• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.262-270
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• 2011

궤도지지강성은 차량이 주행함에 있어 궤도와 차량에 매우 큰 영향을 미치며, 이는 궤도 파괴이론에 근거한 궤도유지관리와 승객의 승차감에 영향을 준다. 또한 궤도설계 시 고려되는 궤도지지강성은 이론에 근거한 계산치이며 이는 공용중인 궤도에서의 실제 궤도지지강성과는 상이하다. 따라서 본 연구에서는 현장측정을 통해 동적 윤중과 레일수직변위, 레일저부응력을 측정하여 궤도지지강성을 산출하였고 이를 이론 궤도지지강성과 비교 분석하였다. 현장측정결과 자갈도상궤도에서의 궤도지지강성은 자갈의 상태에 직접적인 영향을 받으며 콘크리트궤도의 경우 궤도구조별(일반적인 침목매입식, 레일플로팅, 침목플로팅) 궤도구조특성에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 자갈 및 콘크리트궤도 모두 설계 시 적용되는 궤도지지강성이 측정된 궤도지지강성에 비해 과소평가되는 것으로 분석되었다. 이는 공용중인 궤도의 상태평가 시 현장의 궤도상태를 반영하지 못한 예측 및 평가가 될 소지가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 궤도구조형식 및 궤도상태별 궤도지지 강성의 범위를 실험적으로 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.191-200
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• 2020

군용 궤도차량은 일반 차량보다 더 가혹한 주행조건과 기후환경에서 운용되며, 이러한 환경에서 사용되기 위하여 적용되는 부품들은 고도의 신뢰성과 내구성이 요구된다. 특히 디젤엔진은 군용 궤도차량의 주 동력발생장치로써, 차량 주행 간 고장이 발생할 시에 대형사고로 이어질 가능성이 높다. 따라서 엔진의 고장 및 파손원인을 분석하는 것은 추후 발생할 수 있는 유사한 사례를 사전에 예방할 수 있는 중요한 과정이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 군용 궤도차량 주행 간 발생된 고장 엔진에 대하여 분해검사와 경도 측정, 파단면 분석 등의 파손원인검토를 통하여 엔진 파손 메커니즘을 규명하였다. 파손 엔진에 대한 분해검사를 통하여 4번 커넥팅 로드에서 볼트가 분리되어 이탈된 것이 확인되었다. 또한 4번 커넥팅 로드 볼트의 경도 측정 결과는 규격에 적합하였으며, 파손된 볼트의 파단면 분석을 통하여 볼트는 연성파괴 되었다는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 분석 결과를 바탕으로 이번에 발생된 군용 궤도차량 디젤엔진의 파손은 최초 4번 커넥팅 로드 볼트의 풀림으로 인한 이탈과 파손이 연쇄적인 손상으로 이어져 발생되었던 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행한 엔진 고장원인분석 결과는 향후 타 장비의 유사한 엔진 고장 및 파손원인분석 연구에 참고사례 및 유용한 자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.195-202
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• 2008

교량과 토공의 접속부은 궤도의 대표적인 취약구간으로서 교대배면의 부등침하로 인한 궤도틀림발생이 빈번하여 유지관리에 많은 어려움을 겪고 있는 구간 중의 하나이다. 콘크리트궤도부설구간의 경우에는 교대배면의 부등침하를 방지하기 위하여 접속슬래브 부설이 일반화되고 있는 추세이다. 이 경우, 접속슬래브를 지지하고 있는 노반의 침하로 인하여 접속슬래브에 경사처짐이 발생하게 되면 궤도도 경사처짐이 발생하게 된다. 이로 인해 이 구간을 통과하는 차량의 주행안정성과 승차감의 저하, 그리고 과도한 충격에 의한 궤도의 손상을 유발하게 되므로 접속슬래브의 단부에서의 침하를 제한할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 궤도 부설 교량과 토공의 접속부에 부설되는 접속슬래브의 단부에서의 처짐한도를 알아보기 위하여 접속슬래브의 길이와 단부처짐량을 매개변수로 한 차량-궤도 상호작용 해석을 실시하여 차체가속도, 윤중변동률, 레일 저부응력, 그리고 체결구에 발생하는 상향압력을 조사하였으며, 수치해석결과와 각 검토항목별 허용한도와의 비교검토를 통하여 접속슬래브의 길이에 따른 단부처짐의 허용한도를 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.86-93
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• 2010

레일마모는 열차의 주행안전 및 승차감에 미치는 영향이 크고, 소음 진동의 주요원인으로 작용한다. 또한 레일마모가 발생할 경우 궤도구조의 파괴를 촉진시킴으로써 차량 및 궤도유지보수비를 크게 증가시킨다. 따라서 현장에서 발생하는 마모 원인을 체계적으로 분석함으로써 마모를 저감할 수 있도록 차량운행 조건과 선로선형 및 궤도구조를 설계하는 것은 중요한 과제이다. 본 연구에서는 궤도의 효율적인 유지관리를 위해 궤도를 구성하고 있는 레일, 체결구, 침목, 도상 등의 요소를 고려하여 레일 궤도의 생애주기 거동 및 유지관리 특성을 분석하였다. 또한 축적된 진단/검측 데이터로부터 궤도 구성품의 건전도를 평가할 수 있는 방법을 정립하고 잔존수명을 예측하여 효율적 유지관리를 실현할 수 있는 기법 개발을 위하여 지하철 레일단면마모데이터를 이용한 구간 특성에 따른 시간-마모량의 확률적 분포 변화와 다중회귀 분석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.895-904
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• 2008

장대레일은 동절기에 중위온도 이하로 떨어져 레일의 인장파단에 의해 개구부가 발생할 수 있다. 레일 파단을 미리 감지 못하는 경우에 개구부에서 동적하중에 의해서 차륜과 레일의 파손이 발생할 수 있으며, 열차주행 안전성이 감소될 수 있다. 본 연구에서는 개구부에서의 궤도와 차량의 동적거동 분석을 위해 레일 파단시 개구부에서의 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 $Newmark-{\beta}$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수에 대한 궤도-차량의 동적상호작용해석을 수행하였고 변수에 대한 영향을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.275-282
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• 2018

산악트램은 기존 산악 도로에 매립형 궤도를 설치하여 무가선으로 주행할 수 있는 친환경 교통 시스템으로서, 결빙시에도 운행할 수 있는 장점이 있으나, 산악 도로의 급곡선과 급경사 구간을 주행해야 하는 어려움이 따르게 된다. 본 연구에서는 산악트램이 도로에 설치된 급곡선 급경사 궤도를 주행할 때의 기술적인 문제를 정의하고, 이 문제를 해결하기 위한 대차와 차체 연결 구조의 설계 방안을 제시하였으며, 시작품 제작 및 성능 시험을 통해 설계 방안의 효용성을 입증하였다. 급곡선 구간에서 내외 레일의 주행거리 차이가 심하게 발생하여 주행이 곤란해질 수 있으므로 좌우 차륜이 별개의 속도로 회전하는 독립구동 차륜을 개발하여 적용하였다. 기존 2대차-1차체 차량에서 발생할 수 있는 곡선구간에서의 공격각 및 횡압 증가에 따른 탈선을 방지하기 위해 1대차-1차체 차량을 설계하여 실제 적용하였다. 독립 구동차륜과 1대차-1차체 구조의 시험 차량 시작품을 제작하였고, 소형 궤도에서 시험 운행을 실시하여 성능을 검증하였다. 산악트램이 곡선과 경사를 통과할 시에 차체 간에 발생하는 3방향 회전 대변형을 흡수하기 위해 연결기를 설계하여 축소 시작품을 제작하였으며, 작동 시험을 실시하여 성능을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.463-472
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• 2007

본 논문에서는 궤도 각 부의 가속도 특성과 가속도에 영향을 미치는 인자들과의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 경부고속철도 자갈궤도에 대해서 레일, 침묵, 자갈도상의 진동가속도를 측정하였다. 측정된 가속도에 대해서 실효치(RMS)를 분석하였으며 궤도의 진동에 영향을 미치는 매개요소로 패드강성, 고저틀림, 주행속도 및 요철을 고려하였다. 진동가속도와 매개요소들과의 상관관계 분석을 위해서 선형회귀식을 적용하였으며, 이를 통해서 상관계수를 도출하였다. 또한 가속도의 주파수 특성을 분석하기 위하여 1/3 옥타브 해석을 실시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.699-709
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• 2014

본 논문에서는 단일윤축 탈선이론을 적용하여 측풍 조건에서 주행 중인 철도차량의 탈선을 예측하는 방법을 제시하였다. 기존 연구에서는 측풍에 의한 탈선은 모두 전복탈선이라고 가정하여 탈선 예측 이론을 개발하였다. 그러나 이러한 가정은 특수한 주행조건하에서 차륜 타고오름 탈선의 가능성을 무시하고 있다. 또 기존의 측풍 탈선 이론은 주행 중 발생하는 차륜-궤도 사이의 마찰력, 동적상호작용과 같은 주행조건이 탈선에 미치는 영향을 고려할 수 없었다. 본 논문의 방법은 차륜-궤도 사이의 동적 영향, 횡가속도 및 켄트 영향, 측풍 영향 등을 동시에 고려할 수 있었다. 본 이론의 결과를 기존 이론 및 시뮬레이션 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.234-239
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• 2011

선로하부를 굴착한 후의 가설교량 설치공법은 이동형 가로보를 갖는 공법으로 시공시 전차선 차단 및 레일절단이 불필요하고 열차운행 횟수가 많은 복선부에서도 적용 가능한 공법이다. 본 논문에서는 공사구간이 곡선부(R400)구간으로 가설교량 공법 시공 후의 변위특성을 검토하기 위해 변위계를 설치하고 열차 통과 시의 윤중 횡압을 계측하여 곡선부(R400)의 주행안전성 검토를 평가하였다. 측정결과 가설교량을 통과시 열차종별 윤중과 횡압의 최대값은 각각 국외 궤도성능평가 기준의 51%, 81% 수준으로 분석되어 윤중, 횡압 발생에 따른 궤도 안전성 측면에서는 큰 문제가 없을 것으로 판단된다. 또한 주행안전성의 평가기준이 되는 최대 탈선계수와 최대 윤중감소율은 열차종별에 관계없이 허용한계치의 49% 수준으로 그 기준치에는 못 미치는 것으로 나타나 열차 통과시의 주행안전성 확보에는 큰 문제가 없는 것을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권1호
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• pp.43-56
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• 2013

차세대 융합 교통 기술 분야중 하나인 Personal Rapid Transit 시스템 기술은 새로운 도심형 대중교통 기술로서 주목받고 있다. PRT 시스템은 센서 및 자율 주행 기술을 융합한 무인 운행 차량과 통신설비, 구간 검지 등 인프라 및 관련 요소 기술이 개발되어도 운행 예상 지역의 대규모 주행 트랙 구조에서 다수의 차량들의 다양한 주행 및 이상 패턴들에 대한 효율적이고 신뢰할 만한 관제 기술 개발이 요구된다. 또한 이러한 관제 기술 개발에 앞서 실제 PRT 차량 개발 및 소규모 테스트 트랙 구축을 통한 수많은 실차 주행과 같은 단계적 실험에 따른 막대한 시간 및 물리적 비용이 소요가 예상된다. 따라서 실제 구축 전 단계에서 다수의 PRT 차량에 대한 무선 기반 운행 관제 기술 개발을 위해서는 가상 환경에서의 시뮬레이션이 효과적이다. 본 논문에서는 물리엔진을 적용하여 단순 궤도 차량이 아닌 전륜 조향 시스템을 탑재한 PRT 차량 모델을 대상으로 대규모의 운행 예상 지역의 지형, 궤도, 인프라 및 네트워크 특성과 구조를 반영한 시뮬레이션이 가능하도록 설계한 통합 시뮬레이터 기술을 제시한다.