• 한국철도학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.1-9
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• 2003

This article proposes an integrated systems engineering and safety analysis model for safety-critical systems development. A methodology in system design for safety is considered during the early phase of the development life cycle of systems engineering process. The evolution of the design automation technology has enabled engineers to perform the model-based systems engineering. A Computer-Aided Systems Engineering(CASE) tool, CORE, is utilized to integrate the systems engineering model with a system safety analysis model. The results of the functional analysis phase can drive the analysis of the system safety. An example of Communications-Based Train Control(CBTC) system for an Automated Guided Transit(AGT) system demonstrated an application of the integrated model.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.20-30
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• 2017

철도통신기능은 안전한 열차 운행을 위한 운영자간의 통신 기능과 열차제어를 위한 데이터 전송 기능으로 분류된다. 관련 기술은 2004년 영업 운전을 시작한 유럽의 GSM-R이 가장 대표적인 철도통신 기술로 주어진다. 국내의 경우, 국가재난망에서 임대한 TRS가 철도 운영자간의 통신 기능으로 사용되고 있지만, 열차제어용 데이터 통신은 적용되지 못하고 있는 실정이다. 그러나 2014년 국내의 LTE 기술을 이용한 LTE-R의 개발이 세계 최초로 철도에 적용하여 성능 검증 및 국내 표준 제정에 성공하였다. 이를 응용한 LTE 기반의 국가재난안전망(PS-LTE)도 2016년 시범구축사업이 강원도에서 성공적으로 완료되었다. 본 논문은 철도통신의 핵심인 LTE-R의 통신기능과 데이터 전송 기능을 PS-LTE와 GSM-R의 기능과 비교, 검토하였다. 검토 결과는 LTE-R의 데이터 전송 기능이 GSM-R의 기능보다 우수함은 물론 철도통신기술은 PS-LTE의 요구 기능도 대부분 만족함을 시험을 통해 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권3호
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• pp.298-306
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• 2014

열차의 안전 운행을 위한 철도신호시스템은 궤도회로, 연동장치 등의 지상 설비를 이용하여 열차의 안전거리를 확보하기 위해 열차의 속도와 거리를 제어한다. 또한 이러한 철도신호시스템은 열차의 진로에 따라 선로전환기 등의 선로변 설비들을 제어한다. 이러한 지상 중심의 열차제어시스템은 높은 유지보수 비용이 요구된다. 이에 대한 해결책으로, 최근 차상중심 열차제어시스템이 제안되었고, 관련 기술들의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 차상중심 열차제어시스템은 차상에서 직접 열차 진로상의 선로변 설비들을 제어하는 기술이며, 이러한 시스템의 도입으로 선로변 시설물들이 간소화되어 효율적이고 경제적인 열차제어시스템의 구현이 가능하다. 이에 따라 차상제어장치와 선로전환기, 건널목차단기 등의 선로변 제어장치의 시제품을 개발하였고, 테스트 베드를 구축하여 열차운영 시나리오에 따른 통합 운영 시뮬레이션을 수행하였다. 본 논문에서는 차상중심 열차제어시스템의 현장 적합성 시험에 앞서 설치시험, 무선망 통신시험, 차상제어장치의 인터페이스 시험 및 정상 기능 시험을 포함한 예비현장시험 결과를 기술한다. 시험 결과는 시험 시나리오의 모든 항목을 만족하였으며, 이를 통해 개발한 차상중심 열차제어시스템의 유효성을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권5호
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• pp.1102-1109
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• 2017

열차제어네트워크(TCN)는 현재 단순 제어 기능을 넘어 멀티미디어 등 승객 서비스를 지원하기 위하여 이더넷(Ethernet)을 지원할 수 있어야 한다. 그래서 최근 International Electronical Committee(IEC)는 기존의 TCN 표준인 IEC 61375를 개정하여 Ethernet Train Backbone(ETB), Ethernet Consist Network(ECN)를 포함하였다. 특히 ETB에서는 열차 구성이 자동으로 되는 열차 차량 가변편성 통신규약(TTDP)이 포함되었다. 한편 차세대 온 보드 네트워크로서 무선랜을 사용할 경우, TTDP는 무선 통신의 특성에 맞도록 수정되어야 한다. 본 논문에서는 송신전력을 제어하며 RSS 값과 HELLO 프레임에 대한 ACK 프레임의 수신 횟수를 이용하여 이웃 노드를 찾는 무선 TTDP를 제안한다. 그리고 대역폭이 다른 두 무선 랜 인터페이스를 사용하여 실행된 TTDP의 옳고 그름의 유무를 판정한다. 제안된 TTDP는 불필요한 다른 노드와의 간섭을 줄일 수 있도록 한다. 성능평가를 위해 무선 네트워크 시뮬레이션에서 가장 많이 쓰이는 NS-2를 사용하였다. 평가 결과, 제안된 TTDP가 무선에서도 높은 신뢰도를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1-8
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• 2020

국토교통부는 2012년부터 주요 철도 정책으로 철도전용의 통합무선망 기술 확산에 노력했다. 그 결과, 2017년 세계 최초로 LTE 기반 철도통합무선망(LTE-R)을 강릉선 KTX 노선에 (만종역-강릉역) 구축 완료하였으며, 현재 해당 구간에서 LTE-R 통신 시스템을 상용 운영 중이다. 안전하고 효율적인 열차 운행을 위하여 철도통합무선망은 그룹통화, 긴급통화, 철도전용 호처리, 무선통신 기반 열차제어를 수행함에 따라 통상적인 무선통신과 차별화된 철도전용의 통신 기능과 성능요구사항이 존재한다. 본 논문에서는 철도통합무선망이 갖춰야 하는 기능 및 성능 요구사항을 유럽 철도통합 무선망의 분석을 통하여 제시하고, 아울러 강릉선 KTX에서 실제 측정한 LTE-R 무선통신의 특성과 성능을 기반으로 현재 구축된 통신망의 적정성과 안정성에 대한 분석을 수행하였다. 해당 노선의 평균적 전파품질이 열차제어를 위한 통신 요구사항을 만족하더라도 일부 구간에서 RLF(Radio Link Failure)와 같은 급격한 통신 성능저하를 확인하였다. 본 논문에서는 필드 테스트를 기반으로 하는 LTE-R 무선통신 분석을 바탕으로 향후 열차제어를 위한 네트워크 구축과 성능개선 방향을 제시한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2787-2794
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• 2011

A mesh node, a component of a mesh network, is connected with the network by dynamic routing using routing protocol and collects the information of adjacent or connected mesh nodes for its self-management and settings. Also, it relays packets between the mesh nodes and provides AP(Access Point) with its corresponding functions based on IEEE 802.11 a/b/g for clients' access to the network. In this paper, the study focused on the design and performance tests of Wireless Mesh Network(WMN) which is applied to the wireless communication network for the CBTC(Communications Based Train Control) system. The WMN was established on a K-AGT test-line (Kyeongsan city, Gyeongsangbuk-do), and to verify the applicability, its operation and performances are checked by measuring the data throughput, delay latency, quality measurements such as transmission loss, radio interference and path recovery and setup between the on-board and wayside.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.455-468
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• 2014

RF-CBTC 열차제어시스템 무선 정보 송 수신의 이상적인 값을 도출하기 위하여 운영기관인 신분당선을 모델로 하여 터널환경에서 측정 및 시험하고, 알고리즘을 제시하여 끊임없는(Seamless) Hand off를 구현하기 위한 방안을 마련하였다. 또한 주파수 간섭 및 재 전송률을 줄이기 위하여 이상적인 값(-57dB)을 제시하고, 무선통신을 이용한 열차제어 시스템의 안정적인 데이터 통신이 가능하도록 주파수 최적화를 증명하였다. 이러한 결과를 토대로 신분당선 2단계구간에 실무적용 할 계획이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.904-909
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• 2011

The development of train control system shall operate a series of processes like system designing, system production and system performance evaluation as a result of various requirements analysis presented in operation rules, operating guidelines for railway organizations etc, notified by the nation. Therefore, considering operation conditions, operation plan, linkage to railway network etc, the major document like system functional specifications, system development specifications, system test plans etc must be drawn up. In this paper we classify system operating scenarios required to prepare for system standard specification and system performance evaluation report of CBTC system for urban subways supporting unmanned automatic operation, and adjust each of the operating status.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.604-608
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• 2012

열차의 위치는 전통적으로 궤도회로를 사용하여 검지하였으나 CBTC와 같은 최근의 열차제어 시스템은 지상신호설비를 최소화 하기 위하여 궤도회로를 사용하지 않고 열차를 검지하는 방식을 사용한다. 따라서 궤도회로를 사용하지 않고 열차의 정확한 위치를 검지하는 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한 기존의 궤도회로 사용구간에도 단락감도 저하시 안정적으로 열차검지를 위하여 비접촉식 열차검지장치를 보완 설치한다. 본 논문은 비 접촉식 열차검지기 장치의 일종으로 자기장의 변화에 따른 전류위상차를 이용하여 열차검지시스템을 설계하고 시제품을 제작하여 열차검지 성능과 설계조건 등을 판단하였으며, 기존 궤도회로장치에 비하여 다양한 장점이 있음을 알 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1054-1060
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• 2010

LRT(Light Rail Transit) is currently adopting a more upgraded signal system these days. This latest signal system is a train on-board signal system with moving block based on the realtime bi-directional wireless communications. The system applies RF-CBTC(Radio Frequency - Communication Based Train Control System) in order th execute fully automated manless operation. This paper reviews the performance requirements and safety of RF-CBTC that will be applied to the fully automated manless operation for LRT.