• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.41-47
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• 2006

최근 전기철도에 고속화 기술이 적용되고 열차 구동장치 및 제어계통에 전력용 반도체 소자가 사용되고 있으며, 전기철도 구동시스템의 주요 구성장치인 인버터와 컨버터의 동작을 제어하는 전력전자 소자의 이용은 고조파를 발생의 원인이 된다. 이러한 고조파는 통신장해 및 전류, 전압의 전력품질 저하 등 여러 가지 문제를 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 인천 국제공항에 설치되고 있는 경전철 전력설계의 전력시스템 평가 및 개발을 통해 상위 계통에 미치는 영향 및 전력시스템에서 발생할 수 있는 장애 요인을 사전에 예측 계산하여 이에 대한 대책을 마련하여 전력품질 향상에 목적이 있다. 인천 국제공항청사 내의 전력시스템의 전력품질 문제 접근에 있어 경전철이 운행될 경우 발생할 수 있는 여러 문제 중 특히 전압강하 및 전압불평형에 영향을 미치는 고조파 발생에 대해 분석하였다. 고조파 분석은 IEEE 519-1992(IEEE 141-1993과 동일) 기준에 의거하여 행하였다. 또한 인천 공항청사의 운행되는 경전철은 동적 전력시스템 해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC 모델링하고 이의 시뮬레이션 결과를 이용하여 고조파 분석을 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.145-154
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• 2005

Traffic accidents at highway-rail crossing result in larger social and economic damages than the accidents at the typical highway intersections. The traditional control and warning systems of the highway-rail crossing have limitations in that 1) they do not recognize the differences of the trains' arrival times because they rely on the distance-based control system, rather than the time-based one, and 2) thereby they usually cause longer delays of vehicles and pedestrians at the highway-rail crossings. The objective of this study is to develop a time-based railroad crossing control system which takes into account the speed and expected arrival time of trains. using the spot speeds and acceleration rates of trains measured at three points, the developed system was found to be able to accurately estimate the arrival time of train. VISSIM simulation package was utilized to compare system effect of the developed time-based railroad crossing control system with that of the conventional distance-based one. It was found that the developed time-based railroad crossing control system reduced the average travel time, maximum delay length, average delay time, and average number of stop-experienced vehicles as much as 7.0$\%$, 75.6$\%$, 12.7$\%$, and 60.0$\%$, respectively, compared with those from the conventional distance-based one.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.396-405
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• 2009

열차제어 지상신호시스템에서 핵심적인 철도보안기능을 수행하는 연동장치는 철도산업의 안전성 확보 지침에 따라 높은 안전성과 신뢰성을 갖추어야만 한다. 따라서 연동장치는 높은 안전성과 신뢰성을 달성할 수 있도록 실시간 운영체제 및 그 구성 하드웨어의 랜덤 고장에 대처하기 위한 Fail-Safe형 다중 제어시스템으로 구성된다. 이러한 구성에서는 운영자 인터페이스를 포함한 다양한 장치와의 메시지 교환을 위한 인터페이스 가능을 구현하기 어려운 특성이 존재한다. 본 논문에서는 연동장치와 상위 인터페이스 설비간의 통신기능을 구현하기 위한 Dual Ethernet 네트워크 구성 및 DPST (Dual Packet Seamless Transfer) 통신 프로토콜을 제안한다. 제안된 시스템의 구성에서는 특정 네트워크 장비의 랜덤 고장이나 통신오류에 강인한 특성을 보이며 통신채널의 장애를 검출할 수 있는 기능이 추가되어 설비의 유지보수에 효과적인 정보로 활용될 수 있음을 실험적으로 검증한다. 제안된 네트워크 구성 및 운영 프로토콜을 현대제철 전용철도용 전자연동장치에 구현하고 그 성능과 특성을 유럽표준규격 EN50159의 지침을 토대로 타당성을 분석한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.921-927
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• 2012

In this paper we deal with a hydraulic tilting actuator to make a diagnosis of load characteristic acting on the tilting actuator of the tilting train. Tilting actuator in the tilting train plays a role of making tilt of the train when the train runs a curve section to make the train run without deceleration. However in the process of tilt the tilting actuator is affected by the load acting on the actuator, which has a possibility to make bogie vibration. In order to figure out the effect of the load on the tilting actuator a hydraulic tilting devices that are capable of tilting the train is proposed. The proposed devices are installed in the front bogie and in the rear bogie to make tilting of the train. The devices are consist of sensors that measure the load capacity of the actuator and displacement of the hydraulic cylinder stroke, control blocks to make synchronization of the two actuators, user interface block to monitor the status of the actuators. The effectiveness of the proposed hydraulic tilting actuators is presented by the experimental evaluation using actual tilting train.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권2호
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• pp.65-72
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• 2019

In long freight trains, there is a brake time delay in neighboring freight cars, which causes damage and fractures in the couplers, especially at their knuckle. A problem in the couplers of the cars can cause derailment and damages of human life and property. In this study, maximum forces on the couplers are studied when a long freight car brakes with the brake delay time and coupler gap. We make a dynamic model of 50 freight cars and couplers, applying contact between the couplers and a characteristic curve to express the force and displacement of the buffers using SIMPACK, which is a multi-body dynamics program. We use EN 14531-2, which is a standard of freight car brakes, to verify the dynamic model. Then, we compare the analyzed impact force with the coupler knuckle standard after applying the two carriages of a locomotive in the model based on the dispersed double head control system. The result shows that all coupler gap conditions satisfy the infinite lifetime of the material when the brake delay time is 0.1 second.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.352-362
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• 2016

오늘날 산업 기술의 발달에 따른 고도화로 인해, 최근 우리 사회에 고속열차에 이어 무인운영 도시철도에 이르기까지 다양한 열차 시스템들이 개발 및 운용되고 있는 추세에 있다. 특히, 본 연구에서 대상으로 다룬, 도시철도 도메인에서는 기존 철도차량에 대해서 신호 제어 시스템을 운용하는 환경에서 보다 복잡화된 운용개념을 지원하기 위한 신규 신호 시스템 체계의 도입이 필요로 하고 있다. 또한, 기존의 존재하지 않은 컨셉을 바탕으로 개발되는 신호 시스템은 철도를 이용하는 승객들의 인적 피해를 최소화하기 위한 노력이 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 신규 시스템 개발에 참여하는 다양한 도메인 엔지니어로 하여금 동일한 시각 제공과 통합된 방법론을 바탕으로 효율적인 신호시스템 설계 및 안전 활동을 위한 방법론을 제시 하고자 한다. 따라서, 서로 상이한 도메인 영역의 연계성 확보를 통해 향후 신규 시스템 설계시 보다 안전성 확보를 통한 설계적 무결성을 확보할 수 있는 방법론이 될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.32-38
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• 2020

화차 제동은 공기 제동관의 압력변화를 이용해 제동 체결과 완해를 반복적으로 작동하여 수행한다. 화차 공기 제동 완해 불량은 기관사의 제동완해 취급 후에 제동 제어밸브의 오작동으로 인해 부분적인 제동체결상태를 의미한다. 이 현상은 화차 주행 동안 차륜 찰상과 열손상을 발생시킴으로서, 차륜파손 또는 열차 탈선사고를 일으킨다. 따라서 화차의 운행 지연 및 사고방지를 위해서는 공기제동 완해불량을 방지하는 체계적인 연구가 중요하다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 철도운영기관의 제작과 기능요구사항을 고려하여 완해불량 방지밸브를 개발하였다. 또한 본 밸브의 내구성 시험은 화차제동성능 시뮬레이터 성능시험기를 이용하였으며, 이의 작동성능은 반복적인 제동과 완해불량 조건하에 공압이력으로부터 평가하였다. 본 밸브의 보증수명은 화차 주행동안 제동횟수를 고려하여 무고장 시험기법에 준하여 12개 시제품에 대하여 총 16만회 성능시험을 수행하였다. 내구성 시험동안 본 밸브의 공압 입력 시간과 출력시간 및 출력속도의 차이는 거의 일정하였다. 본 밸브의 보증수명은 신뢰수준 95%에서 59,860회이며, 화차 대차에 본 밸브를 설치할 경우에 요구조건인 4년간 고장없이 운용될 수 있음을 의미한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.458-465
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• 2017

철도신호장치는 열차의 진로 및 간격제어를 수행하여 위험측 오동작이 발생하는 경우 열차충돌 또는 탈선 등 심각한 사고의 원인이 되므로 철도시스템의 안전핵심장치이다. 철도적용 신뢰성, 가용성, 유지보수성, 안전성에 대한 국제표준에서는 철도신호장치와 같은 안전필수장치에 대해서는 기능안전을 보증토록 하고 있으며, 기능안전은 장치의 고장률을 통해 정량적으로 신뢰성과 안전성을 예측 및 입증토록 권고한다. 기술발전과 함께 철도신호장치의 첨단화가 가속화되고 있으며, 과거 실용사례가 있는 장치에 대해서도 운영시나리오를 반영한 특화된 사용자 요구사항이 요구되어 사실상 철도신호장치의 신뢰성과 안전성은 적용사례별로 차이가 발생한다. 따라서 철도신호장치의 신뢰도는 국제표준에 따라 사용시점의 초기고장률을 표준에 의해 예측하고 일정기간 영업운전 동안 발생된 고장정보를 통해 예측치를 입증해야 한다. 본 논문은 신뢰도 예측에 의한 초기고장률 입증을 효과적으로 수행하기 위한 방안을 제시하며 운행 중 발생된 고장정보의 수집과 통계처리 방법을 제시한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.70-81
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• 2024

본 연구에서는 진동원으로서 교통하중(고속열차)에 대해 수직 방진기능과 수평 면진기능을 조합한 3차원 하이브리드 면진시스템(Tridimensional Hybrid Isolation System, THIS)을 제안하였고, 고속열차 진동에 대한 THIS의 수직 진동 사용성 개선 효과를 해석적으로 평가하였다. 해석을 위하여 실제 16층의 공동주택을 상용구조해석프로그램의 고유치해석과 침실 바닥판에 대한 펄스 응답 분석을 통해 주요 진동모드를 식별하였고, 이 주요 진동 모드를 가지고 바닥판의 수평과 수직, 회전 자유도를 가지는 16개 층의 골조 모델을 제작하였다. 해석방법은 실제 고속철도가 통행할 때 철로와 인접한 구조물에서 계측한 가속도를 진동원으로 적용하고 THIS의 강성과 감쇠비를 변수로 상태-공간방정식을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 기존 구조물의 수직 고유주기 대비 THIS의 수직 주기가 커질수록 층별 바닥판 응답이 저감되기 시작하는 임계 주기비가 다르고, 주기가 5배 이상(0.006 이하의 강성비)일 때 모든 바닥판의 가속도 수준이 비면진 대비 약 70% 이하로 감소하였다. 또한, THIS의 감쇠비에 대한 응답 제어에 미치는 영향이 매우 적은 것으로 나타났다. 마지막으로 THIS에 대한 수직 진동 사용성 개선 효과를 확인하기 위하여 비면진 구조물과 0.006의 강성비와 0.03의 감쇠비를 가지는 THIS가 적용된 구조물에 대하여 1층과 16층 바닥판 가속도를 AIJ, SCI, AISC 진동 사용성 기준에 따라 평가하였고, 기존에 주거지 사용성 기준을 만족하지 못한 데 반해, THIS 적용 후 주거지 사용성 기준을 모두 만족하는 것을 확인하였다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제39권3호
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• pp.129-138
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• 2016

The train-centric control systems development has some distinct points in that a big size of government budget is in general expended in there and the development duration seems to be long. In addition, the changes are ever made continuously in the capability and operational requirements for Trains. Thus, the impact of the potential changes in the required operational capability on the development activities can induce some type of project risks [7]. As such, proper management of project risk has been one of crucial subjects in the train systems development. All these notes combined together make it the significance of the safety management process be raised further up in the train-centric control systems development. As such, the underlying safety management process should be capable of appropriately handling the potential risks that can be created due to the unexpected changes and the long-term development period. The process should also be complemented for the safety consideration of train-centric control systems, for instance, stop. To study these aspect is the objective of the paper. To do so, a step-by-step approach to analyzing the safety management process is first presented. Then, to enhance the process some necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. Then, to pursue some enhancement on the process, a set of necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. The resultant process is further analyzed and tailored using a design structure matrix method. The resultant process is applied in a train-centric control development as a case study.