초록 ▼

지난 4년 동안 과제의 연구개발 목표를 달성하기 위하여 신뢰성 평가 분야, 성능 검토를 위한 계측시스템 분야, 복합운송시스템 분야, 안정성 신뢰성 확보를 위한 기반기술 분야로 나누어 연구가 추진되었으며, 각 분야 및 연도별로 연구개발 내용 및 범위는 다음과 같다.
□ 1차년도 (2002.12-2003.10)
연구목표 및 연구내용 및 범위
- 고속철도시스템 신뢰성 평가기법 조사 및 Data 수집
○ 신뢰성 평가 기법 조사
○ 신뢰성 데이터 수집
○ 고장정보 관리체계(FRACAS)설계
- 고속철도시

지난 4년 동안 과제의 연구개발 목표를 달성하기 위하여 신뢰성 평가 분야, 성능 검토를 위한 계측시스템 분야, 복합운송시스템 분야, 안정성 신뢰성 확보를 위한 기반기술 분야로 나누어 연구가 추진되었으며, 각 분야 및 연도별로 연구개발 내용 및 범위는 다음과 같다.
□ 1차년도 (2002.12-2003.10)
연구목표 및 연구내용 및 범위
- 고속철도시스템 신뢰성 평가기법 조사 및 Data 수집
○ 신뢰성 평가 기법 조사
○ 신뢰성 데이터 수집
○ 고장정보 관리체계(FRACAS)설계
- 고속철도시스템 측정시스템 보완사항 도출 및 분석
○ 추가 측정 채널 및 항목 선정
○ 추가 채널 센서 설치 계획 수립
○ H/W 및 S/W 보완방안 검토 및 일부 보완
○ 신뢰성 시험 및 분석
- 고속철도 운영시 여객과 화물의 복합운송시스템 구축에 대한 타당성 검증
○ 국외 고속철도 복합운송시스템 사례분석
○ 고속철도 운영구간에 대한 고속철도 이용대상 화물수요조사 및 물동량 예측
○ 복합운송시스템 형태 검토
○ 복합운송시스템 운영에 따른 경제성 분석
- 고속철도시스템 신뢰성 확보를 위한 기반기술의 기초조사 및 분석
○ 차체 하부 유동 계측 시스템 개발
○ 실용화를 위한 다분야 인터페이스 통합환경 기초조사
○기존선 시운전시험을 위한 시스템 성능해석
□ 2차년도(2002.11-2004.10)
연구목표 및 연구내용
- 고속철도시스템 신뢰성 평가기법 및 Data 분석
○ 신뢰성 성장관리 및 고장률 DB 구축 방안 수립
○ 신뢰성 데이터 수집/분석
- 고속철도시스템 측정시스템 보완 및 성능 검증
○ 계측 시스템 보완 (H/W 및 S/W)
○ 신뢰성 시험 및 분석
- 고속철도 복합운송시스템 기본설계
○ 복합운송시스템 개념설계
○ 복합운송시스템 기본설계
- 고속철도시스템 신뢰성 확보를 위한 기반기술 연구
○ 차체 하부 유동 상세측정 및 자갈비산 메커니즘 분석
○ 다분야 인터페이스 통합 환경 프레임 설계
○ 기존선 시운전시험을 위한 시스템 성능검증
□ 3차년도(2004.11-2005.10)
연구목표 및 연구내용
- 고속철도시스템 하위시스템 신뢰성 평가 및 Data 분석
○ 고장정보 관리체계 운영 및 보완
○ 신뢰성 성장관리
○ 신뢰성 데이터 수집/분석
○ 신뢰성 시험절차서 작성
- 고속철도시스템 안정화 및 신뢰성 검증을 위한 측정 및 분석
○ 안정화 시운전 시험 및 결과 분석
○ 계측시스템 운영 및 유지보수
○ 신뢰성 시험 및 분석
- 차량폭 확대에 따른 공력·주행안전성 특성 분석
○ 차량폭 확대에 따른 특성 분석
- 공력 특성 해석
- 주행 안정성 해석
○ 특성 분석 지원 및 추가사항 검토
- 고속철도시스템 인터페이스 기반기술 연구
○ 자갈비산 방지를 위한 최적형상 분석
○ 공력 및 동역학 분야 통합 프레임 개발
○ 관절링 부 피로신뢰성 평가 연구
□ 4차년도(2005.11-2006.10)
연구목표 및 연구내용
- 고속철도시스템 신뢰성 평가기법 보완 및 분석
● 시운전 시험을 통한 고장정보 관리체계 운영 및 적용결과 분석
● 성장관리 체계 수정 및 보완
● 신뢰성 시험 절차서에 따른 신뢰성 데이터 수집
● 신뢰성 평가 기법 적용결과에 따른 수정보완
- 고속철도시스템 종합 측정시스템 구축
● 국내외 가선상태 및 궤도 불규칙 계측 시스템 성능 검토
● 가선상태 및 궤도불규칙 계측 시스템의 차량장착을 위한 기본 설계
● 계측 신호의 분석 효율성을 위한 상호 연계성 추적 방법론 개발
● 종합 계측시스템의 계측과 분석의 통합관리 초기 체계(안) 수립
- 고속철도 시스템 인터페이스 기반기술 연구
● 실물 풍동 시험평가를 통한 자갈비산 방지시스템 성능검증
● 관절링 제작에 따른 실동하중을 고려한 피로평가 해석
● 차간 머드플랩의 공력소음 민감도 분석을 통한 설계 향상 검증
● 기반기술 및 시험평가 결과의 통합 데이터베이스 프레임 구축
● 기반기술 통합 데이터베이스 프레임의 초기 적용 및 수정 보완

Abstract ▼

This project aims to prove the performances and to stabilize the systems of the Korea high-speed train(KHST) which has been developed through the G7 Project. Also considered in this research is to show the reliability growth of the train system and its sub-systems.
The major results of this year

This project aims to prove the performances and to stabilize the systems of the Korea high-speed train(KHST) which has been developed through the G7 Project. Also considered in this research is to show the reliability growth of the train system and its sub-systems.
The major results of this year are summarized as follows:
○ Management and assessment of the reliability growth of the systems
In this you the methodologies for the reliability growth management, which had been developed using FRACAS system, have been revised and enhanced to efficiently assess the reliability growth of the sub-systems. Based on the failure reports obtained during the process of the running tests the reliability growth has been evaluated for each sub-system. Even though the developed train system is at the early stage of the reliability life cycle, consistent growth in MKBF has been observed. Each sub-system is undergoing TAAF(Test-Analyze and Fix) process and this activity has been reflected in the reliability assessment.
○ Construction of the measuring system to acquire reliability data and to investigate performance
The method of effective analysis using the test data was implemented. At the same time, the supplement of an derailment coefficient module was carried out. Also development are the GPS system and the track measurement system; the latter measures abnormal deformation of the track and the former measures the location of the train system more accurately.
○ Analysis of the running test results for the reliable and stable system
Data acquired during the process of the test runs have been analyzed to verify the reliability and stability of the developed train system. The analysis results show that modification activities result in progressive improvement in each system and the overall performances have been found satisfactory
○ Subject for development of basic interface technology
The characteristics of fluid flow were analyzed and the measurement test was conducted to examine the mechanism of the ballast flying. Based on its result, analysis technique for the aerodynamic characteristics was verified and the optimal design was suggested. Characteristics of the aero-acoustic noise generated from the inter-coach spacing have been tested using a wind tunnel model.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...20
• 목차 ...22
• 그림차례 ...25
• 표차례 ...35
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...37
• 제 1 절 연구개발의 목적...37
• 제 2 절 연구개발의 범위...39
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...41
• 제 1 절 신뢰성 분야...41
• 1. 국외 기술개발...41
• 2. 국내 기술개발...43
• 제 2 절 종합측정시스템 분야...44
• 1. 국외 기술개발...44
• 2. 국내 기술개발...47
• 제 3 절 복합운송시스템 분야...47
• 1. 독일의 연구개발 현황...48
• 2. 일본의 연구개발 현황...48
• 3. 프랑스의 연구개발 현황...49
• 제 4 절 인터페이스 기반기술 분야...52
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...54
• 제 1 절 고속철도시스템 신뢰성평가...54
• 1. 한국형고속열차의 신뢰성 관리...54
• 2. 한국형고속열차의 신뢰성 성장 평가...59
• 제 2 절 종합측정시스템 보완 및 측정데이터와 외부요인 상관관계 분석...97
• 1. 계측시스템 및 프로그램 보완...97
• 2. 한국형고속열차 궤도 검측 시스템 구성방안...109
• 3. GPS 계측 시스템...156
• 4. 궤도 불규칙과 차량 가속도 간의 상관관계 추적 방법론 연구...162
• 5. 가선계 전차선로 조건 등 외부 요인과 열차 집전성능의 상관관계 연구...172
• 제 3 절 차량 안정화를 위한 신뢰성 시험 분야별 결과...186
• 1. 주행성능...186
• 2. 차량 동특성 분석...195
• 3. 승차감...214
• 4. 제동성능...219
• 5. 유도장해...231
• 6. 집전 성능...239
• 7. 주행저항...253
• 8. 차량 실내소음 특성...262
• 9. 탈선계수...269
• 10. Carry Ring 주행중 응력 변화 측정...275
• 11. 프리포드 샤프트 장애 분석...285
• 12. 전차선 장애 원인 분석...306
• 제 4 절 신뢰성 확보를 위한 기반기술...331
• 1. 자갈비산 메커니즘 규명을 위한 차체하부 유동장 해석 및 시험...331
• 2. 관절링의 피로평가...333
• 3. 차간 공간에서 발생하는 공력소음 측정 및 특성 분석...348
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...352
• 제 1 절 목표달성도...352
• 제 2 절 관련분야 기여도...353
• 1. 기술적 측면...353
• 2. 경제.산업적 측면...354
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...355
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...356
• 제 1 절 일본의 반능동 현가장치 및 궤도시험차 연구 동향...356
• 1. 일본 신간선의 반능동형 현가장치 현황...356
• 2. 일본 전기궤도종합시험차 T5...361
• 제 7 장 참고문헌...366
• [부록 A] 경부선 차축 가속도 분석 결과...367
• [부록 B] 차량하부 유동해석 및 자갈비산 방지 기술 개발...403
• [부록 C] 기반기술 통합 데이터베이스 구축...425
• [부록 D] 차간 공간에서 발생하는 공력 소음 측정 및 특성 분석...439
• [부록 E] 고속철도 피로 신뢰성 평가...469
• [부록 F] HSR350x High Speed Train Reliability Consultancy Service...485