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[국내논문] 탈선열차와 구조물 간의 충돌해석 모델
FE Model for Collision Analysis between Derailed Train and Structure 원문보기

전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, v.29 no.1, 2016년, pp.40 - 45  

배현웅 (충남대학교 철도연구소) ,  고용석 (국토교통부 철도건설과) ,  임남형 (충남대학교 토목공학과)

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 기사에서는 탈선열차와 DCP와 같은 구조물 간의 3차원 충돌해석 모델을 소개하고자 한다.

가설 설정

  • 116kJ로 거의 유사하게 나타났다. 충돌 후 열차의 운동에너지(Kinetic Energy)는 감소하게 되며 동시에 내부에너지(Internal Energy)는 증가하게 된다. 앞서 언급했듯이 본 열차 모델은 동력차 전두부의 흡수구조의 상세를 생략하였기 때문에 급격한 에너지 변화율을 보인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
탈선열차에 대한 '방호' 개념은 무엇인가? 인명피해로 이어지는 열차사고는 대부분 탈선 또는 충돌에 의한 사고이며, 이에 대한 피해를 최소화하기 위한 대비로 방호시설을 설치하게 된다. 원천적으로 탈선이 발생되지 않도록 예방하는 것이 가장 이상적인 대비이나, 인적･자연적 재해 등 예기치 못한 사고에 대비하여 그 피해를 경감/최소화하기 위한 물리적 수단을 강구할 필요성이 있으며 이를 탈선열차에 대한 ‘방호’ 개념으로 볼 수 있다. 철도를 운영 중인 세계의 일부국가에서는 열차의 탈선 발생 후 피해 확대를 최소화하기 위한 대책으로 DCP(Derailment Containment Provisions)를 적용하고 있다.
열차 탈선사고의 특징은 무엇인가? 열차 탈선사고는 그 발생빈도는 낮으나 피해 정도가 상당히 큰 재난사고이다. 그러나 최근 들어 전 세계적으로 선진철도기술 보유국인 유럽, 미국, 일본, 중국 그리고 국내에서 열차 탈선에 의한 사고가 종종 발생되었다.
열차 탈선사고에 대한 피해를 최소화하기 위한 대비는 무엇인가? 인명피해로 이어지는 열차사고는 대부분 탈선 또는 충돌에 의한 사고이며, 이에 대한 피해를 최소화하기 위한 대비로 방호시설을 설치하게 된다. 원천적으로 탈선이 발생되지 않도록 예방하는 것이 가장 이상적인 대비이나, 인적･자연적 재해 등 예기치 못한 사고에 대비하여 그 피해를 경감/최소화하기 위한 물리적 수단을 강구할 필요성이 있으며 이를 탈선열차에 대한 ‘방호’ 개념으로 볼 수 있다.
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참고문헌 (13)

  1. H.U. Bae, A.R. Kim, D.S. Kim, W.I. Choi and N.H. Lim (2013) Review on the Height of Derailment Barrier on the Railway Bridge, Proceedings of the Autumn Conference of the Korean Society for Railway, Daegu, Korea, KSR2013A168 (in Korean). 

  2. H.U. Bae, B.J. Park, H.S. Back and N.H. Lim (2014) Consideration on the Concept of DCP by Foreign Case Study, Proceedings of the Autumn Conference of the Korean Society for Railway, Jeju, Korea, KSR2014A382 (in Korean). 

  3. H.U. Bae, B.J. Park, Y.H. Lee and N.H. Lim (2015) Evaluation on the Characteristics of Containment of Derailed Train. Proceedings of the Annual Conference of the Korean Society of Hazard Mitigation, Seoul, South Korea, p.82. (in Korean) 

  4. H.U. Bae, D.S. Kim, B.J. Park, Y.H. Lee and N.H. Lim (2015) FE Analysis Model for Simulation of Collision Behavior of Derailed Train, Proceedings of the Spring Conference of the Korean Society for Railway, Mokpo, Korea, KSR2015S244 (in Korean). 

  5. H.U. Bae, Y.S. Go, D.S. Kim, B.J. Park and N.H. Lim (2015) Collision Analysis for Containment Wall after Train Derailment. Proceedings of the Autumn Conference of the Korean Society for Railway, Yeosu, South Korea, pp.1363-1367, KSR2015A253. (in Korean) 

  6. H.U. Bae (2015) Advanced Design Concept of Derailment Containment Provisions using Collision Simulation after Train Derailment. A dissertation for the degree of Doctor of Philosophy, Department of Civil Engineering, Graduate School, Chungnam National University, South Korea. 

  7. Y.S. Go (2016) Parametric Analysis for Collision between Derailed Train and Derailment Containment Provisions. A thesis for the degree of Master of Science in Civil Engineering, Department of Civil Engineering, Graduate School, Chungnam National University, South Korea. 

  8. Booz, Allen, Hamilton (2004) Report on the findings of: Current practice and effectiveness of derailment containment provisions on high speed lines - Issue 1, Zoetermeer, Netherlands, R00673, HSL-Zuid organisation. 

  9. Korea Rail Network Authority (2013) Railway design guidelines and handbooks - Subsidiary and Safety Facilities of Main Lined, Korea Rail Network Authority, KRC-02060. 

  10. Paul D. Moyer, Ray W. James, Camille H. Bechara and Kenneth L. Chamberlain (1994) Safety of High Speed Guided Ground Transportation Systems Intrusion Barrier Design Study, Final Report: R5021/RR593, DOT-VNTSC-FRA-95-3, DOT/FRA/ ORD-95/04, U.S. Department of Transportation, Federal Railroad Administration, Washinaton DC. 

  11. Queensland Rail and Queensland Main Roads (2010) Design and Selection Criteria for Road/Rail Interface Barriers, MCE-SR-007, Revision A. 

  12. American Association of State Highway and Transportation Officials (2007) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, SI Units 4th Edition Vol.2, Section 13: Railings. 

  13. J.S. Koo and H.J. Cho (2012) A Method to Predict the Derailment of Rolling Stock due to Collision using a Theoretical Wheelset Derailment Model, Multibody Syst Dyn, Vol.22, pp.403-422, DOI 10.1007/s11044-011-9270-y. 

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