The Influence of Frequency on Wayside Transmitter of ATP System upon Reinforcing Bars in Concrete Slab Track

콘크리트 슬래브궤도에서 철근이 ATP시스템 지상자의 주파수에 미치는 영향

  • 김민석 (서울산업대학교 철도전문대학원, 철도전기신호공학과) ;
  • 윤인모 (호남대학교 광산캠퍼스, 정보통신대학) ;
  • 고준석 (한국철도시설공단, KR연구소) ;
  • 이종우 (서울산업대학교 철도전문대학원, 철도전기신호학과)
  • Published : 2008.12.30

Abstract

In concrete slab track, the signal current using wayside transmitter of ATP (Automatic Train Protection) system is influenced by reinforcing bars. The magnetic coupling between reinforcing bars and wayside transmitter of ATP system as a filter makes an input current distorted. So, it makes an alternating current signal with a desirable size not transmit to on-board system of a train. Way to decrease the distortion of an input current signal frequency is to avoid maximum induction current frequency. And the induction phenomenon between reinforcing bars insulated and wayside transmitter of ATP system does not occur. In this paper, we represent the model about wayside transmitter of ATP system and reinforcing bars on the concrete slab tracks, and calculated the parameters demanded for the model. Also, we demonstrated it through the Maxwell program. Furthermore, we calculated impedance on wayside transmitter used in KVB system and ERTMS/ETCS system which are a kind of ATP system, frequency response of induction current, using Matlab, and demonstrated the validity of it, using PSpice program.

콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템 지상자를 이용한 신호 전류는 철근에 의해 신호전류에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템 지상자와 철근의 자기적 결합은 하나의 필터로 작용하게 되어 입력전류신호에 왜곡을 주게 된다. 그리고 결국 왜곡된 신호에 의해서 열차의 차상자에 잘못된 신호가 전송될 수 있다. 입력전류신호의 왜곡을 줄이기 위한 방법으로 철근에 유도되는 전류와 주파수를 구하여 해당 주파수를 ATP시스템의 지상자 주파수로 사용하지 않거나, 철근을 절연시켜 철근과 ATP시스템 지상자간에 유도현상을 억제할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 슬래브궤도에서 ATP시스템의 지상자와 철근의 모델을 전기적으로 표현하였고, 모델에 요구되는 값들을 Maxwell 프로그램을 이용하여 구하였다. 또한 모델로부터 ATP시스템인 KVB시스템, ERTMS/ETCS시스템에서 사용하고 있는 지상자의 주파수에 대한 지상자의 임피던스 및 철근의 유도전류를 계산하였다. 이를 Matlab 및 PSpice 프로그램으로 타당성을 입증하였다.

References

  1. 박재영 (2006). '철도신호공학', 동일출판사, pp. 12-40
  2. Alain Gros (2003). 'Hardware Architecture Guide Book:UM71', CSEE
  3. 장석각, 이창영, 권성태 (2007). '무절연 가청주파수(AF) 궤도 회로 시험기준 고찰', 한국철도학회 춘계학술발표대회논문집, 한 국철도학회, pp. 52-57
  4. Min-Seok Kim (2007). 'A Study on Resonance Frequency Between Rail and Reinforcing Bar in Slab Tracks', ICEMS, Seoul, October
  5. 엄정규, 이왕희, 조용기, 유광균 (2004). '한국 고속 전철 궤도 회로의 수학적 모델링', 한국철도학회 춘계학술발표대회논문집, 한국철도학회, pp. 7-13
  6. 한국철도기술연구원 (2007). '콘크리트궤도에서의 적정 신호장 치 및 전철보호장비 설치방안 도출연구', 궤도토목연구팀, pp. 82-90
  7. David K. Cheng (2002). 'Fundamentals of engineering electromagnetics', Pearson Education, pp. 174-178, pp. 292-294, pp. 231-241
  8. R. Feymman (2004). 'Lecture on Physics', 승산, Vol. 2, pp. 17:12 -17:14
  9. Jun-Seog Ko (2007). 'A Study of Rail Impedance Calculation on the Slab Track', ICEE, Hong-Kong, July
  10. R. Feymman (2004). 'Lecture on Physics', 승산, Vol. 1, pp. 23:1- 23:9
  11. W. H. Hayt (2002). 'Engineering Circuit Analysis', McGraw-Hill, Sixth Edition, pp. 433-435