• Title/Summary/Keyword: High-speed rail

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고속철도 분기기 시스템 진단 시스템에 관한 연구(II) (A Study on a Diagnosis System for HSR Turnout Systems (II))

  • 김영석;윤연주;백인철;류영태;한현수;황안규;강형석;이종우
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.223-233
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    • 2017
  • 철도에 사용되고 있는 분기기는 중요한 시스템 중 하나이다. 분기기 시스템의 건전성은 철도운용 안정성에 매우 중요하다. 분기기 시스템을 진단하기 위하여, LVDT와 accelerometer를 분기기에 설치하였다. LVDT는 분기기에서 변위가 발생하는 부분에 설치하여, 분기기의 이동과 차량의 주행에서 발생되는 변위를 측정하였다. Accelerometers는 충격과 진동이 발생하는 부분에 설치하여 충격량과 진동을 측정하였다. 측정된 데이터를 이용하여 변수화를 위한 데이터를 추출하였으며, 이 변수들은 진단에 사용하였다. 진단 알고리즘은 확률분포와 인공신경망을 사용하였다. 변수화된 값이 확률분포를 이용하여 판단할 수 있으면 확률분포를 사용하였으며, 형태를 보고 판단할 필요가 있으면 인공신경망을 활용하였다. 본 논문에서는 정상적인 상태에서 데이터를 측정하여, 정상상태의 조건을 위한 학습을 수행하였다.

철도 교량접속부의 토압과 노반강도와의 상관관계 (A Correlation Analysis on Earth Pressure and Subgrade Stiffness in Bridge Abutment Transition Zone)

  • 김진환;조국환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.647-655
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    • 2016
  • 고속철도 건설의 증가와 기존선 개량사업 등은 철도의 직선화를 필요로 하며, 이는 터널과 교량 건설의 증가로 이어지고 있다. 철도에서 접속부는 궤도지지강성이 변화하는 구간으로 열차운행의 안정 및 잦은 궤도틀림 발생 등으로 특별히 주의를 요하는 구간이 된다. 가장 대표적인 접속부 구간은 터널과 토공의 접속부와 교량과 토공의 접속부를 들 수 있다. 그 중 교량과 토공의 접속부는 여러 가지 요인에 의하여 많은 문제를 안고 있는 실정이다. 본 논문에서는 철도에서 교량과 토공의 접속부가 안고 있는 근본적인 문제를 분석하였다. 이를 통하여 철도 교량과 토공의 접속부에 대한 이해도를 높이고 지속적으로 발생하고 있는 이 구간에서의 문제를 해결하는 방안을 제시하고자 한다.

철도교대 뒤채움재료의 시멘트 혼합 비율에 따른 강도 및 침하특성 분석 (Analysis of Settlement Characteristics and Strength of Cement Mixing Ratio for a Backfill Material at a Railway Abutment)

  • 양상범;최찬용;김낙경;김태균
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권9호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • 국내 철도교대 뒤채움재의 구조는 시멘트 안정처리된 골재, 일반 골재, 토사로 되어 있다. 시멘트 안정처리된 골재는 강도 증진효과로 인해 내부마찰각이 $40^{\circ}$이상 증가 된다. 그러나 실무에서는 교대설계 시 경험치인 $30{\sim}35^{\circ}$의 내부마찰각을 적용한다. 이는 과다설계의 원인이 될 수 있으므로 합리적인 물성치 값의 설정이 필요하다. 본 논문은 원형모형 실험과 CBR 실험을 통해 시멘트 안정처리된 골재의 시멘트 혼합 비율에 따른 강도 및 침하특성을 정량적으로 분석하였다. 시멘트 안정처리된 골재의 침하율은 반복재하 함에 따라 감소하였다. 또한 양생함에 따라 침하량이 감소하였다. 재령 28일 기준으로 일반골재 대비 시멘트 안정처리된 골재의 CBR 증가율은 13~16배 증가하였다.

설계기준 개선에 따른 기존 고속철도 교량 내진보강 필요성 고찰 (The Consideration of the Necessity of Seismic Retrofitting for Existing High Speed Rail Bridge in Accordance with Design Guidelines Improvements)

  • 김도균;장한택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.445-453
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    • 2013
  • 본 논문은 등가정적하중법에 의해 설계된 경부고속철도 구간 중 PSC Box Girder 대표 교량들을 대상으로 등가정적법과 응답스팩트럼법을 이용하여 지진력이 산정되었고, 지진력의 차이가 확인된다. 해석법 비교를 위하여 상용유한요소 프로그램을 이용하여 5개 교량에 대한 3차원 유한유소 모델이 구성되었고, 각 해석법의 의한 지진력이 비교되었다. 고유주기가 저차에서 지배되는 경우, 지반조건과 고유주기의 따라 지진가속도가 산정되는 응답스팩트럼법과 등가정적하중법과의 차이가 커지는 것이 확인되었다. 이렇게 산정된 지진력에 차이에 따른 내진성능 평가 결과 설계 지진력 보다 큰 지진력의 적용으로 인한 것으로 내진 보강의 필요성을 의미한다.

고속철도 실내소음 저감을 위한 다중채널 ANC 시스템 모델링 (Multi-channel ANC System Modeling for Reducing KTX Interior Noise)

  • 장현석;김새한;이태오;구경완;이권순
    • 전기학회논문지
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    • 제61권7호
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    • pp.1069-1076
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    • 2012
  • We use largely two methods, how to control the noise of the KTX, they are the passive noise control method and the active noise control method. The passive noise control has been used in a variety of ways since the KTX opening day, but lately it has shown the technical limitations by being dropped sharply. So, it is getting important to conduct the research about ANC that is able to reduce the ambient noise when the environmental-factor changes and be installed easily. To reduce a three-dimensional closed-space sound field like a car of a high-speed rail is hard to do using single channel ANC control system. Therefore we have to model the paths of the noise exactly for reducing the noise. And the control speakers and the error mics should be designed for optimal position. In this paper, we designed the transfer functions for modeling the noise paths under the influence of the distance between control speakers & error mics and primary noise speaker in TEST-BED where there is modeled as actual interior of KTX. We have made the modeling and the simulations of interior environment of KTX car by using three frequency bands of 120Hz, 280Hz, 360Hz. After the modeling, we compared the performance of active noise control and also we analyzed what to affect with difference in distance. After comparing of the performance using Pure Tone 120Hz, 280Hz, 360Hz at each modeling and then we simulated ANC for KTX's interior noise which we measured really and analyzed.

철도시설물 인접굴착공사에 따른 운행선 궤도의 궤도틀림 영향 평가 (Evaluation of Track Irregularity Effect due to Adjacent Excavation on Serviced Railway Line)

  • 정지승;박동룡;최정열
    • 문화기술의 융합
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    • 제5권4호
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    • pp.401-406
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    • 2019
  • 본 연구는 도시철도 및 고속철도 선로를 근접하여 통과하는 신설 터널 시공현황 및 지반조건을 모사하고 레일, 침목 및 궤도의 탄성스프링으로 구성되는 궤도모델을 적용한 수치모델을 이용하여 3차원 정밀수치해석을 수행한 연구이다. 철도시설물 인접굴착공사에 따른 기존 선로시설물의 궤도변형 안정성 검토를 수행한 결과, 대상 선로의 궤도틀림은 국내 궤도틀림 평가기준에 제시된 일반철도 및 고속철도의 평가기준(허용값)을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 궤도모델이 적용된 수치해석을 바탕으로 굴착 공사에 따른 운행선 선로의 변형(궤도틀림) 예측 결과와 실제 현장에서 발생되는 궤도변형의 수준을 가급적 근사한 수준으로 모사할 수 있을 것으로 분석되었다.

사면의 지반 열화로 인한 안정성 평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Stability due to Ground Deterioration of Slope)

  • 한영철
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권12호
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    • pp.83-92
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    • 2018
  • 사면 구조물은 시간이 경과함에 따라 대상지반에서 각종 열화 현상이 진행되어 내구성의 저하로 인한 붕괴가 발생할 수 있으며, 사용 연한을 감소시키는 결과를 초래하게 된다. 이러한 지반 열화에 따른 사면안정에 대한 접근방안은 지반의 물리적 특성 및 기하학적인 구조에 국한하여 분석하는 기존의 한계 평형 해석과는 또 다른 개념이라 할 수 있다. 본 연구에서는 사면의 열화 특성과 관련하여 각종 문헌 조사를 통하여 비교분석을 수행하고, 전단강도 저감에 대한 최적의 제안식들로서 지수함수, 로그함수 및 역쌍곡선 함수를 제시하고, 열화에 취약한 양산 단층대의 셰일층에서 붕괴가 발생한 경부고속철도 절토사면을 대상으로 사례분석을 실시하였다. 본 연구에서는 사례분석을 통하여 향후 열화로 인한 사면 안전성과 관련하여 정량적인 평가를 위한 최적의 강도 저하 곡선을 도출하고 한계평형해석에 의한 안정해석을 할 수 있는 접근 방법을 제시하였다.

고속철도의 발전과 영향력 (Study in the development of High Speed Rail(HSR) and its influence)

  • 이용상;문대섭
    • 한국철도학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.23-37
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    • 2007
  • 1964년 일본에서 세계 최초로 개통된 고속철도는 그간 세계교통시장에 큰 영향력을 발휘해 왔다. 역사적으로 고속철도는 국제수송인프라로서 사람과 물자의 신속한 이동을 가능하게 했다는 점에서 로마시대의 도로(Roman Road)와 비슷한 특징을 가지고 있다. 최근 고속철도는 빠른 속도를 바탕으로 높은 경제성과 지속 가능 형 교통체계가 추구하는 환경, 에너지 면에서 편익을 가지고 있어 그 중요성이 더욱 높아지고 있다. 고속철도가 성공한 주요한 요인으로는 높은 수요와 함께 지형적인 여건을 고려한 낮은 건설비용에 있다. 지금까지 고속철도 운영에서 성공한 일본과 프랑스의 경우를 보면 일본은 높은 수송수요, 프랑스는 건설비용을 최소화하는 전략으로 각각 성공을 거두었다. 일본을 대표하는 수요 중심적 고속철도운영모델은 대략 300km~500km 구간에서 1일 10만이상의 승객을 수송하는 모델로 한국 등 동아시아의 국가들이 여기에 해당한다고 하겠다. 한편 프랑스는 수요는 많지 않지만 최소한의 비용으로 건설한 장점을 가지고 있다. 독일의 경우는 건설비용적 측면에서 일본과 프랑스의 중간적인 위치이지만 여객과 화물모두를 취급하여 고속철도의 운영효율을 높이고 있다. 향후 한국, 대만 그리고 중국은 일본의 수요중심적인 고속철도운영모델을 따를 것을로 예상되는데 이는 높은 인구밀도와 고속철도네트워크를 중심으로 밀집한 높은 경제력에 기인한다. 본 논문에서는 Vickerman이 주장한 고속철도는 간선구간에서 1일 4만 명 이상을 수송할 경우 성공적인 모델이 된다는 견해를 한국이나 타이완, 중국의 예를 들어 논증하였다. 마지막으로 본 논문에서는 고속철도가 신선에서 250km/h, 개량 선에서 200km/h의 속도로 운행되고 네트워크 주변에 높은 인구밀도를 가지거나 낮은 비용으로 건설될 경우 성공적으로 운행된다는 사실을 각국의 사례를 통해 증명하였다.

유압식 인버터 엘리베이터의 속도제어를 위한 하이브리드 퍼지제어기의 설계 (Design of a Hybrid Fuzzy Controller for Speed Control of a Hydraulic Elevator Controlled by Inverters)

  • 한권상;김병화;안현식;김도현
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제38권1호
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    • pp.1-13
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    • 2001
  • 인버터를 적용한 유압식 엘리베이터 시스템은 펌프의 마찰과 실린더 패킹 및 탑승카와 레일의 마찰특성으로 인하여 PID 제어기로는 제어가 되지 않는 데드존이 생기게 된다. 본 논문에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 먼저, 퍼지제어기와 PID제어기를 혼용하는 하이브리드제어기를 이용하는 방법을 시도한다. 그러나, 인버터를 적용한 유압식 엘리베이터는 비선형성이 강한 시스템이므로 두 제어기의 출력이 절환 되어야 하는 경계층이 다수인 경우가 대부분인데 반하여, 기존의 하이브리드제어기는 두 제어기의 출력이 절환되는 특정구간의 경계층을 제외하고는 전체 운전구간에서는 어느 한 제어기에만 영향을 받게 되므로 제어성능에 문제를 가지게 된다. 이에 따라 본 논문에서는, 출력혼합기의 출력비를 퍼지로직에 의하여 변경시키는 새로운 퍼지하이브리드제어기를 제안하여 기존의 하이브리드제어기의 문제점을 해결한다. 제안된 퍼지하이브리드제어기는 시스템의 상태에 따라서 두 제어기의 출력비를 달리하여 사용하는 방법으로 향상된 제어성능을 달성한다. 시뮬레이션 결과를 통하여, 제안된 퍼지하이브리드제어기가 극저속 속도영역에서 뿐 아니라 정상상태를 포함한 전 운전 영역에서의 제어 성능이 우수함을 보였다.

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대규모 단층대가 터널 상하부에 존재하는 조건에서 터널 변상 사례 연구 (Study on the Occurrence of Tunnel Damage when a Large-scale Fault Zone Exists at the Top and Bottom of a Tunnel)

  • 이정용;이승호;김낙영
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권12호
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    • pp.53-60
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    • 2023
  • 최근들어 고속철도 및 도로 설계속도 향상과 더불어 터널건설공사가 차지하는 비중이 비례하여 높아지고 있다. 특히, 우리 나라 지형특성인 산악지가 많으므로 장대터널공사가 급증하고 있다. 이와같이 터널 장대화 추세로 단층대 구간을 회피하여 터널 설계 및 시공이 어려운 것이 현실이고 산악지에 터널건설은 설계 시에도 지반조사가 지형조건상 어려운 경우가 많아서 정밀한 지반 조사가 어렵고 이로 인하여 터널시공 중에 터널 주변 지반에 풍화 취약구간인 단층대들이 존재하는 경우에는 단층대 분포와 강도특성, 지하수 분포범위에 따라 굴착 중 터널 안정성에 직접적인 영향을 주게된다. 특히 본 연구대상 터널과 같이 터널 천정부에 일정 간격 이격되어 터널 상부에 단층대가 분포하고 있어 설계 시 지반조사에서 파악이 안된 경우에는 굴착 시간이 경과 후 터널바닥부 변형이 발생하게 되어 막장면 관찰을 통해 변위 발생 여부를 분석하는데는 한계가 있다. 따라서 유사사례 분석을 통해 변형 등이 발생하였을 때 적절한 보강방안에 대한 분석이 필요하다.