• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.200-207
• /
• 2016

자동차 시트는 운행 중에 운전자와 항상 같이 움직이는 핵심부품으로 다양한 기능과 편의장치를 포함하는 제품의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 경량화 소재를 적용한 경량형 시트 쿠션 익스텐션 모듈 개발을 위해 구조강도 해석평가, 수직강도 시험평가, 그리고 내구강도 시험평가를 수행하였다. 구조해석 결과, 수직 하중 부하 시 변형량의 최대값은 4.98mm로 상판의 최 전단에서 발생하였다. 최대응력은 약 105MPa로 익스텐션 모듈의 상판과 하판이 접촉하는 부분에서 발생함을 확인하였다. 수직강도 시험평가 결과, 수직 하중 부하 시 변형량의 최대값은 5.31mm로 구조해석 결과 대비 약 6.45% 정도의 차이가 나타났으며 수직강도 및 20,000회 내구강도 시험 후 제품에는 작동 시 유해한 변형 및 파괴가 없음을 확인함으로써 구조 안전성을 검증하였다. 본 연구에서는 엔지니어링 플라스틱 소재를 적용하여 기존 양산품 대비 약 30%의 중량절감을 확인하였고 정적 강도, 내구 강도 시험 후 파손이 되지 않으므로 승객의 안정성과 제품의 충분한 강도와 강성을 검증하였다. 본 논문에서 수행한 연구결과는 환경/연비규제 강화에 대응 가능 및 운전자의 피로도 감소로 인한 사고 예방 효과 증대, 고급 승용차뿐만 아니라 소형 및 경차종, 상용차, 특장차 등에 확대 적용, 친환경, 경량화 소재 적용기술을 활용한 타 산업분야 및 부품에 확대 적용이 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.363-368
• /
• 2016

고장으로 인한 사고 등으로 막대한 피해를 초래할 수 있어 안전성이 중요시 되는 시스템을 안전중시 시스템이라고 한다. 시스템의 대형화, 복잡도 증가 및 무인화 운영 등으로 인해서 안전 위해 요소가 증가하고 있기 때문에 안전성 확보는 국방 및 다양한 산업분야에서 중요한 문제가 되었다. 이러한 이유로 미 국방부와 IEC 등 국제표준기구 등에서는 안전 관련 표준을 만들어서 안전성 확보의 강조 및 시스템 설계와 안전성 분석의 연계를 제시하고 있다. 또한 많은 연구들에서 안전성 분석 활동이 반영된 시스템 설계 프로세스, 방법론 및 도구가 개발되고 있다. 하지만 현재까지 제시된 시스템 설계와 안전성 분석의 통합 프로세스는 각 계층 수준에 존재하는 시스템 설계 정보를 어떻게 활용하는지 명확하게 제시하지 하지 못했다. 그 결과, 체계적인 방식으로 위험원을 식별하는데 어려움이 따르게 되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 각 계층 수준의 시스템 설계 정보를 기반으로 위험원을 식별하여 안전성을 향상 시키고, 여러 산업 분야에 적용 가능한 시스템 설계와 안전성 분석 활동의 통합 모델을 생성했다. 통합 모델이 체계적으로 안전성 분석을 수행할 수 있는 것을 보여주기 위해서 자동차 시스템을 대상으로 적용한 연구결과를 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.574-580
• /
• 2016

본 논문에서는 Single Board 컴퓨터와 V2I (Vehicle to Infrastructure) 구조를 통해 다중 차량을 군집으로 제어하는 시스템을 소개한다. 그리고 이 시스템에서 핵심이 되는 중계기의 회피 기동 판단 알고리즘을 소개한다. 중계기는 이 알고리즘을 통해 차량으로부터 받는 센서 데이터를 활용하여 차선 위에 장애물이 있는지를 파악하고, 회피 기동 필요 여부를 판단한다. 해당 시스템의 성능 실험은 차선 위에 장애물이 있는 상황에서 Wi-Fi를 통한 다중 차량과 중계기 서버 간에 TCP/IP로 회피 기동 판단을 위한 주행 데이터를 전송하고 차량들의 주행 상태를 관찰하는 방식으로 진행하였다. 실험 결과를 통해 ISM (Industrial Scientific Medical) 주파수 간섭이 있는 상황에서 초기에 구현했던 회피 기동 판단 알고리즘이 높은 실패 확률을 가지고 있다는 것을 알게 되었고, 그것을 줄이기 위한 방법을 연구하게 되었다. 연구 결과 회피 기동 판단 알고리즘에 데이터 변화 감지기를 적용하는 방식으로 해결방법을 찾게 되었다. 본 논문에서는 ISM 주파수 간섭 상황에서 개선 사항인 데이터 변화 감지기 적용이 시스템의 신뢰도에 주는 영향을 보여주고자 한다. 본 기술을 적용하고 개선한다면, 차량 간 통신 또는 차량과 인프라 간의 통신을 통해 다중 충돌 사고와 같은 위기 상황에 대해 더욱 효과적으로 대응할 수 있을 것이며, 나아가 무인 운전 기술에 적용할 수 있을 것이다. 또한 추후 유사 시스템 구현에 대해 선행 연구 자료로서 이용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.468-474
• /
• 2019

우리나라는 2018년 OECD 회원국 가운데 인구 10만명 당 8.4명으로 35개국 중 4위로 높은 사고율을 보이고 있으며, 그 중 어린이나 고령자와 같은 교통약자의 사망률은 42.2%로 OECD회원국 중 가장 높은 수준에 있다. 이에 어린이 및 노인 등 교통약자에 대한 보행 중 교통사고를 감소시킬 수 있도록 기존에 설치된 수동적인 교통안전시설물에서 보행자 및 운전자를 감지하고 차량과 보행자간에 정보를 인지하여 상호 인식하는 ICT기반 능동형 교통시설물 개발하였으며, 본 연구에서는 관련 문헌 검토 및 교통사고분석시스템 자료를 이용하여 스쿨존 및 고령자와 같은 교통약자의 사고 발생 시 사고요인을 분석하였으며, 교통사고 특성 분석 등을 통하여 교통약자의 보행 중 교통사고 저감을 위한 맞춤형 교통안전시설물을 개발하였다. 또한, 테스트베드를 설치하여 교통안전시설물의 시인성 측정을 통해 주행 중 전방주시빈도 및 차량주행속도를 측정하였으며, 속도감속에 따라 보행자사고 중상률을 예측하기 위하여 한국교통안전공단에서 실행한 속도별 "자동차 대 보행자 인체모형" 충돌실험모델을 적용한 결과, 시설물 설치 후 중상가능성은 4.6%로 크게 감소됨을 예측하였다. 이와 같이 테스트베드를 통해 교통안전시설물의 시인성 및 차량통행속도 저감 효과를 검증하였고, 보행자대 차량사고의 중상률을 예측하여 상호인식 교통안전시설물을 효과검증을 시행한 결과, 상호인식 교통안전시설물을 설치함에 따라 교통약자의 교통사고에 대한 저감효과를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.628-637
• /
• 2017

현대사회의 자동차 산업은 교통사고를 예방하고 운전자의 운전 부담을 줄이기 위해 첨단 운전 보조 장치(ADAS)를 개발 해왔다. ADAS중 차선유지지원장치(LKAS)는 안전과 운전 향상을 위해 차량 시스템을 자동화시키기 위해 개발되었다. LKAS의 주요 역할은 현재 차선 내에서 차량을 유지하는데 있어 운전자를 도와주는 것이다. LKAS는 레이더센서와 카메라센서를 사용하여 차선 내에서 차량의 위치에 대한 정보를 수집하고 필요한 경우 엑츄에이터에 명령을 전송하여 차량의 측면 이동에 영향을 미친다. 최근 LKAS가 장착된 차량 일부가 일부 선진국에서 상용화되며 안정성이 증가되었다. 국제적으로 LKAS 평가를 위한 시험절차는 ISO(International Organization for Standardization)와 UNECE(United Nations Economic Commission for Europe)와 같은 국제위원회에서 논의하며 개발중이다. 한국에서는 차량 안전을 위한 LKAS의 평가가 KNCAP(Korean New Car Assessment Program)에 의해 도입될 예정이다. 따라서 국제표준에 부합하는 국내 도로환경에 적합한 LKAS의 시험 절차가 개발되어야한다. 본 논문에서는 국내도로환경에 맞춘 LKAS 시험시나리오 개발 및 목표 상대거리를 구하는 수식을 제안한다. 그리고 제안한 시나리오와 수식을 평가하기 위해 LKAS가 장착된 상용차량을 사용하여 시험평가를 진행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.135-139
• /
• 2017

VLCC 추진축계의 선미관 후부 베어링에서 주로 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 최근 VLCC는 엔진 출력이 크고 축 직경이 증가하는 반면 선미관전부 베어링과 후부 베어링 사이의 간격이 상대적으로 짧아져 축계 시스템의 유연성이 저하되는 경향이 있으며, 이로 인해 발열 사고 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. 본 연구에서는 선체의 변형에 대한 축계의 유연성을 확보하기 위한 방안으로 선미관 전부 베어링을 삭제하고 선미관 후부 베어링만을 설치한 새로운 축계 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원 형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 제안된 축계 시스템에 대한 해석을 통해 선미관 후부 베어링의 축 접촉면 재료인 화이트 메탈에 부분 경사를 추가 시공함으로써 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다. 제안된 축계 시스템의 적용을 통해 발열 사고 예방을 위한 축계 유연성 확보 뿐 만 아니라 시스템의 단순화를 통한 설치비용의 감소 등 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권9호
• /
• pp.42-49
• /
• 2018

이 연구의 목적은 비판적 사고, 의사소통명확성에 대한 간호학생의 SBAR 이용 팀 기반 시뮬레이션 교육 효과를 연구한 비동등성 대조군 전 후 설계의 유사 실험 연구 이다. 본 연구는 경상북도 P 시에 소재한 일개 간호학과 학생으로 '기본간호학 이론 및 실습' 교과목을 수강한 학생 69(실험군 33명, 대조군 36명)명을 대상으로 2017년 10월부터 2017년 11월까지 자료수집과 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 윤진(2004)의 비판적사고 측정도구, 조혜진(2013)의 의사소통 명확성도구를 활용하여 설문 조사를 실시 하였다. 통계 분석은 SPSS 23.0을 이용하여 두 군의 동질성 검증은 Chi-square, Fisher's exact test, t-test, 효과분석은 ANCOVA로 수행되었다. 자료분석 결과는 SBAR 이용 팀 기반 시뮬레이션 교육에 참여한 그룹이 비판적사고(F=11.91, p<.001)와 의사소통명확성(F=4.40, p=.040)에서 대조군에 비해 유의하게 효과를 나타내었다. 이러한 결과를 토대로 간호학생들을 위한 SBAR 이용 팀 기반 시뮬레이션 학습은 '기본간호학 이론 및 실습' 수업시 효과적이며 간호학생들을 위한 교수법으로 권장 될 수 있음을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.330-336
• /
• 2020

다수의 대형 이동식 장비들이 운용되는 시추 작업장에는 장비 상호 간의 충돌을 방지하는 시스템이 필요하다. 장비들이 보내는 신호를 수신하여 상대적인 위치를 비교함으로써 충돌 가능성을 검사하고 필요할 때는 정지하도록 하여 사고를 방지하기 위함이다. 복수의 장비 사이에 일어나는 충돌을 검사하기 위해 장비의 형태를 단순화한 경계상자가 사용된다. 경계 상자들이 겹치는 공간을 점검하여 충돌을 파악하는 방식이다. 하지만, 시추 관련 핵심 장비 뿐 아니라, 충돌방지시스템도 소프트웨어를 수입하여 설치만 하였고, 이에 따라 기본 기술은 확보하지 못한 상태이다. 본 논문에서는 시추 작업에 사용되는 장비의 확장성과 연산속도를 고려한 충돌방지시스템의 프레임워크를 구성하여 장비와 충돌방지시스템 개발의 기반을 마련하였다. 각각의 시추 장비는 해당 소프트웨어에서 특정한 메시지 형식을 가진 오브젝트로 표현되고, 추가되는 장비나 데이터 형식에 유연하게 대처할 수 있도록 데이터를 직렬화/역직렬화 방식으로 구성하였다. 전체 시스템을 제어하는 네트워크로 부터 장비의 현 상태를 수신한 후 미리 규정된 약속에 따라 분류하고, 충돌을 검사하며, 바이패스 신호 등을 포함하여 움직임과 관련한 명령을 장비로 되돌려 보내는 데이터 처리 프로세스를 구현하였다. 상용가시화 소프트웨어를 사용하여 충돌 검사를 위한 경계 상자들이 장비와 함께 움직이며 충돌 발생 상황을 보이도록 하였다. 여러 대의 장비로 임의의 시추 작업장을 구성하고, 제시된 프레임워크가 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 네트워크로부터 신호를 수신하여 처리한 후 관련 정보를 재송신 하는 데 걸리는 시간이 5ms 이하를 유지함으로써, 100ms의 장비 제어주기에 지장을 주지 않는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.32-38
• /
• 2020

본 연구에서는 1차원 충돌해석 방법을 이용하여 기존 철도차량 화물차량의 충돌 가속도 분석을 통해 기존 차량의 문제점을 확인하고, 충돌 안전성 향상 대안을 제시하고자 한다. 화물 철도차량의 국내 충돌사고 사례 및 유럽 및 북미 규격 분석을 통해 입환충격 상황과 충돌사고 상황 시나리오를 선정하였다. 차량의 질량과 연결기의 하중-변위 특성을 고려하여 화차용 1차원 충돌해석 모델을 개발하였으며, 상용 유한요소 해석솔버인 LS-DYNA를 이용한 1차원 충돌 해석을 수행하였다. 해석 결과 충돌속도 10km/h 이내의 입환충격 상황에서 화차의 가속도 레벨은 EN 12663 규격에서 제시하는 2g 이하로 안정된 수준으로 예측되었지만, 충돌속도 15~30 km/h 사이의 충돌사고 상황에서는 연결기의 완충용량 부족으로 차체의 변형 및 가속도 레벨의 증가가 예측되어 차체 구조 및 적재 화물의 안전에 취약한 구조임을 확인하였다. 충돌안전성 향상 방안으로 화차에 재료의 소성변형을 이용한 비가역적 충돌에너지 흡수장치를 적용하여 동일 시나리오로 충돌해석을 수행하였고, 기존 차량 대비 최대 12% 수준으로 가속도 레벨이 감소된 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권9호
• /
• pp.92-102
• /
• 2020

최근 도로 교통소음 대책으로 다공성포장이 새로운 대안으로 주목받고 있다. 다공성포장은 아스팔트 혼합물 속에 세립자의 비율을 줄여서 여러 개의 공극을 형성하게 하는 포장을 말한다. 이 공극으로 물이 배수되게 하여 교통사고를 줄이고 타이어 노면의 마찰 소음을 줄여주는 역할을 하게 된다. 저소음포장이 일반적으로 활발히 적용되기 위해서는 소음저감 효과에 대한 많은 검증이 필요하다. 본 연구에서는 단층 저소음포장과 복층 저소음포장의 소음저감 효과를 분석하기 위해서 수행되었다. 먼저 단틍 저소음포장과 복층 저소음포장이 시공되어 있는 세종구간을 선정하고 도로변에서 도로교통 소음을 측정하는 방식인 SPB방법으로 교통소음을 측정하였다. 교통영향요소로는 교통량, 속도 그리고 중차량 혼입률을 측정하였다. 측정결과, 복층저소음포장이 단층저소음포장보다 평균 7.95dB(A) 작게 평가되었다. 95% 신뢰도 수준에서는 7.57dB(A) 작게 평가되었다. 도로교통 소음에 미치는 영향요소로는 속도나 대형차 혼입률 보다는 교통량이 가장 크게 영향을 미쳤다. 교통량이 증가할수록 소음은 모두 증가했지만 두 포장 사이의 소음차이는 점차 감소하였다. 도로교통소음에 영향을 미치는 요소로는 교통요소보다 도로포장의 차이가 가장 크게 나타났다. 본 연구를 통해서 도로교통 소음을 줄이기 위한 대책으로 교통속도를 줄이거나 중차량의 통행을 제한하거나 교통량을 줄이는 것보다 도로포장을 바꾸는 것이 가장 효과적인 방법임을 알았다. 이를 검증하고 정량화하기 위한 광범위한 연구가 필요하다.