• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.230-235
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• 2009

전동차 차륜에 대한 마모 특성과 차륜의 마모가 차량 진동특성에 미치는 영향을 분석하고자 도심 곡선구간에서 운용되는 전동차를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 차륜답면의 마모는 차륜 원형삭정 후 주행 초기(30,000km 이하)에 차륜 치수 및 등가답면구배 변화가 심한 직립마모 특성을 보이고 있다. 시험차의 누적주행거리가 증가함에 따라 차륜의 마모가 진전되고 그에 따른 차체의 진동 수준은 증가하는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 차체 진동 평균은 좌우, 상하방향 모두 "양호" 수준으로 평가되고 있으나 누적주행거리 증가에 따라 증가하여 "양호" 구간의 한계치에 이르고 있다. 특히, 차체 진동 최대 값은 더욱 뚜렷한 증가 특성을 보이고 있으며, 이는 불균일한 진동발생 가능성이 커진다고 예측할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.561-567
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• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.345-350
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• 2005

KTX is the high speed train which is designed for 300km/h in maximum operation speed. But its long train set may cause unstable characters as swaying of the tail of a train and when the train is running on conventional line, its running safety is a point to be considered cautiously. In this study, we evaluated the running safety by the numerical analysis using VAMPIRE and compared the result with the test result of KHST, which is being in performance tests, for verifying the validity of analysis results

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.251-257
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• 2007

This paper describes the variation of the critical speed of an urban railway vehicle according to the change of suspension characteristics. Suspensions of a railway vehicle are composed of primary and secondary suspensions. Generally, main focus of the stability analysis has been the primary suspension. However, secondary suspension has large effects on the stability as well as the ride quality of a vehicle. In this paper, stability of an urban railway vehicle is discussed in relation to the variation of characteristics of both primary and secondary suspension. For this, modal analysis is carried out using a linear dynamic model of a half vehicle and a polynomial fit for Kalker's creep coefficients. Stability along with change of the effective conicity of a wheel is also investigated.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.245-250
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• 2010

본 논문에서는 안정성과 안전성 해석을 통하여 차세대 고속철도(HEMU-400X)의 주행성능을 예측하였다. 차량의 설계단계에서 주행성능을 예측하는 것은 차량의 안전 확보를 위해 매우 중요하다. 안정성 해석을 통하여 차륜의 등가 답면구배에 따른 임계속도를 계산하였다. 임계속도는 UIC518에 근거하여 등가 답면구배 0.15에서 400km/h가 달성 가능함을 보였다. 또한 안전성 해석을 통하여, 동역학 모델의 횡방향과 수직방향의 가속도 값을 시뮬레이션 하였다. 안정성 해석은 UIC518에 근거하여 440km/h의 속도로 30km의 구간을 주행하였다. 그리고 계산된 값들은 모두 UIC518의 최대 허용 가속도 값보다 적게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.427-434
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• 2011

This paper is focused on application of recursive least squares method to estimate rail irregularities from the acceleration measurement on an axle-box or a bogie for the rail condition monitoring with in-service high-speed trains. Generally, the rail condition was monitored by a special railway inspection vehicle but the monitoring method needs an expensive measurement system. A monitoring method using accelerometers on an axle-box or a bogie was already proposed in the previous study, and the displacement was successfully estimated from the acceleration data by using Kalman and frequency selective band-pass filters. However, it was found that the displacement included not only the rail irregularities but also phase delay of the applied filters, and effect of suspension of the bogie and conicity of the wheel. To identify the rail irregularities from the estimated displacement, a compensation filter method is proposed. The compensation filters are derived by using recursive least squares method with the estimated displacement as input and the measured rail irregularity as output. The estimated rail irregularities are compared with the true rail irregularity data from the rail inspection system. From the comparison, the proposed method is a useful tool for the measurement of lateral and vertical rail irregularity.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.303-310
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• 2011

This paper is focused on development of models for measuring lateral and vertical track irregularities from corresponding accelerometers of an in-service high-speed train. Generally, the track irregularity was measured by a special railway inspection vehicle or system with contact or non-contact sensors. However, the sensors are very expensive and vulnerable to a harsh environment. Displacement estimation from an inertial measurement unit and its wave-band filtering was already developed in the previous study, and it was found that their results included not only the track irregularities but also other information such as phase delay of the applied filters, and suspension and conicity of the wheel. To identify the track irregularities from those results, a compensation filtering method was proposed. Each directional compensation filter was derived by using a system identification method with the estimated directional displacement as input and the corresponding track irregularities as output. In this paper, they are integrated into a model for each direction and applied to the measured lateral and vertical acceleration data from the axle-box and bogie of an in-service high-speed train. Their results are compared with the data from the track geometry measurement system. From the comparison, the proposed models are a useful tool for the measurement of the track irregularities using accelerometers of in-service high-speed trains.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.603-610
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• 2016

국내에 고속열차가 도입된 지 12년이 지났고, 국내기술로 개발된 KTX-산천도 운행한지 6년 정도 되었다. 호남선 고속철도의 개통으로 현재 국내 고속선로의 수송용량은 거의 포화상태가 되었고, 이에 따라 수송용량을 증대하기 위하여 열차의 운행속도를 높이는 연구 등 다양한 연구가 수행되고 있다. 본 연구는 그 중 일부로 KTX-산천 고속열차의 운행속도를 350km/h로 높이기 위하여 열차의 임계속도를 향상시키기 위해 수행되었다. KTX와 KTX-산천 영업운행 차량에서 측정된 차륜마모 데이터를 이용하여 KTX-산천 편성 모델에 대한 동역학해석을 수행하였고, KTX-산천 영업차량에서 측정된 진동가속도 측정결과와의 비교를 통하여 해석결과의 타당성을 검증하였다. 고속열차의 운행속도 향상을 위하여 열차의 임계속도 향상을 목표로 대차 주요 현가장치 파라미터에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 민감도 분석을 통해 최적화를 위한 주요 현가장치 파라미터를 선정하였고, 반응표면분석법에 의해 2차 회귀 모형 함수를 추정하였다. 2차의 목적함수를 최소화시키는데 있어서 효율적인 성능을 발휘하는 SQP 방법을 사용하여 최적화를 수행한 결과 KTX-산천의 임계속도가 9.4%정도 증가함을 확인하였다. 최적화된 현가장치 파라미터는 KTX-산천 영업속도를 300km/h에서 350km/h로 향상시키기 위한 신규대차 설계 시 반영될 예정이다.