GPS 및 횡가속도 센서를 이용한 열차 위치검지 기술연구

초록

틸팅제어기술은 자연계의 파라미터인 각속도, 가속도, 속도 및 위치를 적절히 제어함으로 철도차량 외의 항공기 방향과 고도를 조양함과 더불어 우주 발사체의 원격조정에 이르기까지 여러 분야의 기본적인 기술이다. 현가 장치의 통합된 제어 시스템에 대한 요구가 증가하고 있고 곡선 주행시 승객이 느끼는 횡방향 가속도를 상쇄시키는 틸팅 차량의 이점에 대해 많은 해를 걸쳐 실험되어졌다. 틸팅 차량은 매우 높은 곡선 주행 속도에서도 좋은 승차감을 유지하면서 여행시간을 단축시키는데 매력이 있다. 이는 통합된 현가장치 제어 기술이 발달함에 따라 성취되어질 수 있다. 기존선로에서의 고속화는 곡선선로에서의 속도향상이 필히 요구되므로 따라서 속도향상에 따른 캔트 부족량을 정확히 보상함은 물론 틸팅 제어 시스템에서는 틸팅 시작점과 틸딩 속도가 승차감에 중요한 역할을 한다. 아래와 같은 관련기술이 요구된다. - 곡선선로 인입 및 출구를 정확히 인지하는 고속도 정밀위치 감지기술 - 곡선반경과 속도의 크기에 따라 결정되는 횡방향 가속도와 캔트량에 따른 틸팅각도 결정 - 완화곡선과 주행속도에 따른 틸팅하는 속도를 결정 - 정확한 틸팅량이 기계적으로 움직임이 되었는지를 판단하고 측정하는 피이드백제어시스템 결정 틸팅시스템의 동작을 위해서는 틸팅제어장치의 정확한 위치제어가 필수적이다. 틸팅시스템은 보기센서를 이용한 횡가속도를 측정하고, 이 횡가속도는 틸팅제어에 활용된다. 이 방법은 곡선에 따른 횡가속도를 검측하므로서 모든 곡선에서 틸팅제어를 활용할 수 있다. 그러나 틸팅제어에 필요한 횡가속도가 곡선진입후에 취득됨으로서 선두차에서는 횡가속도를 일부 느끼는 구간이 발생한다. 이런 선두차 틸팅 승차감 문제를 극복하기 위해서는 열차위치검측시스템을 활용한 사전 틸팅제어를 수행하여 선두차 틸팅승차감 문제를 극복하여야 한다. 틸팅승차감 문제를 해결하기위해 현재 GPS 및 ATP 센서를 이용한 열차정밀위치 확보하고 이미 틸팅제어장치에 수록된 선로DB를 활용하여 틸팅사전제어를 수행한다. 틸팅사전제어의 장점은 아래 표1와 같다.