• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.279-286
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• 2018

최근 열차운행의 안전을 실시간으로 감시하고 통제를 통해 사고 및 위험을 예방하는 안전관제 플랫폼의 연구가 진행 중에 있다. 초기 설계에서 기존 분산된 안전 데이터의 통합에 따른 대용량 데이터의 실시간 처리를 위하여 분산 네트워크를 지원하는 DDS통신 방식을 채택하였으나, 안전관제 플랫폼 내부의 서버와 콘솔 간 통신은 기존의 TCP소켓통신을 그대로 적용하였다. TCP소켓통신의 경우 1대1 통신으로 안전관제 테스트베드의 소규모 시스템을 위한 데이터 처리는 가능하지만, 추후 전국으로 확대되면 방대한 데이터로 인해 통신 트래픽이 발생하는 경우 대처가 어렵게 된다. 본 논문에서는 안전관제 플랫폼의 서버와 콘솔 간 인터페이스 방식을 분산네트워크를 지원하는 DDS통신으로 제안하였으며, TCP소켓방식과 DDS방식의 데모를 구현하고 처리량 및 속도 비교 분석을 수행하였다. 그 결과, DDS통신을 적용하는 경우 향후 변경될 수 있는 시스템에 대비하여 확장성과 유연성이 개선된다는 사실을 도출하였다.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.133-144
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• 2018

철도 시스템의 안전성 표준인 IEC 62278은 위험원 분석을 통해서 철도 시스템이 가질 수 있는 위험원을 예방하거나 또는 제어하도록 요구한다. 만약 위험원 분석이 충분하지 않으면 사고가 발생할 가능성이 높기 때문에, 위험원 분석을 보다 철저히 수행할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존의 신뢰성 기반 방법과 시스템 이론적 방법을 상호 결합한 하이브리드 위험원 분석을 제안한다. 제안하는 방법은 기존 위험원 방법을 상호 보완하는 것으로서, 시스템 구성 요소의 고장으로 인한 위험원과 구성 요소들 간의 상호작용으로 인해 발생되는 제어 위험원을 함께 분석한다. 열차간의 속도를 자동 제어하는 다중 적응형 순항 제어 장치의 안전 보호 시스템 개발에 적용한 결과, 기존 방법들 보다 안전 요구사항을 더 많이 추출하여, 위험원으로부터 시스템을 보호함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.367-374
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• 2006

본 연구에서는 국내 철도건널목의 지장물 검지 시스템 및 차단제어 시스템의 운영현황을 살펴봄으로써 기존 시스템의 문제점을 보완할 수 있는 새로운 건널목 제어시스템 및 알고리즘을 제시한다. 국내 건널목 제어시스템의 경우 차량 및 지장물 검지를 통해 단순 입구측 및 출구측을 제어하는 방식으로서 도로 교통과는 연계를 하지 못하고 있는 실정이다. 또한 검지시스템과 차단시스템의 신호연계체계의 미비로 인하여 비효율적이며 안전성이 결여된 건널목 운영을 보이고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 건널목 운영을 위하여 지자계 검지센서와 레이저 검지센서를 통합한 철도 건널목 지장물 진입위반차량 검지시스템과 4분할차단기 알고리즘을 제시하였고, 현장시험을 통하여 본 연구에서 제시한 알고리즘의 신뢰성을 검증하였다. 그 결과 본 연구에서 개발되어진 시스템들은 철도 건널목 제어기기들간의 상호연계가 가능하며, 동시에 차량운전자의 운행 형태를 고려한 차단제어 방식으로 열차와의 충돌사고를 예방할 수 있으리라 기대되어진다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1701-1708
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• 2011

지하철은 대표적인 교통수단으로 하루에도 수십만 명이 이용하고 있어 안전에 대한 관심이 높으며 지하철의 각종 기능실에서의 화재 등으로 이하여 지하철 이용자들에게까지 피해를 입을 수 있는 가능이 제기되고 있는 실정이다. 실제로 2010년에는 환기실에서의 화재로 환기구를 통해 연기 및 유해가스로 인해 인명 피해 및 열차 운행 중단사고 등의 사례까지 보도되기도 하고 있다. 이러한 사고에 대응하기 위해 지하철 역사의 경우에도 최신의 IT기술인 무선센서네트워크기술 및 지능형영상감시기술 등과 접목하여 화재 및 역사 건전성 등을 종합적으로 감시하는 도시철도지능형종합감시시스템 개발 및 연구 중에 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 개발 중인 도시철도 지능형 종합 감시시스템의 현장 역사 적용에 앞서 ZigBee 기반의 무선센서네트워크 성능 시험을 서울지하철 충무로 역사에서 수행하였고, 본 논문에 충무로역사 내부 통신기계실과 환기실, 전기실에서의 ZigBee기반 무선통신환경 시험결과를 정리, 분석하였다. (주)휴텍21에서 개발한 ZigBee 센서노드와 게이트웨이를 이용한 무선데이터 전송 시험 결과, 데이터 전송은 기능실 내의 각종 전자 및 기계설비로 인한 멀티패스 페이딩(multi-path fading)의 영향을 받는 것으로 나타났으며 통신기계실과 같이 여러 개의 작은 공간으로 구분되어진 곳에 대한 게이트웨이의 안테나 및 센서노드 설치 지점 선정 시 이를 고려하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.327-339
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• 2022

본 연구에서는 지하철 승강장에서 열차화재가 발생하는 경우, 승강장 제연풍량 및 제연모드(급기 또는 배기)에 따른 정량적 위험도 평가를 통해 안전확보에 효과적인 제연풍량 및 모드를 제시함을 목적으로 한다. 이를 위해 중앙계단을 갖는 상대식 승강장을 모델로 하여 화재발생 시나리오를 작성하였으며, 시나리오별 화재해석을 수행하여 연기전파특성과 ASET을 비교·분석하고 대피해석을 수행하여 사망자수를 예측하였다. 또한, 시나리오별로 화재사고 발생률(F)/사망자수(N)선도(F/N선도)를 작성하여 제연풍량 및 제연모드에 따른 위험도를 비교·평가하였다. 소방시설 등의 성능위주 설계 방법 및 기준에서 정하는 유해요소(일산화탄소, 온도, 가시거리)에 대한 ASET 분석에서는 가시거리의 영향이 가장 크게 나타나고 있으며, 화재열차의 승강장 진입지연을 고려하지 않은 경우에 풍량을 4 × 833 m³/min할 때 ASET은 약 800초 정도로 분석되었다. 예상사망자수는 화재차량위치에 따라 큰 차이가 있으며, 계단부에 인접한 차량에서 화재가 발생하는 경우에 선두부 차량대비 3배 까지 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 제연풍량이 증가하면 사망자수가 감소하며 배기 보다는 급기방식이 감소율이 증가한다. 급기풍량이 4 × 833 m³/min일 때 예상 사망자수는 제연을 수행하지 않는 경우 대비 13%수준으로 감소하는 것으로 나타났다. 위험도 평가결과, 제연을 수행하는 경우에는 현행 사회적 위험도 평가기준을 만족하는 것으로 나타나고 있으며, 예상사망자수는 제연을 수행하지 않는 경우, 10,000년에 29.9명에서 제연을 수행하는 경우에는 풍량이 4 × 833 m³/min일 때 4.36명으로 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.53-60
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• 2020

철도차량의 대차는 열차 주행을 위한 핵심적인 장치이다. 철도차량의 대차에서 피로결함은 운행 중 기대되지 않거나 과도한 하중, 용접결함, 재료 결함 등의 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다. 철도차량의 사고를 방지하기 위해서 차체-대차연결부의 손상을 검출하고 발생 결함에 대한 정확한 평가가 요구된다. 이러한 철도차량의 차체-대차 연결부는 초음파 비파괴 검사를 통하여 건전성을 확보하고 있으나 결함 발생에 대한 학습기법을 이용한 판정방법이 필요하다. 최근 미세한 결함이나 유사한 결함을 높은 인식율로 검출하기 위하여 딥러닝 기법에 관한 여러 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 차체-대차 연결부의 결함 검출능력을 위하여 용접부의 인공결함 시편에 대하여 데이터베이스 구축하였으며. 웨지형 초음파 센서를 이용하여 차체-대차 연결부에 대한 비파괴 검사를 수행하였다. 부가적으로 인적오류를 최소화하기 위하여 결함판단 학습기법인 합성곱 신경망기법(Convolutional Neural Network)을 적용하였다. 그 결과 합성곱 신경망기법 기법을 이용하여 철도차량의 차체-대차 연결 용접부의 균열을 99.98%이상 균열성 결함으로 판별할 수 있었으며 철도차량 차체-대차 연결부의 비파괴검사시 본 연구의 기술이 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.381-390
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• 2017

국내 원자력발전소의 사용후핵연료는 소내저장시설에 보관되어 있으나 저장시설의 용량 확장이 어려움이 있으며, 연구기관의 연구로에서 발생하는 고준위 방사성폐기물도 자체 보관중이나 영구적으로 저장할 수 없다. 또한 원전의 해체 시에도 고준위 방사성폐기물이 발생할 것으로 예상된다. 이에 따라, 본 연구에서는 현재 개발된 사용후핵연료 운반용기를 사용하여 고준위 방사성폐기물을 가상의 관리시설로 철도를 통하여 운반하는 경우에 대하여 작업자 및 운반경로 주변 일반인의 예상 피폭선량을 평가하였으며, 그 결과를 국내 법적기준치와 비교하였다. 또한, 고준위 방사성폐기물의 상하차 작업 시 작업자와 운반용기 간 거리와 운반사고 시 방사성핵종의 누출율의 변화에 따른 피폭선량의 변화에 따른 피폭선량 추이와 운반에 사용되는 열차의 구성에 따른 운반작업자의 피폭선량 변화를 분석하였다. 본 연구에서 설정한 모든 조건에서의 예상피폭선량은 국내 법적제한치 이하임을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제21권6호
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• pp.109-122
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• 2003

우리나라는 2004년 4월 경부고속철도개통을 앞두고 마지막 준비를 하고 있다. 1964년10월 고속철도를 가장 먼저 개통한 일본을 비롯한 프랑스, 독일 등은 이미 고속철도가 철도교통의 중심은 물론 각국의 교통수송에 높은 비중을 차지하고 있다. 2001년에 일본이 경우 1일 773,951명을 수송하고 있으며, 프랑스는 228,714명을 수송하고 있다. 세계적으로도 고속철도는 2000년 현재 유럽이 15,350km, 아시아는 2,152,9km를 운영 중에 있는데 이는 2010년에는 유럽은 41,350km, 아시아는 4,755.7km로 증가될 전망이다. 특히 아시아는 2005년 10월 개통예정인 대만의 타이페이와 카오슝의 345km를 비롯하여, 중국은 상해~북경의 1,330km를 2008년 ㅂ구경올림픽에 맞추어 개통을 준비하고 있다. 일본, 프랑스, 독일 등 고속철도의 운영국가들은 고속철도수송의 수송량이 급격하게 증가하고 있다. 프랑스는 인기준으로 1996년에 비해 2001년에 49.3%, 독인은 1996년에 비해 2001년에 70.1%의 증가치를 보이고 있다. 철도수송에서의 고속철도의 비중도 높아 인${\cdot}$km기준으로 일본은 29%, 프랑스는 48.3%, 독일은 15.9%를 차지하고 있다. 이러한 고속철도가 발전한 요인은 항공기와도 경쟁이 될 정도의 빠른 속도와 안전, 높은 사회경제적 효과에 기인하고 있다. 고속철도의 비중이 높은 일본의 경우는 개통 이래 현재까지 약 62억명을 수송하고 있는데 사망사고는 한건도 없었다. 또한 1개 열차의 정시도착 오차는 24초에 불과하고, 항공기와도 경쟁력이 될 정도의 속도와 수송능력을 보유하고 있다. 실제로 500~700km구간에서 항공기와 고속철도이 경쟁이 치열한데 고속철도의 분담율이 67%를 차지하고 있다. 이러한 고속철도 발전으로 철도수송의 증가율에도 큰 영향을 미치고 있다. 프랑스와 독일의 경우는 자동차수송보다 철도수송이 최근 4년간 약 10%이상 증가하고 있는 것도 고속철도의 영향에 기인하고 있다. 고속철도의 또 다른 특징으로는 높은 유발수요효과로 일본의 신간선개통전후를 비교해 보면 예상치보다 약 6%~23%의 높은 수요유발효과를 보이고 있다. 이 결과 각궁의 고속철도는 매우 높은 수익성을 기록하고 있는데 일본은 개통 후 3년째 흑자를 기록하였고, 중국도 개통 후 7년에 단년도 흑자를 예상하고 있다. 이러한 고속철도의 발전에 기초해 유럽을 비롯하여, 아시아 등에서 고속철도의 건설이 더욱 가속화 될 것으로 예상되는데, 이러한 새로운 변화의 고속철도시대에 대비하여 우리나라도 장차 건설계획수립, 해외수출, 고속철도의 상호운영 등을 지금부터 계획을 수립하여 집행해야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제5권1호
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• pp.1-20
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• 1995

1993년 3월 부산 북구 경부선 복선 철도 구간에서 지반 침하로 인한 대형 기차전복 참화는 많은 인명 피해는 물론 막대한 재산 손실을 초래하였다. 여기서 관심의 초점이 된 지반함몰 원인은 우선 다양한 재래 지질조사법에 의해 조사되었으며 그 결과 $\circled1$ 선로 하부 약 39m 지점에서 NATA 터널굴착을 위한 화약 발파, $\circled2$ 기반암 경계면의 급격한 변화가 무엇보다 지반 침하에 대한 직접적인 동기가 된 것으로 추정되었다. 그런데 기존 조사기법은 거의 시추 데이터에 의존하기 때문에 현실적으로 주어진 불리한 탐사 여건(예: 선로면 위에서는 빈번한 열차 주행으로 인하여 시추가 불가능함)은 바로 초점이 되고 있는 선로 하부 지반상태 파악을 불가능하게 하였다. 따라서 상기 결여된 지질정보는 우선 함몰 경위에 대한 두사지 가정을 낳게 하였으며 이러한 불확실성은 시공 과실에 대한 판단을 흐리게 하는 계기를 부여한 것이다. 본 논문은 우선 상기 불리한 탐사 여건을 극복하면서 동시에 각 암층 경계면을 고분해능으로 재현할 수 있는 하나의 첨단 물리탐사법 즉, 탄성파 토모그래피 기법을 소개하고 있으며 나아가서 그의 응용 결과는 바로 토목설계 내지 시공설계를 위한 귀중한 기초 자료(예: 탄성파 속도, 탄성율)로 반영될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.491-499
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• 2017

철도 분기기는 철도에 가장 중요한 시스템 중 하나이며, 분기기가 이상이 발생하였을 경우에는 사고가 발생할 수 있다. 분기기의 상태를 검지하기 위해서 밀착검지기를 사용한다. 밀착검지기의 고장은 분기기의 고장으로 간주되어 열차운행에 커다란 장애가 될 수 있다. 분기기 밀착검지기의 고장 특성분석은 분기기의 운용에서 매우 중요하다. 밀착검지기의 운용특성 및 고장특성을 분석하기 위해서, 밀착검지기를 본선(A) 및 측선(B), 분기기 동작 횟수가 10회 미만(C) 및 80회 이상(D)로 분류하였다. 선정된 밀착검지기 140대를 기준으로 밀착검지기 고장특성을 분석하였다. 분기기의 고장은 제어부, 케이블 및 검지센서에 발생하였으며, 이 데이터를 운용 환경(A, B, C, D)에 따라 분류하였으며 각각의 고장밀도함수를 선정하고 모수를 추론하여 사전분포 값을 선정하였다. Bayesian추론을 이용하여 기기의 평균수명과 한계수명(Life expectancy)을 예측하여 밀착검지기 제어부에 대한 교체시점을 제시하였다.