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차상중심 열차제어시스템 개발에서 모델기반 접근을 통한 안전성 향상에 관한 연구
최명성(Myung-Sung Choi),김주욱(Joo-Uk Kim),한석윤(Seok-Youn Han),오세찬(Se-Chan Oh),심상현(Sang-Hyun Sim),이재천(Jae-Chon Lee) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.7
최근 철도 열차제어시스템은 최첨단 기술로 인한 무선통신기반 개발의 수요와 이에 따른 환경의 다변화, 설계 정보의 복잡성, 시스템 설계에 대한 추적성 등 여러 요인으로 인해 모델기반 설계와 안전에 대한 쟁점도 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 열차제어시스템에서 다루는 지상 설비 설계에 대한 모델기반 설계와 단계별 안전 활동 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 먼저 열차제어시스템에 대한 효과적인 개발을 위하여 모델기반 설계를 수행하였 고 이는 SysML(System Modeling Language)을 활용하여 표현하였다. 열차제어시스템의 안전성 향상을 위하여 설계 모델을 활용할 수 있는 시험 시나리오를 생성하였다. 생성한 시험 시나리오에 모델기반 설계를 수행한 차상중심 열차제어시스템을 적용하여 사례 연구를 수행하였고 이에 대한 결과를 분석하여 본 연구의 활용 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 토대 로 안전성 향상 접근에 대한 시험 활동 재정립을 통해 개선함으로써 향후 모델을 기반 설계로 수행된 열차제어시스템 개발 시 개념설계에서 발생할 수 있는 비용 및 시간을 절감 시킬 수 있을 것으로 기대된다. The train control system is a facility to ensure model-based design and safe train operation, and its safety is the most important factor for system introduction, complexity of the design information and traceability etc. Therefore, the model-based design and safety activities regarding the way-side equipment of a train control system is also highlighted. To solve this problem, In this paper, model-based design was carried out first to develop an effective train control system, which is represented by SysML(System Modeling Language). The test scenarios that can take advantage of the design model were created to improve the train safety control system. Case studies of a model-based design of a train-centric train control system were applied to the test scenarios; the results demonstrated its usability. The improved activity over the test highlighted the safety improvement approach, and it is expected to reduce the cost and time in the conceptual design of a future development model-based train control system.
박성종(Seong Jong Park),정창섭(Chang Sub Chung),심상현(Sang Hyun Sim) 한국안광학회 2000 한국안광학회지 Vol.5 No.1
In this paper, we use the C light which is a daylight and consider the incident beam having the Gaussian amplitude. We investigated the illuminance distributions and the variation in chromaticity of optical system having the truncated Gaussian amplitude on the focal plane and along the optical axis using the C light source. We also use the three sensitivity functions of human eye(CIE 1931) for wavelengths which are from 380㎚ to 780㎚. When the truncation grade of incident beam having Gaussian amplitude decreases, the size of central spot on the focal plane and the depth of focus along the optical axis decrease. and the variation in chromaticity on the focal plane and along the axis increases rapidly. As the illuminance on the focal plane decreases the variation in chromaticity of optical system increases rapidly, and as the depth of focus increases the variation in chromaticity of optical system decreases.
FMEA 안전분석 기법을 활용한 차상중심 열차제어시스템의 아키텍처 무결성 향상을 위한 검증 방법론 구축에 관한 연구
김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Seh Chan Oh),김금비(Keum Bee Kim),심상현(Sang-Hyun Sim),김영민(Young-Min Kim) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.10
최근 철도 열차제어시스템은 최첨단 기술로 인한 무선통신기반 개발의 수요와 이에 따른 환경의 다변화로 인해 안전에 대한 쟁점도 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 열차제어시스템에서 다루는 지상 설비 설계에 대한 단계별 안전 활동 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 국내 철도 산업은 대다수 열약한 산업환경으로 구성되어 있다. 이러다 보니, 설계 산출물에 대한 생성에 초점이 맞춰져 있지, 산출물에 대한 검증 방안 및 적용에 대한 역량이 상당히 부족한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 열차제어시스템 설계 단계의 아키텍처 산출물 검증 방안을 확보하기 위해 안전분석 산출물을 바탕으로 확보 가능한 방법에 대해 기술하고 있다. 이렇듯 설계적 산출물에 대한 검증방안을 구축하고 직접 수행에 따른 설계적 무결성을 높이고자 한다. 특히, FMEA 안전 분석 기법을 활용해, 안전 분석 기법을 통해 개별 단계별 산출물의 활용을 통한 아키텍처 산출물과의 연계성 확보를 통해 무결성 확보를 위한 기술적 접근법을 기술하였다. 본 연구의 결과를 토대로 안전성 향상 접근에 대한 시험 활동 재정립을 통해 개선함으로써 향후 모델 기반 열차제어시스템 개발 시 개념설계에서 발생할 수 있는 안전성 이슈를 제거 함에 따라, 설계적 비용 및 시간을 절감 및 안전성 향상을 기대할 수 있을 것으로 기대된다. Safety is the most important factor for train control systems. Model-based design and safety activities for way-side equipment in train control systems are important factors. Model-based architecture verification was carried out to develop an effective control system, which is represented by model-based failure mode and effects analysis (FMEA). An architecture verification method was created based on FMEA to take advantage of a design model and improve the train safety control system. Case studies were applied to architecture verification scenarios, and the results demonstrate the usability of the method. The improved method is expected to reduce the cost and time in the conceptual design for future development of model-based verification train control systems.
안전분석 기법과 SysML 기반의 아키텍처 산출물의 연계성 확보를 통한 BCT 시스템의 안전 무결성 확보에 관한 연구
김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Se-Chan Oh),심상현(Sang-Hyun Sim),김영민(Young-Min Kim) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.8
오늘날 산업 기술의 발달에 따른 고도화로 인해, 최근 우리 사회에 고속열차에 이어 무인운영 도시철도에 이르기 까지 다양한 열차 시스템들이 개발 및 운용되고 있는 추세에 있다. 특히, 본 연구에서 대상으로 다룬, 도시철도 도메인에서는 기존 철도차량에 대해서 신호 제어 시스템을 운용하는 환경에서 보다 복잡화된 운용개념을 지원하기 위한 신규 신호 시스템 체계의 도입이 필요로 하고 있다. 또한, 기존의 존재하지 않은 컨셉을 바탕으로 개발되는 신호 시스템은 철도를 이용하는 승객들의 인적 피해를 최소화하기 위한 노력이 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 신규 시스템 개발에 참여하는 다양한 도메 인 엔지니어로 하여금 동일한 시각 제공과 통합된 방법론을 바탕으로 효율적인 신호시스템 설계 및 안전 활동을 위한 방법론 을 제시 하고자 한다. 따라서, 서로 상이한 도메인 영역의 연계성 확보를 통해 향후 신규 시스템 설계시 보다 안전성 확보를 통한 설계적 무결성을 확보할 수 있는 방법론이 될 수 있을 것이다. Today, it appears that the rapid advances in technology have allowed broadening both the system technology and the business opportunities in the rail industry. Owing to the developments in technology and the industry, and also due to the hearth, the latest high-speed trains and a variety of unattended operations in rail systems are being developed and are operational. In particular, this study covers the existing railway rolling stock and signaling systems that operate in an environment more complex than the concept of localized management, so the introduction of a new signaling system is needed. In addition, developments based on the existing signal system concepts for passenger railways need to minimize human injury. In this study, to participate in the development of new systems in a variety of domains and to provide an integrated common vision methodology as an engineer on the basis of efficient signal system design and safety would like to present the methodology for action. Therefore, each different linkage through the next new domain zone system design: design through to secure the integrity of safety than can secure methodology.
DSM 기법에 따른 안전 관리를 통한 차상중심 열차제어시스템 개발 프로세스의 개선에 관한 연구
김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Seh Chan Oh),한석윤(Seok Youn Han),김영민(Young-Min Kim),심상현(Sang-Hyun Sim) 한국산업경영시스템학회 2016 한국산업경영시스템학회지 Vol.39 No.3
The train-centric control systems development has some distinct points in that a big size of government budget is in general expended in there and the development duration seems to be long. In addition, the changes are ever made continuously in the capability and operational requirements for Trains. Thus, the impact of the potential changes in the required operational capability on the development activities can induce some type of project risks [7]. As such, proper management of project risk has been one of crucial subjects in the train systems development. All these notes combined together make it the significance of the safety management process be raised further up in the train-centric control systems development. As such, the underlying safety management process should be capable of appropriately handling the potential risks that can be created due to the unexpected changes and the long-term development period. The process should also be complemented for the safety consideration of train-centric control systems, for instance, stop. To study these aspect is the objective of the paper. To do so, a step-by-step approach to analyzing the safety management process is first presented. Then, to enhance the process some necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. Then, to pursue some enhancement on the process, a set of necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. The resultant process is further analyzed and tailored using a design structure matrix method. The resultant process is applied in a train-centric control development as a case study.