• 한국철도학회논문집
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• 제16권2호
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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.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.577-587
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• 2017

철도차량이 고속화될수록 동적특성 설계에 있어 주행안정성 해석, 시험 및 평가 기법의 중요성이 커지고 있다. 특히 철도차량이 실제 선로에서 임계속도에 도달하면 헌팅에 의한 윤축의 과도한 진동으로 탈선 등의 중대 사고가 발생할 가능성이 높아 거의 대부분의 임계속도 시험 및 평가는 해석으로 대체하거나 주행시험대 같은 특수한 장비를 이용하여 수행되고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 임계속도를 시험하고 평가하는 방법을 고찰하고 그 유용성을 실제 주행시험대 시험을 통해 확인하였다. 시험결과로부터 UIC 518에서 제시한 대차 가속도를 이용한 안전성 및 불안정 평가는 임계속도와 상관관계가 낮아 임계속도를 추정하는데 직접적으로 활용되기 어려우며, 등가감쇠비의 변화를 이용한 추정방법이 더 유효한 것으로 분석되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.658-667
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• 2017

철도는 여객을 수송하기 위한 수단으로, 열차의 주행안정성과 탈선방지 등 절대적인 승객의 안전을 확보하는 것이 중요하다. 철도에서 사용하고 있는 레일은 여객을 안전하게 수송하는데 있어 가장 중요한 역할을 담당하는 궤도의 구성품이며, 안전을 위하여 레일의 피로, 파괴에 대한 신뢰성 확보가 엄격히 요구되고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 궤도(STEDEF)의 현장측정을 통해 레일표면요철과 레일휨응력이 선형적인 상관관계가 있음을 확인하였으며, 레일표면요철, 궤도지지강성, 열차속도에 따른 레일의 휨응력예측식을 제시하였고, 실내 피로시험을 통해 S-N선도를 도출하여 레일 피로수명을 산정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-28
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• 2016

본 논문은 레일빔의 길이 산정에 관해서 지반공학적 측면에서 다룬 내용을 담고 있다. 레일빔은 철도횡단공사에서 가설기간 중에 부등침하 방지 목적으로 레일의 내측과 외측에 설치하는 보강레일을 말한다. 이러한 레일빔은 최근 철도를 횡단하는 지하 구조물의 시공이 증가해서 기존 철도 시설물의 안정에 대응하고자 많이 설치하고 있다. 그러나 레일빔 길이 설계에 관한 기준이 없어 설계에 어려움이 있을 뿐만 아니라 레일빔 길이 부족으로 탈선사고까지 이어지는 경우가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 레일빔 길이 산정 방식에 대하여 토사지반과 암반지반으로 분류하여 Flow chart를 제시하였으며 레일 조합 및 위치에 대한 Case study를 실시하여 효과적인 레일의 조합과 위치에 확보할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.34-39
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• 2016

경부 고속철 40 m 단경간 PSC 교량을 대상으로 38 자유도 KTX 동력차를 주행속도 500 km/h까지 12 단계 불규칙 궤도형상과 상호 작용력을 고려하여 해석하였다. 차량의 윤축하중과 중심회전각을 평가하기 위하여 170 m 일반도상을 교량과 조합하여 횡압과 탈선계수 그리고 윤중감소율을 허용기준과 비교하였다. 단순교와 연속교의 교량받침 최대 변위와 누적이동거리를 주행속도별로 해석하였다. PTFE 마찰판과 DP-mate의 EN-1337-2 기준의 장기마찰시험을 수행하였다. 수행된 장기마찰시험은 차세대 고속철의 증가되는 주행속도를 고려하여 개선 방안을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.345-355
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• 2007

장대레일은 동절기에 기온하강으로 인한 인장력을 발생하는데 중위온도 이하로 떨어져 파단이 발생되면 인장파단과 레일 간에 틈이 발생되며 이를 개구부라 한다. 이 개구부를 차륜이 통과하면 충격하중이 발생하며, 큰 손실이 발생할 수 있는 열차탈선이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 동적해석을 위해 개구부를 가진 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 수정된 Newton-Raphson 방법에 근거한 Newmark - $\beta$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수를 조건으로 수치해석을 수행하였다.

• 스마트미디어저널
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• 제6권2호
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• pp.33-41
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• 2017

철도 선로전환기는 열차의 진로를 현재의 궤도에서 다른 궤도로 제어하는 장치이다. 선로전환기의 노후화로 인한 이상 상황은 탈선 등과 같은 심각한 문제를 발생할 수 있기 때문에, 선로전환기의 적절한 교체시기를 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 국내 철도 현장에서 획득한 선로전환기의 전류신호로부터 다차원 데이터 큐브를 구성하고 OLAP(On-Line Analytical Processing) 분석을 통하여 체계적으로 "교체가 필요한 데이터"와 "교체 시점이 아닌 데이터" 집합을 정제하여 분류하였다. 또한 선로전환기의 교체시기 탐지 문제를 이진 분류 문제로 해석하여 이진 분류기의 대표적 모델인 SVM(Support Vector Machine)을 탐지기로 설계함으로써 선로전환기의 노후화에 따른 적절한 교체시기를 탐지하는 시스템을 제안한다. 이때, 입력되는 전류 신호를 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 PCA(Principal Components Analysis) 기법으로 고차원의 특징벡터 신호를 정보의 손실을 최소화하면서 저차원의 특징벡터로 변환한다. 실제 국내에서 운행 중인 선로전환기의 이상상황 정보가 포함된 대규모의 전류 신호를 이용하여 제안하는 시스템의 성능을 실험적으로 검증한 바 98%를 넘는 탐지 정확도를 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.540-545
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• 2007

틸팅 열차는 곡선 구간에서 차체가 안쪽으로 기울어져 고속으로 회전해도 탈선하지 않는 열차를 말한다. 여러해 동안 한국철도기술연구원에서는 이 열차를 개발해왔다. 이 논문에서는 그동안 개발되어온 틸팅 열차의 동역학해석을 수행하였다. 이를 통해서 국제기준에 맞는 안정성과 주행성능을 지니고 있는지 확인하고 향후 속도 개선의 기본 자료를 생성하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.526-538
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• 2016

정부는 대구 지하철 대형 화재 사건을 계기로 2004년 철도안전법 제정과 동시에 철도안전 종합계획 추진을 통해 철도안전관리를 도모해 왔다. 그러나 여전히 열차 충돌, 탈선 및 화재 등 대형 인명피해로 이어질 수 있는 열차사고가 지속적으로 발생하고 있음에도 불구하고, 사후 처리 중심의 안전관리시스템이 운영되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 분산되어 운영되고 있는 안전검지 장치 데이터를 통합하여 선제적 안전 관리를 위한 실시간 철도 안전 감시제어 시스템 개발에 대한 기본 프레임워크를 제안하고자 한다. 또한 철도 안전 감시제어 시스템의 효과적인 작동 여부를 모니터링하기 위한 안전성과모니터링지표에 대한 개발 방향을 제시하고자 한다. 제안된 프레임워크는 향후 추진될 실시간 철도 안전감시 제어시스템의 구현을 위한 기틀을 마련할 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.299-310
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• 2017

본 연구에서는 3-piece 마찰 웨지 화차의 주행성능을 예측하기 위해 ADAMS/View에서 독립하중 마찰 웨지 모델을 개발하였다. 마찰 웨지 모델은 볼스터의 좌우, 수직방향에 따른 마찰을 각각 구현해줄 수 있다. 개발된 마찰 웨지 모델은 ADAMS/Rail 차량 모델에 적용하여 동역학 해석 결과를 얻었다. 대상차량은 임계속도 210km/h를 가진다. 직선 안정성 해석에서 UIC518에 근거해 차체의 횡, 수직방향 한계 가속도에 만족하는 것을 확인하였다. 300R 곡선에서 해석 적용 속도는 70km/h로 UIC518에 근거해 차체, 대차의 한계 가속도에 만족하였다. 또한 "철도차량 안전기준에 관한 규칙"의 윤중감소율, 횡압, 탈선계수에 만족하는 것을 확인하였다.