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궤도부정과 차량거동 실측에 의한 철도차량 동특성의 확인

전문가 제언: ○ 육상운송에서 대량수송 시스템으로 각광을 받고 있는 시스템으로 궤도차량 시스템을 들 수 있다. 궤도차량 시스템에는 열차차량과 철궤도(Rail)로 이루어진 철궤도차량 시스템과 모노레일열차 시스템, 자기부상열차 시스템, 공기부양열차 시스템 등이 있다. 이들 시스템 중에서 종래로부터 가장 많이 이용되고 있는 시스템이 철궤도차량 시스템이다.

○ 철궤도차량 시스템은 강철로 만들어진 철궤도 위에 열차차량이 철차륜에 의해 지지되며 열차차량은 동력원에 의한 철차륜의 회전운동을 직선운동으로 변화하여 철차륜과 강철궤도와의 마찰력으로 주행하여 A지점으로부터 B지점으로 열차차량이 이동하게 되는 시스템이다. 이러한 시스템 중 고속철도KTX가 우리나라에도 설치되어 서울-부산 간을 일일생활권으로 묶을 수 있게 되었다. 이들 시스템의 안전성 확보와 승차감 향상을 위해서는 차량의 성능은 물론 궤도측정이 정기적으로 이루어져 적절한 보수정비를 해야 한다.

○ 궤도는 빈번한 열차주행으로 하중을 받아 서서히 레일의 위치가 변화되어 궤도의 불규칙성(궤도부정)이 발생하게 된다. 궤도부정 관리의 본래 목적은 궤도부정의 진폭 그 자체를 작게 하는 것이 아니라 차량 주행안전성 및 양호한 승차감의 확보에 있다. 따라서 보다 합리적 궤도보수를 위해서는 궤도부정 데이터를 이용 주행안전성이나 승차감의 직접적인 평가지표인 차량의 진동가속도와 차륜 레일 간의 작용력을 직접 예측하여 그의 크기를 관리하는 것이 바람직하다.

○ 궤도를 보수하는 것은 차량의 구조적 특성을 알려고 하는 것이 아니라 주어진 궤도부정으로부터 차량거동을 정밀하게 예측할 수 있으면 되므로 신호처리법을 사용하는 궤도부정에 의한 차량 동적거동 예측모델이 개발 되었다. 이 예측모델의 개발로 보다 경제성 있는 궤도보수 관리가 가능하게 되었으나 궤도의 정기적 정밀측정은 불가피한 것으로 보다 경제적이고 신속, 간편하며 신뢰성 있는 궤도측정이 이루어질 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

저자: Atsushi Furukawa
자료유형: 학술정보