• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.564-569
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• 2013

An accurate railway environmental noise prediction model is required to make the proper solution of the railway noise problems. In this paper, an engineering model for predicting the noise of conventional passenger cars is presented considering the acoustic source strength in octave-band frequencies and the propagation over grounds with varying surface properties. Since the formation of a train can be variable, the source strength of each locomotive and passenger car was estimated by measuring the pass-by noise and analysing the wheel-rail rolling noise. Some validation cases show on the average small differences between the predictions of the present model and the measurement results.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1679-1688
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• 2008

Recently, the bogie frame weight of Light Rail Transit system has been reduced in order to save energy and materials. However, this light weighted vehicle structure is very important to verify the fatigue strength at the development stage. Bogie system consists of bogie frame, suspensions, wheel-sets, braking system and transmission system. Among these components, the bogie frame is most significant component subjected to the whole vehicle and passenger loads. In this study, the bogie frame for the New LRT power car is evaluated to the static and fatigue strength. And the evaluation method is used the LRT Performance Test Standards Specification throughout the FEM analysis and static load test. The static and fatigue test results for the LRT bogie frame of power car has been appeared very safety and stable for the design load conditions.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.20-28
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• 2016

스킬 소음은 곡선부에서 레일과 차륜 사이에 발생하는 순음의 큰 소음이다. 차륜과 레일 사이의 접촉은 점착-미끄러짐(stick-slip)현상을 보이면서 스킬 소음이 발생한다고 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 스킬 소음의 발생 메커니즘을 규명하기 위해 차륜, 레일의 주파수 관점에서의 접촉력 특성을 파악하고자 했다. 스킬 소음을 실험실 조건에서 발생시키기 위하여 축소 스킬소음 시험장치를 제작하였다. 접촉력을 구하기 위하여 레일 롤러를 지지하는 서브 프레임 진동 데이터와 응답특성을 측정하여, 접촉력을 예측하였다. 계산된 접촉력 결과를 검증하기 위해서, 레일 롤러의 접촉점 변위를 계산된 접촉력을 이용하여 계산하고 레이저 변위센서로 측정한 변위 실험결과와 비교하였다. 또한 시험장치를 유한요소로 모델링하여, 계산된 접촉력에 의한 음향 방사 해석을 수행하였고, 그 음압 결과를 반무향실 조건에서 축소 스킬소음 시험장치 운영시 발생되는 소음의 크기와 비교하였다. 변위와 음압 결과가 실험 결과와 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.9-16
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• 2012

철도차량의 탈선은 발생 시 대형사고로 이어질 수 있어, 철도차량의 주행안전 확보 문제는 철도운영기관 및 시설기관의 주요 현안 사항이다. 현재 대차의 동적 안정성 특성 시험은 대차 주행시험대라는 시험설비를 이용하여 시험을 하고 있다. 그러나 실물을 대상으로 한 실물규모의 주행시험대상에서의 동특성 시험은 시험 준비와 관련된 시험비용 및 시험소요 시간의 증가, 다양한 시험조건 설정 측면에서 어려움이 있다. 이러한 단점을 극복하고자 시험 편의성 측면에서 축소형 주행시험대를 활용하고 있으나 국내에서는 아직까지 축소대차, 축소트랙 등의 기초적인 수준의 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 동적 거동을 예측하는 방법으로서 소형탈선시뮬레이터를 이용하여 상사기법이 적용된 1/5 축소대차의 주행안정성 시험에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 시험데이터와 해석데이터를 비교·검증하기 위하여 상용해석프로그램을 이용하여 해석모델을 구현하고, 이를 이용하여 도향상에 따른 1/5 축소대차의 동적특성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.692-700
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• 2007

국내에서 개발된 한국형 틸팅열차는 현재 시제차량 제작을 마치고, 충북선을 시작으로 시운전 시험이 단계적으로 진행되고 있다. 시운전 시험에서는 한국형 틸팅열차의 시스템 안정화를 위해 차량 외에 궤도, 구조물, 전차선, 신호 등 각 시스템 상호간의 인터페이스 검증이 필요하며, 선로구축물 분야에서는 개발차량의 증속이 궤도구조에 미치는 영향을 비롯한 궤도부담력 검토를 통해 궤도구조의 안정성과 주행안정성 평가가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 틸팅차량이 기존선 선로중 취약개소인 곡선부를 증속할 때 궤도에 미치는 영향을 검토하고자, 현재 시운전 시험이 진행되고 있는 충북선 및 호남선 구간 중 일부 선호를 대상으로 틸팅차량 주행이 기존선 궤도성능에 미치는 영향을 분석하였다. 틸팅열차, 고속열차 및 일반열차(무궁화, 화물)가 기존선 주행시 궤도각부의 거동특성을 파악하기 위해 윤중, 횡압, 레일 휨응력, 레일 수직 횡변위, 침목 수직변위 등을 측정하여 비교 분석함으로써 향후 기존선 속도향상을 위해 투입될 틸팅차량이 궤도에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.777-784
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• 2016

본 연구에서는 도시철도에 사용되는 방진체결장치가 현장에서 부담하는 하중의 체계적 평가를 통하여 방진체결장치의 성능시험하중에 대한 기준이 정립되었다. 방진체결장치가 가질 수 있는 동적 강성 범위를 알아보기 위하여 국내에서 공급 가능한 3가지 유형의 방진체결장치들에 대하여 동적 시험을 수행하였다. 이들 방진체결장치에 작용하는 하중을 평가하기 위하여 동적 강성을 변화하면서 차량-궤도 상호작용해석을 수행하였다. 해석의 중요 입력요소인 궤도틀림은 측정자료를 토대로 도출된 궤도틀림 PSD(Power Spectral Density) 회귀 함수로 고려하였다. 도시철도의 다양한 운영환경을 고려하여 방진체결장치에 작용하는 하중을 평가한 후, 평가된 하중을 토대로 방진체결장치의 성능시험하중에 대한 기준을 제시하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.160-166
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• 2010

철도와 도로가 평면 교차하는 개소에서 열차의 진입을 통행자에게 알려 사고를 방지하는 운전보안설비를 건널목 보안장치라 하며, 이 장치는 레일을 전기회로의 일부로 사용하여 회로를 구성하고 철도차량의 차축에 의해 레일사이를 단락함에 따라 열차의 유무를 검지하는 궤도회로장치에 의한 것이 대부분이다. 그 만큼 건널목보안장치에서 궤도회로장치가 중요한 역할을 하지만, 열차운행 횟수 감소로 눈, 비, 습기 등에 의하여 레일에 녹이 발생하여 열차가 궤도회로를 점유하여도 단락감도 불량으로 궤도회로가 낙하되지 않아 건널목보안장치 무경보 발생으로 도로차량과 충돌하는 사고발생이 우려된다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 열차에 의해 궤도를 단락하는 열차검지방식에서 적외선 센서에 의해 열차접근을 확인하여 건널목보안장치를 제어하는 방식으로 변경하여 열차안전운행을 확보하는 효율적인 안전장치로서의 역할을 수행할 수 있도록 설계 방법을 제안한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권5호
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• pp.705-713
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• 2018

High-speed rail (HSR) has been in operation and development in many countries worldwide. The explosive growth of HSR has posed great challenges for operation safety and ride comfort. Among various technological demands on high-speed trains, vibration is an inevitable problem caused by rail/wheel imperfections, vehicle dynamics, and aerodynamic instability. Ride comfort is a key factor in evaluating the operational performance of high-speed trains. In this study, online monitoring data have been acquired from an in-service high-speed train for condition assessment. The measured dynamic response signals at the floor level of a train cabin are processed by the Sperling operator, in which the ride comfort index sequence is used to identify the train's operation condition. In addition, a novel technique that incorporates salient features of Bayesian inference and time series analysis is proposed for outlier detection and change detection. The Bayesian forecasting approach enables the prediction of conditional probabilities. By integrating the Bayesian forecasting approach with time series analysis, one-step forecasting probability density functions (PDFs) can be obtained before proceeding to the next observation. The change detection is conducted by comparing the current model and the alternative model (whose mean value is shifted by a prescribed offset) to determine which one can well fit the actual observation. When the comparison results indicate that the alternative model performs better, then a potential change is detected. If the current observation is a potential outlier or change, Bayes factor and cumulative Bayes factor are derived for further identification. A significant change, if identified, implies that there is a great alteration in the train operation performance due to defects. In this study, two illustrative cases are provided to demonstrate the performance of the proposed method for condition assessment of high-speed trains.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권5호
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• pp.1017-1044
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• 2015

This study aimed to investigate the random vibration characteristic of train-slab track-bridge interaction system subjected to both track irregularities and earthquakes by use of pseudo-excitation method (PEM). Each vehicle subsystem was modeled by multibody dynamics. A three-dimensional rail-slab- girder-pier finite element model was created to simulate slab track and bridge subsystem. The equations of motion for the entire system were established based on the constraint condition of no jump between wheel and rail. The random load vectors of equations of motion were formulated by transforming track irregularities and seismic accelerations into a series of deterministic pseudo-excitations according to their respective power spectral density (PSD) functions by means of PEM. The time-dependent PSDs of random vibration responses of the system were obtained by step-by-step integration method, and the corresponding extreme values were estimated based on the first-passage failure criterion. As a case study, an ICE3 high-speed train passing a fifteen-span simply supported girder bridge simultaneously excited by track irregularities and earthquakes is presented. The evaluated extreme values and the PSD characteristic of the random vibration responses of bridge and train are analyzed, and the influences of train speed and track irregularities (without earthquakes) on the random vibration characteristic of bridge and train are discussed.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.619-625
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• 2007

본 논문은 인천국제공항철도에서 운행하고 있는 전동차의 동적특성시험을 수행한 결과이다. 인천국제공항철도의 직통형 전동차는 국내 처음으로 120km/h로 주행한 차량으로 탈선계수를 공차와 만차로 구분하여 측정하였다. 탈선계수측정결과 탈선에 대한 안전성을 판단할 때 가장 기본적인 지표로 사용하는 탈선계수는 공차 때가 만차 때보다 높게 나타났으며, 공차와 만차 모두 0.8 미만이었다. 속도에 따른 탈선계수는 80km/h를 전후한 속도 대역으로 운행하는 구간이 선로상태가 좋지 않은 구간으로서 탈선계수도 증가하는 것으로 나타났다. 횡압은 공차 때에는 2.1톤 미만이었으며, 만차 때에는 2.4톤 미만으로 발생하였다. 인천국제공항철도 전동차가 120km/h 주행에서도 안전함을 탈선계수 실측에 의해 확인하였다. 그러나 본 논문에서 적용된 평가방법의 경우 시험방법이 복잡하고, 측정장치 설치의 어려움이 있으며, 비용이 많이 드는 단점이 있었다. 따라서 측정이 간단한 방법으로 영업운전에서도 차량의 안전성을 확인할 수 있는 방안이 연구되어야 할 것이다.