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두일 조
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1 2016 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2016S063 시험열차증속시험을통한분기기선형조건별차량주행안전성평가 vehicle running stability evaluation due to the turnout linear characteristics by test-train acceleration test 박성백 **, 허영탁 *, 권세곤 *, 김영철 *, 백인철 * Seong-back Park * *, Young-tak Heo, Se-gon Kwon, young-chul Kim, In- chul Back Abstract Current turnout branch line maximum speed limits are passing standards for ensuring maximum vehicle running stability which is passing rate is not considered an turnout distance with consecutive turnout. there is no Velocity standards through consecutive turnout branch line At home and abroad In the case of consecutive # 8 Turnout in Korea has continued derailment is going on railway premises. improving the safety of train operation and shunting has been constantly demand. This study is aimed at three consecutive Turnout (# 8) it is being used in most train stations. Vehicle dynamic characteristics that occur when the measurement was conducted. Through the test train. Turnout branch line acceleration test (5km / h 10km / h 15km / h 20km / h 25km / h) and then performed field measurement vehicle running stability due to the turnout linear characteristics were analyzed and reviewed. Keywords : turnout, vehicle running stability, turnout linear, turnout branch line maximum speed 초록현행분기기분기선측최대통과속도제한기준은단분기의주행안전성확보를위한기준을준용한것으로이는분기기이격거리와연속된분기기를고려하지않는최대통과속도이며, 연속된분기기를통과하는국내, 외분기기최대통과속도산정기준은없는실정이다. 또한국내에부설된연속 #8 분기기의경우지속적인정거장탈선사고가일어나고있으며열차운행및입환시안전성향상이지속적으로요구되고있다. 본연구는대부분역구내에설치사용중인 3연속분기기 (#8) 를대상으로차량진행시발생하는차량거동특성을, 분기기이격거리별증속시험 (5km/h 10km/h 15km/h 20km/h 25km/h) 승차감분석을시행하여분기기선형으로인한차량주행특성을철도차량기술기준, UIC518에의거하여안전성 ( 차체좌우, 상하, 대차좌우방향진동가속도 ) 을분석및검토하였다. 주요어 : 분기기, 주행안전성, 분기기선형, 분기선통과속도 교신저자 : 한국철도공사기술연구처

본연구에서시행한현차시험은현행분기기허용통과속도이내에서연속된분기기 (8#) 를대상으로무궁화객차 7량, 무개화차 8량을

윤중횡압및진동가속도의관련매개변수들에대한민감도분석을수행하여열차주행안전도향상에기여하는매개변수들간의상호영향을분석하였다. 2. 본론 2.

에의한열차주행안전성능분석및검토를위한연구를수행하기위해 Diadem 및 Minitab을이용하여수치해석및도식화를수행하였다. 2.1.

2 1. 서론 본연구는대부분역구내에설치사용중인 3연속분기기 (8#) 를대상으로차량진행시발생하는동특성을궤도및차량에서측정하여분기기선형특성으로인한차량주행안전성을검토하고자대전조차장역유치선에현차시험을실시하였다. 본연구에서시행한현차시험은현행분기기허용통과속도이내에서연속된분기기 (8#) 를대상으로무궁화객차 7량, 무개화차 8량을 4400대디젤기관차에각각조성시험운행을하여차량주행특성을 mimitab 통계분석툴을이용한주행안전성검토가목적이며, 윤중횡압및진동가속도의관련매개변수들에대한민감도분석을수행하여열차주행안전도향상에기여하는매개변수들간의상호영향을분석하였다. 2. 본론 2.1 열차주행안전성계측및분석열차주행의각매개변수 ( 측정차량종류, 통과분기, 통과속도, 운전방식, 분기기위치, 윤중, 횡압, 탈선계수, 윤중변동율 ) 에의한열차주행안전성능분석및검토를위한연구를수행하기위해 Diadem 및 Minitab을이용하여수치해석및도식화를수행하였다 주행안전성시험개요본연구의매개변수별객관성을확보하기위하여트랙마스터의정밀분석을통한선로유지보수작업실시하여궤도틀림의한차량및궤도에미치는응력의영향을배제하였다. 트랙마스터검측트랙마스터검측결과분석분기부유지보수시행 현장계측위치선정전국정거장분기기 (#8 철차 ) 연속구간으로한국철도공사중점관리대상리스트중과제수행및계측에적합한분기기를대상으로경부선대전조차장역유치선최종선정.

3 2.1.3 시험열차종류및제원 4400 대디젤기관차 - 차량중량 : 88,000Kg - 대차중량 : 14,361Kg 객차 - 공차중량 : 40,400Kg - 대차중량 : 6,250Kg 화차 - 공차중량 : 20,500Kg - 대차중량 : 4,600Kg 계측항목및설치위치 객차주행안전성시험 < 차체수직, 횡가속도 > < 대차횡가속도 >

4 화차주행안전성시험 < 차체수직, 횡가속도 > < 대차횡가속도 > 현차시험운전개요경부선조차장역유치선구간에서분기기분기선측통과속도별궤도및차량의거동을측정을위해 5km/h의단

5 계별증속시험을통한계측결과분석하였다. < 시험열차운행경로 > 시험구간 시험운전 시험열차 운행속도 P36(#8 우편개 ) P37(#8 우편개 ) P39A(#8 좌편개 ) 대향방향 : 추진운전배향방향 : 견인운전 기관차및객차 6 량 기관차및화차 7 량 5km/h 10km/h 15km/h 20km/h 25km/h < 이격거리가없는 P36 시험열차운행기록표 > 시험구간시험운전시험열차운행속도 P61(#8 좌편개 ) P62(#8 좌편개 ) P64A(#8 우편개 ) 대향방향 : 추진운전배향방향 : 견인운전 기관차및객차 6 량 기관차및화차 7 량 5km/h 10km/h 15km/h 20km/h 25km/h < 이격거리가확보된 P61 시험열차운행기록표 > 매개변수에따른열차주행안전성분석차량종류, 분기통과구분, 통과속도, 운전방식, 계측포인트측정차축, 윤중, 횡압, 탈선계수, 윤중변동율 ( 윤중감소율 ) 을 Minitab분석툴을이용하여요인별반응통계분석

6 3 결론 3.1 차량진동에의한열차의주행안전성검증기준 관련근거 - 철도차량안전기준에관한지침 ( 국토해양부고시제 호 ) 제17조관련별표 15 - UIC CODE 518:Testing and approval of railway vehicles from the point of view of their dynamic behaviour - Safety - Track fatigue Running behaviour, International Union of Railways EN 14363:Railway applications. Testing for the acceptance of running characteristics of railway vehicles. Testing of running behavior and stationary test. EN :Railway applications. Aerodynamics. Symbols and units EN :Railway applications. Aerodynamics. Requirements and test procedures for cross 시험항목및측정위치 - 차체좌우방향진동가속도 : 측정대차중심상부의측정차량차체바닥 - 차체상하방향진동가속도 : 측정대차중심상부의측정차량차체바닥 - 대차좌우방향진동가속도 : 대차프레임끝단 데이터분석측정항목에대한필터링 1 차체좌우방향진동가속도 6 Hz Low-pass filter 2 차체상하방향진동가속도 0.4~4 Hz Band-pass filter 3 대차좌우방향진동가속도 10 Hz Low-pass filter 판정기준

7 3.2 분기선측속도대역별진동분석결과 1. 객차 - P36,37,39 3분기통과 ( 추진운전 ) < 차량중앙 > < 차량후부 > 2. 분기선측객차차량중앙부, 후부차량진동비교 - P36,37,39 3 분기객차통과 ( 대차진동가속도비교 ) < 추진운전 > < 견인운전 >

8 3. 차량종류별진동비교 - P36,37,39 3 분기통과객차화차비교 ( 추진운전 ) < 대차좌우진동가속도 > < 차체좌우진동가속도 > < 차체상하진동가속도 > 4. 분기선측분기기이격거리별진동비교 - 3 분기통과 ( 객차중앙비교 ) < 추진운전대차좌우진동가속도 > < 견인운전대차좌우진동가속도 > 3.3 결론본연구는대부분역구내에설치사용중인 3연속분기기 (8#) 를대상으로차량진행시발생하는동특성을궤도및차량에서측정하여분기기선형특성으로인한차량주행안전성을검토하고자대전조차장역유치선에현차시험을실시하였다. 본연구에서시행한현차시험은현행분기기허용통과속도이내에서연속된분기기 (8#) 를대상으로무궁화객차 7량, 무개화차 8 량을 4400대디젤기관차에각각조성시험운행하여차량주행특성을 mimitab 통계분석툴을이

9 용하여분석, 검토하여다음과같은연구결론을얻었다. 철도차량주행안전성평가기준및항목 차량주행안전성시험은국제적으로널리사용되는기준인 UIC 518 Simplified method, 국내의철도차량기술기준 ( 국토교통부고시제 호 ), 궤도재료설계 ( 한국철도시설공단 ) 별표4 현장설치시험항목및기준현차주행성능시험에의거하여평가하였다. 객차, 화차진동시험중진동최대치가계측된 P36,37,39 객차추진운전의경우대차횡가속도는 0.942m/sec2 ( 기준치대비 9.42%), 차체횡가속도 0.027m/sec2 ( 기준치대비 0.9%) 차체수직가속도 0.033m/sec2( 기준치대비 1.1%) 로분기선측운행속도 25km/h 이하의속도에서는기준치대비안전한것으로분석되었음그이유는 UIC 518과철도안전법의차량거동기준치는일반선구최고허용속도를기준으로제시한것으로낮은속도대에서진동가속도의크기는최고허용속도보다현저히낮은속도로운행하면서측정한결과로최대진동가속도가기준대비 10% 이하수준으로나타났다. 아래그림와같이이격거리가없는 P36, 37, 39 분기기에서이격거리가확보된구간 P61, 62, 64 분기기와비교하여 20km/h~25km/h 속도에서진동가속도가급격히크게나타남따라서이격거리를확보하지못한분기기와같은취약개소는분기기점검과유지보수, 보수전후점검기록등중점관리가필요함 추진운전 견인운전 참고문헌 [1] 철도차량기술기준 ( 국토교통부고시제 호 )

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Microsoft Word - KSR2016A234 2015 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2016A234 시험열차증속시험을통한분기기선형조건별차량, 궤도주행안전성평가 Vehicle and track running stability evaluation due to the turnout linear characteristics by test-train acceleration test 박성백 **, 신승훈