선하는 효과는 있었지만, 이 전략은 차량 및 보행자 교통량, 열차 도착시간 예측오차, 열차속도 등 여러 가지의 요인에 의해 여전히 영향을 받는다. 그러므로 ITPS를 현장에서 실현하기 위해서는 이런 요소들의 영향을 이해하는 것이 필수적이라 할 수 있는데, 본 연구에서는 이 중에서 VISSIM 시뮬레이션 모델을 이용하여 열차속도의 영향을 분석하고자 하였다. 분석 결과, 표준 운선신호나 TPS로 우선신호를 운영할 경우 열차의 속도가 신호교차로의 안전에 영향을 줄 수 있으나, ITPS의 경우에는 교차로 안전상의 문제가 발생하지 않았고, 열차의 속도가 높아질수록 교차로의 지체는 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.231-232
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• 2004

궤도회로를 사용하지 않고 무선통신을 이용하여 지상-차상간 정보를 송수신하고 열차속도를 제어하는 CBTC 시스템에서, 지상장치와 차상장치간의 열차속도 검지 및 열차제어에 필요한 정보교환을 최적화하기 위한 방안에 대하여 검토하였다. 국가연구개발사업으로 추진중인 경량전철 신호제어시스템 개발에 적용하여, 시스템 최적화를 통한 시스템 설계에 적용하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.176-179
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• 2010

본 논문에서는 고속철도 폐색분할 설계를 위한 요구사항을 도출하였다. 경부고속철도 열차제어시스템은 고정폐색방식으로 KTX가 차량의 물리적 특성, 선로환경 등을 고려하여 분할된 폐색구간을 진입할 때, 선행열차의 점유폐색을 기준으로 궤도회로로부터 해당폐색의 열차 진입/진출속도, 운행가능거리, 감속도 등의 운행정보를 전송받는다. 그리고 차상열차제어시스템은 지상에서 수신한 운행정보를 통해 열차제어곡선을 생성하고 열차가 해당폐색의 기준속도를 초과했을 경우, 비상제동명령을 내려 열차의 안전한 운행을 보장한다. 폐색분할은 열차의 안전한 운행을 위해 고정폐색방식에서 수행되는 기본설계로, 폐색분할 설계 결과는 궤도회로를 비롯한 지상열차제어장치의 수량을 산정하는 기준이 된다. 따라서 본 논문에서는 최고운행속도 300km/h로 운행하는 경부고속철도 폐색분할 설계를 기준으로 폐색분할을 위한 입력요구사항에 대해 분석하였다.

• 전기의세계
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• 제39권5호
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• pp.68-75
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• 1990

급속한 경제발전과 이에 대응한 교통인구의 증가로 운송시스템의 속도 경쟁은 날로 심화되고 있다. 그러나, 기존의 차륜구동 시스템은 본질적으로 궤도와 차륜의 마찰에 의하여 추진력을 얻기 때문에 평균 최대속도 250Km/h(상한 최대속도 350Km/h)수준이며 소음, 진동 등의 많은 문제점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 선진 외국에서는 부상식 열차의 개발에 관심을 표명하여 1960년대 후반부터 열차와 공기부상식 열차에 대한 연구를 병행하였다. 1970년대 중반까지 프랑스, 영국, 미국 등에서 개발이 진행된 공기 부상식 열차는 고속 주행 및 환경 문제 등에 문제점이 많아 실용화에는 이루지 못하고 신교통 시스템에 부분적으로 적용되고 있는 실정이다. 그러나 자기부상 열차는 Power Electronics 및 자기관련 기술의 급속한 발전에 힘입어 현재 실용화 단계에 이르고 있다. 특히 자기부상(Magnetic Levitation : Maglev) 시스템은 레일과의 마찰력에 의해 추진하는 방식이 아니기 때문에 본질적으로 고속성, 무공해, 안정성, 신뢰성, 경제성 그리고 승차감이 뛰어나다. Maglev는 레일 표면에서 자력을 이용해서 약 1.0cm 또는 10cm 가량 부상한 상태에서 주행하기 때문에 외부와의 물리적인 접촉이 필요 없어 마찰에 의한 소음, 공해, 마모 등이 없는 대단히 이상적인 미래의 운송 수단으로 각광을 받고 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.473-476
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• 2011

본 논문에서는 열차와 교량의 상호작용과 주행속도에 의해 결정되어지는 진동지속시간과 차체연직가속도 증폭효과를 고려하여 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하고자 하였다. 열차가 교량을 통과할 때의 처짐 형상을 사인파로 가정하고 열차와 교량의 상호작용을 진동전달함수로 표현하여 철도교량의 진동 사용성 허용처짐을 유도하였다. 그리고 진동지속시간을 고려하기 위해 연직가속도 허용기준으로서 진동지속시간을 고려한 교량구조물의 진동사용성기준을 사용하였다. 매개변수연구를 통하여 열차 주행속도의 증가에 비례하여 차체연직가속도는 증가하지만 교량최대변위의 변화는 미미함이 확인됨으로 인하여 차체연직가속도 증가와 동반하여 연직가속도 허용기준역시 증가하는 것을 보정할 필요가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 전개된 철도교량의 진동사용성 허용처짐식에 매개변수연구를 통하여 가정한 가속도 증폭계수를 적용하여 열차의 증속에 의한 가속도증폭효과를 고려하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2612-2614
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• 2003

최근 들어 무선통신환경 하에서 빠른 이동 속도를 갖는 이동체를 위한 빠른 핸드오프 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 열차도 이러한 빠른 이동체의 대표적인 예가 될 것이다. 지금까지 열차제어방식은 선로변 설비인 궤도회로를 이용한 지상과 차상간의 정보전송을 통하여 이루어져 왔다. 이 경우 선로변의 궤도회로에 대한 유지보수 등의 비용이 과다하고, 또한 열차의 위치검지가 궤도회로의 구간별로 이루어지는 등의 단점이 있어 최근 들어 무선통신을 이용한 열차제어 방법이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 미래에는 고속의 이동성을 갖는 열차도 무선통신에 의한 서비스가 될 것으로 예상된다. 이러한 무선통신을 이용한 열차의 서비스를 위해서는 열차의 빠른 이동속도로 인해 무선 기지국 셀 영역들간의 빠른 핸드오프 기술을 필요로 한다. 본 연구에서는 열차제어에 적용 가능한 여러 핸드오프방식들을 분석하였다. 그리고 높은 이동성이 요구되는 고속의 이동체인 열차를 위한 핸드오프 방안을 제안한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.416-421
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• 2008

최근 세계 각국의 고속열차들은 속도 향상 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있으며, 국내에서도 2007년부터 '차세대 고속철도 기술개발 사업'을 통해 최고속도 400km/h급의 고속열차 개발을 진행 중에 있다. 고속열차의 주행속도가 증가함에 따라 이전에는 제기되지 않았던 공기저항, 공력소음 문제, 열차의 교행 및 측풍에 의해 발생하는 압력변동, 터널출구에서 발생하는 미기압파 등의 문제들이 대두되고 있으며 이와 같은 문제들은 열차의 고속화를 제약하는 요인이 된다. 특히, 고속열차의 전두부 형상은 이러한 공기역학적 문제들과 밀접하게 연결되어 있으며, 팬터그래프의 소음 및 안정적인 집전 성능 확보 등도 속도 향상을 위해 반드시 고려해야하는 사항이다. 본 논문에서는 고속열차의 속도향상 노력의 일환으로 진행되고 있는 '공력해석 향상 기술'의 연구 내용과 더불어, 터널 미기압파 저감을 위한 전두부 형상 최적화 결과와 팬터그래프 공력성능 향상을 위한 강건 최적화 결과를 소개한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1012-1013
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• 2008

경부고속철도의 개통과 함께 서울-부산 간 운행시간이 새마을호 기준 4시간 30분에서 2시간으로 단축되는 등 획기적인 시간 절감을 이루었으나 이는 고속철도가 운행되는 지역에 국한된 것이다. 이에 고속철도 비 수혜지역의 운행시간 단축을 위해 기존선 속도향상이 요구되며, 이러한 목적으로 한국철도기술연구원에서는 틸팅열차를 개발하여 시운전 10만Km를 목표로 시험운행중이다. 또한 한국철도공사에서는 이와 유사한 목적으로 기존선 신호시스템인 ATS 시스템을 차상신호시스템(ATP)으로 개량하는 사업이 추진되고 있다. 현재 틸팅열차에는 기존의 ATS(자동열차정지장치) 차상장치만을 장착하여 차량의 성능 확인을 위한 시험 및 시운전을 우선적으로 추진하고 있는 상태이며 이러한 ATS 차상장치는 160km/h 이하의 속도에서만 본연의 기능이 유지되고, 그 이상의 속도에서는 현실적으로 사용이 어렵기 때문에 틸팅열차의 목표속도인 200km/h에서 적합하게 시험하기 위해서는 적합하지 않다. 따라서 한국철도공사에서 추진하고 있는 ATP 구축사업의 지상설비와 연계될 수 있는 ATP 차상장치를 설치하여 시험을 하여야 한다. 본 논문에서는 이를 위하여 ATP 차상장치의 틸팅열차 적용에 대한 연구를 추진한 결과를 발표하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1028-1033
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• 2001

열차주행시 열차의 이동축중에 의한 제도구조물의 동적거동은 열차의 동특성과 열차속도, 궤도의 유형 및 제도재료의 물성치에 따라 변하며 차량과 궤도의 상호작용에 따라 변하게 된다.(중략)

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.878-886
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• 2009

본 논문에서는 열차 운전시 최적의 에너지 효율을 얻기 위해서 GA(Genetic Algorithm)를 이용하여 열차 속도 프로파일을 생성하는 최적 알고리즘을 제시하고 시뮬레이션을 통해 유효성을 보였다. 역간의 열차 운전 모드를 최대 역행, 타행, 최대 제동으로 간략화 시키고 타행지점을 조절하여 열차 운전시 소비되는 에너지를 최소화 시키는 방식을 기본으로 하여, 정해진 거리의 두 역간을 정해진 운전시간 내에 도달하기 위하여 목표 운전시간을 이용하여 적합도(Fitness) 함수를 설정한 후, GA 알고리즘을 적용하여 역간 거리와 목표 운전시간의 두 제한요소를 모두 만족시키는 타행 지점들을 결정하였다. 시뮬레이션 결과 두 제한 요소들을 만족하는 타행 지점이 여러 개가 존재함을 확인하였고, 각 타행지점들에 따른 소비 에너지를 도출하여 에너지 소비량이 가장 적은 타행지점을 선정하여 최종적인 열차속도 프로파일을 결정하였다. 시뮬레이션을 위해 Simulink를 이용하여 열차성능 시뮬레이션 블록들과 GA 블록들을 설계하였다.