• 전기의세계
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• 제43권6호
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• pp.35-42
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• 1994

여기서는 주로 신호제어의 면에서 본 열차제어시스템의 기술적 요건과 과제를 개관하고, 구체적인 사례로서 고속열차의 운전제어, 수송력 증강을 위한 운전시격 단축, 무인운전 등 주로 열차속도 제어와 관련한 시스템에 촛점을 맞추어 최근 동향을 소개한다. 특히 경부고속철도에 적용될 프랑스의 TGV의 열차 제어시스템에 관하여 소개하고, 첨단의 컴퓨터 및 통신기술을 도입하여 열차제어 및 운영의 효율화, 다양화를 추구하고 있는 최신 열차제어시스템의 발전 방향을 알아보기로 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6949-6958
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• 2015

무선통신기반 열차제어시스템은 관할영역 내에 운행 중인 열차의 위치정보를 지상시스템에서 실시간으로 수신하고 다시 각각의 열차의 차상시스템에 새로운 이동권한을 제공함으로써 안전한 간격제어를 수행한다. 열차제어시스템의 성능은 최소 운전시격으로 평가되며 그것은 열차제어시스템의 간격제어 성능뿐만 아니라 운영특성 그리고 열차의 특성을 반영하여 계산된다. 본 논문은 무선통신기반 열차제어시스템의 운전시격 계산과 운전시격을 개선하기 위한 새로운 열차간격제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 운전시격 계산 방법은 열차제어시스템 간격제어 성능을 반영한 안전마진 추정을 통해 각각 역간 운전시격과 역 운전시격을 정의한다. 또한 제안된 열차간격제어 개선 알고리즘은 간격제어 개선을 위해 거리와 속도를 포함하는 이동권한을 새롭게 정의하며 선행열차에서 필연적으로 발생하는 제동거리를 이용함으로써 열차의 운전시격을 향상시킬 수 있다. 제안된 운전시격 계산방법을 한국형 무선통신기반 열차제어시스템의 간격제어 성능을 대상으로 시뮬레이션을 수행하며 개선된 열차간격제어 알고리즘과 비교분석 한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 운전시격 계산방법은 향후 무선통신기반 열차제어시스템의 성능 지표로 활용이 가능하며 제안된 간격제어 알고리즘은 기존의 무선통신기반 열차제어시스템의 역 운전시격과 역간 운전시격을 개선할 수 있음을 확인한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.79-84
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• 2013

정거장 또는 차량기지 구내에서 이루어지는 입환은 국내 관련 법규에서 정의, 구분 및 방법이 명확하게 제시되어 있지 않다. 이로 인하여 입환시 충돌사고가 철도차량운전사고 중 가장 빈번하게 발생하고 있다. 따라서 입환 운전시 충돌사고를 줄이면서 효율적인 운영을 위해서는 체계적인 철도차량 안전운전 원칙의 제시가 필요하다. 입환시 충돌사고를 줄이기 위한 연구의 일환으로서, 본 연구에서는 열차운전방식과 입환의 특징을 비교하고, 열차안전운전원칙에 따른 구내운전 안전원칙을 제시하였다. 새로 제안 된 접근 방법은 안전과 효율성의 개선 분석 및 현장 응용 프로그램에서 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1018-1023
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• 2009

본 연구는 도시철도 시스템에서 동일시간에 동력운전하는 열차수를 최소화하여 전기에너지소모의 최대치를 최소화하고자 한다. 이를 위하여 열차동력운전 분산 열차 시각표 작성에 대한 문제를 정의하였다. 정의된 문제를 혼합정수계획(Mixed Integer Programming)모형으로 정식화하고 문제의 해법으로 상용소프트웨어를 활용한 해법과 휴리스틱 해법 두 가지를 제시하였다. 실제 열차시각표에 적용하여 동시 동력운전 열차수를 25% 감소시켰으며 본 연구결과의 유용성을 확인하였다. 이를 통하여 기존 시각표의 서비스품질을 악화시키지 않는 에너지 효율적 열차시각표를 작성하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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• pp.364-366
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• 2007

본 논문은 철도차량이 주행하는 선로에 존재하는 수많은 곡선과 경사, 속도 제한 조건 때문에 열차성능해석 계산시 열차의 견인, 제동 특성이 비선형이기 때문에 해석적인 방법으로 해를 구하는데 어려움이 많은 경제운전 문제를 운행 시간 여유분을 고려하여 에너지 소비를 최소화하는 운전 모형을 제시한다. 경제운전모형을 한국형 고속열차에 적용하여 그 타당성을 입증하였다.

• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.350-357
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• 2001

본 논문은 고정폐색구간에서 차량운전 특성과 속도패턴이 다양한 다종의 열차들이 동일선로에서 복합되어 고밀도 운행을 위한 방법으로, 신호현시에 대한 제반정보를 차상으로 전송 받아 기관실 신호표시반에 신호를 현시 하는 차상신호방식(Cab Signalling System)중에서, 선행열차의 위치, 선로조건 등 지상의 상태정보를 후속열차가 수신하여 열차 자신의 제동특성 등 차량정보와 비교 분석하여 제동거리를 계산하는 distance to go 방식으로 열차운전속도를 제어하는 ATP (Automatic Train Protection) 시스템을 제안하였다. 폐색구간별 고정된 신호속도단계가 부여되는 ATC(Automatic Train Control) 시스템에서는 운행패턴이 같은 단일차종의 열차만 운행하는 구간에서는 일정속도에 의한 폐색구간 분할로 구간내 distance to go 신호체계가 이루어지지만, 차종과 속도패턴이 서로 상이한 복합열차들의 운행구간에서는 안전거리 확보를 위하여 저속열차의 제동거리를 기준으로 폐색구간 분할 및 속도결정이 이루어지므로 ATP 방식보다 운행효율이 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 이를 차량특성과 속도패턴이 다른 3개의 열차를 모델로 하여 열차별 감속도에 의한 제동특성을 ATC와 ATP 신호제어체계에 접목시켜 시뮬레이션을 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.92-98
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• 2010

도시철도 열차운전에서 폐색방식은 동일 선로 상에서 연속적으로 열차가 주행할 때 열차간의 안전을 확보하기 위한 방법으로 오래전부터 사용되어 왔다. 국내 도시철도운전규칙은 상용 및 대용폐색방식으로 구분하고, 이를 사용할 수 없는 경우 기타운전방식으로 정하고 있다. 그러나 국내 일부 도시철도운영기관에서는 다양한 철도환경 변화에 적응하도록 이 법령의 범위 안에서 자체 업무규정을 제정하여 운영한다. 그리고 폐색방식별 운전분류기준에서 도시철도운전규칙 제2조(적용범위)와 도시철도법 시행령 제18조(건설 운영규정의 승인 등) 제1항은 규정내용에 상충되는 문제점을 갖는다. 따라서 승객안전 및 열차의 안전성을 확보하기 위해서는 폐색방식들에 대한 법규의 개정이 필요하다. 본 연구에서는 도시철도차량 운전규칙의 폐색방식에 따른 운전규정 중 폐색방식에 대하여 용어와 시행방법 및 안전상 문제점을 검토하고, 이에 대한 대안을 제시하였다.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.363-372
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• 2018

열차제어시스템의 기능 및 성능 검증을 위해 실제 열차 시험의 전 단계로 시뮬레이터를 이용하는데 이 경우 시뮬레이션 결과가 실제 시험과 얼마나 부합하는 지가 중요하다. 본 논문에서는 열차제어시스템 중 열차자동운전을 담당하는 ATO용 시뮬레이터에 대한 내용을 기술한다. ATO 관점에서 시뮬레이터와의 연결이 실제 열차와의 연결과 동일하도록 시뮬레이터에 실제 열차와 동일한 인터페이스를 구현하여 ATO와 통신하도록 하였다. 또한 시험으로 열차의 특성을 파악하여 열차 모델에 적용함으로써 열차 가감속 명령에 대한 시뮬레이션 상 열차의 반응이 실제와 유사하게 나타나도록 하였다. 시뮬레이션으로 수행한 정차 제어 시험 결과와 실제 본선 시운전 시험 결과를 보임으로써 본 연구에서 도출한 모델의 충실성과 시뮬레이터의 우수성을 보인다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.109-110
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• 2016

본 논문에서는 현재 운행되고 있는 선형 유도전동기의 슬립주파수 고정 방식이 아닌 선형 유도전동기를 이용한 자기부상열차의 슬립주파수와 수직력 및 추진력과의 관계를 이용, 열차의 가감속시 운행패턴에 따라 운행 중 슬립주파수가 가변할 수 있는 슬립주파수 가변패턴을 형성, 선형유도전동기 자기부상시스템에서의 에너지 효율향상 가능성을 검증하였다. 슬립주파수와 수직력, 추진력과의 관계를 이용 슬립주파수 일정 실효치전류제어 알고리즘과 슬립주파수 일정 벡터제어 알고리즘을 사용하여 운전조건과 슬립주파수를 변경하며 운전조건에 따른 가장 효율적인 슬립주파수의 패턴을 형성하였다. 이 후 모의시험과 실차를 이용한 실험을 통해 알고리즘에 대한 정당성과 실제 효율의 증가를 통해 타당성을 검증하였다. 앞선 두 가지 알고리즘을 통해 열차부상에 영향을 미치지 않는 범위의 수직력을 가지는 범위내에서 슬립주파수를 가변 운전 조건에 따른 최적의 슬립주파수에 대한 정보를 기반으로 운행 중 가변하는 슬립주파수를 자동열차운전(ATO)시스템에 적용 모의실험을 통해 그 적용가능성과 효율을 검증하였다.