• 한국철도학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.15-24
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• 2015

상전도흡인식 자기부상열차는 전자석의 전류를 조정하여 차량과 선로 사이의 간극(공극)을 일정하게 유지한다. 이러한 능동현가장치를 사용하는 자기부상열차에 있어서는 다양한 외란에도 불구하고 부상제어기를 이용한 부상공극을 허용하는 범위 내로 유지하는 것이 핵심기술 중의 하나이다. 특히 차량과 유연한 가이드웨이 사이의 동적상호작용에 의해 발생되는 진동은 저속 및 정지상태에서 부상안정성을 방해하는 중요한 요인으로 작용한다. 본 논문에서는 가이드웨이의 유연성에도 강인한 부상제어기를 개발하기 위하여 차량과 유연 가이드웨이 사이의 연성 동역학 모델을 개발하고, 전자석 및 부상제어기도 포함시키는 통합모델링을 제안하였다. 개발된 통합동역학 모델을 이용하여 가이드웨이의 유연성을 고려한 부상공극 시뮬레이션을 수행하였다.

• 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.241-245
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• 2013

기존 전동차 제어시스템의 경우에는 종합제어장치를 통하여 차량 내의 각종 정보를 운전자 화면에 현시하여 운전자가 차량의 상태를 감시하도록 구성되어 있다. 그러나 차량고장 등과 같이 갑작스런 사고가 발생할 경우에는 운전자가 당황하여 정확한 고장조치를 하기 어려운 것이 현실이다. 또한 제동제어기 및 보조전원장치 등 주요장치들의 제어정보를 분석하기 위하여 차량이 기지에 입고되고 난 후에 유지보수원이 현장에서 일일이 수동으로 데이터를 저장하는 매우 비효율적인 유지보수시스템으로 운영되고 있다. 이러한 점을 개선하기 위해서는 차량 내에 센서통신네트워크 및 감시시스템을 설치하여 차량 내의 모든 정보를 실시간으로 송수신하는 시스템을 구축하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 시스템 구축을 위하여 전동차 제어 및 감시시스템의 표준화 방안을 제시함으로써, 이를 통해 차량시스템의 안전성을 향상하고 유지보수를 보다 효율적으로 개선하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4112-4118
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• 2011

전기철도는 전차선을 통해 차량을 구동할 수 있는 전력을 공급하며, 공급된 전류는 선로 및 접지망을 통해 변전소로 귀환한다. 귀선전류는 신호, 전력, 전차선 및 궤도시스템과 연관되며, 선로변 직원의 안전과 전철화에 따른 철도관련 전기시스템의 보호를 위해 취급되어야 할 가장 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 귀선전류의 불평형 및 과전류 상태에 의한 시스템유도장해, 고장을 막기 위해서는 귀선전류의 정확한 분석이 필요하다. 본 논문은 귀선전류의 불평형 및 과전류 상태에 의한 시스템 유도장해, 고장을 예방하기 위해 실제 현장에서 측정 및 분석방법을 제시하였으며 또한 시험기준에 의한 안전성을 평가하였다. 이러한 결과는 향후 이와 관련된 분야에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-45
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• 2008

부상레일은 자기부상열차의 운행을 위한 선로구축물의 궤도상부에 설치되어 있으며, 열차의 주행시 레일과 침목의 연결부는 반복적인 피로하중을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 자기부상열차의 주행시 부상레일이 부담하게 되는 피로하중 및 비상착지시 발생하는 충격하중에 대한 피로해석을 통하여 부상레일의 설계 건전성을 검증하고자 하였다. 하중 및 경계조건은 정상상태의 주행을 고려하여 설계하중인 23kN/m를 적용하였으며, 차량의 낙하 및 비상주행시를 고려하여 스키드 낙하하중인 24kN/m를 적용하여 레일과 침목의 체결방식에 따라 볼트체결과 용접체결의 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 정적해석시 응력집중은 볼트체결 및 용접체결의 두 경우 모두 침목의 선단부분에서 발생하였으며, 최대응력은 231MPa로서 볼트체결방식의 경우에서 발생하였다. 피로수명은 응력-수명방법을 사용하여 예측하였으며, 평균응력의 영향을 고려하기 위하여 Goodman 관계식을 적용하고 Damage 계산에는 Miner법칙을 이용한 피로해석 결과는 주어진 해석조건에서 모두 요구하는 피로수명 이상의 피로수명을 나타내었으며, $10^8{\sim}10^9$ 싸이클을 무한수명으로 가정하면 볼트체결방식의 낙하하중상태($1.21{\times}10^6$)를 제외하고 모두 무한수명을 갖는 것을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.70-77
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• 2023

기후변화에 대한 대응으로 각국에서는 에너지수급계획에서 온실가스를 줄이는 목표를 제시하고 있으며, 그 이행을 위한 에너지 자원의 우선순위에서 늘 빠지지 않은 화두가 수소가스 이용이다. 이 수소가스를 이용하기 위한 대중적인 방법으로 수소연료전지 자동차의 이용을 꼽을 수 있으며, 이 수소연료전지 자동차를 이용하는데 필수적인 것이 수소충전소의 확충이다. 하지만 수소충전소의 확충을 위해서 여러 제약사항이 발생하고 있으며 그 중 가장 대표적인 것이 주민 수용성이다. 현재 국내 건립된 수소충전소 중 대부분은 인구밀도가 떨어진 외곽에 위치하고 있으며, 때문에 수소연료전지 자동차 이용자들의 불편은 해소되지 않고 있고 그에 따라 수소연료전지 자동차의 보급도 진전이 없다. 본 논문에서는 시민들이 많이 이용하는 철도부지에 수소충전소를 건설하였을 때의 위험성을 알아보기 위해 사고 피해 영향을 분석하였다. 대상 수소충전소 부지는 부산의 한 철도기지창을 대상으로 하였으며, 이 부지 주위에는 철도차량, 국도 및 상업시설이 존재한다. 최악의 시나리오를 가정했을 때 사로고 인해 영향을 받은 지역과 그 영향을 분석하여 수소충전소 부지의 안전에 대한 고찰을 하고자 한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.69-74
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• 2007

최근 이동환경에서의 고속 위성통신 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 유럽 및 북미지역에서는 지난 수년간 Ku대역을 활용한 고속이동체 대상의 이동형 위성통신 시스템 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 이동형 위성통신 시스템은 수십 Kbps 정도의 전송속도를 제공하기 때문에 고속열차와 같이 다수의 그룹 사용자들을 대상으로 한 위성 인터넷 서비스 제공에 한계가 있다. 또한, 철도 운행구간에서 발생하는 N-LOS 환경에 대처하는 기술의 부재로 서비스 가용도가 크게 저하된다. 본 논문에서는 고속열차 승객을 대상으로 위성무선연동 전송기술을 이용하여 지상무선망과 동일한 수준의 끊김없는 인터넷 서비스를 제공하기 위한 이동형 광대역 위성 인터넷 접속 시스템에 대해 기술한다. 고속열차를 대상으로 이러한 서비스 제공을 위해서는 터널이나 역사(Railway Station)와 같은 N-LOS 환경에 대한 대처기술이 필요하며, LOS 환경에서도 철로상에 설치되어 있는 Electric Power Post 나 Power Bridge 등으로 인한 주기적이고 짧은 시간 동안의 신호열화 현상이나 고속 이동에 따른 도플러 현상에 대한 극복기술이 필요하다. 이를 위해 본 시스템에서는 안테나 다이버시티 기법 및 갭필러와 지상무선망과의 연동기술이 적용되어야 하며, 상위 레이어에서의 에러 정정 기술이 적용된다. 본 논문에서는 위와 같은 기술이 적용되어 고속열차 승객들을 대상으로 한 위성인터넷 서비스 기술에 대해 기술한다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.27-34
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• 2016

철도 차량은 일렬로 연결되는 구조적 특수성이 있으므로 네트워크 토폴로지를 구성하는 경우에서도 이를 고려하여야 한다. 또한 차량 내의 장치 간 연결에서의 토폴로지와 차량 간 연결에서의 토폴로지를 구분하여야 한다. 차량 간 연결에 있어서 기존의 링, 스타, 데이지체인, 버스 등의 토폴로지 대신 이를 조합한 하이브리드 토폴로지가 제안되었다. 이는 일렬로 연결된 철도 차량을 적절한 수의 그룹으로 묶고 그룹 내에서는 스타 네트워크 토폴로지로 구성하고 그룹 간 연결은 데이지체인 네트워크 토폴로지로 구성하는 방식이다. 이를 통해 하이브리드 토폴로지는 스타 토폴로지에 비해 차량 간 연결에 필요한 케이블의 수를 절감하고도 적절한 전송 속도를 유지할 수 있다. 하이브리드 토폴로지는 스타와 데이지 체인 두 가지 토폴로지를 절충하는 방식이므로 각각의 장점을 잘 활용할 수 있도록 그룹 내 차량의 수를 적절히 선정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 철도차량에서 최적의 하이브리드 네트워크 토폴로지를 구하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 차량 별로 데이터 생성 크기와 생성 주기가 동일하다는 가정 하에 차량 간 연결에서의 최대 케이블 수와 전송 속도에 대하여 각각 가중치를 별도로 두고 가중치 별로 전체 차량 수에 따른 최적의 그룹 내 차량의 수를 도출한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.63-68
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• 2017

무인 운전 도시 철도시스템은 기관사 없이 열차를 운행 할 수 있는 장점을 갖지만, 이례상황 발생 시 유인운전의 기관사처럼 즉각적인 고장상태 파악, 관제보고, 수동조치가 어렵다. 따라서, 본선 운행 동안 차량 고장 / 상태 정보를 실시간으로 검지하여 차량기지 입고 시에 효율적으로 정비할 수 있는 유지보수 정보시스템의 구축이 필요하다. 본 논문에서는 무선통신망을 활용한 열차제어시스템, 관제 - 열차제어 정보시스템 콘솔 및 차량기지 유지보수 정보시스템간의 인터페이스를 실시간으로 구현하는 개념설계 방안을 제안하였다. 우선적으로 운행 중 발생되는 800,000 건/일의 많은 열차 상태 정보를 전송하기 위하여 본 연구에서 제안한 데이터 처리 알고리즘을 이용하여 56byte의 데이터 테이블로 수집한다. 이러한 상태 정보를 4자리의 헥사 코드화하여 분류하고, 본선 운행 동안 실시간으로 전동차 상태와 고장정보를 맵핑함으로서, 차량기지 내에 차량 유지보수 정보시스템에 전송한다. 또한 열차제어 정보시스템과 차량기지 유지보수 정보시스템 간에 실시간으로 송 / 수신 데이터의 전송을 각각 확인하고, 이로부터 현장에서 사용하도록 고장정보 화면구현을 구현하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6788-6798
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• 2015

최근 고속철도에서는 열차의 운영속도가 향상되고 동력분산형 차량의 도입이 증가하고 있다. 또한 콘크리트 슬래브궤도의 수요가 증가하고 설계단면감소 추세가 예상되면서 설계하중 및 속도변화로 인한 콘크리트 슬래브궤도의 보다 명확한 내부거동평가가 요구된다. 본 연구의 목적은 열차하중과 열차속도 변화에 대하여 콘크리트궤도구조와 노반의 역학적인 거동을 평가하고 규명하는 것이다. 이를 위하여 도상콘크리트층과 콘크리트기층의 속도, 하중 변화에 따른 거동을 해석하여 평가하였다. 또한 호남고속철도 토노반 콘크리트 궤도에 부설 중에 매립된 도상콘크리트 변형율계로 HEMU-430X 열차와 KTX-호남의 170km/h에서 최대 402km/h까지 측정된 측정결과와 해석결과를 비교분석하였다. 분석결과, 속도향상에 따른 증가경향을 확인하고 선형회귀선을 도출하였으며 슬래브 층의 결합상태와 비결합 상태의 가정상태의 해석응력과 현장의 콘크리트 슬래브 내부응력을 비교할 수 있었다. 그 결과 축중이 작은 동력분산식 HEMU 430-X 열차의 402km/h주행 시 발생응력과 KTX-호남의 발생응력이 유사하게 발생함을 알 수 있었고 속도증속에 따라 발생응력의 표준편차 값이 크게 증가하는 것을 확인하였다.