• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.545-551
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• 2016

본 논문은 철도차량 안전의 핵심 요소인 제동성능을 확인하는 평가방법의 비교와 제동성능에 영향을 미치는 차륜과 레일의 마찰계수의 분포가 감속도에 미치는 영향을 분석하고 열차 편성에 따른 감속도의 분포를 예측하였다. 제동성능의 평가는 실제 운행중인 도시철도차량의 실차 시험을 통하여 제동시 제동거리와 제동시간을 측정해서 감속도를 산출하는 제동성능 평가방법과 UIC 544-1에 따른 제동중량비율을 이용한 평가 방법에 대하여 두 방법을 서로 비교하여 장단점을 살펴보았으며 각 방법의 호환성을 검토하였다. 차륜과 레일의 마찰계수 분포를 검토한 확률적 제동모델을 수립하고 제동성능에 가장 큰 영향을 미치는 차륜과 레일의 점착계수 분포가 열차의 편성에 미치는 영향을 분석하였다. 제동중량비율을 이용한 평가방법은 일정 초기 제동속도를 시험한 결과를 다양한 제동초기속도에서의 제동거리로 환산할 수 있어 열차 신호시스템의 설계나 신규 노선에서의 운전 패턴을 설계 검증할 수 있는 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 보이며 편성에 따른 감속도의 확률적 분포 예측을 통하여 열차분리 결합등 가변 조성시 감속도의 분포를 예측함에 따라 보다 정밀한 열차신호 설계의 기초자료로 활용가능할 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.941-947
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• 2008

철도차량의 제동에는 전기의 회생, 발전을 이용하는 전기적 제동장치와 함께 차륜 답면 및 디스크를 사용하는 기계식 제동장치가 적용된다. 특히 브레이크 디스크의 제동작용에 있어서, 디스크와 마찰패드와의 마찰을 통해 차량의 운동에너지가 열에너지로 변환되며 이때 디스크 표면에는 매우 높은 온도가 집중하게 된다. 이러한 고온 집중의 반복에 의해 디스크 표면에는 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 발생된 열균열은 차량 유지보수성능을 저하시키고 최악의 경우 대규모의 사고를 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 보다 높은 내열성을 갖는 브레이크 디스크 소재를 개발하기 위한 과정의 일환으로 재료의 내열성 비교시험절차를 구축하였다. 또한 현재 새마을호 및 무궁화호 열차에서 사용되는 브레이크 디스크 재질을 이용한 시험을 통해 시험 절차의 효용성을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1943-1952
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• 2011

철도차량의 제동장치는 움직이는 차량의 운동에너지를 다른 형태의 에너지로 일부 또는 전부를 변환시켜 속도를 감소시키거나 멈추게 한다. 이를 위해서는 정확한 제동력이 요구되며 특히 대향 운송 수단인 철도차량에서는 매우 중요한 장치로 여겨지고 있다. 이러한 제동력 산출의 기준이 되는 값이 바로 제동거리이다. 철도차량이 제작되어 영업운전에 투입되기 전 수십 차례의 제동거리 측정시험을 통해 그 차량에 맞는 제동력이 결정된다. 제동거리는 차량과 레일 조건에 따라 변화하며 그 요소로는 차량의 중량, 제동 직전의 속도, 제동디스크 온도 및 레일 상면의 상태 등이 있다. 본 연구는 이러한 요소들에 어떻게 제동거리에 영향을 미치지는 실제 시험결과를 통해 고찰하고자 한다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권11호
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• pp.171-178
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• 2015

디스크 커버는 브레이크 디스크 및 캘리퍼를 보호하기 위해 설치하고, 고객에게 인도되기 직전에 제거된다. 본 연구에서 디스크 커버의 온도는 주행 시험 차량(2000cc, 디젤)을 대상으로 측정되었다. 주행 시험(120km/h-제동(0.3G)-정지-120km/h-제동(0.5G)-정지)에서 측정된 최고 온도는 디스크 커버 상부에서 $260{\sim}270^{\circ}C$이었고, 디스크 커버 주위에 상당한 변화를 보였다. 이는 고온 디스크로부터 커버로의 주요 열전달이 대류를 통해서임을 커버 주위의 온도 분포로부터 추론 할 수 있다. 즉, 마찰 제동에 의해 발생된 고온의 공기가 디스크 커버 상부까지 올라간 것이다. 그리고 주행 시험 중에 디스크 커버의 상부 영역만이 용융되었다. 디스크 커버의 두께를 0.7mm부터 1.0mm로 증가시키고, 마스킹 테이프 1장을 디스크 커버 상부 영역에 부착하였다. 그 후에 디스크 커버는 주행 시험 시 마찰 제동에 의해 형성된 고온의 공기에도 변형되지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.379-382
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• 2011

발전용 가스터빈 초기 구동용 시동시스템의 제동특성 평가를 위해 시동모터 단독 무부하 시험과 엔진 장착 부하시험을 수행하였다. 시동모터의 제동저항 용량 차이에 따른 제동 성능의 실험적 평가를 통해 가스터빈 시동과정 중 비상정지 상황에서 안정적인 제동특성을 확보하기 위한 정량적 데이터를 확보하였다. 본 연구를 통해 가스터빈의 시동 신뢰성과 안정성을 제고하기 위한 최적의 시동모터 제동저항 선정이 가능하게 되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2373-2375
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• 2002

전자 제어식 미끄럼 방지 제동 장치(ABS, Anti-lock Brake System)를 장착한 차량의 실차 제동 시험은 시험용 차량을 비롯하여, 많은 분석장비를 필요로 한다. 이러한 고가의 장비는 구하기가 어려울 뿐만 아니라 사용방법을 학습하는 데에도 상당한 기간을 필요로 하므로, 개발중인 ABS에 대하여 적용해 보기에는 그 사용에 제약을 받는다. 본 논문에서는 개발중인 미끄럼방지 제동 알고리즘과 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)를 대형 버스에 장착하여, 저 점착 노면에서 주행 시험을 시행하였고, 그 주행 기록의 분석을 위하여 DAS(Data Acquisition System)를 구현하였다. 개발 ABS 알고리즘 및 ECU의 기능과 성능 검증이 목적인 DAS는 부가적인 센서 및 고가의 장비를 사용하지 않고 제어보드와 휴대용 노트북 컴퓨터를 이용하였다. 고정밀도의 자료를 획득할 수는 없었지만, 개발 DAS를 이용한 차량 실차 제동 시험은 경제적이면서도 효과적인 ECU 및 알고리즘의 성능 분석을 이룰 수 있었다. 특히 개발 DAS는 제어 및 Data Acquisition을 동일한 보드를 사용하여 구현함으로써, ABS 장착 실차 주행 시험 결과를 제어알고리즘에 즉각적으로 반영시킨 수 있었다. 이러한 One Board System 및 On-Vehicle Programming을 이용한 방법은 개발 알고리즘의 빠른 Debugging 및 파라미터 조정(Tuning)을 가능하게 하였으므로, 실차 제동 시험을 위한 한정된 기간 내에 개발 ABS ECU 및 제어 알고리즘의 성능을 효과적으로 검증할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1555-1556
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• 2011

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2320-2322
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• 2004

전자제어식 미끄럼방지 제동장치 (ABS, Antilock Brake System)는 차량의 급제동시 발생할 수 있는 바퀴의 슬립을 방지하여 차량의 제동거리를 단축시키고 주행 성능을 향상시키는 차량 내 안전장치이다. 지난 몇 년 동안 공압식 제동시스템을 사용하는 대형차량에 적합한 미끄럼방지 제동 제어기를 연구해 왔다. 이 제어기는 바퀴의 슬립율과 그 변화량을 이용한 제어 법칙을 유도하여, 제어 파라미터로 사용하고 있다. 이러한 제어 파라미터의 튜닝에는 맡은 반복적인 실험이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 차량의 제동을 실시간으로 모사 할 수 있는 HILS (Hardware In-the Loop Simulation) 시스템을 개발, 구축하였다. 개발 HILS는 공압식 브레이크 시스템 및 14 자유도를 가지는 차량 동역학 모델 및 타이어-바퀴 동역학을 소프트웨어 모델로 사용하고, 개발 중인 전자제어식 미끄럼 방지 제동 제어기를 하드웨어로 사용하여, 바퀴속도 센서 신호 모의 장치 및 공압 엑추에이터 모의 신호등의 인터페이스 장치를 사용하여 제동중인 차량의 상태를 실시간으로 시뮬레이션 및 감시할 수 있다. 이 개발 HILS를 이용하여 제동 제어기의 제어 파라미터의 튜닝을 짧은 시간에 성공적으로 끝낼 수 있었을 뿐만 아니라, HILS 실험을 마친 제어기는 미끄럼 방지 제동 시험장에서 실차 주행 시험을 무사히 마침으로써, 개발 기간과 비용을 절감할 수 있는 하드웨어를 이용하는 시뮬레이션의 효용성을 간접적으로 증명하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1349-1351
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• 2004

경부고속전철에서 사용되는 제동시스템의 성능 및 특성을 종합적이고 효율적으로 확인하기 위하여 차량 내에 상시 계측시스템을 구축하였으며, 차량의 제동과 관련된 측정과 평가는 경부고속전철이 상업 운행을 하는 차량이므로 구성품의 변경을 가져오지 않는 범위 내에서 수행하였다. 경부고속전철의 차량 내에 설치된 계측장비와 Lab VIEW로 개발된 계측프로그램을 이용하여 제동관련 데이터를 실시간으로 감시하고 측정하였다. 또한 차후에 분석프로그램을 통해 제동시스템의 성능 및 특성을 알아보기 위해 시운전 시험 중에 제동관련 데이터를 실시간으로 저장하였다. 본 논문은 경부고속전철의 전기제동에 대한 설계치와 실측치를 서로 비교하였으며, 이에 제동시스템의 성능을 정확하게 확인하고 검증할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1624-1633
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• 2009

철도차량의 제동장치란 차량의 운동에너지를 열 에너지로 변환시켜 대기중으로 방출시킴으로써 차량의 속도를 감속하거나 멈추게 하기 위해 설치한 장치로써 철도차량의 안전한 승객 및 화물 운송을 위하여 제동시스템의 성능 확인은 운영처의 주된 관심사가 되고 있다. 또한 일부 운영처는 차량에 적용된 제동시스템의 성능 지표인 제동중량 (Braked Weight) 값을 차량 외환에 기입하도록 요구하는 등의 제동시스템 성능입증은 중요한 요소가 되고 있다. 특히 해외 수출된 이란동차는 편성당 2개의 디젤 엔진(800HP)을 추진 동력원으로 하여 이란현지 승객을 운송할 목적으로 제작, 운영되고 있는 4량 l편성의 디젤동차 (Diesel Multiple Unit, 이하 DMU)이며 적용된 제동의 종류는 운전자의 제동핸들(Mascon) 조작으로 발생한 제동지령이 제동제어장치(BCU) 전달되어 발생되는 제동인 주제동(Direct Brake)과 제동제어장치(BCU) 제어불능 등의 경우에 사용되는 백업(Back-Up) 제동인 보조 제동(Indirect Brake)로 구성되어 있다. 주 제동 및 보조 제동의 성능은 운영처의 영업운행 선로에서 규정된 속도에서 규정된 제동거리를 만족하는지의 제동거리 측정시험을 통하여 확인되나, UIC 승인 받은 제동부품으로 시스템을 구현한 이란 동차 보조 제동(Indirect Brake)의 경우 UIC 544-1 규정에 의한 제동중량(Braked Weight) 값을 산출해야 정확한 성능 확인이 된다. 따라서 본 연구에서는 이란동차에 적용된 UIC 보조제동 시스템에 대한 성능을 확인하고자 UIC 544-1에 의거 제동중량(Braked Weight) 값을 산출하고자 한다.