• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.323-330
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• 2020

본 논문은 자율차량 안정성을 위한 도로 거칠기 기반 제동압력 계산 시스템을 제안한다. 제동압력 계산 시스템는 차량의 전방 이미지를 랜덤 포레스트의 입력에 맞게 가공하는 이미지 정규화 모듈, 기상정보와 이미지 정규화 모듈에서 정규화된 차량 전방 이미지를 입력으로 사용하여 차량이 주행 중인 도로의 거칠기를 구별하는 랜덤 포레스트 기반 도로 거칠기 분류 모듈과 도로 거칠기에 따라 차량에 적용되는 마찰 계수를 수정하고, 전방 차량에 따라 최적 주행을 유지하는 브레이킹 강도를 결정하는 차량 브레이크 압력 제어 모듈로 구성된다. 본 논문은 제동압력 계산 시스템의 효율성을 검증하기 위해 제동압력 계산 시스템에 사용되는 랜덤 포레스트 모델을 중심으로 실험이 진행되었다. 실험 결과, 랜덤 포레스트 모델의 정확도는 SVM보다 약 2% 높았고, 정확한 랜덤 포레스트 모델 구성을 위해 7개의 특징이 중복 허용 임의 추출되어야 한다는 결론이 도출되었다. 따라서 제동압력 계산 시스템은 차량이 제동해야 하는 상황에서 정확성 모두를 만족할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.541-549
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• 2018

본 연구에서는 국내 화물 및 여객차량들을 견인하는 디젤전기 기관차의 제동에 따른 동적 거동을 분석하기 위하여 제동장치에 영향을 미치는 마찰계수, 제동압력, 주행저항 등을 시험하였다. 마찰계수는 UIC 541-4를 참고로 Dynamo 시험을 수행하였으며 시험결과는 다변량 회귀분석을 통해 제동하중, 제동초기 속도와의 관계를 분석하여 제시하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하였으며, 제동밸브와 배관의 특성을 반영하기 위하여 시간에 따른 제동압력 변화를 대상 차량에서 측정하였다. 차량에 작용하는 외력을 반영하기 위하여 EN 14067-4의 타행시험을 수행하고 2차 다항식 형태의 주행저항을 제시하였다. 도출한 주행저항을 동일 차종에 대하여 각 국가별로 사용하고 있는 주행저항들과 비교하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 디젤전기기관차의 동적 거동을 EN 14531-1에서 제시된 시간적분을 이용하여 해석하였다. 해석 결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 각각 차량의 속도이력 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과들은 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 파라미터들을 분석하고 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.113-120
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• 2016

본 연구에서는 좌/우 편제동을 통해 차량의 요 모션을 제어하는 제동 기반 요모멘트 제어 시스템에서의 가상 제동 압력 센서를 개발하였다. 제동 압력을 추정하기 위해 유압시스템을 경험적 방법으로 모델링하였고 이를 기반으로 요레이트 피드백 제동 압력 관측기를 설계하였다. 차량 요레이트 동역학에 존재하는 외란의 영향을 최소화 하기 위해 외란 적응 기법, 외란 축소 기법 및 최적 이득 기법을 관측기 설계에 적용하였고 그 방법들 간의 성능 비교 및 검증을 HILS 를 통해 수행하였다. 그 결과 외란 축소 방식의 견실 관측기의 압력 추정 성능이 일반적인 Luenberger 관측기 대비 가장 우수하였으며 그 원인에 대해 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.61-69
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• 2020

본 논문은 국내 고속형 화물열차에 적용되는 P4a 분배밸브를 갖는 화물열차의 장대 편성시 제동특성에 관한 것이다. 제동신호가 열차의 끝단까지 연결된 제동관을 통해 공기압력으로 전달되는 화차의 제동은 열차 길이와 사용된 밸브 등에 따라 영향을 받기 때문에 실험적 방법으로 확인한다. 장대화물 열차의 제동 특성은 평상시 운영의 약 2배인 50량으로 구성한 화물열차의 비상제동과 상용제동의 시험을 이용하였다. 1, 10, 20, 30, 50번째 차량에서 제동 실린더 압력이 측정되었다. 열차의 길이가 길어질수록 후방의 차량은 제동이 늦게 체결되는 제동지연 현상을 확인하였으며 특히 비상제동시 차량간 충격이 클 것을 예상할 수 있었다. 제한된 시험의 결과를 보완하고 향후 제동거리 계산을 위해 열차를 구성하는 모든 차량에서의 제동 압력을 예측할 필요가 있다. 제동시 각 차량에서의 압력은 계산시간의 단축과 신뢰성 있는 정보를 제공하는 것으로 알려진 선형보간, 단계형, 지수함수형의 경험적 모델들을 이용하여 예측하였다. 경험적 모델들의 예측결과는 실측한 결과들과 비교하였으며 지수함수형 모델이 비교적 정확하게 예측하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 장대화물열차의 안전한 운용에 기여하고 화물열차의 제동거리 예측과 제동시 차량간 충격량 계산 등에 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.887-895
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• 2018

본 논문은 수송량 증대를 위한 열차제어시스템의 안전거리 설계와 전동차 제동설계에 활용할 수 있는 제동모델을 제시한다. 제동모델을 위해 6량 1편성으로 운행되는 전동차의 제동특성을 시험하였다. 제동특성에 영향을 줄 수 있는 인자로는 마찰계수, 제동압력의 변화, 회생제동 등이 있으며 시험을 통해 확인하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하고 차량의 특성을 반영하였다. 주행하는 철도차량에 작용하는 외력은 주행저항을 측정 시험과 후처리 방법을 제시하고 있는 KS R 9217에 따라 시험을 수행하고 2차 다항식 형태로 해당 열차의 주행저항을 제시하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 전동차의 동적 거동은 다물체 동역학 해석 소프트웨어를 이용하여 해석하였다. 해석결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 검증된 모델은 제동초기 속도에 따른 정지거리를 분석하고 감속도 중심의 제동모델과 비교하였다. 또한, 운영기관의 마찰계수 한계치에 따라 열차제어시스템을 위한 안전거리는 변화할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 선로환경 분석과 제동 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.253-261
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• 2013

KTX 열차가 정거장에서 정차 시 측정한 제동 스퀼소음은 저주파에서부터 18,000Hz의 고주파 영역에 걸쳐 관찰되었다. 제동 스퀼소음이 제동디스크/패드의 상호작용에 의한 불안정 진동모드에 의해 발생한다는 가정 하에 유한요소법을 적용하여 하나의 제동디스크와 4개의 제동패드로 구성된 제동 유니트에 대해 유한요소 모델링을 하고 마찰계수, 마찰면에 작용하는 압력, 마찰재와 백플레이트의 탄성계수 등 여러 파라미터의 특성값을 변경해 가면서 제동 유니트의 불안정 진동모드에 미치는 영향을 해석하고 각 파라미터의 영향을 분석하였다. 해석결과에 의하면 불안정 진동모드는 이러한 변수들과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.8-13
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• 2014

상용 트럭에서 탑재하고 있는 공압을 이용하는 브레이크 시스템에서 제동시간을 최소화 하기 위해 다양한 인자들에 대한 연구를 진행하였다. 실험 결과와 1차원 유체유동 네트워크 해석코드(FLOWMASTER) 결과와 비교하기 위하여 실험 지그를 제작하였다. 밸브 포트, 파이프 길이, 주변의 열적 환경에 대한 영향에 대해 제동 응답 시간과 압력 감소를 고찰하였다. 또한 탱크 압력에 대한 압력 감소에 대해 상관관계식을 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2428-2434
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• 2012

본 논문은 제동 시스템에서 전자식 주행안정 제어장치(ESC)의 유압 모듈레이터의 솔레노이드 밸브 제어에 대한 것이다. ESC의 전자제어유니트(ECU)를 제어하기 위한 방법으로 고주파수 제어와 슬로프 제어를 적용하였으며, 서지 압력 및 전자파간섭(EMI) 저감 특성을 연구하였다. 고주파수에서의 전자파 방출을 줄이기 위하여 ECU 출력 단에 슬로프 제어 기능을 추가하였다. 측정결과 제동 시스템에서 고주파수 ECU의 솔레노이드 밸브제어 방법에 따라 서지 압력과 전자파 방출이 저감될 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 고주파수 ECU 제어 연구 결과에 의해 제동 시스템 성능을 향상방안을 제시하고자 한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.188-194
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• 2008

철도차량의 기계제동에 사용되는 제동 디스크의 표면에는 반복적인 마찰제동에 의해 열피로에 기인한 열균열이 발생하게 된다. 이러한 열균열은 제동성능 저하, 제동장치 유지보수비용 증가를 발생시키고 심지어는 대규모 열차사고의 원인으로 작용할 수도 있다. 본 연구에서는 우리나라의 새마을 및 무궁화 열차를 대상으로 고내열성을 지닌 제동 디스크 재질을 개발하기 위하여 FC280, FC250, NCM 등의 후보 재질을 선별하여 각 재질의 화학원소 성분과 비율을 결정하였다. 선별된 후보 재질로 주물 공시재를 제작하여 화학적 성분 분석, 결정 및 흑연조직 분석을 하였고 후보재질 시편에 대한 기계적 특성 시험 및 마찰특성 시험을 실시하여 현재 사용되는 제동 디스크 재질 특성과 비교하였다. 기계적 특성시험 결과 NCM이 가장 큰 인장강도를 보이나 마찰계수는 가장 작았다. 소형 다이나모 시험기에서 마찰제동 시 제동 속도 및 제동압력 변화에 대해 가장 안정적인 마찰계수를 나타내는 것은 현재의 사용품인 것으로 나타났다.

• 철도저널
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• 제12권1호
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• pp.40-44
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• 2009