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UC-win/Road 철도 시뮬레이터 제안　　 연구 개발, 교육・훈련, 홍보 전시를 목적으로 한 철도 운행 시뮬레이터 커스터마이즈 시스템 시뮬레이션

철도 시뮬레이터 분야에서의 전개

포럼에이트는 각종 드라이빙 시뮬레이터에서 저축해 온 기술을 활용해서 UC-win/Road 커스터마이즈 시스템으로서 '철도 시뮬레이터'를 전개해 나갈 예정입니다. 여기서는 개발 중인 철도 시뮬레이터에 대해 소개를 합니다.철도 시뮬레이터의 사용 목적은 연구 개발용, 운전사・차장 교육・훈련 용, 운전 체험 등 홍보 전시용 등이 있습니다.(그림1) 여기서 소개한 그림2,3 이미지는 철도 승무원 교육 ・ 훈련을 목적으로 한시뮬레이터입니다. 　운전실과 차장실을 모의한 시뮬레이터 2대에서 구성되어 개별 훈련과 각 시뮬레이터를 연동한 연계 훈련을 가능하게 합니다. 교사 탁자는 운전　지령 기능도 갖추어 있어서 여기서 모의 열차에 대해 다양한 환경 설정과 이상 사태(사고, 고장) 삽입을 할 수 있습니다. ■그림1 철도 시뮬레이터 사용 목적별 분류 ■그림2 철도 승무원 교육 ・ 훈련을 목적으로 한 시뮬레이터 시스템 구성  ■그림3 철도 승무원 교육 ・ 훈련을 목적으로 한 시뮬레이터 시스템 이미지

운전실・차장실을 정밀하게 재현

운전실과 차장실 내부는 외관, 형상, 치수뿐만 아니라 조작 감감(부하 반력)과 계량기 등 지침 움직임까지 충실하게　표현하면서 몰입감을 실현합니다. 그래서 운전 기기는 실제 차의 기기를 그대로 사용할 경우가 많습니다.

CG영상과 실사 영상 양쪽에 대응

철도 시뮬레이터는 CG로 인해 다양한 상황을 마음대로 만들어낼 수 있습니다.(표1)　운전 자유도가 높은 CG와 리얼리티 넘친 비디오 영상을용토에 따라 가려 쓸 수도 있습니다.(그림4)　그림3의 시뮬레이터는 이미지 생성 장치 5대를 이용해서 만든 영상을 프로젝터 5대로 운전실에 있는 창문의 외주위 270도에 설치된 초 와이드 스크인에 투사합니다. 화면 크기에 더불어 사람의 눈은 신행 방향 속도감을　시야 끝에서 느끼기 때문에 초 와이드화로 인해 임장감이 더욱 증가됩니다. 이미지 생성 장치 5대를 완전히 동기시켜 프로젝터에서 영상을 투사할 때 영상의 브렌딩을 해서 화면간에 이음매가 안 보이도록 합니다. 차장용 시뮬레이터에는 자체 옆의 전방 영상을 비쳐내는 세로로 신 스크린을 설치해 차장은 모의 열차가 플랫폼에 있을 경우 창문밖으로 몸을 내서 전방을 봅니다. 화면에는 모의 차체 연장 차제가 비쳐져 차장 객실 문 여닫기 조작과 연동해서 화면에 나온 문이 열리고 닫습니다. 고장때문에 열리고 닫지 못 하는 문과 승강하는 사람들, 문에 끼어버린 사람들도 CG을 사용해서 마음대로 모의할 수 있습니다. 플랫촘 감시 텔레지번 영상도 CG로 모의합니다. CG 영상 실사 영상  ■그림4 CG 영상과 실사(비디오)영상 상황 종류 ・실제로 존재하는 노선, 완성안 된 혹은 가공 노선. ・노선 분기(임의의 노선에 진입) ・종착점(막다름)에 진입 ・연결/ 분리 ・다른 이동 물체(다른 열차, 자동차, 동물, 사람 등을 임의로 움직인다) ・신호 현시 가변, 표식 변경 ・날씨(맑음, 구늘, 안개, 비, 천둥, 눈) ・시간대(낮, 박모, 밤) ・야간의 조명(전도등 점등과 상하 변환, 건물 창문에서 새는 빛) ・충돌, 찰선, 횡전 ・토사 붕괴, 지진, 홍수, 화재 등 ・시점 이동. 시야 변경(차종 변경 : 운전대 위치 가변, 퇴행 운전/추진 운전시 창문 밖의 풍경, 차장 시점에서 본 풍경, 플랫폼 감시 텔레비전 영상, 차 밖의 임의의 위치에서 본 풍경, 부감 : 높은 곳에서 내려다 봄) ■표1　CG가 만들어낸 다양한 상황

모의 음향 발생

운전에 임장감을 주기 위해 시뮬레이터엔 음향 모의 (의음 발생)이 반드시 필요합니다. 시뮬레이터에서는 표에 나타내는 주요한 소리를 발생합니다. 　의음 발생용 스피커는 운전실 및 차장실 및 주의에 설치해서 예를 들어 포인트 통과할 때 차륜간의 치수와 열차 속도에 맞는 간격과 음량에서 전후 스피커를 번갈게 울려 주행 임장감을 연출합니다. (표2) 음 향 발 생 주전 동기음 속도에 따라 음향과 소리 색깔 변화 브레이크 배기음 공기 압력 변화로 인해 발생 컴프레서음 전동 공기 압축기 동작시에 울림 전좌변작동음 전좌공기변동작시에 울림 보조음원음 SIV 동작시에 울림 (평소에도 울림) 경적음 전자 피리, 공기 피리 문여닫는 소리 문 열고 닫을 때 울림 레일 마찰음 속도에 따라 음량이 변화. 도상 종별, 선형에 따라 변화. 레일 이음매 소리 속도에 따라 음량과 간격이 변화. 도상 졸별, 레일 종별에 따라 변화. 전철기 통과음 속도에 따라 음량과 간격이 변화. 도상 종별에 따라 변화 철교 통과음 철교 종류(재질)에 따라 변화. 대향차가 지나가는 소리 상대 속도에 따라 변화. 대향차 종별에 따라 변화 차폐물 소리 전붓대, 벽 등 통과시 건널목 통과음 건널목 경보음, 도플러 효과도 모의. ATC 작동음 디지털 ATC 기기 작동음 차장 아나운스 차 안에 나오는 아나운스 역 소음 역 정차중 (객실문 개방 중)에 울림 발차 사인 소리 역을 출차하기 전에 부저,벨, 음악 자동 방송음 차 안에 나오는 녹음 방송 기타 빗소리 등 ■표2 의음 종류

동요 발생

시뮬레이터 운전 감각을 더욱 현실과 가깝게 하기 위해 운전사 몸을 실제 주행시와 같이 흔듭니다. 특히 모의 시계 화면이 커져 현실삼이 행상되면서 동요 감각이 없는 시뮬레이터로는 실제 운전시엔 느껴야 할 체감을 느끼지 못 하기 때문에 열차 특성을 몸으로 기억하는 베테랑 운전사일 수록 위화감을 느껴 멀미나는 현상을 볼 수 있게 했습니다. 그래서 동요 장치는 굉장히 중요하다고 할 수 있습니다. 동요 모의는 모의 열차 운동 방정식을 컴퓨터로 시시각각 연선헌 결과로서 동요대를 제어해서 합니다. 　운전사와 차장 연계 훈련을 할 경우엔 실제 열차와 같이 차장실을 운전실보다도 열차 길이 만큼 늦춰서 흔듭니다.

모의 연산

시속 100km 이상으로 주행하는 열차 움직임을 모의하기 위해서는 방대한 프로그램을 실시간으로 연산 처리할 필요가 있습니다. 현재는 컴퓨터에서도 모든 연산 처리를 연상 리프레시 레이트(초당 60번)이내로 할 수 있으며 그만큼 보다 고도한 모의를 할 수 있게되어 있습니다. 포럼에이트는 손님이 원하시는 용토에 맞춰서 다양한 커스터마이즈 시스템을 제안 ・ 개발합니다. 많은 기대 부탁드립니다.

(Up&Coming '11 한여름호 게재)

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