초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발 및 설계지침/방호성능 적정성 평가 기법 개발
- 일탈방호시설에 대한 설계지침 개발
- 일탈방호 성능의 적정성 평가기법 개발
- 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발

[1세부과제] 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발
○ 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발
- 일탈방호시설 설계/시공/유지보수 기술 개발
- 일탈방호시설 구조성능 평가
- 일탈방호시설과 철도시스템(궤도, 전기, 신호 등)간 인터페이스

□ 연구의 목적 및 내용
○ 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발 및 설계지침/방호성능 적정성 평가 기법 개발
- 일탈방호시설에 대한 설계지침 개발
- 일탈방호 성능의 적정성 평가기법 개발
- 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발

[1세부과제] 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발
○ 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발
- 일탈방호시설 설계/시공/유지보수 기술 개발
- 일탈방호시설 구조성능 평가
- 일탈방호시설과 철도시스템(궤도, 전기, 신호 등)간 인터페이스 검토
- 일탈방호시설 시방서(안) 제시

[2세부과제] 열차 일탈방호 성능의 적정성 평가기법 및 설계지침 개발
○ 탈선/충돌 실험을 통한 방호 설계지침 개발
- 탈선 후 거동 분석 및 시설과의 충돌 메커니즘 규명
- 충돌하중 및 일탈방호 효과 평가
- 일탈방호 성능의 적정성 평가
○ 시뮬레이션을 통한 방호성능 평가기법 개발
- 실대형 실험결과와의 시뮬레이션 검증
- 시뮬레이션을 통한 일탈방호 성능의 적정성 평가기법 제시
○ 개발기술의 제도개선 및 실용화
- 일탈방호시설 관련 철도설계지침 및 편람(KR Code) 개정
- 국내외 철도건설사업 계획을 고려한 단계적 적용/수출 방안수립

□ 연구개발성과
[1세부과제] 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발
○ 철도교량 궤간 내 일탈방호시설 시제품
○ 일탈방호시설 설계도서 및 시방서(안)

[2세부과제] 열차 일탈방호 성능의 적정성 평가기법 및 설계지침 개발
○ 일탈방호시설에 대한 설계지침
○ 열차 일탈방호 성능의 적정성 평가기법
○ 일탈방호시설 관련 철도설계지침 및 편람(KR Code) 개정

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
- 철도의 고속화 등 급격한 기술진보와 동시에 철도시설의 노후화도 동시에 진행되면서 열차탈선, 선로이탈에 의한 2차 피해 확대가 예상됨에 따라 대형인명사고를예방할 수 있는 안전한 철도인프라기술을 확보하며, 안전성 확보 기술 개발 및 실용화를 통한 철도교통시스템의 국제 경쟁력 확보에 기여할 수 있음.
- 탈선 후 열차의 거동을 예측하고 시설과의 충돌거동/하중을 평가할 수 있는 해석적 및 실험적 연구를 수행하여 그 결과물을 근거로 일탈방호시설에 관한 지침을 개정하는 것은 설계기준 선진화에 크게 기여할 것임.
- 철도인프라 방호기술을 현업에 즉시 적용할 수 있는 급속일탈방호성능확보가 가능한 기반기술 확보와 관련 방호시설의 설계, 제작, 급속유지보수 기술연구를 통하여 열차지체시간 최소화 등의 실질적인 기술확보가 가능함.

(출처 : 요약문 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 6
• 목차 ... 7
• 표목차 ... 9
• 그림목차 ... 14
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 26
• 가. 배경 및 목적 ... 26
• 나. 최종목표 ... 27
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 28
• 2.1 철도교량 궤간 내 열차 일탈방호시설 개발 ... 28
• 가. 기존 교량 개량기술 개념설계(안) 및 기술사양 ... 28
• 나. DCP 제원도출 궤간 내 DCP 적용에 따른 구조물 안전성 검토 ... 64
• 다. 일탈방호시설의 매개변수 해석 및 인터페이스(궤도, 교량) 기술검토 ... 87
• 라. 실험을 통한 성능도출 ... 92
• 마. 일탈방호시설 현장성능평가 ... 145
• 2.2 기존 철도교량 일탈방호시설 제작 및 시공 ... 163
• 가. DCP 설계 및 제품개량 ... 163
• 나. DCP 패널의 생산 메뉴얼 ... 172
• 2.3 기존 철도교량 일탈방호시설 시공방법 및 유지보수(사고후 급속복구) 방법 개발 ... 180
• 가. 일탈방호시설 시공방법 ... 180
• 나. 일탈방호시설 급속복구 개요 ... 204
• 다. 탈선사고 발생 후 일탈방호시설의 상태점검 ... 205
• 라. 탈선사고 발생 후 응급복구를 위한 일탈방호시설의 등급별 급속복구 ... 207
• 2.4 시험 및 검사 ... 214
• 가. DCP패널 제작 ... 214
• 2.5 탈선/충돌 실험기법 적정성 ... 219
• 가. 실대형 철도차량의 탈선/충돌 실험기법 개발 ... 219
• 나. 실대형 철도차량의 탈선/충돌 실험을 위한 계측시스템 설계 및 구현 ... 221
• 다. 계측시스템으로부터 도출한 데이터처리 기법 연구 및 분석 기술 개발 ... 241
• 2.6 탈선/충돌 시뮬레이션 기법 적정성 ... 266
• 가. 단순화 모델 검증을 위한 탈선실험 ... 266
• 나. 탈선거동(충돌하중 등) 매개변수 분석 및 DCP 설계 시 고려할 대표조건 도출 ... 292
• 다. 자갈도상 모델링 및 해석기술연구 ... 303
• 2.7 일탈사고 사고위험도 등급화 및 적정 충격도 모델을 활용한 일탈방호시설 적용 방안 제시 ... 318
• 가. 철도차량 일탈사고 사례 조사 및 원인 분석 ... 318
• 나. 철도차량 일탈사고 주요 영향인자간 상관관계 분석 ... 327
• 다. 정량평가 기반 철도차량 일탈사고 위험도 등급화모델 제안 ... 331
• 라. 철도차량 일탈사고 위험도 등급별 방호 대책 수립 ... 345
• 마. 철도차량 일탈사고 방호대책 체계 수립에 따른 리스크 감소 효과 예상 ... 349
• 2.8 탈선/충돌 시뮬레이션을 위한 단순화차량모델 및 해석의 타당성 ... 354
• 가. 국내 외 차량 모델링 기법 및 선행연구 조사 ... 354
• 나. 단순화 모델링 기법 ... 356
• 다. 고속열차 단순화 모델 ... 360
• 라. 다물체 동역학을 활용한 곡선구간 시뮬레이션 ... 366
• 마. 탈선 초기조건 도출 ... 370
• 바. 곡선 주행 중 탈선 시 DCP 충돌하중 및 내부에너지 추정 ... 378
• 2.9 일탈방호시설에 대한 설계지침 개발 (철도설계지침 및 편람 개정) ... 387
• 가. 철도설계지침 및 편람(KR C-02060, 본선부대 및 안전시설) 개정(안) 도출 ... 387
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 397
• 가. 목표 달성도 ... 397
• 나. 양적성과 달성 ... 405
• 다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 406
• 라. 관련 분야 기여도 ... 406
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 411
• 가. 활용계획 ... 411
• 나. 추가연구필요성 ... 412
• 붙임. 참고문헌 ... 413
• 끝페이지 ... 423