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[국가R&D연구보고서] 차량시스템 개념설계 및 평가기술 개발 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국생산기술연구원
Korea Institute of Industrial Technology
연구책임자 정경렬
참여연구자 양세훈 , 배정찬 , 김용주 , 이장용 , 백승호 , 김상헌 , 박광복 , 김현철 , 임성근 , 박훈규 , 곽수태 , 강인규 , 이기열 , 이강원 , 박형순 , 이병석 , 김종현 , 김정한 , 김효성
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월1998-10
주관부처 건설교통부
연구관리전문기관 한국생산기술연구원
Korea Institute of Industrial Technology
등록번호 TRKO200200057213
DB 구축일자 2013-04-18

초록

1차년도에는 새로운 차량시스템 개념을 도출하기 위한 독일과의 공동연구가 진행되었고 2차년도에는 차량시스템 편성안에 대한 국내 참여기관의 의견을 조정해가면서 차량시스템 통합 및 차세대 차량설계 기술 확보를 위해 구체적인 연구가 추진되었다. 특히 본 과제를 중심으로 독일과의 공동 연구를 주도하여 차세대 차량의 핵심기술 확보를 위한 공동설계, 국내설계 결과의 검토 등을 통해 차량제작사 및 관련 연구기관에서 선진 기술 동향 및 설계 기술을 접할 수 있도록 하였다. 본 보고서는 고속전철기술개발(선도기술개발사업)사업에서 총 6년중 1

목차 Contents

  • 제 1 장 서론...35
  • 제 2 장 차량시스템 개념설계 및 시험평가 기술...43
  • 제 1 절 선진기술 개발동향...46
  • 1. 신간센 JR HOKKAIDO의 새로운 교통제어 시스템...46
  • 가. 새로운 교통제어 시스템의 도입이유...46
  • 나. 새로운 교통제어 시스템 긍정적 효과...47
  • 2. 컴퓨터를 이용한 열차운행 시스템...47
  • 3. 전문가 시스템 및 최적화 방법에 의한 열차 시간표 작성...48
  • 4. 유럽 교통시스템에서 철도가 차지하는 위치...48
  • 가. 철도교통의 중요성 부각...48
  • 나. 철도교통의 경쟁력 확보 전략...49
  • 다. 화물수송...50
  • 5. TGV 와 SWISS METRO 경우 고속절도 설계와 관련된 공기역학의 문제...50
  • 6. 철도차량의 최적설계...51
  • 7. 컴퓨터 SIMULATION을 이용한 3대의 ICE객차의 동역학적 특성의 최적화...52
  • 8. 신간선 시험열차인 300X의 운행속도 400㎞초과 시험 결과...54
  • 가. 운행의 안정성(running stability)...55
  • 나. 승차감...55
  • 다. 전류의 집진...55
  • 라. 소음...55
  • 마. 주행 저항...56
  • 바. 점착성...56
  • 사. Body tilting system...56
  • 아. 앞으로의 계획...56
  • 제 2 절 차량시스템 운영요구조건...57
  • 1. 차량시스템 운영요구조건...57
  • 가. 적용예상 선로...57
  • 나. 열차의 운행 형태...57
  • 다. 철도청(KNR) 차량한계 (Car Gauge)...59
  • 라. 경부고속철도 급전계통 기준 데이터...60
  • 마. 경부고속철도 선로 기준 데이터...65
  • 바. 경부고속 전철 운영모드...71
  • 사. 대구-부간구간 선로기준 데이터...71
  • 2. 차량시스템 설계 요구사항 (Engineering Specification)...77
  • 가. 설계속도 및 하중...77
  • 나. 횡곡선 반경 및 캔트...77
  • 다. 구배 및 종곡선 반경...77
  • 라. 궤도...78
  • 마. 터널...78
  • 바. 설계 표준하중...78
  • 사. 허용선로 결함 기준...78
  • 아. 용어의 정의...79
  • 자. 서울 - 남서울간 KNR 기존선...79
  • 제 3 절 추진전략 및 과정...80
  • 제 4 절 고속전철 차량시스템 설계사양 및 편성안 검토...84
  • 1. 차량시스템 설계 목표...84
  • 2. 차량시스템 설계사양 검토...85
  • 가. 운행조건검토...85
  • 나. 설계기준검토...89
  • 3. 차량시스템 편성안 결정을 위한 검토항목...110
  • 4. 차량시스템 편성안 비교 분석...122
  • 5. 차량편성 대안별 장단점 비교...135
  • 가. 최대속도...135
  • 나. 승차감...137
  • 다. 궤도손상...138
  • 라. 에너지 소모...140
  • 마. 환경적 영향...141
  • 6. 차세대 차량시스템 편성안의 세부 검토 내역...143
  • 가. 검토 내용 요약...143
  • 나. 차량시스템 엔지니어링 개념...145
  • 다. 추진 시스템...148
  • 라. 제동시스템...149
  • 마. 열차통신망...151
  • 바. 동적성능...152
  • 사. 경제적인 열차운행...153
  • 아. 소 음...155
  • 자. 수명주기 비용...157
  • 7. 차세대 차량시스템 설계 구상에 대한 상세 검토내용...159
  • 가. 제동시스템...160
  • 나. 동적성능...173
  • 다. LCC(Life Cycle Costs) 분석...180
  • 제 5 절 차량시스템 시험평가기술...185
  • 1. 시험의 분류...185
  • 2. 시험체계...189
  • 가. 차량부분시험?스템 시험...190
  • 라. 통합시험...191
  • 3. 규격별 시험의 분류 및 시험종류...197
  • 가. ICE 1133...197
  • 나. UIC 610...197
  • 다. JIS E 6004...198
  • 4. 본선 시운전 시험...202
  • 5. 한국형 고속전철 시운전 시험항목...204
  • 6. 설계 및 시험시 고려사항...209
  • 가. 철도차량의 설계시 고려사항...210
  • 나. 철도차량의 시험시 고려사항...214
  • 7. 신간선 시험차량 300X의 400kph 이상에서의 주행시험사례...223
  • 가. 300X 프로젝트의 목적...224
  • 나. 시험구간과 시험차량...225
  • 다. 성능향상을 위한 상세 변경 내용...229
  • 라. 가속과정...237
  • 마. 시험주행 결과...240
  • 바. 향후 프로그램...243
  • 8. 선로 주행시험의 추세...244
  • 가. 설계 요구사항...246
  • 나. 실험실내 시험 및 예측의 조화...248
  • 다. 시험선로의 향후 역할...254
  • 제 3 장 시제차량 개념설계...257
  • 제 1 절 시제차량 설계기준...257
  • 1. 기계 분야...257
  • 가. 일반(General)...257
  • 나. 시제차량 기본설계...259
  • 다. 시제차량 설계 분석...262
  • 라. 기계적 특성...264
  • 2. 전기 분야...271
  • 가. 기본사양...271
  • 나. 추진 시스템...275
  • 다. 제어 시스템...278
  • 라. 제동 시스템...285
  • 제 2 절 시제차량 개념설계...287
  • 1. 추진전략...287
  • 가. 집중식 시제차량...288
  • 나. 분산식 시제차량(차세대 차량시스템)...289
  • 2. 시제차량 편성안...291
  • 가. 집중식 시제차량의 특징...291
  • 나. 분산식 시제의 특징...291
  • 다. 시제차량 편성안...292
  • 라. 편성차량별 특성 비교...303
  • 마. 시제차량 편성안 검토사항...307
  • 3. 중점 검토항목 및 내역...308
  • 가. 상업 편성안 설계...309
  • 나. 시제차 편성안 설계...314
  • 다. 대외 협력주관...315
  • 라. Working Sample Demo...316
  • 4. 시제차량 주요 서브시스템 검토...318
  • 가. 추진시스템...318
  • 나. 제동시스템...328
  • 제 3 절 중련 차량편성 분석...342
  • 1. 일본 신간선의 중련편성 운행현황 파악...342
  • 2. 중련편성 방안...348
  • 가. 편성방법...350
  • 나. 시제차량 편성...355
  • 3. 편성열차 특성...357
  • 가. 제원...357
  • 나. 열차속도...358
  • 다. 주행저항...359
  • 제 4 절 차세대 차량시스템 편성안 및 시제차량 설계...361
  • 1. 차세대 시제 차량용 차체 설계...362
  • 2. 차세대 시제 차량용 대차 개요...363
  • 제 4 장 Working Sample Demo 계획 및 시험평가 계획...365
  • 제 1 절 대일정 계획 보완 및 Working Sample Demo 계획...365
  • 1. 각 차량별 대 일정 계획...365
  • 가. 동력차의 대일정 계획...365
  • 나. 객차의 대일정 계획...369
  • 다. 동력객차의 대일정 계획...373
  • 2. Working Sample Demo 추진 내역...377
  • 가. 추진시스템...377
  • 나. 열차 제어시스템...382
  • 3. Mock-Up 제작 계획...385
  • 4. 추진시스템의 성능 시험평가 설비 설치 계획...386
  • 제 2 절 차량시스템의 시험평가 계획...388
  • 1. 한국형 고속전철 시스템 시운전 시험 항목...389
  • 2. 시제차량 주행시험 시험 항목...393
  • 3. 시험평가계획...404
  • 가. 고속시험의 목적...404
  • 나. 시험환경 및 시험요구조건...405
  • 다. 시험순서...407
  • 라. 시험일정...409
  • 4. 상세시험방법 및 소요장비...411
  • 가. 가속성능 시험...412
  • 나. 통합제동 시험...415
  • 다. 진동 시험...418
  • 라. 승차감 시험...421
  • 마. 내,외부 소음 시험...425
  • 바. 냉난방 온도측정...429
  • 사. 환기시험...431
  • 아. 방수 시험...433
  • 자. 판토그래프 시험...435
  • 5. 주행시험 선로...438
  • 가. 시험선로...438
  • 나. Train Test Track...439
  • 다. Railroad Rest Track...440
  • 라. Fast Loop...440
  • 마. 고하선로...441
  • 바. Wheel rail mechanism...441
  • 사. 정밀시험선로...442
  • 아. 충격설비선로...442
  • 제 5 장 결론 및 제언...443
  • 참고문헌...448
  • 부 록...451
  • 부록 A. SIEMENS 의 TCN TEST SYSTEM...451
  • 부록 B. PAI의 시제차량 검토 요약...459
  • 부록 C. 국내 기술 협의회 활동 내역...491
  • 부록 D. 추진 및 제어시스템의 설계결과...505
  • 부록 E. DE-CONSULT, SIEMENS, DWA, ADTRANZ 출장보고서...543
  • 부록 F. 독일 DE-CONSULT, DWA, TALBOT COMRAIL '98 출장보고서...557
  • 부록 G. SELECTED PARTS OF INTERMEDIATE REPORT(HSR21 MULTIPLE UNIT TRAIN)...587
  • 부록 H. CONCEPTUAL DESIGN OF TEST TRAIN SYSTEM...639
  • 부록 I. TRIP TIME SIMULATION SOFTWARE 소개...821
  • 부록 J. 차세대 고속전철 동력차 시스템 제어방안 검토...841

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참고문헌 (25)

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