• Title/Summary/Keyword: train speed profile

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가속도한계 및 저크한계를 고려한 열차자동운전장치의 위치기반 속도프로파일의 계산 및 적용 (Calculation and application of the location-based speed profile of ATO considering the speed limitation and the jerk limitation)

  • 윤영환;엄정규;한재문;조용기
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1685-1690
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    • 2010
  • This paper describes the calculation and application of the speed profile for the train speed control when the train is operated by ATO(Automatic Train Operation). We propose a speed profile calculation method considering the speed limitation and the jerk limitation, in order to maintain the quality of the train automatic operation. In previous works, ATO calculates a desired speed profile along the time, and controls the train to follow the profile. In this case, it may be hard to follow the restrictive speed along the location or to stop the train with a low location error, because of the difference between the desired location at each time and the real location of the train due to the control error. In the proposed method in this paper, we calculate a desired speed profile along the time considering the speed and jerk limitation first, and derive a speed profile along the location using it. If the restrictive speed profile is changed or the train speed strayed from the speed profile, ATO system calculates new speed profile and applies it immediately. Because ATO system controls the train speed based on the train location, the accuracy of the train location control can be improved. A simulation system for the test of the automatic train operation using this method is designed.

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무선통신기반 열차간격제어를 위한 전처리 기반 속도프로파일 계산 알고리즘 (Preprocessing-based speed profile calculation algorithm for radio-based train control)

  • 오세찬;김경희;김민수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.6274-6281
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    • 2015
  • 무선통신기반 열차제어시스템은 차상과 지상과의 양방향 무선통신을 기반으로 실시간 열차간격제어가 가능하므로 운전시격 단축 효과가 있으며 궤도회로를 사용하지 않기 때문에 설비투자를 절감 할 수 있다. 무선통신기반 열차제어시스템에서 가장 중요한 부분인 자동열차방호(ATP: Automatic Train Protection)는 실시간 열차위치 추적을 기반으로 선행열차와 후행열차간의 안전한 간격제어를 수행한다. 본 논문은 도시철도용 무선통신기반 열차제어시스템의 열차간격제어를 위한 전체적인 ATP 열차간격제어 알고리즘과 ATP의 처리속도 향상을 위해 전처리 기반 속도프로파일 계산 알고리즘을 제안한다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘은 사전에 선로와 열차의 영구속도제한에 해당하는 프로파일을 미리 계산하여 가장제한적인 속도프로파일로 활용한다. 만약 운행 중 특정 노선 구간에 임시속도제한이 발생하는 경우 미리 계산된 영구속도프로파일에 임시속도제한을 반영하여 해당 구간의 속도프로파일을 업데이트함으로써 계산효율을 높일 수 있다. 제안된 속도프로파일 계산 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 시간복잡도 O-notation으로 분석하였으며 그 결과 기존에 비해 시간 복잡도를 개선할 수 있음을 확인하였다. 또한 ATP 열차간격제어 검증을 위해 열차간격제어 시뮬레이터를 제작하였으며 실험결과를 통해 다양한 운영상황에서 안전한 열차간격제어가 이루어지고 있음을 확인하였다.

Dynamic analysis of high-speed railway train-bridge system after barge collision

  • Xia, Chaoyi;Ma, Qin;Song, Fudong;Wu, Xuan;Xia, He
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제67권1호
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    • pp.9-20
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    • 2018
  • In this paper, a framework is proposed for dynamic analysis of train-bridge systems with a damaged pier after barge collision. In simulating the barge-pier collision, the concrete pier is considered to be nonlinear-inelastic, and the barge-bow is modeled as elastic-plastic. The changes of dynamic properties and deformation of the damaged pier, and the additional unevenness of the track induced by the change of deck profile, are analyzed. The dynamic analysis model for train-bridge coupling system with a damaged pier is established. Based on the framework, an illustrative case study is carried out with a $5{\times}32m$ simply-supported PC box-girder bridge and the ICE3 high-speed train, to investigate the dynamic response of the bridge with a damaged pier after barge collision and its influence on the running safety of high-speed train. The results show that after collision by the barge, the vibration properties of the pier and the deck profile of bridge are changed, forming an additional unevenness of the track, by which the dynamic responses of the bridge and the car-body accelerations of the train are increased, and the running safety of high-speed train is affected.

듀얼 레일 형상에 적합한 철도차량의 차륜 형상 설계 (Design of Railway Vehicle Wheel Profile Suitable for Dual-rail Profile)

  • 변성광;이동형;최하영
    • 한국기계가공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.30-37
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    • 2017
  • When a wheel profile of a train-tram is designed, both train and tram tracks should be considered. This study designed a wheel profile that enables high-speed driving(200km/h) on the train track and low speed driving on the tram track with multiple sharp curves. The study used the approximation optimization method to reduce cost and time, used the sequential quadratic programming method as the optimized algorithm, and the central composite design and response surface method as an approximate model. The optimized wheel shape based on this approximation optimization method reduced wear of the initial wheel showed a better performance in terms of derailment and lateral force.

에너지 최적의 열차 속도 궤적 생성을 위한 GA 기반 알고리즘 (A GA-Based Algorithm for Generating a Train Speed Profile Optimizing Energy Efficiency)

  • 강문호;한문섭
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.878-886
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    • 2009
  • 본 논문에서는 열차 운전시 최적의 에너지 효율을 얻기 위해서 GA(Genetic Algorithm)를 이용하여 열차 속도 프로파일을 생성하는 최적 알고리즘을 제시하고 시뮬레이션을 통해 유효성을 보였다. 역간의 열차 운전 모드를 최대 역행, 타행, 최대 제동으로 간략화 시키고 타행지점을 조절하여 열차 운전시 소비되는 에너지를 최소화 시키는 방식을 기본으로 하여, 정해진 거리의 두 역간을 정해진 운전시간 내에 도달하기 위하여 목표 운전시간을 이용하여 적합도(Fitness) 함수를 설정한 후, GA 알고리즘을 적용하여 역간 거리와 목표 운전시간의 두 제한요소를 모두 만족시키는 타행 지점들을 결정하였다. 시뮬레이션 결과 두 제한 요소들을 만족하는 타행 지점이 여러 개가 존재함을 확인하였고, 각 타행지점들에 따른 소비 에너지를 도출하여 에너지 소비량이 가장 적은 타행지점을 선정하여 최종적인 열차속도 프로파일을 결정하였다. 시뮬레이션을 위해 Simulink를 이용하여 열차성능 시뮬레이션 블록들과 GA 블록들을 설계하였다.

열차가 터널에 진입할 때 발생하는 압축파에 대한 수치해석 (A Numerical Study on the Compression Wave Generated by the Train Entering a Tunnel)

  • 김사량
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.17-21
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    • 2006
  • The numerical simulations on the train entering a tunnel were performed by solving unsteady axi-symmetric problems. In the case that 5th order velocity profile is used to reduce the effects of the pressure wave generated by the train starting abruptly, the effect of the initial distance between the train and the tunnel were examined. The impulsive start gives undesired pressure disturbances to the flow field including inside the tunnel. But 5th order velocity profile with initial distance more than 80 m gives much stable pressure variance in time, and pressure distribution inside the tunnel in space. The distance to the train reaches the highest running velocity from the start should be more than 80 m when the train speed is 350 km/h.

기존선 속도 향상을 위한 발리스를 이용하는 열차간격제어 기술에 대한 연구 (The Study on Train Separation Control Technology using Balise for Conventional Line Speed Up)

  • 백종현;이창구
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.256-263
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    • 2009
  • 한국철도공사에서는 기존선의 신호시스템을 지상의 ATS 시스템에 의한 신호 현시에 따라 운전자가 제한속도 이내로 열차를 운전하던 방식에서 지상의 발리스로부터 이동권한을 전송받아 차상신호시스템(ATP)에서 Speed Profile을 생성하여 운전하는 Bombardier Transport사의 ATP 시스템으로 개량하고 있다. 한국철도기술연구원에서는 기존선의 속도 향상을 위해 틸팅열차를 개발하여 10만 km 주행시험 중이며, 중앙선에 투입이 가시화되고 있다. 이러한 틸팅열차를 ATP 시스템에 의해 운전할 때 곡선구간에서 현재 제한되어지고 있는 곡선부 통과 속도를 증속하는 것이 쉽지 않은 형편이다. 따라서 향후 ATP 시스템의 국산화 개발이 이루어질 것을 대비하여 선행적으로 ATP 시스템의 핵심 기술인 선행열차에 따른 후행열차의 안전제동모델 및 열차간격제어 기술을 연구 개발할 필요성이 있다. 본 논문에서는 이를 위하여 발리스를 이용하는 ATP 시스템의 안전제동모델 및 열차간격제어 기술을 개발하고 그 성능을 시뮬레이션 하였다.

에너지 효율적인 속도 프로파일 생성을 위한 Simulink 기반 열차 성능 시뮬레이션 (A Train Performance Simulation using Simulink for Generating Energy-efficient Speed Profiles)

  • 강문호;한문섭
    • 전기학회논문지
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    • 제59권10호
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    • pp.1816-1822
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    • 2010
  • In this research TPS (Train Performance Simulation) blocks are designed using Simulink and applied to generate speed profiles for energy-efficient train operation. With a train operation mode of maximum powering, coasting, and maximum breaking, a breaking point is calculated from forward-backward running profiles. Then, GA (Genetic Algorithm) is used to solve a running time constraint, and a coasting point is produced from the searching process of GA. With the breaking point and the coasting point a speed profile is plotted. Train performance under a speed limit and gradient variations is simulated and resultant speed profiles are analyzed.

틸팅차량용 차륜의 구조 강도 및 동적 성능 해석 (Strength and Dynamic Performance Analysis for Tilting Train Wheel)

  • 허현무;권성태;서정원;권석진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권11호
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    • pp.85-92
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    • 2006
  • For the improvement of a conventional railway speed, tilting train(Tilting Train express) is under the development aiming for a maximum speed 180km/h. Compared to the existing conventional rolling-stock, tilting train could take an advantage of speed improvement about $20{\sim}30%$ on curve sections due to the improvement of cowing performance. However, this speed increasement creates a severe load at wheels, thus it is necessary to study the safety of wheel for tilting train preferentially. On the other hand, it is under consideration that the wheel for conventional railway rolling-stock at speeds of 150km/h will be applied to tilting train at speeds of 180km/h. In this paper, we have studied the strength of wheel structure, the geometrical contact characteristics, and the dynamic performance of wheel to evaluate the safety of wheel for tilting train.

ATP시스템의 안전제동거리에 대한 연구 (A Study on the Safety Braking Distance in ATP System)

  • 김민규;김민석;김종수;윤유범;이종우
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.132-139
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    • 2011
  • ATP(Automatic Train Protection) system in railroad signalling system is on-board signalling system which is controlled by train control information such as location and speed of trains. Safety is ensured by transmitting the train control information between on-board and wayside device in the ATP system. When an engineer disregards the speed limit on a tachometer, the train is automatically stopped by the on-board device. Recently, the studies of increasing speed of the train have been developed. Eurobalise in ERTMS/ETCS system is used in case that speed of trains is up to 500[km/h]. A study of safety braking distance is needed by increasing the speed of train in the ATP system. Train data and track data are required to calculate the safety braking distance. The train data includes formations of trains, length of trains, service brake and emergency brake etc. Also, the track data includes slope of track, curve of track, length of track, speed limit etc. In this paper, the speed profile is computed by analyzing the train and track data in the ATP system. It is demonstrated by applying to subway line 2 in Seoulmetro through the on-site test.

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