• 제목, 요약, 키워드: 궤도틀림

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경부고속선 궤도틀림 분포특성 (Characteristics of Track Irregularities on Kyoungbu High-speed Line)

  • 최일윤;이준석;엄주환;강태구;최민지
    • 한국철도학회논문집
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    • v.18 no.1
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    • pp.63-70
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    • 2015
  • 궤도틀림은 철도차량의 주행안전성과 승차감에 영향을 미칠 뿐만 아니라 유지보수와 밀접한 관계가 있다. 본 논문에서는 경부고속철도 개통 이후 경부고속선 구간에서 검측된 궤도틀림에 대하여 통계분석을 수행하였다. 우선, 궤도틀림 검측에 사용된 검측차(EM120)의 검측특성, 즉 현정시법 검측원리를 사용하는 경우에 대한 파장대역별 전달함수 특성을 조사하였다. 고저틀림과 방향틀림에 대한 파장의 분포 특성 분석결과에 의하면, 단파장의 파장대역의 분포비율이 상당히 높았으며 파장이 길어질수록 발생빈도는 감소하는 경향을 보였다. EN규정에서 규정하고 있는 파장대역별로 구분하여 분포 현황을 조사한 결과는 D1 영역의 분포비율이 대부분을 차지하고 있는 것으로 파악되었다. 또한, 궤도틀림 항목별로 궤도틀림 크기에 따른 분포 특성을 조사하였으며, 궤도틀림의 크기가 증가할수록 발생빈도는 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이러한 궤도틀림 분포 특성에 대한 조사결과는 궤도틀림 유지보수 계획수립 및 궤도틀림 기준설정을 위한 기초자료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

고저틀림에 따른 KTX 주행거동 특성 분석 (Analysis on Safety and Ride Comfort of KTX According to Track Surface)

  • 최일윤;구동회;황석렬;임윤식
    • 한국철도학회논문집
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    • v.13 no.6
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    • pp.583-588
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    • 2010
  • 궤도틀림은 철도차량의 주행거동에 영향을 미치는 중요인자 중 하나이다. 따라서, 적정한 승차감 및 주행안전성 확보를 위해서는 궤도틀림과 차량거동과의 상관관계를 규명하고 적정한 궤도틀림 관리방안을 마련하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 궤도틀림 중 경부고속선에서 궤도정정작업 중에서 가장 많은 보수 비중을 차지하고 있는 고저틀림과 KTX 주행거동과의 상관관계를 조사하고자 고저틀림의 파장과 진폭을 매개변수로 차량주행해석을 수행하였다. 탈선계수, 횡압, 대차 횡가속도, 차체 연직 및 횡가속도 등의 KTX 차량거동에 대한 수치해석 결과분석을 통하여 고저틀림의 진폭 및 파장이 KTX 차량의 주행거동에 미치는 영향을 분석하였다.

웨이브렛 전달함수를 이용한 궤도틀림 식별 (Identification of Track Irregularity using Wavelet Transfer Function)

  • 신수봉;이형진;김만철;윤석준
    • 한국철도학회논문집
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    • v.13 no.3
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    • pp.304-308
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    • 2010
  • 본 연구에서는 웨이브렛 변환을 이용하여 궤도틀림을 식별하는 방법을 제시하였다. 궤도틀림과 대차 가속도응답신호에 의한 등가 웨이브렛 SISO 전달함수를 정의하였다. 현장에 적용되는 검측차의 25cm단위 궤도검측 기준에 맞추어 궤도틀림과 대차가속도 응답신호를 조정하였다. 웨이브렛 변환을 적용하기 전 입력데이터는 웨이브렛 변환 정의 조건에 맞추어 범위를 재조정한 회귀신호이다. 또한, 웨이브렛 역전 달 함수를 정의하여, 궤도틀림을 역 추정하였다. 추정된 궤도틀림과 실제의 궤도틀림의 비교를 위해 상관도와 FRF를 비교 분석하였다. 예측된 값과 기준 값 과의 잔 차의 분산비로 정의되는 틀림지수를 사용하여 궤도틀림의 이상을 분석하였으며, 개발될 알고리즘을 검증하기 위하여 시뮬레이션 연구를 수행하였다.

주행안정성을 고려한 고속철도 콘크리트궤도 레일패드강성 상한값 결정 (Determination of the Upper Limit of Railpad Stiffness in Concrete Track of High-Speed Railways Considering the Running Stability of Train)

  • 양신추;장승엽;김은
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.485-488
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    • 2011
  • 본 연구에서는 경부고속철도의 콘크리트궤도에서 열차주행안전측면에서 관리해야할 레일패드강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량과궤도의 상호작용의 해석의 중요 입력파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 궤도틀림 PSD(Power Spectral Density)와 경부 1단계구간 콘크리트궤도에서 계측한 궤도틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수영역에서 적용할 수 있는 콘크리트궤도의 궤도틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준모델을 사용하여 시간영역에서의 궤도틀림 입력을 Random Generation을 통하여 구한 후 개발된 차량-궤도 상호작용해석 기법을 사용하여 레일패드에 따른 윤중감소율을 산정하였다. 산정된 윤중감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행안전측면에서 허용할 수 있는 레일패드강성의 상한값을 제시하였다.

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방향틀림이 KTX 주행거동에 미치는 영향 분석 (Analysis of the Influence of Track Alignment on Ride Comfort and Safety of KTX)

  • 최일윤;엄주환;김만철
    • 한국철도학회논문집
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    • v.16 no.2
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    • pp.110-116
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    • 2013
  • 궤도틀림은 철도차량의 주행안전성 및 승차감에 매우 큰 영향을 미치는 중요 인자 중 하나이다. 따라서, 차량의 주행안전성과 승차감의 확보를 위해서는 주행속도, 차량의 동적특성, 궤도틀림 검측차의 검측특성, 검측주기등을 고려하여 적정한 궤도틀림 기준을 설정하고, 관련 기준에 따라 궤도틀림을 철저히 관리하여야 한다. 본 논문에서는 궤도틀림 중에서 방향틀림이 KTX 차량의 거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 철도차량 동특성 해석프로그램인 VAMPIRE를 이용하여 방향틀림의 파장과 진폭에 대한 매개변수해석을 수행하였다. 방향틀림 크기와 파장에 따른 KTX의 탈선계수, 대차가속도, 차체가속도 및 궤도횡압 등의 주행거동을 조사하였으며, 방향틀림이 KTX차량의 주행안전성과 승차감에 미치는 영향을 분석하였다. 방향틀림은 차량주행안전성에 미치는 영향이 크며, KTX 주행안전성 확보를 위하여 방향틀림을 엄격하게 관리하여야 함을 알 수 있었다.

주파수영역 전달함수를 이용한 궤도틀림 식별 (Identification of Track Irregularity by Frequency-Domain Transfer Function)

  • 김재천;권순정;윤경림;이형진;김만철;신수봉
    • 한국철도학회논문집
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    • v.12 no.4
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    • pp.506-511
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    • 2009
  • 본 연구에서는 대차에서 계측한 가속도 데이터를 사용하여 궤도틀림을 식별하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 등가 SISO 모델에 의한 정상궤도틀림 상태에서의 대차진동과 궤도틀림과의 주파수영역 전달함수를 정의하고, 이를 역으로 이용하여 대차에서 계측한 가속도 데이터로 궤도틀림을 예측하였다. 예측된 값과 기준값과의 잔차의 분산 비로정의되는 틀림지수를 사용하여 궤도틀림의 이상을 분석하였다. 궤도틀림을 시간에 따라 변하는 변위 경계조건으로 고려하여 3차원 수치예제를 수행하였으며, 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

스펙트럼 해석의 역사와 배경

  • 서사범
    • 한국철도학회지
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    • v.6 no.4
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    • pp.30-36
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    • 2003
  • 궤도(track)는 열차가 안전하고 승차감(乘車感)이 좋게 운행되도록 충분한 강도를 가지고 더욱이 양호한 상태로 정비되어 있어야 한다. 일반적으로, 토목구조물(structure)은 하중을 받으면 변위(變位)ㆍ변형하고, 하중이 없게 되면 원래대로 되돌아간다. 즉, 각 부재는 탄성 한계 내로 응력(應力)이 들어가도록 설계된다. 그러나, 궤도는 열차의 하중과 진동을 궤도 자신의 변위 축적으로 흡수하고 있다. 결국, 처음부터 틀림이 진행되어 가는 것을 전제로 한 유일한 구조물이다. 일반적으로는 스프링 하 중량과 축중(軸重)이 큰 차량이 빠르고 대량으로 주행하게 되면 궤도 틀림이 발생하여 진행한다. 궤도 틀림 파형의 성장은 궤도 틀림이라고 하는 공간적인 파형의 시간적인 추이라고 하는 2차원적인 취급이 필요하다. (중략)

도상 및 노반상태 평가를 통한 궤도유지보수작업의 적정성 연구 (Study on the Appropriateness of Track Maintenance Works through the Evaluation of Trackbed Conditions)

  • 김대상;권순섭;이수형;황선근;박태순
    • 한국철도학회논문집
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    • v.11 no.3
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    • pp.334-341
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    • 2008
  • 자갈궤도는 압축성 재료인 자갈과 흙을 기초로 하여 건설되므로 공용 기간 중 승차감을 확보하고 수명연장을 위해서는 유지보수작업이 필수적이다. 현재 수행되고 있는 자갈궤도에 대한 유지보수 작업은 EM120 검측차를 이용한 궤도틀림 측정 결과로부터 결정된다. 궤도틀림은 궤도에 변형이 발생된 결과를 측정하는 것으로, 궤도틀림을 유발시키는 근본적인 원인을 평가해 볼 필요가 있다. 본 연구에서는 궤도틀림의 원인이 궤도를 지지하는 도상과 노반에 있다고 판단하고, 도상 및 노반의 싱태를 평가할 수 있는 비파괴탐사법 (GPR4과 PFWD)을 개발하고 이를 경부선 500m구간에 적용하였다. 개발 작용된 방법은 층 두께 평가법과 궤도수직강성 평가법 및 도상 노반 시추법이다. 도상 및 노반 상태평가 결과를 기 수행된 궤도틀림 검측결과 및 유지보수작업과 비교함으로서 불필요한 유지보수작업 구간을 평가하였다.

뜬침목구간에서 차량/궤도 상호작용 수치해석기법 개발 (Development of a Numerical Method of Vertical Train/Track Interaction in the Track Section with Hanging Sleepers)

  • 양신추;이지하
    • 한국철도학회논문집
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    • v.15 no.3
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    • pp.251-256
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    • 2012
  • 고속철도 자갈궤도에서 궤도틀림을 체계적이고 효율적으로 관리하기 위해서는 뜬 침목구간에서 차량이 궤도에 미치는 동하중의 특성을 파악할 필요가 있으며 이를 위해서는 뜬 침목을 고려한 차량과 궤도의 동적 상호작용해석기법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 초기 레일의 처짐이 없는 경우 궤광자중에 의하여 발생한 레일처짐(궤도틀림)과 처진 침목과 자갈도상간의 침목 들뜸량을 계산할 수 있는 해석기법을 개발하였고, 궤도틀림과 침목 들뜸량을 동시에 고려할 수 있는 차량과 궤도의 해석기법을 개발하였다. 본 해석기법의 타당성은 타문헌에서 제시한 해석결과와 비교를 통하여 검증하였다.

궤도 유지보수 주기 예측을 위한 구간 특성에 따른 궤도틀림 표준편차 진전정도 분석 (Study for Progress Rate of Standard Deviation of Irregularity Based on Track Properties for the Railway Track Maintenance Cycle Analysis)

  • 정민철;김정훈;이지하;강윤석;공정식
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.16 no.3
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    • pp.31-40
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    • 2012
  • 궤도틀림은 열차의 주행안전 및 승차감에 미치는 영향이 크고, 소음 진동의 주요원인으로 작용한다. 따라서 현장에서 발생하는 궤도의 틀림을 체계적으로 분석함으로써 이를 저감할 수 있도록 차량운행 조건과 선로선형 및 궤도구조를 설계하는 것은 중요한 과제이다. 현재 국내에서 EM-120에 의해 검측된 틀림 데이터는 매우 불규칙적인 형태를 나타내며 데이터 분석 시 다양한 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 궤도의 효율적인 유지관리를 위해 검측된 틀림데이터의 효율적인 처리 기법을 개발하고, 정제된 데이터를 이용해 선로를 구성하고 있는 이음매, 도상, 노반, 체결구 등의 요소를 고려하여 레일 궤도 틀림의 진전 정도를 정량화 하였다. 또한 축적된 검측 데이터로부터 궤도의 건전도를 평가할 수 있는 방법을 정립하고 잔존수명을 예측하여 효율적 유지관리를 실현하기 위하여 검측 데이터의 확률론적 수명 산정 기법 개발 및 데이터를 이용한 구간 특성에 따른 궤도틀림 표준편차의 틀림 진전 정도에 대한 통계 및 확률적 분석을 수행하였다.