지하철은 지상교통과 비교하여 정확성, 신속성, 안전성, 대량성외에도 배기가스 배출이 없다는 이점 때문에 대도시 교통 문제 해결을 위한 유용한 수송 수단이 되고 있다. 그러나 콘크리트 도상에 의한 터널 구조로 객실내 소음이 사회적으로 문제가 되고 있다. 이에 객실 소음을 분석하기 위하여 임시열차 운행을 통하여 실측 된 결과를 토대로 소음의 경로와 위치별 소음의 특성을 분석하였다. 객실내 소음 저감을 위해서는 차량측면은 저주파 대역을 차량 바닥은 중대역구간의 소음 대비책을 강구 하여야 하며, 차량의 투과 손실 향상 및 차체의 기밀을 유지하는 것이 필요하다.
지하철은 지상교통과 비교하여 정확성, 신속성, 안전성, 대량성외에도 배기가스 배출이 없다는 이점 때문에 대도시 교통 문제 해결을 위한 유용한 수송 수단이 되고 있다. 그러나 콘크리트 도상에 의한 터널 구조로 객실내 소음이 사회적으로 문제가 되고 있다. 이에 객실 소음을 분석하기 위하여 임시열차 운행을 통하여 실측 된 결과를 토대로 소음의 경로와 위치별 소음의 특성을 분석하였다. 객실내 소음 저감을 위해서는 차량측면은 저주파 대역을 차량 바닥은 중대역구간의 소음 대비책을 강구 하여야 하며, 차량의 투과 손실 향상 및 차체의 기밀을 유지하는 것이 필요하다.
Subway is used as a useful transportation method to solve the metropolitan traffic problem for its advantages of being not only accurate, safe and massive, but also of not producing any exhaustion gas in compare with the other ground transportation systems. However, noise inside the car due to concr...
Subway is used as a useful transportation method to solve the metropolitan traffic problem for its advantages of being not only accurate, safe and massive, but also of not producing any exhaustion gas in compare with the other ground transportation systems. However, noise inside the car due to concrete based rail track and tunnel structure has become a social problem. So, an analysis on the noise characteristics according to their routes and locations was made on the basis of the actually measured results from the trial run. To reduce the interior noise of subway train, the side part of rolling stock should have a noise blocking system fur low band frequency noise, the floor of it should have that for medium range frequency noise and the side part as well as lower part of it should have good noise reduction and absorption function.
Subway is used as a useful transportation method to solve the metropolitan traffic problem for its advantages of being not only accurate, safe and massive, but also of not producing any exhaustion gas in compare with the other ground transportation systems. However, noise inside the car due to concrete based rail track and tunnel structure has become a social problem. So, an analysis on the noise characteristics according to their routes and locations was made on the basis of the actually measured results from the trial run. To reduce the interior noise of subway train, the side part of rolling stock should have a noise blocking system fur low band frequency noise, the floor of it should have that for medium range frequency noise and the side part as well as lower part of it should have good noise reduction and absorption function.
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문제 정의
수 있다. 본 연구는 콘크리트도상에서 운행하는 전동차의 내부소음 저감설계를 하기 위한 기초연구로서 전동차를 직접 운행하면서 소음측정을 수행하였다.
가설 설정
2. 차량외부 음압은 하부>좌우측면>지붕의 순으로 소음이 형성되었다.
제안 방법
또한, 전동차 내외부소음을 측정하고자 임시열차 1편성을 운행하였으며, 측정은 도봉산역과 건대입구역간 상하 행차량에 대하여 수행하였다. 모터를 포함한 구동장치 및 주변 시스템이 부착된 Motor car(M-Car)와 일반 차량인 Trailer car(T-Car)를 대상으로 전동차의 투과 손실을 측정하기 위하여 암상자와 sound intensity를 이용하여 전동차 객실 내 소음과 대차 위와 측면 및 지붕의 외부 소음을 측정하였다.
대하여 수행하였다. 모터를 포함한 구동장치 및 주변 시스템이 부착된 Motor car(M-Car)와 일반 차량인 Trailer car(T-Car)를 대상으로 전동차의 투과 손실을 측정하기 위하여 암상자와 sound intensity를 이용하여 전동차 객실 내 소음과 대차 위와 측면 및 지붕의 외부 소음을 측정하였다. 암상자는 미국 sound seal 제품으로 120cm 정육면체 중 한면이 제거된 형태이며 두께는 2inch의 구조이다.
터널내부의 소음을 측정하기 위하여 7호선을 대상으로 하여 태릉-공릉역간의 차륜과 레일간 접촉소음과 터널 내부 소음을 측정하고, 그 결과를 주파수 분석기를 이용하여 1/3 옥타브 밴드로 분석하였다. Fig.
대상 데이터
7은 차량이 주행함에 따라 마이크로폰에서 측정된 소음 수준이 시간에 따라 변화하는 것을 나타낸 것이다. 지하철 7호선 운행 사정으로 인하여 측정 당일에 차량은 10분 간격으로 운행되었으며, 모든 차량은 수동으로 운행되었다. 따라서 각 기관사의 운행 상태에 따라 측정 위치를 통과하는 차량의 주행속도와 가감속도의 조건이 모두 달랐으므로, Fig.
암상자는 미국 sound seal 제품으로 120cm 정육면체 중 한면이 제거된 형태이며 두께는 2inch의 구조이다. 측정 위치는 Fig. 4에 나타난 것과 같이 차량외부 4 측정점 (차량 하부는 소음이 가장 큰 대차위로, 차량 우측 측면, 차량 좌측 측면, 지붕위)과 객실내 2측정점(차체 볼스타 상부 중심 1.5m 상부, 차체 중심 1.5m 상부; 국토해양부 전동차 표준 사양서 기준)을 선택하였다.
성능/효과
1. 차량 주행 시 외부 소음수준은 동력차(Motor Car)는 가속 후 30km/h 이상에서부터 감속이 완료될 때까지 105 dB(A) 정도의 높은 음압을 형성하며 무동력차(Trailer Car)는 속도증가에 따라 소음이 증가한다. 70km/h 주행 시는 동력차와 무동력 차의 소음차이가 IdB를 넘지 않는다.
3. 가, 감속시의 외부 소음 수준은 감속시 9.9dB, 가속시 9.7dB, 정속시 LldB씩 M-Car가 높았다.
4. 전동차의 소음은 차량측면은 저주파대역이, 차량 바닥은 중 대역 구간의 소음이 영향을 많이 미치는 것으로 나타났다.
M-CAR와 T-CAR의 가속시 소음과 감속시 소음을 비교하면, 감속시의 소음이 가속시에 비하여 상대적으로 높게 나타났다. 이는 감속시에 회생제동으로 인하여 견인전동기로부터의 발생되는 소음과 제동 Disk brake의 마찰 소음이 합하여져서 높은 하부 소음을 형성하기 때문이다 [6, 7].
일정속도(70knr1i 이상)로 운행하는 직선 구간에 대해서는 구간별로 측정부위에서 특별한 음압 차이를 보이지 않으나, 곡선구간에서의 소음 수준은 상대적으로 낮은 주행속도에도 불구하고 상당히 높은 값으로 나타났다. 속도 70km/h 정속 주행시에 직선 구간에서의 전체 평균 소음은 Table 3에 나타난 것과 같이 각각 W3.
5와 6은 각 측정에 대하여 최대 소음 수준을 나타내는 구간을 선택하여 차륜/레일 접촉면과 차량 측면 판넬위치에서 측정한 결과를 분석한 자료이다. 하행선 측정 결과를 살펴보면, 차륜/레일 위치에서 측정된 결과는 400Hz에서 최대값을 보여주고 있고 차량측면 판넬위치에서 측정된 결과는 400Hz에서 최대값을 보여주고 있다. 반면에, 상행선 구간에서 측정된 결과는 1500Hz에서 양 측정점 모두가최대값을 지니는 것을 알 수 있다.
참고문헌 (8)
삼성건설(주)기술연구소(1994), "분당선 소음 진동 저감 대책에 관한 연구," 철도청
김기천(1997), "지하철의 소음과 건설비의 관계에 관한 연구," 행정학박사학위 논문, 서울대학교
한국철도기술연구원(1998), "철도 소음의 발생 및 저감 대책," No. 14호
(주)한진중공업(1998), "서울시 지하철 7 및 8호선 전차 소음 측정 보고서"
U.S. Dept. of Transportation(1982), "Handbook of urban Rail Noise and Vibration Control"
Lee, Y.J.(1996), "A study of cabin inside noise of Hanjin high-speed passenger coaches," Computers in Railway V, Vol 2, pp.33-44
Irwin, J. D. and Graf, E.R.(1979), "Industrial Noise and Vibration Control," pp. 62-63, p. 185, Prentice-Hall Inc
정일록(1996), "소음진동학," 신광출판사, pp. 99-101, pp. 113-121
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