WAVE 통신 기술을 철도에 적용하기 위한 실차 시험

김금비(Keum-Bee Kim),류상환(Sang-Hwan Ryu),조봉관(Bong-Kwan),최규형(Kyu-Hyoung Choi) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

최근 도로교통분야에서는 WAVE (Wireless Access in vehicular Environments) 통신기반으로 도로, 차량, 운전자/보행자 간의 통신으로 교통 서비스를 교환, 공유하는 Cooperative Intelligent Transport System (C-ITS)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 저비용이면서 고속의 환경에서 차-지상간 안정적인 무선통신성능을 갖는 WAVE 통신 기술을 철도에 도입하기 위하여 실차 시험을 수행하였다. 본 철도용 WAVE 무선기 실차 시험은 대불시험선 차세대 전동차와 영산강 교량 위에 도로용 WAVE 기지국 무선기와 차상 무선기 및 다이폴 안테나를 설치하여 차상-지상 데이터 통신 시험을 수행하였다. 본 실차 시험에서는 주행 속도 30㎞/h, 80㎞/h에서 데이터 지연시간, PER 성능, 핸드오프 지연시간, 접속시간, 통신 커버리지를 측정하였다. Recently, Cooperative Intelligent Transport System (C-ITS) that exchange and share information on traffic service between the roadway, vehicle and driver/pedestrian base on WAVE (Wireless Access in vehicular Environments) has been studying in vehicular Communication Environment. In order to apply WAVE communication as low-cost and stable wireless communication in high-speed environment, we conducted the field test. The field test of WAVE device in Railway has been performed data transmission test between wayside and onboard by using WAVE OBU/RSE and dipole antenna at the DABUL test line. We have measured data latency, PER, handoff delay time and wireless communication coverage.

강수 환경에서의 Passive Tag 인식거리 측정 시험

김금비(Keum-Bee Kim),류상환(Shang-Hwan Ryu),최규형(Kyu-Hyoung Choi) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.10

전세계적으로 RFID 기술은 반도체 칩이 내장된 태그, 카드 등의 저장된 데이터를 무선 주파수를 이용하여 비접촉으로 사물 인식할 수 있게 해주는 기술로써 최근 물류, 유통등 다양한 분야에서 활용하고 있다. RFID 시스템은 태그, 리더기와 안테나 등으로 구성되어 있으며, RFID 태그는 전원의 유무에 따라 능동형(Active)과 수동형(Passive)으로 구분 할 수 있다. 수동형 태그는 능동형 태그보다 저가이지만 눈, 비, 안개, 오염 등과 같은 환경적인 요인에 의해 태그 인식거리 감소 등 성능저하가 발생하기 때문에 RFID 태그 패키징 개발부터 신뢰성 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 저가의 Passive 태그를 철도분야의 열차위지검지용으로 활용하기 위하여 강수환경에서의 900~960MHz에서 스티커형 상용 Passive RFID태그 인식거리 측정 결과 분석을 제시한다. In the world, RFID technology system which detect and recognize object with non-connecting using wireless signal remotely is being widely used to many industrial areas for position detection. The RFID System is composed Tag, reader and antenna The RFID Tag can be classified active and passive Tag. Passive Tag are cheap than active Tag, but is essential to ensure reliability from developing RFID tags packaging because the performance degradation such as tag read range reduced by abiotic factors. Passive Tag are cheap than active Tag, but is essential to ensure reliability from developing RFID tags packaging because the performance degradation such as tag read range decreasing by abiotic factors such as snow, rain, fog and so on.. In the paper, the sticker-type commercial passive tag read range in the frequency bands 900~960MHz has been measured for utilize the train position detection in the precipitation.

RFID 태그 패키징 최적화를 위한 강수환경에서의 상용 Passive 태그 인식거리 측정 시험

김금비(Keum-Bee Kim),류상환(Sang-Hwan Ryu),최규형(Kyu-Hyoung Choi) 한국도시철도학회 2016 한국도시철도학회논문집 Vol.4 No.4

In this paper, Theoretical read range test have been carried out according to the variation of the volume of tag packaging and the precipitation in the 915MHz for application to apply low cost commercial passive RFID Tags for train position detection. Tag performance analysis has been performed. This test was performed to analyze the tag performance in the precipitation environment. Based on this information, manufactured the tag packaging which was unaffected by meteorological environment and tested the performance of the theoretical read range forward then evaluated the performance of it. In consequence, the theoretical read range forward produced in precipitation 50mm was measured 1M. In order to apply RFID passive tag in the railway field in the future, Reliability verification through the additional manufactured tag recognition test in high speed is expected to be required.

차량용 무선통신기술(WAVE)의 철도 적용을 위한 성능검증

김금비(Keum-Bee Kim),류상환(Sang-Hwan Ryu),최규형(Kyu-Hyoung Choi) 한국철도학회 2016 한국철도학회논문집 Vol.19 No.4

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.

철도 WAVE 통신을 위한 WAVE 패킷 전송방법

조봉관(Cho, Bong-Kwan),류상환(Ryu, Sang-Hwan),김금비(Kim, Keum-Bee),김용호(Kim, Ronny Yongho) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.10

본 논문에서는 Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE)통신을 철도통신에 적용하였을 때 사용할 수 있는 효과적인 패킷 전송 방법을 제안하였다. WAVE통신은 무선랜에 기초한 통신으로 이동체 통신에 적합하도록 개발된 통신방 법으로 Intelligent Transport System (ITS)에 응용하도록 많은 연구가 이루어져 왔다. 철도도 주요 교통수단의 하나로 WAVE 를 이용하면 현재 무선랜 시스템을 이용한 Communication Based Train Control (CBTC)를 포함한 많은 서비스들의 성능을 개선하고 여러 시스템으로 분산되어 있는 서비스들을 WAVE로 통합할 수 있다. 하지만, WAVE를 철도에 사용하기 위해서는 해결되어야 하는 문제점이 존재한다. 가장 단순한 구조인 Single-PHY WAVE는 제어채널(Control Channel, CCH)와 서비스 채널(Service Channel, SCH)을 50ms씩 번갈아가며 통신을 수행한다. 철도 통신은 주로 지연에 민감한 패킷들이 많이 존재하 는데 이러한 동작에서는 성능 열화가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 현재 WAVE통신 방법을 상세히 분석한 후 문제점을 도출하고 이러한 문제점을 철도 WAVE 환경에서 해결할 수 있는 새로운 패킷 전송 방법을 제안한다. WAVE 전송 성능을 수학적 모델링을 하여 철도 통신의 요구사항을 만족하는지 여부를 확인하였다. In this paper, an efficient Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE) packet transmission scheme for railroad communication is proposed. WAVE communication is a wireless local area network (WLAN) based communication and it is developed to be suitable for vehicular communication. There has been a lot of study on WAVE’s applicability to Intelligent Transport System (ITS). As one of main transportation methods, by using WAVE, quality of railroad communication including WLAN based Communication Based Train Control (CBTC) can be enhanced and variety of railroad communication systems can be integrated into WAVE. However, there are technical challenges to adopt WAVE in railroad communications. For the simplest single-PHY WAVE, time division alternation of 50ms between Control Channel (CCH) and Service Channel (SCH) is required. Since there are delay sensitive railroad traffic types, alternation operation of CCH and SCH may cause performance degradation. In this paper, after identifying a couple of problems based on detailed analysis, a novel packet transmission scheme under railroad environment is proposed. In order to verify if the proposed scheme meets the requirement of railroad communication, WAVE transmission is mathematically modeled.