• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.600-608
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• 2016

본 논문은 저전압-고전류 사양을 갖는 전력변환 시스템에 적합한 고효율 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 1차 측에 '3개의 스위치 브릿지와 2개의 트랜스포머', 2차 측에 '2개의 정류단'으로 구성되어 있다. 2개의 트랜스포머는 각각 동일한 크기의 전력변환을 담당하고, 서로가 위상 차이를 두고 에너지를 전달하는 특징을 갖는다. 이를 통해 기존의 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터 수준의 높은 시스템 안정성을 가지게 된다. 제안하는 컨버터는 기존 컨버터의 효율향상 한계로 작용하였던 lagging-leg 스위치의 하드스위칭 특성을 개선하기 위해 새로운 회로 구조와 제어기법을 적용하였다. 이를 통해 제안하는 컨버터는 기존 컨버터에 비해 하드스위칭 조건을 갖는 스위치의 수를 절반으로 줄였으며, 기존 컨버터에 비해 회로 구성에 사용되는 스위치의 수를 줄여 시스템의 복잡도를 개선하는 효과도 얻었다. 제안하는 컨버터의 특성을 확인하기 위해 본 논문에서는 저전압-고전류 특징을 갖는 3kW 서버용 전원장치 스펙을 이용하여 기존 컨버터와 제안하는 컨버터 시스템을 설계하였고, PSIM 시뮬레이션 툴을 활용하여 두 회로의 동작 특징을 비교하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권2호
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• pp.36-49
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• 2016

도시 철도는 도시 광역권 교통수단으로, 주요 노선들이 만나는 환승역사의 경우, 역사내 보행 통행시 극심한 혼잡을 야기하며, 승강장 내 교통약자를 포함한 이용객들의 안전사고 위험이 높게 나타난다. 반영구적 도시교통 기반시설로의 도시철도역사는 초기 건설 당시 장기 이용 수요 예측을 실시하지만, 향후 신설 노선 및 환승(예정)역을 정확히 파악할 수 없고 건설완료 이후 토지이용계획이 급변할 경우, 예측 수요와 실제 수요는 상이하게 나타날 수 있으며, 확장이 제한적이고 대규모 추가공사 비용이 요구되기 때문에 도시철도 역사가 지닌 물리적 특성 및 이용자 요구에 따라 효율적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 도시철도역사 구조, 이동 동선 등 물리적 요소와 시시각각 변하는 도시철도 내 이용수요 등 변수를 고려하여 다양한 시나리오에 대한 효과분석이 가능한 도시철도역사 평가용 시뮬레이터 핵심 모형을 소개하고, 해당 시뮬레이터를 활용하여, 사당역 대피 시나리오를 분석하였다. 분석결과, 시뮬레이터 활용하여 유사상황 발생시 입체 공간 상에서 다양한 조건을 고려한 다수의 대피 경로 탐색이 용이하였으며, 사당역의 경우, 대피경로 정보제공을 통해 기존 대비 약 60% 대피시간을 절감할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권6호
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• pp.40-53
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• 2018

교통카드자료에서 철도이용승객이동은 단말기ID 순서로 나타난다. 최초 단말기ID는 진입역사 Tag-In노선, 최종 단말기ID는 진출역사 Tag-Out노선, 중간 단말기ID는 환승역사 Tag노선정보를 각각 포함한다. 과거 3개 공사기관(서울교통공사, 인천교통공사, 한국철도공사)만 참여하던 수도권도시철도는 최초 및 최종 단말기ID로 표현된 OD만 존재했다. 최근 (주)신분당선, (주)우이-신설경전철 등 민자기관진입으로 진입환승노선 단말기ID와 진출환승노선 단말기ID가 포함된 Chain OD가 보편화되었다. Chain OD를 통한 정확한 경로구축과정은 수도권철도운송기관의 수입금배분의 기초자료로서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 따라서 지하철네트워크에서 경로탐색은 Chain OD에 대한 최적경로탐색의 문제로 전환되어 새로운 해법이 요구된다. 본 연구는 철도네트워크에서 단말기 Chain OD의 최초 단말기ID와 최종 단말기ID 간의 최적경로탐색기법을 제안하는 것이다. 이때 Chain OD에 민자노선환승 TagIn/Out를 반영하여 최적경로를 탐색하는 방안을 강구한다. 이를 위해 링크표지로 구축된 3가지 경로탐색기법( 1) 노드 - 링크, 2) 링크 -링크, 3) 링크 -노드 )을 순차적으로 적용하는 방안을 제안한다. 가산성경로비용을 토대로 제안된 기법이 최적조건을 만족함을 증명한다.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.319-326
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• 2018

열차제어시스템에서 열차간 추돌을 방지하기 위한 안전간격은 열차의 비상제동에 따른 제동거리를 기반으로 한다. 제동거리 성능평가는 동역학적 해석과 시운전시험을 통한 확인이 있으나 두 방법 모두 차륜과 레일의 점착계수의 약화 등과 같은 조건을 모두 고려할 수 없기 때문에 열차제어시스템의 설계에 활용하기에는 충분하지 않다. 따라서 본 연구에서는 다양한 환경을 고려할 수 있는 몬테카를로 방법을 이용하여 제동성능을 분석하고자 하였다. 제동모델은 비상제동에서 사용하는 공기제동을 기초로 하였으며, 제동압력, 제동효율, 제동 마찰계수, 점착계수, 차량의 질량분포 등을 고려할 수 있도록 모델링하였다. 영향 인자 분포의 변화에 따른 제동성능의 변화를 검토하고 이를 바탕으로 제동장치의 품질 제어를 통해 제동성능은 개선될 수 있음을 확인하였다. 또한, 열차를 구성하는 차량 편성에 따라 제동성능의 변화를 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 열차제어시스템의 안전간격 설계의 기초자료로 활용될 뿐 아니라 철도차량의 제동성능 향상의 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.128-141
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• 2017

본 연구에서는 그간의 연구를 참고하여 연구가 미진한 부분인 조선에 있는 사설철도의 법과 제도 그리고 인력, 보조금의 변화와 함께 사설철도가 가지고 있는 특징을 분석하여 일제강점기의 사설철도의 성격을 살펴보았다. 본 연구를 통해 일제강점기의 조선의 사설철도의 특징은 조선 내에서의 사설철도는 조선 내에서의 간선철도를 보조하는 역할을 하는 국책사업성격의 사설철도의 역할이 컸다는 것이다. 변화과정을 보면 관련법의 개정에 의해 보조율이 증가하였고 일본의 철도정책에 따라 좌우되는 양상을 보였다. 조선의 사설철도 특징은 일본 본토 보다 보조금이 높았으며, 외부자본의존형의 자본조달과 사철종사 임원의 경우도 조선철도국 출신이 많았다. 수익은 국유철도보다 낮아 이는 보조금으로 보전하였다. 이러한 사실을 근거로 조선내의 사설철도는 국책사업과 연관성이 깊은 철도회사였다고 볼 수 있다. 조선 내의 사철회사는 지역의 산업과 연관이 깊었다. 사설철도의 노선 분포를 보면 거의 간선을 보조하는 노선 혹은 산업개발지역과 일치하고 있다. 아울러 사설철도의 성격상 다양한 부대사업을 운영하여 일본국내의 사철의 부대사업으로 수익을 창출하고 철도운영을 해 나가는 사설철도본래의 기능도 가지고 있는 이중적인 성격의 철도라고 할 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.67-79
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• 2017

정시성이 보장된 도시철도에 대한 수송 의존도가 높아짐에 따라 수송 능력 뿐만 아니라 이용객의 편의성이 중요시 되고 있다. 이에 본 연구에서는 도시철도역사의 개선 및 신규 역사 건설 시 이동속도, 환승거리와 같은 보행 환경을 사전에 정량적으로 평가하기 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터는 3차원 실내지도 저작 모듈과 보행 알고리즘을 수행하는 모듈로 구성되어 있다. 3차원 실내지도 저작 모듈에서는 3차원 공간 모델링, 네트워크 생성 및 평가 결과 표출 등의 기능을 수행하며, 보행 알고리즘에서는 경로탐색, 통행량 배정, 종합서비스 수준 평가 등의 기능이 있다. 이러한 기능의 핵심적인 부분은 공간정보 DB와 동적 통행정보 DB를 유기적으로 연결하여, 전후 상황 등 다양한 시나리오의 적용과 분석을 반복적으로 수행할 수 있다는 점이다. 또한, 향후 시뮬레이터의 활용 방안 제시를 위해 실제 운영 중인 역사를 대상으로 Test-Bed를 구축하고, 역사통행로의 개선 전 후의 보행 속도를 분석하여 개선 효과에 대한 정량적 지표를 산출하였으며, 향후 추가적인 분석을 위한 DB의 확장 가능성에 대해 논의하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.67-76
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• 2016

교대는 토압을 받는 구조체로 뒤채움의 재질 및 부설방법, 다짐정도, 배수시설 등에 따라 교대에 미치는 영향이 민감한 구조물이다. 하지만 보통 실무에서는 경험치인 내부마찰값을 $30{\sim}35^{\circ}$를 적용하고 있는 실정으로 뒤채움재의 물성치값을 현실에 맞도록 합리적인 값의 설정이 필요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 교대높이 12m로 가정하고 직접기초의 교대를 최소안전율을 기반하여 절 성토 표준단면을 선정하여 내부마찰각의 변화에 따른 외적안정성분석와 부재력 검토하여 공사비를 비교하였다. 그 결과 내부마찰각에 따라 교대단면 축소 등으로 인한 공사비용 절감효과는 약 2.2%~8.4% 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1907-1914
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• 2013

터널 내부의 지열을 활용하여 지열 냉난방 시스템 가동에 필요한 열에너지를 얻을 수 있는 텍스타일 형태의 지중열교환기(에너지 텍스타일)를 충남 서천군 일대의 철도 폐터널 벽면에 시험 시공하였다. 현장에 설치된 에너지 텍스타일의 성능을 평가하기 위해 냉방 운영과 난방 운영에 대한 일일 냉난방 모사 시험을 수행하였다. 일일 냉난방 모사 시험을 진행하는 동안 터널 벽면에 설치된 지중 열교환기로 유입/유출되는 순환수의 온도, 순환 유량, 터널 벽면 내부 지반의 온도, 터널 내부의 온도를 지속적으로 측정하였다. 시험을 통해 현장에 설치된 에너지 텍스타일은 난방가동에서 에너지 텍스타일 유닛당 57.6~143.5 W의 열교환률을 보였고 냉방가동에서는 362.3~558.4 W의 열교환률을 보였다. 또한, 시험결과로부터 터널에 설치된 지중열교환기의 열교환 성능은 터널 내부 기온의 변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 전산유체 수치해석을 통하여 터널 내부 기온 변화를 고려한 현장 시험을 모사하여 적용된 수치해석 모델을 검증하였다. 검증된 수치해석 모델을 이용하여 콘크리트 라이닝 내부의 유도 배수재 설치 유무에 따른 에너지 텍스타일의 열적 거동에 대한 매개변수 연구를 수행하였다.

• 대한교통학회지
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• 제33권2호
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• pp.182-191
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• 2015

무인과속단속시스템은 속도위반 차량을 효과적으로 단속하기 위해 도입되었으나, 기존의 지점 과속단속시스템의 경우 차량 내비게이션, 스마트폰 등을 통해 제공되는 위치정보 서비스로 인해 단속 효과가 현격히 낮아지게 되었다. 구간 과속단속시스템은 지점 과속단속카메라 설치 지점에서 나타나는 카메라 전후에서 급감속 및 재가속을 반복하는 회피 거동으로 인한 여러 가지 부정적인 문제점을 보완하기 위해 도입되어 설치를 확대해 나가고 있다. 이에 본 연구에서는, 국내 고속도로 상에 설치된 구간 과속단속시스템에서 나타나는 교통류 특성에 대해 대조 구간을 설정하여 비교 분석하였다. 이를 위해 구간의 특성 등을 고려하여, 중부내륙선, 대전-통영선, 영동선 내의 구간 과속단속 시행구간에 대해 VDS 검지기 데이터를 수집하였으며, 데이터필터링을 통해 비교분석에 용이한 조건을 설정하고 자유속도 상태에서의 교통류 특성을 분석하였다. 분석결과, 구간 과속단속구간 내에서는 대조 구간에 비해 속도 평균 및 속도 분산이 낮아지는 경향을 보였으며, 통계적 검정 방법을 이용하여 이를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.826-833
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• 2017

열차의 위치를 정확하게 추정하는 것은 열차제어를 위해 필수적이며 선로변에 시스템을 설치하지 않고 열차의 위치를 추정하기 많은 연구가 있었다. 열차는 선로 위를 움직이므로 위치 추정을 일차원적으로 검색이 가능하며 그 선로 또한 위치 정보를 미리 알 수 있다는 특징이 있다. 특히 고속열차의 경우 속도가 커서 도플러 주파수가 비교적 크며 선로 모양도 직선 혹은 반경이 큰 곡선으로 되어 있다. 본 연구에서는이를 활용하여 두 지점(기지국)에서 송신한 신호의 도플러 주파수를 이용하여 열차의 위치를 추정하는 방안에 대하여 제안한다. 직선과 곡선, 직곡선 혼합 선로 구간에 대하여 위치를 추정하는 수식을 도출한다. 일반적으로 도플러 레이더는 속도를 측정하는데 사용되나 여기에서는 속도와 위치를 모르는 상태에서 두 신호의 도플러 주파수 비율을 이용하여 위치와 속도를 순차적으로 구한다. 시뮬레이션을 통해 열차 위치 및 측정 오차 수준에 따른 추정 오차의 변화를 구한다. 제안하는 방안과 기존 방안에서의 목표 추정 오차 수준을 얻기 위한 조건과 측정 오차가 커짐에 따른 오차의 증가량을 비교함으로써 성능과 강인성 면에서 제안하는 방안의 우수성을 보인다.