초록 ▼

○ 철도궤도는 고속 주행하는 중량 차량을 안전하게 안내(유도)하고 지지하는 구조물로서 일반적으로 상당한 크기의 진동을 유발함.

○ 철도진동에 대한 대책공법은 주로 1)궤도에 직접 적용하는 기술인 레일패드, 방진패드 및 방진슬래브 또는 방진매트 등의 자재나 공법을 이용하는 기술과 2) 궤도근접지에 방진구 및 방진재, 방진벽을 설치하기 위한 설계 및 공법개발이 주로 이루어져 현장에 적용되고 있음

○ 특히, 궤도에 직접 적용하는 방진(진동저감)기술은 1)방진침목시스템, 2)플로팅시스템, 3) 매입형 레일시스템 및

○ 철도궤도는 고속 주행하는 중량 차량을 안전하게 안내(유도)하고 지지하는 구조물로서 일반적으로 상당한 크기의 진동을 유발함.

○ 철도진동에 대한 대책공법은 주로 1)궤도에 직접 적용하는 기술인 레일패드, 방진패드 및 방진슬래브 또는 방진매트 등의 자재나 공법을 이용하는 기술과 2) 궤도근접지에 방진구 및 방진재, 방진벽을 설치하기 위한 설계 및 공법개발이 주로 이루어져 현장에 적용되고 있음

○ 특히, 궤도에 직접 적용하는 방진(진동저감)기술은 1)방진침목시스템, 2)플로팅시스템, 3) 매입형 레일시스템 및 4) 방진체결 시스템 등으로 구분할 수 있음

○ 그러나, 현재 일반적으로 사용되는 방진패드는 궤도강성 조정 및 진동저감 외에 별도의 기능을 발휘하지 못하고 있음. 궤도 각부를 구성하는 레일, 체결구, 침목, 패드 등은 중량의 철도차량에 의해 높은 하중을 반복적으로 받음. 이러한 각 궤도구성품을 압전소자가 매립된 패드, 매트 및 침목 등으로 개발함으로서 열차주행에 의한 진동을 저감시키는 기술과 압전소자 등 에너지 수확장치에 의한 발전을 동시에 이루는 복합기술은 고부가가치 신기술이 되어 새로운 산업수요를 창출할 수 있음.

○ 특히, 대도시 주요 교통수단으로 채택되고 있는 도시철도(지하철)와 향후 국내에 본격 도입되는 노면전차(트램)는 주행차량에 의해 발생하는 진동과 소음이 도시 주거환경을 침해하는 빈도가 높아 이를 저감할 필요성이 높아지고 있으며 차량 주행횟수가 매우 높은 점을 이용하면 진동저감과 동시에 압전소자 등을 활용한 자가발전 시스템은 매우 효과적인 에너지수확 장치가 될 수 있음

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
- Development of rail pad composed of PZT films to generate electricity using rail structure vibration
- Development of new rail pad based on PZT film and newly mixed PU materials for reducing railway track's noise and vibration
- Development of monitoring technique to

□ Purpose & Contents
- Development of rail pad composed of PZT films to generate electricity using rail structure vibration
- Development of new rail pad based on PZT film and newly mixed PU materials for reducing railway track's noise and vibration
- Development of monitoring technique to detect a position on railway track using PZT based railway pad
- Development of durable rail pad that can reduce railway vibration and generate electricity efficiently
- Design a efficient circuit composed of PZT based rail pad to generate electricity
- Design for a subsidiary system based on new rail pad composed of PZT film in order to detect safety and to monitor rail car velocity, weight, pressure and position alongside track

□ Results
- Newly developed rail pad composed of PU and PZT film
- A basic deign and module construction for monitoring safety condition of track based on new rail pad with PZT film
- A basic circuit design for generating electricity

□ Expected Contribution
○ Application Plan
- Application of new rail pad to existing railways
- Application of new rail pad to newly railways to be built
- Application of new monitoring system using rail pad with PZT to monitor existing and new railway track's condition
- Export the newly developed system to other foreign countries under developing
○ Effectiveness
- Energy harvesting using railway track vibration
- Export the developed technology of energy harvesting to east asian countries under developing

(출처 : Summary 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 제 1 장 연구개발과제 개요 ... 8
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 8
• 제 2 절 연구의 필요성 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 및 사례조사 ... 14
• 제 1 절 압전소자 종류 및 에너지 하베스팅 관련기술 연구현황 조사 ... 14
• 제 2 절 압전소자를 이용한 제품개발 및 적용사례 조사 ... 26
• 제 3 절 철도 궤도 진동 특성 및 소음 운용기준 ... 30
• 제 4 절 철도 궤도상태 모니터링 장비 및 기법조사 ... 59
• 제 5 절 국내외 철도시설물 현황 및 기술기준 ... 75
• 제 6 절 관련분야 유사특허 및 기술조사 ... 98
• 제 3 장 연구수행 내용 및 성과 ... 106
• 제 1 절 진동저감형 고분자 압전 소재 레일패드 개발 내용 및 성과 ... 106
• 제 2 절 압전소자 이용 자가발전 시스템 개발 내용 및 성과 ... 132
• 제 3 절 궤도 안전진단 모니터링 기술 개발 내용 및 성과 ... 145
• 제 4 절 철도 압전소재 레일패드를 활용한 궤도안전진단 시스템 성능평가 ... 199
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 274
• 제 1 절 질적성과 달성도 ... 274
• 제 2 절 양적성과 달성도 ... 275
• 제 5 장 연구개발성과의 활용계획 ... 277
• 제 6 장 기타사항 ... 279
• 제 1 절 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 279
• 제 2 절 연구개발성과의 보안등급 ... 279
• 제 3 절 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 279
• 제 4 절 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 279
• 제 7 장 참고문헌 ... 281
• 끝페이지 ... 286