[논문]고속철도KTX(Korea Train Express)의 역구내진입 제동시 브레이크슈 사이의 마찰소음에 관한 연구

배원식; 정인수; 이동훈; 유원희

고속철도KTX(Korea Train Express)의 역구내진입 제동시 브레이크슈 사이의 마찰소음에 관한 연구
Study on the Squeal Noise Between the Barake Shoes of the High Speed Railway(KTX) 원문보기

배원식 (서울산업대학교 철도전문대학원 철도차량시스템 공학과 한국철도공사 충남지사 일반차량팀) , 정인수 (한국철도공사 철도연구개발센터) , 이동훈 (서울산업대학교 기계공학과) , 유원희 (한국철도기술연구원 철도시스템 안전연구본부)

The noises which occurs from the rolling stock can be divided largely into three classes and they are Rolling noise, Traction noise and Aerodynamic noise. In the event of braking the rolling stock which enter into the station, Brake shoes cause Fraction noise (braking noise) and excessive braking noise makes passengers and operators uncomfortable. This study is to reduce squeal noise and minimize displeasure by measuring the braking noise and defining the major noise sources and noise mechanism

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문제 정의

영구적인 난청을 일으킬 뿐만 아니라 순환계, 호흡계, 소화계 등에도 영향을 미친다. 제동소음을 감소시키기 위해 고속철도(KTX)의 역사 진입 제동시 발생하는 제동소음을 계측하여 현황을 파악하고, 주요 소음원 및 발생 메커니즘을 규명함으로서 불쾌감 및 정신과 건강에 많은 영향을 미치는 스퀼소음을 최소화 하여 차량의 소음저감 대책 과 서비스질의 향상에 도움을 주고자 한다.
현재 운행 중인 KTX의 제동소음 특성을 파악하기 위해서 실차에 대한 계측을 수행하였다. 계측은 광명, 천안아산, 대전 및 동대구역 등 모두 4개 역에서 수행되었으며 정차하기 위해 역사에 진입하는 상/ 하행선 열차에 대하여 이루어졌다.

제안 방법

1과 같이 1개의 광전자 센서 속도 계측시스템과 3채널 소음 계측 시스템을 이용하여 수행되었다. 3채널의 소음신호는 동시 계측을 위하여 테이프 레코터에 기록하였으며, 이 자료를 재생하여 필요에 따라 신호를 분석하였다. 다음은 계측에 사용된 센서와 주요장비의 제원을 정리한 것이고 그림 3.
역사내 제동소음은 ISO 규정과 열차승객의 이동 등 플랫폼의 제반 환경을 고려하여 열차 길이 방향으로 3곳[ Location 1 : 2-3 (17T6)호차출구 중간, Location 2 : 4-5 (15-14)호차줄구 중간, Location 3 : 9 (10)호차 중간 *괄호 안의 번호는 상행선의 경우임.]에 마이크로폰(Microphone Location)을 설치(열차의 중앙으로부터 3 m 떨어져 있고 플랫폼 지면에서 높이는 1.4 m이다.)하여 측정하였다. 한편, 열차 진입속도를 계측하기 위하여 열차 정지시 후방 동력차의 앞부분 위치에 광전자센서를 설치하고 전방 동력차가 역사내로 진입할 때 속도를 측정하였다.
제동소음 측정은 그림 3.1과 같이 1개의 광전자 센서 속도 계측시스템과 3채널 소음 계측 시스템을 이용하여 수행되었다. 3채널의 소음신호는 동시 계측을 위하여 테이프 레코터에 기록하였으며, 이 자료를 재생하여 필요에 따라 신호를 분석하였다.
)하여 측정하였다. 한편, 열차 진입속도를 계측하기 위하여 열차 정지시 후방 동력차의 앞부분 위치에 광전자센서를 설치하고 전방 동력차가 역사내로 진입할 때 속도를 측정하였다.

대상 데이터

현재 운행 중인 KTX의 제동소음 특성을 파악하기 위해서 실차에 대한 계측을 수행하였다. 계측은 광명, 천안아산, 대전 및 동대구역 등 모두 4개 역에서 수행되었으며 정차하기 위해 역사에 진입하는 상/ 하행선 열차에 대하여 이루어졌다.
환경오염에는 크게 대기, 토양, 수질, 소음으로 분류 할 수 있으며 철도차량에서 발생되는 소음은 크게 전동소음(Rolling noise), 동력소음(Traction noise), 공력소음(Aerodynamic noise) 등 3가지로 분류 할 수 있다. 본 논문에서 다루고자 하는 소음은 고속철도(KTX)의 역구내진입 제동시 브레이크슈 사이의 마찰소음(제동소음)이다. 제동소음은 전동소음에 포함되어 있는데, 제동소음의 과다로 승강장 (platfonm)에 철도이용 고객 및 역사 근무자에게 불쾌감(스트레스)을 유발, 일시적 .

성능/효과

계측자료를 분석한 결과에 따르면 KTX의 최대 제동소음은 약 85dB(A)부터 110dB(A)까지, 정차 시간은 약 30초에서 60초까지, 그리고 진입속도는 약 30 km/h부터 80 km/h까지 넓은 범위에 걸쳐 있는 것으로 나타났다. 진입속도 및 정차시간과 제동소음과의 관계는 각 역사에 걸쳐 조금씩 다르게 나타났으나 일반적인 경향은 진입속도가 높을수록 정차시간이 짧을수록 제동소음이 높아지는 경향을 보였다.
진입속도 및 정차시간과 제동소음과의 관계는 각 역사에 걸쳐 조금씩 다르게 나타났으나 일반적인 경향은 진입속도가 높을수록 정차시간이 짧을수록 제동소음이 높아지는 경향을 보였다. 또한, 최대 소음이 발생하는 순간은 계측위치에 따라 약간의 차이가 있었으나 전체 정차시간을 삼등분하였을 때 대부분의 경우 진입초기 혹은 정차 후반부에서 거의 동일한 빈도로 나타나고 있다.
표에서 제동시간은 열차의 선두부가 계측 마이크로폰을 통과하여 완전히 정지할 때까지 걸린 시간을 나타낸다. 측정결과는 역사별, 마이크로폰 위치별, 계측시간별로 다르나 대략적으로 제동시간은 약 50 초 내외, 진입속도는 32 ~83 km/h, 제동소음은 85 ~ 112 dB(A)의 분포를 가지는 것으로 측정되었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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