고속철도차량 윤축부근의 소음과 진동 측정을 통한 주행중 감시의 기초연구

초록

본 연구에서는 고속철도차량의 윤축부근의 소음과 진동의 특성을 시간-주파수 변환 분석을 통해 차량의 주행상태 감시의 기초마련에 초점을 두었다. 고속철도차량의 소음과 진동은 비정상 상태이므로 기존의 주파수 영역만을 고려한 푸리에 변환은 시간 변화 특성을 나타내기 곤란하다. 그러므로 시간-주파수 변환을 이용하여 고속철도차량의 소음과 진동의 특성을 관찰할 필요가 있다. 이를 위해 윤축부근에 마이크로폰과 가속도계를 설치하여 소음과 진동을 측정하였고 이를 차상 데이터 수집시스템을 통해 저장하였다. 저장된 데이터들은 시간-주파수 변환의 한 방법인 단시간 푸리에 변환 방법을 이용하여 처리하였다. 변환된 결과로부터 자기 스펙트럼 밀도, 상호 스펙트럼 밀도, 주파수 응답함수, 기여도를 구하였다. 이 함수들로부터 침목, 분기기, 터널, 철제교량의 특성의 확인이 가능하였다. 또한 속도 혹은 시간에 관계없는 몇몇 특정한 높은 주파수 성분의 확인도 가능하였다.