한국에서의 철도는 1890년대 말 서울-노량진간(33 km)을 시속 20km/h로 1시간 30분에 주파한 이래 100여년이 지난 2004년 4월 1일 시속 300 km/h 의 고속철도시대를 개막하였다. 고속철도의 개통은 전국을 한나절 생활권으로 묶으면서 국민 생활 전반에 큰 변화를 가져올 것으로 기대된다. 지역균형 발전과 지역경제 활성화에 기여할 뿐만 아니라 사람과 물류의 이동시간을 단축시켜 운송 및 물류비용을 절감시키는 등 고속철도는 국토의 대동맥 역할을 담당할 신교통수단으로서 그 자리를 굳건히 할 것이다.(중략)
차량의 제동에 의한 기존의 연구는 차량의 bounce와 pitch에 의한 차량의 거동특성에 따른 고려만이 이루어져 왔으며 교량의 수직방향 offset에 의한 고려는 이루어지지 않았다. 여기서 교량의 offset이란 교량의 주형과 상판 그리고 교좌부의 중심간에 수직방향 높이의 차이를 말하며, 차량의 제동이 발생할 때 이러한 offset에 의한 추가적인 휨거동이 발생하므로 이러한 offset을 고려하여야 한다. 아울러 고속철도와 같은 중차량의 경우에는 교각의 상대적인 강성에 의한 효과도 고려되어야 할 것이다.
우리나라에서 고속철도는 이미 중요한 대중교통수단 중 하나가 되었으며 향후에도 운행구간을 확대할 예정인 만큼 승객수도 더욱 증가할 것으로 보인다. 또한 승객수가 증가하는 만큼 정숙한 실내환경의 조성 또한 요구되고 있다. 하지만 현재 철도차량 소음에 관한 연구는 대부분 철도 외부에서 방사되는 소음에 한정되어 있으며 철도차량의 내부 소음 특성에 대한 연구는 미비한 상황이다. 현재 국내 환경소음에 대한 규정은 음압레벨만을 기준으로 하고 있지만 실제로 사람이 소음에 대하여 느끼는 청감특성을 나타내기에는 음압레벨만으로는 부족하다. 사람의 청감특성을 효과적으로 반영하기 위하여 음질(Sound Quality)평가의 방법에 대해 현재 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 운행중인 고속철도 실내 소음의 특성에 대하여 연구하였다. 음압레벨과 loudness의 관계에 대하여 분석하였고 Zwicker parameter과 ACF, IACF 분석을 통하여 객관적인 음질평가를 실시하였다. 또한 청감실험을 통하여 주관적인 음질평가를 수행하여 청감특성에 대하여 분석하고 객관적 평가의 결과를 검증하였다.
차량의 승차감은 차체의 성능 뿐만 아니라 궤도의 특성에 의해서도 영향을 받게 되므로, 궤도선형 및 궤도틀림의 관리를 위하여 차량의 승차감 평가결과를 이용한다. 본 논문에서는 차체의 진동가속도 계측데이터를 이용하여 궤도유지보수와 상관성이 있는 Continuous comfort 승차감 평가방법을 통해 국내 경부고속철도노선 및 유럽 고속철도노선에 대한 승차감 평가를 수행하였다. 승차감 평가결과를 속도대역 별로 구분하여 국내외 고속철도노선의 승차감 분포현황을 정량적으로 분석하고 승차감 수준을 비교하였다. 국내의 경부고속철도의 승차감이 유럽 고속철도노선에 비하여 다소 우수한 것으로 평가되었으며, 이를 통해 국내 고속선의 궤도선형 및 궤도틀림의 관리가 적절하게 수행되고 있음을 유추할 수 있었다.
철도차량의 동력원은 화석연료를 사용하던 디젤차량에서 최근 고속전철 및 도시철도차량, 경량전철 등 전기를 주 동력원으로 사용되고 있다. 철도차량에 전기를 공급하는 시스템은 일반적으로 개활지 등 지상구간에 적용되고 있는 가공전차선 방식과 지하구간, 터널 등에 적용되고 있는 강체가선방식 그리고 경량전철 등에 채용되고 있는 제 3궤조방식이 있다. 최근에는 일반적으로 지하구간의 가선시스템에 적용되던 T-Bar방식의 강체가선 방식에서 탈피하여 고속주행이 가능한 R-Bar방식의 강체가선 방식에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 최근까지 지하구간의 터널구조에서 강체전차선로를 급전시스템으로 채택할 경우 열차의 최고속도는 국내의 경우 90km/h, 국외의 경우 160km/h를 넘지 못하는 실정이었다. 그러나 이를 극복한 제품이 개발되어 열차운행 최고속도를 200~250km/h까지 향상시킬 수 있게 되었다. 본 논문에서는 최근 설계속도 250km/h 급 R-bar방식 강체전차선로 인터페이스를 위한 이선현상 모의 시뮬레이터 개념 설계에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 집전성능과 관계가 있는 전기철도차량 이선현상 요인 및 영향 분석하였으며 강체전차선로 운행에 따른 이선 등으로 인한 영향을 고찰하기 위해 이선 현상 모의 시뮬레이터 개념 설계에 대한 연구를 수행하였다.
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.
국내에서 이용객수가 많은 6개 고속철도 역사와 운행 중인 고속열차(KTX)에 심장마비 환자에 대한 응급처치 장비로서 자동제세동기가 2009년에 설치되었다. 이와 관련하여 6개 역사의 역무원 및 고속열차 승무원과 일반대중에게 심폐소생술 및 자동제세동기 사용법과 일반대중 제세동기 사용허용을 교육하는 고속철도 자동제세동기 보급 및 교육사업도 시행되었다. 이를 통해서 국내 응급의료체계가 한 단계 발전하는 계기가 되었으며 국내 고속철도가 심장마비 환자의 응급 대처 능력을 갖추게 되어, 역사 및 고속열차 안에서 심장마비 환자가 발생하더라도 신속한 대응을 할 수 있을 것으로 기대할 수 있겠다. 본 연구는 이러한 역사 및 고속열차 내에서의 응급의료체계 향상을 위한 노력을 자동제세동기 배치를 통하여 알아보며, 이에 따라 다양한 교통편 및 다중이용시설의 사고, 재난 및 응급 대응이 현재까지 해 오던 건축물 안전, 법규 마련 뿐 만 아닌 인명 피해 감소를 위한 응급의료체계라는 매우 중요한 부분이 있음을 이해하고 이에 대한 시스템 개발 및 대처도 안전과 방재 측면에서 같이 다루어져야 함을 본 연구 내용은 강조하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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