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문제 정의
- 본 연구는 부산지하철 노선별 역간 차량실내소음도, 출 도착시 역사소음도, 옥외구간과 터널구간의 차량실내소음도에 대한 조사를 수행하였다. 또한 각 노선별 차량실내소음도 차이에 대한 원인을 요소별로 분석하였다.
- 현재 국내에는 서울, 부산, 대구, 인천, 광주 등 대도시에 지하철이 운영되고 있지만 지역별 지하철 소음도에 대한 평가가 제대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 우선 부산지하철 소음도에 대한 현상 조사 및 평가를 하였다.
제안 방법
- 2010년 5월과 7월 두 차례 부산지하철의 차량실내 소음도를 측정하여 실험에 대한 재현성을 검정하였다. 재현성 검정 시 측정시간대가 동일하도록 하여 측정을 하였으며, 측정 시 데이터의 정확성을 위해서 출발 할 때와 도착할 때 각각 두 번에 걸쳐 측정을 하였다.
- 재현성이 좋은 이유는 두 차례 부산지하철 실내소음도 측정 시 승객이 많이 없는 한가한 요일과 시간대에 측정하여 측정에 따른 오차를 최대한 줄일 수 있었기 때문이다. 또한 7월에는 5월과 달리 지하철 객실 내 실내 에어컨을 사용하는 경우가 있으므로 7월 측정에서는 약냉방 칸을 이용하여 에어컨 소음의 영향을 최소화 하여 측정하였다.
- 본 연구는 부산지하철 노선별 역간 차량실내소음도, 출 도착시 역사소음도, 옥외구간과 터널구간의 차량실내소음도에 대한 조사를 수행하였다. 또한 각 노선별 차량실내소음도 차이에 대한 원인을 요소별로 분석하였다.
- 차량 출발 및 도착 시 소음도 측정에서 차량이 역에 도착 할 때와 차량이 역을 출발할 때 바람의 영향으로 인한 측정에서의 오차를 줄이기 위해 소음측정기에 방풍망을 설치하여 3회에 걸쳐 측정한 후 평균값으로 계산 하였다. 또한 차량이 역사 도착 시 측정과 차량이 역사 출발 시 측정으로 나누어서 측정하였다. 도착 시 측정은 Fig.
- 5 m 정도 떨어진 상태에서 소음측정기가 위치하도록 하고 지하철 차량실내소음도와 스크린도어의 유무에 따른 소음도를 측정 하였다. 역간 차량실내소음도 측정은 차량 제일 뒤 칸을 이용하였으며 차량이 역을 다 빠져 나간 순간부터 차량이 다음 역에 도착할 때까지를 기준으로 하여 차량 내부에서의 평균 소음값을 측정하였다. 차량 내부에서 소음도 측정 시 측정치에 영향을 주지 않게 하기 위하여 사람이 가장 적은 곳을 선정하여 측정 하였다.
- 4에서 보는 바와 같이 차량실내소음도 평균값은 72 dB(A)을 보여준다. 옥외 및 터널구간에서의 차량실내소음도 비교 시 동일한 시간대에서 차량운행 조건이 일정할 때 차량실내소음을 측정하였다. 부산지하철 2호선의 옥외 및 터널구간 차량실내소음도 비교에서는 터널구간이 옥외구간보다 차량실내소음이 약 6 dB(A) 정도 높게 나오고 있다.
- 3에서 보는 바와 같이 차량실내소음도 평균값은 70 dB(A)을 보여준다. 옥외 및 터널구간에서의 차량실내소음도 비교에서는 동일 시간대에서 차량운행 조건이 일정할 때 차량실내소음을 측정하였다. 부산지하철 1호선의 옥외 및 터널구간 차량실내소음도 비교에서는 터널구간이 옥외구간보다 차량 실내소음이 약 2 dB(A) 정도 높게 나오고 있다.
- 2010년 5월과 7월 두 차례 부산지하철의 차량실내 소음도를 측정하여 실험에 대한 재현성을 검정하였다. 재현성 검정 시 측정시간대가 동일하도록 하여 측정을 하였으며, 측정 시 데이터의 정확성을 위해서 출발 할 때와 도착할 때 각각 두 번에 걸쳐 측정을 하였다. 재현성 검증을 위한 측정 결과 값이 처음 측정 결과 값과 비교하였을 때 1 dB(A) 이내 오차 내에서 재현성이 있음을 확인하였다.
- 스퀼 소음은 지하철 곡선부 소음의 직접적인 원인이 된다. 지하철 곡선부에서의 소음 측정 시, 비교적 조용한 끝 차량에서 그리고 차량지면에서 1.2 m 떨어진 부분에서 소음을 측정하였다.
- 역간 차량실내소음도 측정은 차량 제일 뒤 칸을 이용하였으며 차량이 역을 다 빠져 나간 순간부터 차량이 다음 역에 도착할 때까지를 기준으로 하여 차량 내부에서의 평균 소음값을 측정하였다. 차량 내부에서 소음도 측정 시 측정치에 영향을 주지 않게 하기 위하여 사람이 가장 적은 곳을 선정하여 측정 하였다.
- 차량 출발 및 도착 시 소음도 측정에서 차량이 역에 도착 할 때와 차량이 역을 출발할 때 바람의 영향으로 인한 측정에서의 오차를 줄이기 위해 소음측정기에 방풍망을 설치하여 3회에 걸쳐 측정한 후 평균값으로 계산 하였다. 또한 차량이 역사 도착 시 측정과 차량이 역사 출발 시 측정으로 나누어서 측정하였다.
- 2에 표시된 A지점의 안전바에서 차량의 마지막 부분이 들어 올 때 까지를 측정하였다. 차량 출발 시 측정은 Fig. 2에 표시된 B지점의 안전바에서 지하철의 마지막 부분이 다 빠져 나갈 때 까지를 측정하였다.
- 스크린도어 유무에 따른 소음도 측정은 차량 출발과 도착 시 소음도 측정과 같은 방법으로 측정하였다. 차량 출발과 도착 시 소음도 측정에서는 안전바 안쪽에서 측정을 하였으나, 스크린도어에 따른 소음도 측정에서는 스크린도어 앞 0.5 m 떨어진 안전표시선에서 측정을 하였다.
대상 데이터
- 현재 부산지하철 1호선에서 운행 중인 차량은 초퍼(Chopper) 제어 방식을 사용하는 차량이다. 초퍼 제어 방식은 모터에 걸리는 전압을 제어하여 전동차의 속도를 제어하는 방식이다.
이론/모형
- 소음측정기 사용에 따른 소음측정방법은 ISO (3381)1)에 따랐으며 Fig. 1에서와 같이 소음이 예상되는 지점의 지면 위 1.2 m의 높이에서 몸으로부터 0.5 m 정도 떨어진 상태에서 소음측정기가 위치하도록 하고 지하철 차량실내소음도와 스크린도어의 유무에 따른 소음도를 측정 하였다. 역간 차량실내소음도 측정은 차량 제일 뒤 칸을 이용하였으며 차량이 역을 다 빠져 나간 순간부터 차량이 다음 역에 도착할 때까지를 기준으로 하여 차량 내부에서의 평균 소음값을 측정하였다.
성능/효과
- 1) 2호선의 차량실내소음도 및 출 · 도착시 소음도가 1호선 및 3호선 보다 높았다.
- 2) 1호선과 3호선의 비교에서 3호선이 1호선보다 약간 높은 차량실내소음도와 급곡선부 소음도를 나타내었다.
- 2호선 옥외구간의 출 · 도착소음도 비교에서 스크린도어 미설치역들의 평균 소음도가 스크린도어 설치역(서면) 보다 평균 4 dB(A) 정도 높게 나왔다.
- 3) 2호선과 3호선의 터널구간에서의 차량 출 · 도착 시 소음도 차이를 보면 2호선이 3호선보다 10 dB(A) 정도 높게 나오고 있다.
- 4) 자갈도상에서 운행 중인 1호선 차량의 경우 2호선 및 3호선 보다 노후하지만 차량 실내소음도에서는 3개 노선 중에서 가장 낮은 소음도를 나타내었다.
- 5) 터널 구간에서의 스크린도어 유 · 무에 따른 소음도 조사에서 스크린도어가 미설치된 역이 설치된 역에 비하여 소음도가 약 10 dB(A) 정도 높았다.
- 재현성 검정 시 측정시간대가 동일하도록 하여 측정을 하였으며, 측정 시 데이터의 정확성을 위해서 출발 할 때와 도착할 때 각각 두 번에 걸쳐 측정을 하였다. 재현성 검증을 위한 측정 결과 값이 처음 측정 결과 값과 비교하였을 때 1 dB(A) 이내 오차 내에서 재현성이 있음을 확인하였다.
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