• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.609-617
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• 2017

철도는 전 세계적으로 매우 안전하고 중요한 운송 수단 중 하나이다. 그러나 철도시스템이 복잡도가 높아지고 주행거리 증가 등으로 인해 매년 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 고속열차와 화물열차의 경우, 차축베어링 비정상 과열로 인하여 차축베어링의 기능이 소실되면 차축의 불균등한 하중을 초래한다. 따라서, 차축베어링의 비정상 과열은 심각한 사고 또는 차량 탈선의 원인이 될 수 있다. 이에 따라서 현재 고속열차 운행 중 차축의 비정상적인 발열을 검지하기 위하여 차축온도검지장치(Hot Box Detector, HBD)가 설치되어 운영되고 있다. 본 연구에서는 비정상 차축 과열 발생시, 이를 빠르고 효율적으로 검지하기 위하여 지수가중이동평균(EWMA) 기법을 적용한 차축온도 모니터링 방법을 제안하였다. 또한 제안한 방법에 대하여 통계적으로 설계하였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 현재의 차축온도검지 모니터링 방법과 비교하여 비정상 과열의 발생에 대하여 더 좋은 성능으로 평가되었으며 그 수행도는 최대 170% 향상되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.491-497
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• 2005

Brake system is indispensible functional part to the transportation machines such as railroad cars, and all of industrial machines. It is mechanical element to stop the movement or slow the speed, transforming kinetic energy of motion object into thermal energy through solid friction. According that recently the railroad cars have become high-speed, the technique in braking domain to secure the overall braking effort is making rapid progress. In particular, material development and manufacturing process are so important to secure friction performance, which is the core in braking performance of mechanical brake units. Wear of brake disk could mainly result in the diminishment of its life span due to thermal cracking, so the endurance against high temperature is required. On the other hand, in this case, the problem is that the side wear of pad, relative material is slightly increased because of enlargement of plastic deformation. It is necessary, therefore, to develop a disk material that will be used in the Tilting System mechanical brake units. The purpose of this paper is to make a study prior to developing brake disk of Tilting Train travelling at 200km/h and to propose the component of brake disk. Accordingly, I will conduct sufficient researches on technical documents of brake disk, that are basic documentations, analyze an impact on components, and further, considering braking degree of train, study for the basic proposal on brake disk's component of the train travelling at 200km/h, which has relatively minor influence of heat stress and maintains the friction. In this respect, I would like to investigate friction characteristics between disk and relative friction material via Test on some possible test segments, analyze and propose friction performance, temperature impact and so forth coming from the contact with pad, relative material to demonstrate the friction characteristics.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권10호
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• pp.41-56
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• 2020

지진 경보 시스템이 빠르고 정확하게 가동하기 위해서는 충분한 수량의 계측 시스템 확보와 더불어서 적절한 계측 데이터 해석기술 개발이 요구된다. 신규 지진계를 설치시 많은 비용이 소모되기 때문에, 열차 내 가속도계 등을 대체재로 지진 경보 시스템에 활용하는 것이 효율적이다. 그러나 열차에 설치된 가속도계의 경우, 지진계와는 달리 열차 주행시 진동 데이터가 포함되어 있다. 또한, 지진 발생시 성토구간에 의해서 변화된 지진응답을 계측하게 된다. 본 연구에서는 위의 특성들이 포함된 열차 가속도계 데이터에 기반한 지진감지 기술을 제안하고자 한다. 우선, 성토구간의 지진응답 해석기법을 활용하여 열차가 성토구간을 지날 때 지진이 발생하는 것을 구현한 가상의 열차 가속도 데이터를 구축하였다. 구축한 가속도 데이터를 Short time Fourier Transform(STFT)와 Wavelet Transform(WT)을 활용하여 시간-주파수 분석을 수행하였다. 분석 결과, STFT가 장주기 지진 감지에 적합한 반면, WT의 경우 단주기 지진 감지에 유용함을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.1-10
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• 2016

본 논문은 고속열차 객실 내 유리창의 차음 성능을 향상시키기 위한 기반연구로, 접합유리에 사용되는 고분자 필름의 물성과 음향학적 특성을 분석하여 그 상관관계를 살펴보고자 하였다. 기존에 사용되고 있는 PVB(polyvinyl butyal) 필름 및 다른 단량체 비율을 가지는 PVB 유도체, 그리고 유리 사이 차음재로 사용가능 한 PC(polycarbonate)의 동적기계적 특성을 분석(DMA)하였다. DMA 분석을 통해 상온에 가까운 온도범위에서 유리전이온도($T_g$)를 가지며 tan ${\delta}$(loss tangent) 값이 큰 것으로 나타난 PVB-HEMU 시편의 댐핑(damping) 성능이 가장 우수할 것으로 예측하고, 이를 고속철도 차량의 접합유리창과 동일한 구조에서의 투과손실 시험과 해석을 통해 검증하고자 하였다. 접합필름의 종류에 따른 유리창 투과손실 값을 투과손실 측정(인텐시티법)과 FE 해석을 이용해 도출하고, 고분자 필름의 물성과 음향성능 간 상관관계 분석을 위한 기초자료를 구축하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2173-2178
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• 2008

Railroad is the major factor of vibration source in railway vehicles, and it must carefully maintained the original condition to secure the safety and good ride comfort of passenger. Measuring the condition of rail irregularities such as surface, alignment, gauge, twist and cant etc is required to maintain the good performance of railroad. Currently, the various rail irregularity measurement systems(EM120, ROGER1000K and the Total Rail Irregularity Measurement system of Korea High Speed Train) are operated in Korea to estimate the rail irregularity. It is hard to verify the correlation of one rail irregularity data of a measurement system with the other, because they have been adopted different rail irregularity estimation methods. The best method securing the reliability of the irregularity data is the direct confirmation on the ground where the measurement system had detected as a fault section, but it is impossible to apply all sections simultaneously due to limitation of time, labor, cost and equipments. There is a method to secure the reliability of the data by using acceleration values. Rail irregularities, the major factor of vibration in railway vehicle, are transmitted to the vehicle acceleration through masses, springs, dampers and joints as the system dynamic formation. In this study, Transition Function has been adopted by using the rail irregularity and the acceleration value regarding as input & output parameters respectively. It has been verified by comparing the analyzed results with real measured irregularity data from the Total Rail Irregularity Measurement system of Korea High Speed Train. Also various methods has been accomplished to verify the correlation between rail irregularities and acceleration values.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.248-256
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• 2017

고속철도 콘크리트궤도의 일부 토공구간 침하 원인으로 지하수위 저하가 보고되었다. 이에 본 연구에서는 현장 계측 값과 수치해석을 통하여 지하수위 저하에 따른 침하 영향을 분석하였다. 시행착오법을 이용한 역해석을 통해 구성된 수치해석 모델을 이용하여 지하수위 저하, 연약층의 두께, 성토고에 따른 잔류침하거동을 검토하였다. 4m이상의 연약층이 존재할 경우, 지하수위 저하에 의한 원지반침하량은 30mm이상으로 예상되어 설계 및 시공단계에서 지하수위 거동에 의한 침하도 설계시 고려되어야 할 것으로 보인다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.365-371
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• 2013

철도차량 전면창유리 충격 시험 및 특성 파악을 위해 유럽 및 국내의 전면창유리 충격 시험 방법을 비교 검토하였다. EN 15152에 따른 고속철도차량의 전면창유리 충격 시험이 가능한 정도인 약 500km/h 속도로 충돌체를 발사할 수 있는 압축 공기식 충격 실험 발사 장치를 설계 및 제작하였으며, 이 발사장치의 충돌체 발사 성능 확인을 위해 속도 보정 실험을 실시하여 압축 공기에 따른 충돌체의 발사 속도 관계식을 도출하였다. 도시철도 및 일반철도에 사용되는 동일한 사양의 전면창유리 시편($1000mm{\times}700mm$)에 제작한 발사 장치를 이용해 충돌 시험을 수행하여 충돌 속도에 따른 시편의 충격 특성을 살펴보았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.18-24
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• 2015

철도 시설물의 상태를 종합적으로 동시에 검측하고 건전성 평가가 가능한 고속 종합검측시스템을 위해 열차의 위치검지 정보는 필수불가결하다. 본 논문에서는 위치검지를 위한 위치 기술중 관성센서의 측정과 분석에 대해 다룬다. 관성센서의 가속도 정보와 각속도 정보에 대해 진폭과 주파수 관점에서 분석하였고, 진동 및 열차 동역학에 대한 검토도 이루어졌다. 이러한 검토 결과와 GPS 정보를 이용하여 호남선 나주역부터 일로역까지 한국형 틸팅열차의 위치검지를 수행하였다. 이와 같은 센서 측정치와 열차의 거동에 대한 동기화된 분석은 열차위치검지 시스템의 설계와 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권9호
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• pp.1078-1085
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• 2011

Prediction of a minimum crack size for growth, which is defined as a crack size that grows fast enough to keep ahead of its removal by contact wear and periodic grinding, is the most demanding work to prevent rail from fatigue failure and develop cost effective railway maintenance strategy In this study, we investigated the wheel load increment due to a rail defect during a train ran over it, and its effect on the minimum crack size for growth. For this purpose, we developed simulation software based on the Fletcher and Kapoor's "2.5D" model and measured wheel load increment during a train passed over a defect. A maximum contact pressure and contact patch size were calculated by 3D FEM and crack growth analyses were performed by varying two of dominant contact contributors; surface friction coefficient(0.1, 0.2, 0.3 and 0.4) and crack aspect ratio. The minimum crack sizes for growth were calculated from 0.29 to 1.44mm depending on the contact conditions. They were decreasing with increasing surface friction coefficient and decreasing with crack aspect ratio(a/b).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.755-761
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• 2017

교류 철도차량에 사용되는 주회로차단기 (Main Circuit Breaker)는 전차선 전원을 차량 내 투입 또는 차단하는 기능을 한다. 일반적으로 주회로차단기는 판토그라프와 주변압기 사이에 위치하며, 주회로차단기의 동작시점에 따라 차량에 투입되는 전원의 위상이 변화하게 된다. 투입전원의 위상에 따라 차량 내 돌입전류, 서지전압 등의 형태로 차량 전기장치 내 의도하지 않은 과도현상이 야기될 수 있으므로, 주회로차단기의 동작은 전차선 전원의 위상각에 따라 능동적으로 제어되어야 한다. 하지만 주회로차단기는 동작신호 인가 이후, 실제 개폐 동작 시까지 일정하지 않은 동작지연시간이 존재한다. 따라서 동작 지연시간을 예측하고, 이를 고려하여 주회로차단기를 개폐시점을 제어하는 지능형 제어기가 필요하다. 본 논문에서는 주회로차단기의 투입전원 위상 제어를 위하여 동작 메카니즘 및 동작 지연요소를 분석하였다. 그리고 차단기 및 구성품 별 반복동작시험을 통하여 동작 지연시간을 분석하고, 이를 예측하기 위한 이동평균 (Moving Average) 알고리즘을 제안하였다. 또한 지능형 제어기 개발 및 제작을 통하여 제안된 알고리즘을 구현하였으며, 주회로차단기와의 연동시험을 통하여 알고리즘의 성능을 검증하였다.