Fuel Cell Hybrid Vehicle (FCHV) is one of the most promising candidates for the next generation of transportation. It has many outstanding advantages such as higher energy efficiency and much lower emissions than internal combustion engine vehicles. It also has the ability of recovering braking energy. In order to design an FCHV drive train, we need to determine the size of the electric motor, the Fuel Cell System (FCS), and the battery. In this paper, the methodology for the sizing of these components is introduced based on the driveability constraints of the FCHV. A power management strategy is also presented because the battery energy capacity depends on it. The warm-up time of the FCS is also considered in the power management strategy and the simulation result is compared to that without considering the warm-up time.
철도는 전 세계적으로 매우 안전하고 중요한 운송 수단 중 하나이다. 그러나 철도시스템이 복잡도가 높아지고 주행거리 증가 등으로 인해 매년 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 고속열차와 화물열차의 경우, 차축베어링 비정상 과열로 인하여 차축베어링의 기능이 소실되면 차축의 불균등한 하중을 초래한다. 따라서, 차축베어링의 비정상 과열은 심각한 사고 또는 차량 탈선의 원인이 될 수 있다. 이에 따라서 현재 고속열차 운행 중 차축의 비정상적인 발열을 검지하기 위하여 차축온도검지장치(Hot Box Detector, HBD)가 설치되어 운영되고 있다. 본 연구에서는 비정상 차축 과열 발생시, 이를 빠르고 효율적으로 검지하기 위하여 지수가중이동평균(EWMA) 기법을 적용한 차축온도 모니터링 방법을 제안하였다. 또한 제안한 방법에 대하여 통계적으로 설계하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 현재의 차축온도검지 모니터링 방법과 비교하여 비정상 과열의 발생에 대하여 더 좋은 성능으로 평가되었으며 그 수행도는 최대 170% 향상되었다.
전기기계식 제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake)는 자동차 및 철도차량의 차세대 제동장치로서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 고속열차용 제동장치는 공압 실린더를 이용하여 제동 압부력을 발생시키나 전기기계식 제동장치 (EMB)에서는 전기 모터 및 기어와의 조합을 통하여 압부력을 발생시킨다. 본 연구에서는 고압부력 발생이 가능한 EMB 구동 메커니즘을 제안하고, 해당 메커니즘을 만드는 기구장치 중 핵심부품인 기어 및 샤프트 부품들에 대한 구조 및 진동해석을 수행하였다. 한편 모델에 대한 동적 진동해석 결과 압부력이 가해진 상태에서 외부가진이 주어졌을 때 부재의 최대 응력이 항복강도 이내임이 확인되었다. 또한, 구조해석 결과 모터샤프트의 축 직경을 최대한 크게하는 설계가 강도 상 유리함을 확인하였으며, 기어와 편심샤프트를 고정하는 볼트에서 큰 전단응력이 발생할 수 있음을 확인하였다. 한편 해석모델의 메커니즘을 재현할 수 있는 시험장치를 제작하여 가장 취약한 부위인 고정 볼트부의 변형률을 구동 토크가 가해진 상태에서 측정하였다. 변형률 측정결과는 해석결과와 오차가 10% 이내로서, 해석모델의 정확도를 검증할 수 있었다.
고속열차의 외부장치인 선두부 대차 페어링과 팬터그래프에 의한 주행저항 기여도를 차세대 한국형 고속열차(HEMU-430X)를 이용하여 최대 350km/h까지의 타행시험을 통하여 간접적으로 평가하였다. 선두부 대차페어링에 의한 공기저항 저감도를 평가하기 위하여 대차 페어링을 부착 및 탈착 하였을 때 각각 타행시험을 속도대역별로 실시하였다. 또한, 팬터그래프에 의한 공기저항을 측정하기 위하여 팬터그래프를 상승 및 하강 시켰을 때 각각 타행시험을 실시하였다. 타행시험의 결과로부터 시간-속도선도에 대한 가속도를 선형회귀법으로 산출하여 주행저항식으로 도출하였고, 도출된 주행저항식의 공기저항계수 부분을 이용하여 대차 페어링 및 팬터그래프의 공기저항 기여도를 산출하였다. 그 결과 선두부 대차 페어링의 공기저항 감소효과는 약 3.8%이며, 비상모드 팬터그래프는 공기저항을 약 3.9% 증가시키는 것으로 평가되었다.
4차 산업혁명 시대의 제조업은 디지털 트랜스포테이션을 통한 스마트공장의 구현이며, 기존의 공장자동화 수준을 넘어선 차세대 디지털 신기술과 제조 기술이 접목된 소비자 중심의 지능화된 공장을 의미한다. 이러한 스마트공장을 성공적으로 정착시키기 위해서는 전문인력 양성이 필요하다. 그러나 인력 양성을인력 양성을 위한 교육은 실제 현장의 기계 설비나 전체적인 생산 공정을 갖추기가 어렵다. 따라서 실제 생산 현장의 물류의 흐름과 공정을 시각화하고, 제어할 수 있는 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 실제 현장의 물류 흐름을 물리시스템인물리 시스템인 소형 FMS로 구현하였고, 생산 공정은 디지털시스템으로 구현하였다. 물리시스템과물리 시스템과 디지털시스템의 실시간 동기화하여, 무인운반차 및 자재의 위치, 공정 상태를 모니터링하여 실제 제조 현장에서 물류의 흐름과 공정 과정을 볼 수 있다. 개발된 디지털 트윈 시스템은 스마트공장 인력양성을 위한 효과적인 교육 프로그램으로 활용이 가능하다프로그램으로 활용할 수 있다.
본 연구는 성공적인 국제회의로 평가받고 있는 2010년 서울 G20 정상회의, 2012년 서울 핵안보정상회의 등 국제회의 개최사례를 중심으로 의전경호체계의 현황 및 문제점을 분석하고 그 개선방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 도출한 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 국제회의 지원법규의 정립이 필요하다. 이를 위해서는 '국제회의산업 육성에 관한 법률'에 대한 국가차원 주무부처 정립, 국제회의 지원법규의 체계에 대한 조정, 국제회의 지원조직의 일관성 유지 등이 수반되어야 한다. 둘째, 경호안전체계 관련법규 소관부처 간 이해 조정이 필요하다. 국제회의 의전경호와 밀접한 관련이 있는 경호안전체계 관련 다수 법규 간의 충돌 가능성 해소가 필요하다. 셋째, 국제회의 의전경호체계 확립을 위한 정부합동 의전편람 제작이 필요하다. 행정부, 입법부 등에 산재하여 다소 국지적이고, 일관성이 없는 의전관련 주요지침(편람)을 정부합동 의전편람 제작을 통해 국제회의 의전체계 확립을 도모해야 할 것이다. 넷째, PCO의 전문역량 배양 및 강화가 필요하다. "분야별로 PCO를 선정, 활용하여 차세대 유망 산업으로 기대되는 국제 컨벤션 대행 산업의 기반을 육성하고 해당 분야의 인력을 양성한다"는 정부 방침이 충분히 달성할 수 있도록 다양한 분야의 PCO를 발굴하여 국가 차원의 지원을 병행해야 할 것이다.
정보보안 분야에 대한 사회적 이슈가 고취되고, 인력수요전망이 매우 높아지고 있다. 이에 본 연구는 컴퓨터 및 네트워크 시스템 등 정보보안 분야에서 관련 직무에 종사하고 있는 실무자들로부터 정보보안에 필요한 지식을 설문조사하였다. 설문자료와 NICE에서 제시한 정보보호 직무체계 그리고 NCS 그리고 KISA에서 분류한 IT기술과 보안영역분류체계와의 연관성을 분석하였다. 분석한 자료를 기반으로 정보보안 분야에서 직무를 수행할 수 있는 전문 인력 양성을 위한 교육과정을 제안한다. 제안하는 교육과정은 2년제, 3년제 그리고 4년제 학제에 각각 적용할 수 있도록 하였다. 제안하는 교육과정은 정보보안 직무체계에서 종사하기를 원하는 많은 인력들이 주어진 학년기간 동안에 반드시 익혀야 될 과정들을 제안하였다. 제안한 각 교육단계는 관련분야와 밀접한 연계성을 갖고 반드시 필요한 교육이 실천될 수 있도록 각 교과목에 세부 지침을 명시하였다. 제안한 교육과정은 반드시 필요하고 기본이 되는 이론교육은 물론 이론과 함께 실시되어야 하는 실무교육을 함께 병행하도록 하여 자칫 이론중심의 교육이거나 단순한 명령어만을 익히는 실습에서 벗어나서 실무와 연계될 수 있는 다양한 시나리오기반의 해킹과 보안 방어 대응책에 대한 교육이 함께 이루어지도록 설계하였다. 이는 스펙이 아닌 직무능력을 갖추어 관련 자격증을 취득하는데 도움이 될 수 있을 뿐만 아니라 차세대 융합형 정보보안 전문인력 양성에 도움이 될 수 있기를 기대한다.
본 논문은 전기기계식제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake, 이하 EMB)의 제동 압부력(clamping force) 제어방법과 제동시험장비(dynamo test equipment)를 활용한 제동성능 평가결과에 대하여 다룬다. EMB와 관련한 연구는 자동차 분야에서 대부분 수행되었으며, 다양한 제어방법에 대한 정적상태의 압부력 시험결과를 주로 다루고 있으나 본 논문은 동적상태에서의 성능평가를 수행하였다. EMB의 구동을 위해 3상 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)가 적용되었으며 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 설계 및 해석을 수행하였다. EMB의 압부력제어를 위해 전류제어, 속도제어 및 위치제어가 수행되었으며, 전류제어기는 단위전류당 최대토크제어(MTPA : Maximum Torque Per Ampere, 이하 MTPA)가 적용되었다. 제동성능평가는 공압식 제동장치의 비상제동 성능시험 절차와 동일한 방법으로 수행되었으며 시험장비에 설치된 고속철도차량의 차륜을 110 km/h, 230 km/h 및 300 km/h로 회전하는 상태에서 각각의 속도 조건에 따른 EMB의 제동 압부력을 인가하여 감속성능을 확인하였다. 최고속도(300 km/h) 상태에서 비상제동 시험결과는 73초의 시간이 소요되었으며 차세대고속철도차량(HEMU-430X)에 적용된 공압식 제동장치의 성능시험 결과와 비교를 통하여 제동소요 시간 및 감속패턴의 유사함 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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