• 한국철도학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.87-93
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• 2015

선형동기전동기(이하 LSM)를 기반으로 하는 자기부상열차의 경우 부상전자석의 대응면이 LSM의 고정자로 요철 형상을 가지고 있기 때문에 주행 시 부상력이 급변동하는 특징이 있다. 특히, LSM을 이용하는 초고속 자기부상열차의 경우, 고속주행을 위해 부상전자석을 대차에 직접 채결하는 방식을 채택하는데 이러한 체결방식 때문에 인접한 부상전자석들간의 운동 간섭이 심하여 대차에 피치운동이 심하게 발생한다. 이러한 문제들을 해소하기 위해 본 논문에서는 피치운동을 반영한 자기부상제어를 소개한다. 제안하는 부상제어는 개별 부상 전자석의 부상공극을 일정하게 유지시켜 줄 뿐만 아니라 인접한 부상전자석들간의 상대운동을 저감하는데 큰 효과가 있다. 제안한 개념을 시험용 자기부상열차에 적용하여 그 효용성을 검증한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.97-105
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• 1992

본(本) 연구(研究)는 300 km/h 내외의 속도영역(速度領域)에서 운행(運行)되고 있는 고속열차(高速列車)의 불규칙(不規則)한 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)을 해석(解析)하여 고속철도궤도(高速鐵道軌道)에서의 대책(對策)과 궤도(軌道) 각(各) 구성요소(構成要素)들의 구조설계(構造設計)를 위하여 종래의 연구(研究)에서 윤중변동(輪重變動)에 관련이 있다고 생각되어 온 차량(車輛)의 스프링하질량(下質量) 및 궤도틀림이외에 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數) 등(等)을 포함하여 보다 정량적(定量的)인 해석(解析)을 시도(試圖)하였다. 특히 차량(車輛)의 동적(動的) 윤중변동(輪重變動)에 대한 궤도부분(軌道部分)의 주(主)된 역할(役割)은 레일지지(支持)스프링계수(係數)와 진동감쇠계수(振動減衰係數)에 있으므로 이에대한 궤도(軌道)의 각(各) 구성요소별(構成要素別) 특성(特性)을 보다 분명(分明)히 하기위하여 충격(衝擊)에 의한 레일지지계(支持系)의 동적(動的) 응답(應踏)을 역학(力學)모델 설정(設定)을 통하여 이론적(理論的)으로 해석(解析)하고 실물궤도(實物軌道)에서의 시험(試驗)에 의하여 종래 확실하게 밝혀지지 않았던 이들 궤도특성치(軌道特性値)를 산출(算出)하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.624-629
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• 2016

철도차량에서 기초제동장치의 제동레버는 제동통으로부터 발생되는 작용하중을 받아서 제동패드로 전달하는 중요한 안전장치로 설계 시 높은 안전성이 요구되는 기구이다. 그러나 철도차량의 설계기준인 【철도차량 안전기준에 관한 규칙】에 의하면 충분한 강도를 가져야 한다와 같이 정성적인 기준만을 제시하고 있어 실제 안전율 1.27로 설계된 전기기관차용 제동레버가 절손되어 재질을 바꿔 강도를 높인 적이 있고 또한 철도차량의 종류에 따라 각기 다른 구조의 제동레버를 사용하고 있어 본 논문에서는 분리형 구조로 설계된 고속철도차량과 일체형으로 설계된 전기동차와 전기기관차에 적용된 각각의 제동레버에 대해 이론적 해석, 구조해석을 시행하여 응력분포 및 취약부분을 확인하였다. 또한 제동 시 발생되는 수평응력과 굽힘 응력의 관계를 확인하기 위해 파단시험을 실시하여 제동레버가 굽힘 응력을 많이 받음을 확인하였다. 이와 같은 해석과 실험을 통해 실제 운행 중인 철도차량의 각 제동레버에 적용된 안전율을 확인하였으며, 실제 적용된 안전율을 바탕으로 최소 정량적인 안전율의 기준 값을 제시하였다. 그리고 일체형으로 제작된 전기동차의 제동레버에 대해 동일조건하에 분리형으로 설계 변경하여 구조해석을 시행하여 일체형으로 설계된 제동레버를 분리형으로 설계 변경하였을 경우 안전율 향상에 어느 정도 영향을 미치는지를 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.802-810
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• 2006

정밀한 열차제어를 위해서는 열차위치의 정확한 검지가 반드시 필요하다. 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 열차검지방법은 궤도회로를 이용하는 방법이다. 궤도회로는 구성이 단순하며, 신뢰성이 확보되는 장점이 있다. 하지만 열차는 궤도회로 위에서만 검지가 가능하므로 모든 지상구간에 궤도회로를 설치해야하며 설치 및 유지보수에 많은 비용이 소모된다. 또한 궤도회로는 폐전로 구성의 특성 때문에 불연속적인 위치검지만이 가능하다. 최근 통신기술의 발달과 차상제어장치의 첨단화에 따라 열차의 위치검지는 열차에서 직접 검지하는 방법들이 연구되고 있다. 차상중심의 위치검지방식은 열차의 위치, 속도, 시각정보를 연속적으로 측정하여 열차의 제어정보로 사용하는 방식이다. 이러한 차상중심의 위치검지방식은 무선기반 열차제어 및 자기부상열차제어와 같이 궤도회로의 사용을 최소화 하는 최근 열차제어시스템의 개발동향이다. 본 논문에서는 GPS항법 및 DR항법의 특징을 분석하고 GPS항법과 DR항법의 단점을 보완하는 구조를 가지는 GPS/DR기반의 차상열차위치검지방식을 제안하였다. 항법오차의 추정자로서 3차윈 위치 오차, 자세각 오차, 타코메타 환산계수 오차를 상태변수로 하는 5차 칼만필터를 사용하여 최적의 위치오차 및 DR항법용 센서의 오차 추정이 가능하도록 필터를 설계하였으며 모의시험을 통해 GPS/DR기반의 차상열차위치검지장치의 위치추정성능을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.31-38
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• 2010

본 연구에서는 교량 구조물-궤도 종방향 상호작용, 교량 구조물-차량 상호작용을 고려한 신뢰성 최적설계 방법을 제안하고, 알고리즘의 개발을 통하여 본 연구에서 제안한 방법의 효율성을 검증하였다. 구조해석 프로그램은 ABAQUS를 사용하였으며, 최적화 방법은 Automated Design Synthesis(ADS)에서 신뢰성면에서 우수한 ALM-BFGS방법을 사용하였다. 일반적으로 ALM-BFGS방법은 최적해 방향을 탐색하는데 있어 1방향 탐색을 하지 않으며 Push-Off Factor 값이 보통 0.1~0.2에서 대부분 수렴하나 본 연구에서는 'Heuristic Decision Method' 의하여 결정된 Push-Off Factor 값이 90일 때 1방향 탐색인 Golden Section Method의 적용이 필요하였으며, 알고리즘이 잘 수렴함을 확인하였다. 구조물-궤도 종방향 상호작용, 구조물-차량의 상호작용에 의한 응답을 제약조건으로 설정하여 단면 설계시 반영될 수 있도록 하였다. 본 연구는 구조물-궤도 종방향 상호작용 및 구조물-차량 상호작용을 고려한 설계기법에 대한 효율성 및 경제성을 증명하기 위하여 5${\times}$(1@50m) 2주형 강합성 거더교에 대한 최적설계를 수행하였으며, 본 연구에서 제안하는 상호작용을 고려하는 설계기법이 기존의 상호작용을 고려하지 않은 설계방법보다 경제적이며 효율적임을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1424-1430
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• 2013

This paper presents design procedure of the magnetic bearings used for high-speed electric machines and flywheel energy storage systems. Magnetic bearing can be categorized by inner-rotor type and outer-rotor type according to the position of the rotary disc. These two types are applicable based on application environments such as application space, required attraction force, and controllability. Magnetic bearing is generally designed based on the ratio (geometrical coefficient or geometrical efficiency) of pole width to rotor journal radius but proper ratio is only decided by the analysis. This is the difficulty of the magnetic bearing design. In this paper, proper design technology of the inner-rotor type and outer-rotor-type eight pole magnetic bearings is introduced and compared with the FEM analysis results, which verifies the proposed design procedure is suitable to be applied to the design of the magnetic bearings for the industrial applications and flywheel energy storage system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.532-542
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• 2018

자기부상열차는 비접촉자기부상과 안내 및 추진 시스템을 이용하므로 안전한 고속주행이 가능할 뿐만 아니라 진동이 적으므로 주행안정성에도 탁월하다. 최근 우리나라도 자기부상열차개발을 국가성장산업으로 지정하면서 자기부상열차의 시범제작과 시범운행을 시도하였으며 이에 대한 연구와 투자가 진행되고 있다. 본 연구는 고속주행으로 발생하는 각 모듈의 동적 응답의 상호관계를 분석하는 것이 연구목적이므로 주행속도, 노면조도, 현가장치의 물성치, 교량거더의 강성비 등 동적효과에 영향을 주는 주요변수들의 변화에 따라 동적응답들의 상호관계를 연구범위로 선택하였다. 따라서 콘크리트 박스거더교를 교량모델로 선택하였고 국내 생산중인 부상열차와 레일형식을 각각 이동열차하중과 가이드웨이 해석모델로 선택하였다. 해석결과 처짐 제한을 2000분의 L로 제시한 단면을 가진 자기부상열차용 교량의 고유진동수는 일반교량에 비해 높다는 것을 알 수 있다. 일반교량구조에서와 같이 자기부상열차용 철도교도 이동속도에 따른 거더의 동적응답은 속도에 비례하여 크게 증가함을 알 수 있다. 설계기준은 이동속도와 관계없이 10%의 충격계수로 동적효과를 나타내므로 설계기준의 값과 적용범위는 검증이 요구된다. 거더의 동적응답은 시속 240km/h에서 극대 값을 가지며 이후 속도증가에 따라 비례하여 증가함을 알 수 있다. 본 연구의 해석결과들은 자기부상열차용 철도교 설계에 적용할 수 있으며 설계기준을 확인하거나 검증할 때 기본 자료를 제공해 줄 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권4호
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• pp.230-242
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• 2020

201 6년 9월에 발생한 경주지진원 구역에 대한 정밀 지질구조 규명을 위해 MT 탐사를 적용하였다. 경주지역의 MT 측정자료는 조사지역 인근의 지하철, 전력선, 공장, 주택, 농경지에서 발생된 전기적 잡음과 철도, 도로에서의 차량잡음 등으로 인해 측정자료 왜곡이 심하게 발생되었다. 이 연구에서는 고속철도 및 고속도로와 인접한 4개소의 MT 탐사자료에 기계학습 기법을 적용하여 차량잡음이 포함된 시계열을 분류하였다. 고속열차 잡음이 포함된 시계열에 대해서는 확률적 경사 하강법, 서포트 벡터 머신과 랜덤 포레스트 3가지의 분류모델을 적용하여 그 결과를 비교하였다. 대형트럭 잡음이 포함된 시계열 자료에 대해서는 Hx 성분, Hy 성분과 Hx & Hy 합성성분 크기에 대한 3가지의 샘플 자료를 준비하였으며 랜덤 포레스트 분류모델을 구성하여 그 성능을 평가하였다. 마지막으로 차량잡음 제거 효과 분석을 위하여 차량잡음 제거 전후의 시계열, 진폭 스펙트럼과 겉보기비저항 곡선을 비교하였으며, 이를 통해 차량잡음이 영향을 미치는 주파수 대역과 차량잡음 제거 시 발생될 수 있는 문제점에 대해 고찰하였다.

• 대한교통학회지
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• 제24권1호
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• pp.29-38
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• 2006

본 연구에서는 고속철도 1단계 개통 이후 대구${\sim}$서울 구간 운행소요시간이 새마을호의 3시간 3분에서 1시간 39분으로 단축되어 대구시민의 지역간 통행 행태에 많은 변화가 있었던 점을 직시하구 대구~서울 구간과 대구${\sim}$대전 구간으로 나누기 지역 간 통행수단 선택모형을 구축하여 2010년 본격적인 고속철도시대를 대비하여 합리적인 지역 간 교통체계를 갖추는데 필요한 정책적인 시사점을 도출하고자 한다. 고속철도 개통 이후 대구시민의 지역 간 통행행태를 분석하기 위해 대구${\sim}$서울 구간과 대구${\sim}$대전 구간으로 지역간 통행을 구분하여 고속철도 승용차, 새마을호, 무궁화호 항공기(대구${\sim}$대전 구간 제외), 고속버스의 선택대안으로 나누어 다항로짓모형을 이용하여 분석하였으며, 설명변수로 차내시간(IVTT), 차내비용(IVTC), 차외시간(OVTT), 차외비용(OVTC)은 일반적 변수(generic variable)로 적용하였고, 나머지 변수들은 대안특유의 변수(alternative-specific variable)로 적용하여 분석하였다. 대구시민의 지역간 통행수단선택행태의 경험적 분석을 위하여 다항로짓모형을 추정하였으며, 최우추정법(method of maximum likelihood estimation)을 활용하였고 LIMDEP Version 7.0이 이용되었다. 본 연구에서 추정된 대구시민의 지역간 통행수단 선택의 다항로짓모형은 통계적 행태적 측면에서 대체로 타당한 결과를 보여주었다. 대구${\sim}$서울 구간의 통행수단 선택모형의 추정결과를 보면 차외시간, 차외비용, 통행빈도, 통행목적 성별, 나이, 직업, 가구 전체의 월평균 소득, 개인 월평균 소득이 지역간 통행수단 선택에 의미 있는 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 대구${\sim}$대전 구간의 통행수단 선택모형의 추정결과를 보면 차외시간, 차외비용, 차내시간 통행빈도, 나이(51세 이상 제외), 직업, 가구 전체의 월평균 소득이 지역 간 통행수단 선택에 중요한 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.270-276
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• 2020

3D 프린팅은 고분자, 세라믹, 금속 등 다양한 소재를 대상으로 복합적인 형상을 한 번의 공정으로 제작할 수 있는 적층 기반 제작 기술이다. 최근의 3D 프린팅 기술은 프린팅 속도의 향상과 적용 가능 소재의 지속적인 개발에 의해 양산형 제품 생산이 가능한 수준으로 발전하였다. 본 연구에서는 레이저를 활용한 3D 프린팅 기술을 적용하여 철도 차량용 공기 압축기에 쓰이는 열교환기 제작을 진행하였다. 먼저 3D 프린팅에 적합한 형상으로 경량화 및 컴팩트화를 주안점으로 열교환기의 최적 설계를 진행하였다. 그로부터 도출된 설계안을 기반으로 SLM 기법을 적용하여 AlSi10Mg 합금 소재로 열교환기 시작품을 제작하였다. 다음으로, 제작된 시작품을 기존 공기 압축기에 부착하여, 압축공기의 열교환 성능을 시험하였다. 3D 프린팅 시작품의 시험 결과는 기존 열교환기 대비하여 저압부와 고압부에서 열교환 성능은 각각 약 80% 및 85% 수준을 보였다, 하지만 외부 냉각공기 조건을 기존 열교환기와 유사한 조건으로 가정하였을 때 𝓔-NTU 법을 활용하여 계산한 열전달량은 기존 열교환기 대비하여 유사한 성능을 보여 주었다. 결과적으로, 3D 프린팅 제작 열교환기의 성능 효과 및 경량화 등의 장점을 확인할 수 있었다.