도시철도 전차는 역에서의 출발, 역간 가감속, 역에서의 정위치 정차 등 운전자에 의해 수행되는 기능을 전차 자체 장치에 의해 수행하는 자동운전시스템이다. 자동운전장치는 선로 및 신호의 변화에 따라 운전자가 수행하는 각종 운전 관련 기능을 운행 구간에서 가장 효율적인 운전되도록 프로그램화하여 전차를 제어하는 장치이다. 수도권과 같이 승객이 많은 지역에서 고밀도의 효율적 운송을 실현하기 위해서 자동․무인운전시스템이 도입되었다. 이 시스템에 의해 신속하고 고밀도 운전을 달성하기 위해서는 정확한 정위치 정차가 필수적이다. 전차가 자동으로 운전되기 위해서는 지속적으로 변화되는 선로나 ...
도시철도 전차는 역에서의 출발, 역간 가감속, 역에서의 정위치 정차 등 운전자에 의해 수행되는 기능을 전차 자체 장치에 의해 수행하는 자동운전시스템이다. 자동운전장치는 선로 및 신호의 변화에 따라 운전자가 수행하는 각종 운전 관련 기능을 운행 구간에서 가장 효율적인 운전되도록 프로그램화하여 전차를 제어하는 장치이다. 수도권과 같이 승객이 많은 지역에서 고밀도의 효율적 운송을 실현하기 위해서 자동․무인운전시스템이 도입되었다. 이 시스템에 의해 신속하고 고밀도 운전을 달성하기 위해서는 정확한 정위치 정차가 필수적이다. 전차가 자동으로 운전되기 위해서는 지속적으로 변화되는 선로나 신호정보 및 차량성능에 실시간 대처할 수 있어야 하고 정차할 때 승차감을 유지하면서 신속 정확하게 정차하는 것이 중요하다. 전차의 제동율은 낮은 제동율이나 저속에서 증가하는 특성이 있어 적정한 승차감을 유지하면서 앞의 제동특성에 적합하게 제어되어 정확하게 정차할 수 있어야 한다. 전차의 정차모드 제동은 혼합제동에서 공기제동으로 전환되어 정위치 정차를 하게 된다. 이 같은 제동제어과정이 적절하지 못한 경우 전차는 정위치 정차에 실패하게 되는 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 자동운전의 정위치 정차를 위한 정차모드의 혼합제동과 공기제동과정에서 승차감 유지하고 제동특성에 적정하게 제어하는 과정에 대하여 연구하였다. 아울러 본 연구 앞서 정차제어 연구의 신뢰성을 높이기 위해 선행적 으로 속도측정 및 연산과정을 연구하였다. 속도측정제어와 관련하여 기준속도와 실제속도의 오차는 정차속도와 정차위치 오차를 유발하는 것으로 확인하였다. 따라서 연산과정을 분석 오차를 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 정위치 정차제어에서는 안정된 승차감을 위한 감속도 제어과정의 동력차 제동력을 유지하는 시스템을 분석 시험하였고, 적정한 마찰제동 제어압을 패턴을 시험에 의해 제시하였다. 본 논문 연구는 5호선 전차 시스템에 적용된 제어기술을 토대로 시험한 결과이다.
주요어 : 정위치 정차, 자동운전장치, 승차감, 제동력, 제동율, 속도측정제어, 제동압제어
The system of the electric rail cars(ERC) has the functions of automatic and driverless driving control about departure from a station, operating control between stations and precision stopping control at a station. For the continuous change of track and signal conditions, the ERC has to be able to perform real time control instead of the drivers. The automation train operation system(ATO) is a device that was programmed by driving in the most optimized way to savetime and energy. The ERC was introduced to achieve more rapid and effective transport in the metropolitan area like Seoul in korea. It is essential to obtain a complete precision stopping control in automatic and driverless driving than anything else. When the ERC stopped at a station by automatic driving, it is important to keep better commuters comfort in prompt and complete stop at a scheduled stop point. Because a train's brake force tends to increase brake effort while the train runs low speed and low brake effort, motor car's brake force must be increased more than trailer's to keep better passenger comfort and to control these special braking qualities and to prevent the impact of automatic coupler. The ATO and TCMS system must have a special braking process to perform these brake control technics for the precision stopping control. The train stop mode is designed to start at the train speed of 20km/h. The ERC's stopping brake control is started by Dynamic brake blending, and is then finally stopped by only friction brake in the stop mode. If a stable convert of brake process and control of air pressure are not exactly activated, the ERC may cause the failure of a complete precision stop. In this report it studied and tested electric and friction brake processing during the ERC's stop at a stop point by automatic and driverless driving. Before the main study, to achieve exact test results the measurement and calculation of speed reference was studied. In the study of speed reference the method of train wheel diameter management was proposed to reduce the calculated difference of the reference speed. In the precision stopping control, the ways of the keeping brake force in motor car was analyzed and the some solutions of controling air pressure was brought up by means of direct test in main line. The study on this report was based on line 5 car's technics and was results that was tested in line 5 of Seoul Metropolitan subway.
Main words : Automatic and driverless driving, the precision stopping control, automatic train operation, passenger comfort, brake force, reference speed, TCMS(train control and monitoring system)
도시철도 전차는 역에서의 출발, 역간 가감속, 역에서의 정위치 정차 등 운전자에 의해 수행되는 기능을 전차 자체 장치에 의해 수행하는 자동운전시스템이다. 자동운전장치는 선로 및 신호의 변화에 따라 운전자가 수행하는 각종 운전 관련 기능을 운행 구간에서 가장 효율적인 운전되도록 프로그램화하여 전차를 제어하는 장치이다. 수도권과 같이 승객이 많은 지역에서 고밀도의 효율적 운송을 실현하기 위해서 자동․무인운전시스템이 도입되었다. 이 시스템에 의해 신속하고 고밀도 운전을 달성하기 위해서는 정확한 정위치 정차가 필수적이다. 전차가 자동으로 운전되기 위해서는 지속적으로 변화되는 선로나 신호정보 및 차량성능에 실시간 대처할 수 있어야 하고 정차할 때 승차감을 유지하면서 신속 정확하게 정차하는 것이 중요하다. 전차의 제동율은 낮은 제동율이나 저속에서 증가하는 특성이 있어 적정한 승차감을 유지하면서 앞의 제동특성에 적합하게 제어되어 정확하게 정차할 수 있어야 한다. 전차의 정차모드 제동은 혼합제동에서 공기제동으로 전환되어 정위치 정차를 하게 된다. 이 같은 제동제어과정이 적절하지 못한 경우 전차는 정위치 정차에 실패하게 되는 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 자동운전의 정위치 정차를 위한 정차모드의 혼합제동과 공기제동과정에서 승차감 유지하고 제동특성에 적정하게 제어하는 과정에 대하여 연구하였다. 아울러 본 연구 앞서 정차제어 연구의 신뢰성을 높이기 위해 선행적 으로 속도측정 및 연산과정을 연구하였다. 속도측정제어와 관련하여 기준속도와 실제속도의 오차는 정차속도와 정차위치 오차를 유발하는 것으로 확인하였다. 따라서 연산과정을 분석 오차를 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 정위치 정차제어에서는 안정된 승차감을 위한 감속도 제어과정의 동력차 제동력을 유지하는 시스템을 분석 시험하였고, 적정한 마찰제동 제어압을 패턴을 시험에 의해 제시하였다. 본 논문 연구는 5호선 전차 시스템에 적용된 제어기술을 토대로 시험한 결과이다.
주요어 : 정위치 정차, 자동운전장치, 승차감, 제동력, 제동율, 속도측정제어, 제동압제어
The system of the electric rail cars(ERC) has the functions of automatic and driverless driving control about departure from a station, operating control between stations and precision stopping control at a station. For the continuous change of track and signal conditions, the ERC has to be able to perform real time control instead of the drivers. The automation train operation system(ATO) is a device that was programmed by driving in the most optimized way to save time and energy. The ERC was introduced to achieve more rapid and effective transport in the metropolitan area like Seoul in korea. It is essential to obtain a complete precision stopping control in automatic and driverless driving than anything else. When the ERC stopped at a station by automatic driving, it is important to keep better commuters comfort in prompt and complete stop at a scheduled stop point. Because a train's brake force tends to increase brake effort while the train runs low speed and low brake effort, motor car's brake force must be increased more than trailer's to keep better passenger comfort and to control these special braking qualities and to prevent the impact of automatic coupler. The ATO and TCMS system must have a special braking process to perform these brake control technics for the precision stopping control. The train stop mode is designed to start at the train speed of 20km/h. The ERC's stopping brake control is started by Dynamic brake blending, and is then finally stopped by only friction brake in the stop mode. If a stable convert of brake process and control of air pressure are not exactly activated, the ERC may cause the failure of a complete precision stop. In this report it studied and tested electric and friction brake processing during the ERC's stop at a stop point by automatic and driverless driving. Before the main study, to achieve exact test results the measurement and calculation of speed reference was studied. In the study of speed reference the method of train wheel diameter management was proposed to reduce the calculated difference of the reference speed. In the precision stopping control, the ways of the keeping brake force in motor car was analyzed and the some solutions of controling air pressure was brought up by means of direct test in main line. The study on this report was based on line 5 car's technics and was results that was tested in line 5 of Seoul Metropolitan subway.
Main words : Automatic and driverless driving, the precision stopping control, automatic train operation, passenger comfort, brake force, reference speed, TCMS(train control and monitoring system)
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