• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1536-1543
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• 2019

This paper presents an improved torque predictive control (TPC) for permanent magnet synchronous motors (PMSMs) using an indirect matrix converter (IMC). The IMC has characteristics such as a high power density and sinusoidal waveforms of the input-output currents. Additionally, this configuration does not have any DC-link capacitors. Due to these advantages of the IMC, it is used in various application field such as electric vehicles and railway cars. Recently, research on various torque control methods for PMSM drives using an IMC is being actively pursued. In this paper, an improved TPC method for PMSM drives using an IMC is proposed. In the improved TPC method, the magnitudes of the voltage vectors applied to control the torque and flux of the PMSM are adjusted depending on the PMSM torque control such as the steady state and transient response. Therefore, it is able to reduce the ripples of the output current and torque in the low-speed and high-speed load ranges. Additionally, the improved TPC can improve the dynamic torque response when compared with the conventional TPC. The effectiveness of the improved TPC method is verified by experimental results.

• 한국안전학회지
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• 제36권2호
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• pp.1-9
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• 2021

The 8200-unit electric locomotive, which is a high-efficiency multipurpose electric locomotive, is a German model, namely BR152 series ES64F, and it is manufactured to suit the operating conditions in Korea. Since 2003, 83 locomotives have been introduced in Korea, and they have been operating in the general railway sector for both passenger and freight transport. Although more than 15 years have passed since their first introduction, owing to the characteristics of vehicles introduced overseas, responding promptly to failures has been difficult owing to problems related to factors such as transfer of technology and procurement of parts for maintenance. Furthermore, there have been difficulties in operating the locomotives on the basis of the manufacturer-recommended time-between-overhaul (TBO) cycle. Therefore, a new TBO should be determined. To support the development of a reliability-based maintenance system, this study conducted a reliability and TBO analysis by using failure data obtained from KOVIS, and future management measures are presented.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권3호
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• pp.220-228
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• 2021

To improve the measurement accuracy of a solar-radiation observer instrument, aiming at the problem of multiorder-stray-light interference caused by the diffraction of the flat-field concave grating in the spectroscopic system, straylight suppression methods for different forms of optical traps are studied. According to the grating surface-scattering distribution-function model, the bidirectional scattering distribution function (BSDF) of a dust-polluted surface and the flat-field concave grating's transition area of the spectroscopic system is calculated, and a Lyot stop with blade baffle is designed to suppress this kind of stray light. For diffraction multiorder stray light, based on the theory of light-energy transmission, a design for precise positioning of the trench optical trap is proposed. The superiority of the method is verified through simulation and actual measurement. The simulation results show that in a spectroscopic system approximately 160 mm × 140 mm × 80 mm in size, the energy of the stray light is reduced by one order of magnitude by means of the trench optical trap and Lyot stop, and the number of beams is reduced from 5664 to 1040. The actual measurements show that the stray-light-suppression efficiency is about 69.4%, which is effective reduction of the amount of stray light.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.195-200
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• 2020

화석연료 고갈과 환경오염에 관한 관심이 고조되면서 국내에서 운행되고 있는 철도차량이 디젤 차량에서 전기 차량으로 전환이 확대되면서 진행되고 있다. 전기 차량의 전환의 한 예로 적용되고 있는 태양광발전 시스템은 무한정하고 무공해 하며 대기오염, 소음, 발열, 진동 등과 같은 위해요소들을 발생시키지 않고 에너지 생산이 가능하며, 연료 수송, 발전설비에 대한 유지보수가 거의 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나 전력생산량이 지역별 일사량에 의존하고, 약 25㎡/kWp 발전량으로 에너지밀도가 낮아 큰 설치 면적이 필요하며, 설치장소가 제한적인 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 고려하여 철도 분야에서도 연료전지를 적용한 연구들이 많이 증가하고 있다. 특히 연료전지 발전시스템 철도 급전계통 연계방안은 태양광 및 풍력과는 다르게 철도차량에 전력을 공급해주는 급전계통에 연계해야 한다. 따라서 철도차량과 밀접한 관계를 가지는 시스템 토폴로지 (topology)에 따라 연계방식은 크게 달라질 수 있으므로 본 논문에서는 시스템 토폴로지에 따른 연계분석과 관련된 시뮬레이션 모델링을 통한 타당성을 연구하고자 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권6호
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• pp.1-20
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• 2022

도로교통망과 대중교통망에서 요금을 부과하는 기본방식은 진입-진출요금체계이다. 진입-진출요금체계는 HI-PASS 및 대중교통카드를 이용하는 단말기를 통과하는 방식으로 적용된다. 한편 진입-진출요금을 고려해서 경로를 탐색하는 문제는 경로의 열거를 포함하는 비가산성문제를 포함하고 있다. 이는 모든 경로를 열거해서 최적해를 도출하는 NP-완전문제로 알려져 있다. 지금까지 진입-진출요금에 대한 해법은 도로망을 대상으로 네트워크를 변형하는 기법이 제안되었으며 교통카드가 일반화된 대중교통망과 같이 환승, 다수단, 복수단말기와 같이 네트워크확장이 요구되는 상황에서는 검토되지 않았다. 본 연구는 교통카드단말기로 구성된 대중교통망에 대하여 링크표지를 도입해서 네트워크확장을 우회하면서 One-to-One K-경로탐색을 통해 경로를 열거함으로서 최적해를 선정하는 방안을 마련하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 비교적 적은 경로집합을 구성하기 때문에 컴퓨팅 파워의 부담없이 최적해를 도출하는 것이 가능하며, 경로간 민감도를 비교하기 용이한 측면에서 보다 일반화된 최적경로해법으로 활용이 가능하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4D호
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• pp.671-678
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• 2006

본 연구에서는 2개의 질량을 갖는 1/4 차량모델을 이용하여 차량-궤도-교량간의 동적상호작용 현상을 표현하기 위해 비선형 헤르츠 접촉스프링(Nonlinear Hertzian Contact Spring)과 비선형 접촉감쇠장치(Nonlinear Contact Damper)를 도입하였다. 또한, 차량에 작용하는 하중은 차량의 중량외에 임의시간단계의 차륜재하위치인 레일답면(즉, 주행로상의 접촉면)에서의 변위가 제한조건식(Constraint Equation)으로 가해졌다. 이 변위제한조건식은 Penalty방법(Penalty Method)에 의해 구현되었으며, 해의 안정화(Stabilization)를 위한 기법과 제한조건오차보정반력(Reaction from Constraint Violation)을 도입하였다. 또한, 차량의 피칭운동을 표현하고, 다양한 차량/열차를 모형화하기 위해서 1/4 차량모델의 차체 및 대차프레임 간을 강체연결 및 핀이 있는 강체연결조건으로 모형화하였다. 시간적분방법으로는 Newmark계열의 시간적분법이 사용되었으며, 해의 정확성 확보를 위해 국지적 오차평가에 근거한 적응적시간간격기법(Adaptive Time-Stepping Scheme)을 도입하였다. 이러한 적응적시간간격기법을 도입하여 동적해석에서 시간간격의 크기를 자동적으로 결정함으로써 동적해석에서의 해의 정확성을 확보하고 시간적분에 소요되는 계산비용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권1호
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• pp.112-123
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• 2011

본 연구에서는 지속가능한 통행패턴을 제고하기 위해 압축도시개발기법에 정보통신요소를 접목한 새로운 개념의 사이버 압축도시(Cyber-Compact City) 개발방안을 제시하였다. 먼저 정보통신기술과 도시개발 전략을 통합하는 사이버 압축도시의 개념을 기존 문헌 등을 통해 도출하고, 이를 교통의 지속가능성 제고 측면에서 정립하였다. 또한 정보통신기술의 활용과 압축도시개발의 통합적 접근을 시도한 해외사례를 살펴보고, 국내에서 추진될 수 있는 전략적 접근방법을세가지 측면에서 제시하였다. 첫번째는 대중교통 네트워크와 정보통신 네트워크의 융합전략으로 국토 및 도시공간구조의 연결체계를 대중교통과 정보통신 네트워크의 중심으로 재편하는 것이며 철도의 여유공간에 정보통신 인프라를 건설하는 것이다. 두번째는 대중교통 결절점과 정보통신 결절점의 융합전략으로 주요 철도역을 중심으로 지역거점 및 도시거점의 정보통신센터를 구축하는 것이다. 마지막으로 대중교통 영향권과 정보통신 영향권을 통합하여 연계체계 및 정보통신기능이 강화된 대중교통지향형 입체복합개발을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.697-702
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• 2017

본 연구에서는 현재 운행 중인 도시철도차량의 전동차 출입문에 규칙적 다공질 금속, 즉, 트러스 요소로 이루어진 피라미드 트러스 코어를 적용 가능한가에 대해 구조 강성 측면에서 검토하였다. 전동차 출입문은 내외피 사이 심재부에 허니콤과 보강재로 구성된 샌드위치 구조이며, 충분한 굽힘 강성과 내구성 등이 요구된다. 현재, 전동차 출입문의 기계적 성능은 한국철도표준규격(KRS)과 도시철도용품 품질규격에서 명시되고 있는데, 3점굽힘시험을 수행하여 중앙부의 처짐량을 측정하여 구조강성의 만족 여부를 판정하고 있다. 기존의 허니컴 코어를 채용한 출입문에 비해 피라미드 트러스 코어로 대체한 출입문의 구조강성 비교를 위하여 기존의 허니콤 코어와 동일한 무게의 두 종류의 피라미드 트러스 코어를 설계, 고려하였다. 이후 한국철도표준규격에 명시한 시험조건에 따라 유한요소해석을 실시하였다. 피라미드 트러스 코어를 적용한 전동차 출입문의 3점굽힘해석 결과 피라미드 트러스 심재 출입문은 기존의 허니콤 심재에 비해 약 2.5%의 처짐량이 더 발생하였지만, 규격에서 요구한 강성 조건을 충분히 만족시켰다. 따라서, 다기능성에 유리한 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 심재는 기존의 허니콤 기반의 출입문을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.45-51
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• 2016

The purpose of this study is to investigate the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the performance of a direct fixation track system (DFTS) in Yeongjong grand bridge. In this study, the influences of deflection of a DFTS and track girder on dynamic rail-track girder interaction forces for the track girder ends currently employed in airport express lines were assessed by performing field tests using actual vehicles running along the service lines. Therefore, the dynamic displacement of rail and track girder and the fastener stress on the center and ends sections of DFTS were measured for two different trains (AREX and KTX) running in Yeongjong grand bridge. A three-dimensional finite element analysis (FEA) model using the time-history function based on the design wheel load was used to predict the train-induced track and track girder displacement, and the FEA and field test results were compared. The analytical results reproduced the experimental results well within about 3-7% difference in the values. Therefore, the FEA model of DFTS on track girder is considered to provide sufficiently reliable FEA results in the investigation of the behavior of DFTS. Using the analytical and experimental results, the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the interaction behavior of rail and track girder installed on a simple supported track girder ends, i.e., upward displacement of rail-track girder and the fastener stress, was investigated. It was found that the train-induced end rotation effect of track girder was not significantly affected by the upward displacement of rails and the fastener stresses of track girder ends. Further, the interaction behavior of rail and track girder were similar to or less than that of the general railway bridge deck ends, nevertheless the vertical displacement of track was higher than that of conventional DFTS on the general railway bridge. From the results, the dynamic responses of the DFTS on track girder ends were not significantly affected by the safety and stability of DFTS ends.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.175-185
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• 2015

일반적으로 열차분야에서 분기기 시스템은 안전성과 직접적으로 연관되기 때문에 높은 신뢰성이 요구된다. 특히 자기부상열차의 분기기 시스템은 대차가 궤도를 감싸는 구조적 특징으로, 고가궤도 전체가 움직여야 한다. 이러한 이유로 자기부상열차의 분기기는 강 재질로 설계되었다. 강 거더의 분기기는 콘크리트 거더에 비하여 진동측면뿐만 아니라 거더의 처짐에도 취약하다. 그러므로 자기부상열차가 유연한 분기기 위를 통과 할 때, 부상안정성 예측이 매우 중요하다. 본 논문의 목표는 자기부상열차와 분기기 거더의 연성된 동역학 해석모델을 개발하고, 공진예측 및 차량의 부상안정성 예측에 있다. 이를 위해서 차량의 3차원 다물체 동역학 모델을 개발 하였고, 분기기 거더와 모달중첩법을 이용한 연성모델링을 수행하였다. 개발된 해석모델은 실측 실험과 비교를 통해서 해석모델의 타당성을 검증하였다.