고속철도차량의 축상 진동가속도에서 파장대역별 궤도불규칙 추정에 관한 연구

초록

궤도불규칙은 차량의 안전과 승차감에 영향을 미치게 되므로 신속하게 찾아 유지보수를 하여 완화시키는 것이 중요하다. 지금까지 궤도불규칙의 검측은 보선원 혹은 궤도검측시스템이 있는 검측차량에 의해 수행되어 왔는데 이들은 속도와 투입시간이 제한되어 있어서 자주 검측을 할 수 없는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서는 영업차량을 이용한 궤도불규칙 검측을 모색해야 한다. 영업차량에서는 비교적 간단하게 설치할 수 있는 가속도계를 이용하여 궤도불규칙을 검측하는 관성측정법을 사용하고 있다. 그런데 이 방법은 가속도 신호로부터 변위를 추정할 때 불안정한 문제가 있다. 궤도불규칙은 여러가지 복잡한 파형의 조합이며 파장에 따라 차량의 안전과 승차감에 미치는 영향이 다르게 나타난다. 기존 철도에서 궤도불규칙은 주행안전성과 재료의 파괴를 고려한 3 ~ 25m의 단파장 혹은 25 ~ 70m의 중파장 성분을 중요하게 고려하였다. 그런데 고속철도에서는 중, 단파장 성분과 함께 승차감에 큰 영향을 주는 70 ~ 150m의 장파장 성분도 중요하게 고려하고 있다. 본 연구에서는 칼만필터 및 대역통과필터를 이용하여 축상에서 측정한 가속도 신호로부터 단, 중, 장파장별로 변위를 안정하게 추정하는 방법과 궤도검측시스템 결과와의 비교에 초점을 맞추고 있다.