학술논문

궤도노반 상태 모니터링을 위한 강인 관측기 설계
Design of Robust Observers for Track-Roadbed State Monitoring
Document Type
Article
Source
대한기계학회논문집 A, 47(2), pp.199-206 Feb, 2023
Subject
기계공학
Language
한국어
ISSN
2288-5226
1226-4873
Abstract
As the speed of railroad vehicles increases, the use of concrete tracks is increasing to ensure driving stability. However, continuous measurements of roadbed subsidence are required because concrete tracks have significantly decreased usability and high maintenance costs owing to roadbed subsidence. In addition, it is challenging to achieve real-time monitoring and continuous data collection using the existing data collection methods. In this study, an observer based on onboard measurements is proposed and designed for real-time monitoring. The proposed observer used the vehicle vibration signal and the suspension model of the railroad vehicle, and the error of the suspension model was compensated for using the dual Kalman filter. To verify the performance of the proposed observer, the virtual roadbed settlement is used as a reference value and the results are compared.
철도차량의 속도가 고속화됨에 따라 주행안정성을 확보하기 위해 콘크리트궤도의 사용이 증가하고 있다. 하지만, 콘크리트궤도는 노반 침하에 따른 궤도의 사용성 저하가 크고 이에 따른 유지보수 비용이 크기 때문에 노반 침하에 대한 지속적인 계측이 필요하다. 더불어, 기존 방식의 계측 자료 수집으로는 실시간 모니터링이 어려울 뿐만 아니라 지속적인 자료수집도 어렵다. 따라서 본 연구에서는 실시간 모니터링에 이용할 수 있도록 차상 계측에 의한 관측기를 제안하고 설계한다. 제안한 관측기는 차량 진동신호와 철도차량의 현가모델을 활용하고, 현가모델의 오차를 듀얼 칼만 필터를 이용하여 보상한다. 그리고 제안한 관측기의 성능을 확인하기 위하여 가상의 노반 침하를 기준으로 비교한다.