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철도차량의 저상 및 고상 승강장 겸용 승강문 스텝에 대한 내구성 평가
Durability Evaluation on Doorstep Equipments Used for Low and High Level Platforms at Railway Vehicle 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.13 no.9, 2012년, pp.3889 - 3894  

김철수 (한국교통대학교 철도차량시스템공학과) ,  박민흥 ((사)한국철도차량엔진니어링 기술연구소)

초록
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국내 여객을 취급하는 철도역사의 승강장은 간선철도노선의 저상승강장(500mm)과 광역전철구간의 고상승강장(1135mm)으로 구분 운용되고 있다. 저상승강장 전용 중 고속 열차가 수도권 전철구간(고상승강장)과 본선구간(저상승강장)에서 혼용 운영될 경우를 대비하고 안전운전 및 승객편의를 함께 고려하기 위해 저상 고상 승강장 겸용 승강시스템의 개발은 필수적이다. 한편 현재 개발 중인 시스템(스텝)에 대한 국내의 내구성 및 신뢰성 시험 기준은 존재하지 않는다. 따라서 본 연구에서는 저상/고상 승강장 겸용 텔레스코픽 슬라이드방식 승강문 스텝의 개발을 위한 연구 일환으로서, VPD관점에서 내구성 해석을 수행하고 신뢰성 보증시험에 준한 무고장 시험시간동안 실물 리그시험을 통하여 이의 내구성 기준 및 보증수명을 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The platform of railroad station for domestic passenger train has been operated at two categories like the platforms if low level(500mm, mainline) and high level(1,135mm, metropolitan subway line). To operate both metropolitan subway line and mainline railroad safely, it is essential to develop the ...

주제어

#Doorstep Equipment for Both the Low and the High Level Platforms   #Durability Analysis   #Durability Test   #Reliability Qualification Test   #No Failure Test Time  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 저상/고상 승강장 겸용 텔레스코픽 슬라이드방식 승강문 스텝의 개발을 위한 연구 일환으로서, VPD(Virtual product development)관점에서 내구성 해석을 수행하고자 한다. 또한 신뢰성 보증시험(reliability qualification test) 에 준한 무고장 시험시간(no failure test time)동안 실물 리그시험을 통하여 이의 내구성 기준 및 보증수명을 검토하고자 한다.
  • 표 2는 내구성 시험에 사용된 시험 장치의 세부 사양을 정리한 것이다. 본 시험은 100회 동작을 수행한 후에 이상 유무를 확인하는 예비시험을 거치고 수행한다. 참고로 그림 6은 내구성 평가를 위한 실물리그시험 사진이다.
  • 본 연구에서는 저상/고상 승강장 겸용 텔레스코픽 슬라이드방식 승강문 스텝의 개발을 위한 연구 일환으로서, VPD(Virtual product development)관점에서 내구성 해석을 수행하고자 한다. 또한 신뢰성 보증시험(reliability qualification test) 에 준한 무고장 시험시간(no failure test time)동안 실물 리그시험을 통하여 이의 내구성 기준 및 보증수명을 검토하고자 한다.
  • 본 연구에서는 철도차량의 저상 및 고상 승강장 겸용 승강문 스텝에 대한 내구성 및 보증수명을 평가하였다. 이로부터 얻은 결론은 다음과 같다.
  • 본 장치의 내구성 시험시간 기준은 기존 규격에 존재하지 않으므로 본 연구에서는 신뢰성 보증시험에 준한 무고장 시험시간으로부터 내구성 시험시간 기준을 제안하고, 본 장치의 보증수명을 함께 검토하고자 한다.

가설 설정

  • 또한, 식 (1)에서 본 장치의 신뢰수준은 타 연구사례[7] 및 안전성의 중요도를 고려하여 95%로 가정하였다. 그리고 시료수는 고비용 및 제작기간의 제약으로 인해 1개로 결정하였다.
  • 본 장치의 형상모수 β값은 Weibull Database[14]의 실린더 형상모수 2.0으로 가정하였다.
  • 33년) 동안 무고장으로 작동하는 횟수로 정의하였다. 이에 대한 계산식은 식(2)와 같이 1편성 열차 1일 운행횟수(서울-부산) 3회, 1회 편도 운행시 고상 승강장 정차 역에서 동작횟수 9회, 1년(365일) 중 열차 가용도(availability) 95%를 가정한 것이다. 본 장치의 B1 수명(보증수명)은 식 (2)에 의해 12,452회이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국외 겸용 승강문 스텝 기술 중 슬라이드 방식의 장점은 무엇인가 접이방식은 차량과 승강장사이의 이격거리의 불편을 해소할 수 있으나 작동시 많은 공간 및 시간이 요구 된다. 슬라이드 방식은 기존 차량의 바닥 프레임의 손상을 최소화 하면서 이격거리를 해소하고 신속한 작동이 가능하다. 중국 고속열차 CRH는 중국철도의 승강장 높이를 고려하여 수동형 슬라이드 방식 승강문 스텝장치를 개발하였다.
국내 여객열차 전용 승강장을 구분하라 국내 여객열차 전용 승강장은 일반 간선열차에서 주로 사용하는 저상승강장(레일 상면 기준 높이 500mm)과 수도권 전동차에서 주로 사용하는 고상승강장(레일 상면 기준 높이 1135mm)으로 구분된다.[1] 저상 승강장 전용 중·고속열차가 수도권 전철구간과 본선구간에서 혼용 운영하기위해서는 열차 안전운전을 고려한 저상/고상 승강장 겸용 승강문 스텝이 필요하다.
국외 겸용 승강문 스텝 기술 중 계단방식의 단점은 무엇인가 국외 관련 개발기술은 작동 메커니즘별로 계단방식, 슬라이드방식, 접이방식 등으로 구분된다. 계단방식은 기밀유지의 어려움을 가지며 바닥프레임의 변형 또는 손상이 불가피하므로, 저상 승강장 전용 중·고속열차 적용이 힘들다. 접이방식은 차량과 승강장사이의 이격거리의 불편을 해소할 수 있으나 작동시 많은 공간 및 시간이 요구 된다.
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참고문헌 (14)

  1. Ministry of Government Legislation, "Regulation of Railway Construction Criteria", Article 28 and 29, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009. 

  2. Korea Institute of Construction & Transportation Technology Evaluation and Planning, "The Planning Report on the Development Plan of Door System of Low and High Level Platforms, pp. 13-179, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010. 

  3. C. H An, D. S. Lee, Y. J. Son and H. S. Lee, "A Study for Reliability Improvement of Belt Type Door System using FMECA", Journal of the Korean Society for Railway, 13(1), pp. 58-64, 2010. 

  4. D. G. Lee, J. W. Kim and H. S. Lee, "A Case Study on Determining Doors Maintenance Intervals through Running Fault Data Analysis for Metro EMU", Journal of the Korean Society for Railway, 11(3), pp.240-247, 2008. 

  5. European Railway Agency, "BS EN 14752; Railway Application-Body Entrance Systems", European Standards, 2005. 

  6. C. S. Kim and G. H. Kang, "Fatigue Analysis of Reduction Gears Unit in Rolling Stock Considering Operating Characteristics", Journal of The Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.12, No.3, pp. 1085-1090, 2011. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. J. U. Choi, S. H. Kim and K. S. Kim, "A Study on Durability of Automotive Propeller Shaft by Fatigue and Vibration", Journal of The Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.12, No.4, pp. 1495-1501 , 2011. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. S. R. Lee and H. E. Kim, "No-Failure Test Times of Hydraulic System Components for the Life Test", proceedings of the 2006 fall annual meeting for KSME, pp.7-12, 2006. 

  9. J. Y. Byun, W. J. Joo, Y. Jeong, Y. M. Jeong and S. K. Jeong, "Influence of Variables related to Accelerated Life Test Time for a Compressor in Refrigerator", proceedings of the 2009 spring annual meeting for KSPSE, pp.343-347, 2009 

  10. D. S. Jung, J. W. Park and D. S. Kim, "Zero Failure Acceleration Test by Using Inverse Power Model", proceedings of the 2011 spring annual meeting for KSME Reliability Div., pp.142-143, 2011. 

  11. S. W. Ji, B. S. Kang and J. S. Jang, "The Estimation of shape Parameter and Life Analysis for Pneumatic Cylinder", proceedings of the 2006 fall annual meeting for KSPSE, pp.188-194, 2006. 

  12. B. J. Sung, D. S. Kim and J. B. Lee, "A Reliability Study of Direct Drive Type High Speed Solenoid Actuator", proceedings of the Korean Institute of Electrical Engineers, pp.1035-1036, 2011. 

  13. Korea Railroad, "Maintenance Guidelines of Rolling Stock", 2010-125. Article 3, KORAIL, 2010. 

  14. Bloch, Heinz P. and Fred K. Geitner, "Practical Machinery Management for Process Plants, Volume 2 : Machinery Failure Analysis and Troubleshooting", 2nd Edition Appendix A, Gulf Publishing Company, Houston, TX, 1994. 

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