칼만 필터를 이용한 축상 진동가속도로부터 변위추정에 관한 연구

초록

본 연구는 영업차량에서 궤도상태 감시수행의 연구의 일환으로 주행 중인 고속철도차량의 윤축의 진동가속도로부터 변위를 추정하는데 초점을 맞추고 있다. 일반적으로 고속철도의 궤도상태감시는 궤도검측차 혹은 보선원의 순회점검에 의해 이루어지는데, 이들은 투입시간 혹은 구간이 제한되어 있을 뿐만 아니라 속도가 느려서 영업차량의 운행이 종료되고 난 뒤에 할 수 밖에 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위한 한 방법으로 영업차량의 축상에 진동가속도계를 부착하여 궤도상태감시를 하는 방법을 검토하고 있다. 여기에서는 축상의 진동가속도로부터 변위를 추정하는 방법에 대해서 연구하였다. 이를 위해 궤도의 영향을 직접 받는 축상에 진동가속도계를 설치하여 윤축의 진동가속도를 측정하였다. 측정한 가속도 데이터는 칼만 필터를 이용하여 변위를 추정하였고 추정한 변위는 궤도검측장비의 데이터와 비교하였다. 이 비교로부터 윤축에서 발생하는 진동가속도를 변위로 변환한 결과는 궤도상태를 반영하고 있음을 밝혔다.