초록 ▼

본 연구는 지형특성 및 방음시설 포함된 지역에서의 철도 환경소음을 간단하면서도 정확하게 평가하기 위한 철도소음 예측 모델을 개발하는 것이며, 이러한 연구개발 목표를 위해 수행한 주요 연구항목별 내용 및 범위를 다음에 나타내었다.
ㆍ 철도소음 예측 기법별 장단점 비교분석
국내외 철도 소음 예측 기법에 대한 자료조사를 통하여 각 예측 기법의 장단점을 비교분석하였다. 이와같이 국내외 철도 소음 예측 기법의 장단점 분석을 통해 본 연구에서 개발하려는 철도 소음 예측 모델의 레이아웃(lay-out)을 규정하였다.
ㆍ 철도 소

본 연구는 지형특성 및 방음시설 포함된 지역에서의 철도 환경소음을 간단하면서도 정확하게 평가하기 위한 철도소음 예측 모델을 개발하는 것이며, 이러한 연구개발 목표를 위해 수행한 주요 연구항목별 내용 및 범위를 다음에 나타내었다.
ㆍ 철도소음 예측 기법별 장단점 비교분석
국내외 철도 소음 예측 기법에 대한 자료조사를 통하여 각 예측 기법의 장단점을 비교분석하였다. 이와같이 국내외 철도 소음 예측 기법의 장단점 분석을 통해 본 연구에서 개발하려는 철도 소음 예측 모델의 레이아웃(lay-out)을 규정하였다.
ㆍ 철도 소음원의 지향성 및 음향파워 측정시스템 구축
차종별로 음향파워 및 지향특성을 측정 분석하기 위하여 선로 인근 7m 이격지점에 총 14개의 마이크로폰을 0.5m 높이 간격으로 설치하여 소음을 정밀측정 분석하였다. 이와같이 얻어진 측정 데이터를 실험실 분석을 통하여각 차종별, 속도에 따른 음향파워 레벨을 산출하였으며, 지향특성을 분석하였다.
ㆍ 철도소음 측정 및 분석
국내 철도환경소음 예측모델을 개발하기 위해 지형별, 방음시설포함지역, 차종별, 속도별, 속도별, 이격거리별로 총 8구간에서 소음을 측정하였다. 현장측정된 데이터를 데이터 레코더에 입력하여 실험실에서 정밀 분석을 수행하였다. 주파수 스펙트럼 분석 및 시간 이력 특성을 분석하며, 이격거리별, 높이별로 측정 데이터를 분석하였다. 이렇게 측정 분석된 철도소음을 동력소음과 전동소음으로 성분을 분리하여 단위 차량에 대한 소음폭로레벨(SEL)을 구하였다. 이렇게 측정한 값과 방사소음모델을 이용하여 성분을 분석하여 얻어진 값을 비교 평가하였으며 상관분석을 통해 그 타당성을 검증하였다.
ㆍ 철도소음 DB 구축 기반 확립
본 연구에서 철도 환경소음 예측식 개발을 위해 소음측정을 수행한 결과에 대해 GUI 환경에서 입력하고 확인할 수 있는 데이터 베이스 프로그램을 구축하였으며, 철도환경소음 예측식 개발을 위한 향후 보완연구 및 기타 철도환경소음 관리를 위한 도구로 활용될 수 있도록 하였다. 데이터 베이스에는 철도소음 시간이력곡선, 주파수 특성 분석결과 및 측정 환경(기상 및 철도구간 정보, 철도차량 편성 조건 등)에 대한 제반 정보를 나타내어서 일목요연하게 철도소음 현황 및 결과를 관리할 수 있도록 하였다.
ㆍ 철도환경소음 예측 모델 개발
각 차종별 예측모델을 개발을 위해 국내 철도환경소음과 관련된 예측 조건을 정리하였으며, 철도소음 측정결과에 방사소음 모델을 이용하여 성분분석을 수행하고 차종별, 속도별, 열차 편성특성별, 이격거리별 그리고 기타 보정조건을 고려할 수 있는 예측식 모델을 개발하였다. 기준위치에 대한 소음원성분 단위 SEL을 속도의 함수로 구성하였으며, 여기에 차종별로 소음의 전파특성에 대한 실험식을 구성하였다. 이와같이 구성된 실험식을 열차 통과대수 및 이격거리의 함수로 등가소음도를 예측할 수 있도록 구성하였다.
ㆍ 철도소음 전파 영향 인자별 보정치 산정
철도소음은 여러 가지 영향인자에 따라 그 전파 양상이 달라지므로 이와같은 소음 발생원 특성 및 전파 영향 인자가 예측 모델에 영향을 미치는 정도를 예측하여 보정치로 사용할 수 있도록 하였다. 철도환경소음 예측식에 대한 보정치로써 철도레일 이음매 특성, 지표효과, 기상효과 및 광의의 의미에서 방음시설에 의한 삽입손실을 보정치로 고려하였으며, 각종 국내외 규격 및 실제 측정 및 분석결과를 이용하여 보정치를 산정하여 제시하였다.
ㆍ 철도소음 예측모델 검증 및 타당성 평가
철도소음의 발생 특성 및 전파 영향 인자를 조합하여 국내 철도환경소음 예측 모델식을 종합 정리하였으며, 이렇게 제안된 예측 식은 그 타당성을 평가하기 위하여 측정 데이터와 비교 평가하여 그 타당성을 평가하였다.

Abstract ▼

For the development of noise prediction model for Korean railway, the following items were studied according to the study scope.
ㆍ Comparison of various noise prediction models for railway was performed and the lay-out of prediction model for Korean railway was setup.
ㆍ Acoustic powers and dir

For the development of noise prediction model for Korean railway, the following items were studied according to the study scope.
ㆍ Comparison of various noise prediction models for railway was performed and the lay-out of prediction model for Korean railway was setup.
ㆍ Acoustic powers and directivity characteristics for railway
environmental noise were calculated using the measured railway noise signals. For the measurements, test rig which has 7m height and space of microphones 0.5m was manufactured.
ㆍ The source components of measured railway noise were analyzed using radiation model for railway noise. The SEL( Sound Exposure Level) was adapted as a assessment quantity for considering all the sound energy during the railway vehicle passed the site. The noise measurements was accomplish at 8 sites and the noise signals were recorded according to the vehicle type, terrain type, velocity of vehicle, the distance of receiver point from the railway center. The database of noise measurement results for Korean railway were builded in the Graphic User Interface Environment.
ㆍ The noise prediction model for Korean railway was developed using
component SEL of each source which was referenced at the distance 25m according to the speed of railway vehicle. The propagation characteristics was adapted for each railway vehicle type. This model can consider the composition of railway vehicle. Finally the equivalent level for railway noise for 1 hour can be calculated. The features of developed noise prediction model for Korean railway are the possibility of the various correction factors which affects the noise generation and propagation. The correction factors are the rail joint characteristics, wind effect, screen effect. This prediction model were applied to 2 typical sites for the validity confirmation and good agreements were showed.

목차 Contents

• 표 지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...8
• CONTENTS ...11
• 목 차 ...12
• 제1장 서론 ...13
• 제1절 연구의 필요성 ...13
• 제2절 연구목적 및 내용 ...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...18
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...22
• 제1절 철도소음 예측 기법 ...22
• 1. 옥외 환경소음 예측 기본 이론 ...22
• 2. 철도 소음의 예측모델 비교 분석 ...28
• 3. 철도 소음의 방사특성 ...33
• 제2절 철도소음 측정 및 데이터베이스 구축 ...61
• 1. 측정구간별 소음측정 결과 ...61
• 2. 철도소음 데이터베이스 구축 ...117
• 3. 철도소음 방사파워 및 지향특성 ...133
• 제3절 철도소음 예측식 ...146
• 1. 철도소음 예측식 작성을 위한 모델 구성 ...146
• 2. KTX 열차 소음 특성 분석 ...148
• 3. 새마을 열차 소음 특성 분석 ...154
• 4. 무궁화 열차 소음 특성 분석 ...160
• 제4절 철도소음 예측식 보정치 산출 ...167
• 1. 이음매 특성 ...167
• 2. 지표효과 ...172
• 3. 기상효과 ...172
• 4. 수음점 위치에 따른 보정 ...174
• 5. 방음벽 효과 ...175
• 제5절 철도소음 예측식 종합 및 검증(활용) ...190
• 1. 평택-성환구간에서 철도소음 예측식 검증 ...193
• 2. 천원-노령구간에서 철도소음 예측식 검증 ...200
• 제6절 연구 결론 ...205
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...206
• 제1절 연구개발목표 달성도 ...206
• 제2절 대외기여도 ...209
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...211
• 참고문헌 ...212
• 기타사항 ...214