고속철도 분기기 구간에서의 열차 주행안정성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

현재 국내에서는 300km/h인 고속철도의 운행 속도를 점진적으로 향상시키기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 고속열차가 분기기 구간을 선로를 바꾸지 않고, 고속으로 주행할 때 현재 300km/h인 운행속도를 400km/h 속도까지 운행 가능성을 시운전 시험과 해석적 방법을 통하여 검토하였다. 고속열차가 정읍역 분기기 구간을 선로를 바꾸지 않고, 평균속도 352.1~398.0km/h, 최대 401.1km/h까지 주행하는 시운전 시험을 수행하였으며, 차체와 대차에 부착된 가속도 센서 데이터를 이용하여, EN 14363에 의한 안전성(Safety) 과 주행거동(Ride characteristics)을 평가한 결과 가속도 값은 기준치 이내였고, 주행안정성 측면에서 안전성을 확보하였다. 분기기 구간에서 운행할 수 있는 고속열차의 최대 속도를 예측하기 위하여 철도차량 동역학 소프트웨어인 VAMPIRE를 이용하여 동역학 해석을 수행하였다. 동역학 해석결과와 시운전시험 데이터와의 비교를 통하여 해석 결과를 검증하였으며, 임계속도 해석을 수행하여 고속열차는 최대 423km/h까지 운행할 수 있을 것으로 예측되었다. 현재 300km/h로 운행되는 분기기 구간에서 400km/h의 속도로 운행하여도 문제가 없는 것으로 예측되었으며, 본 연구 결과는 향후 국내 고속철도의 운영 속도 향상 연구에 유용하게 활용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

At present, efforts are made to gradually improve the operating speed of the high-speed rail, which is currently at 300 km/h. In this study, the possibility of enhancement of train operating speed in a turnout from 300km/h to 400km/h was reviewed through on-track tests and simulation. On-track tests were conducted at average speeds of 352.1 to 398.0 km/h, and the maximum speed was 401.1 km/h. Evaluating the safety and riding characteristics with EN 14363 showed that the acceleration was within the value set by the criteria and deemed safe. A dynamic analysis was performed to predict the maximum speed of the train in turnout. The dynamic analysis results were verified by a simulation that used the on-track test data. Moreover, a critical speed analysis predicted that the train could operate up to 423 km/h. In essence, this study can be used to study the operating speed increase of high-speed trains.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 본론
• 3. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 윤병현, "고속철도용 분기기의 주행 성능 향상을 위한 궤간 확대 최적화 연구" 한국철도학회 23 (23): 1196-1205, 2020

2 김영석, "고속철도 분기기 시스템 진단 시스템에 관한 연구(II)" 한국철도학회 20 (20): 223-233, 2017

3 김영석, "고속철도 분기기 시스템 진단 시스템에 관한 연구(I)" 한국철도학회 20 (20): 210-222, 2017

4 Resonate Group Limited, "VAMPIRE Pro V6.60 users’manual"

5 김성종, "F10/F12 분기기에서의 단면 형상별 주행안전성 연구" 대한기계학회 35 (35): 591-598, 2011

6 엄범규, "F10/F12 분기기에서의 가드레일 길이 변화에 따른 주행안전성 해석" 대한기계학회 37 (37): 723-730, 2013

7 "EN 14363 : 2005. Railway applications - acceptance of running characteristics of railway vehicles-testing of running behaviour and stationary tests"

8 C. S. Jeon, "A study on the dynamic behavior of the Korean next-generation high-speed train" 230 (230): 1053-1065, 2015