곡선부에서 탈선계수에 영향을 미치는 매개변수들에 대한 연구

초록

열차의 주행안전성 확보를 위해서 탈선의 위험도를 정량적으로 파악하는 것은 매우 중요하다. 이 연구의 목적은 주행안전성을 위한 궤도 및 차량의 설계시에 반영되어야 할 기술적 요건들을 도출하기 위하여 매개변수들을 분석하고 실제 현장에서의 열차 주행특성을 분석하는 것이다. 이를 위해서 탈선의 위험도가 높은 곡선부에서 주행하는 열차의 탈선계수를 결정하기 위해서 윤중, 횡압의 추정식에 관한 연구를 통해서, 그에 영향을 주는 각각의 매개변수들의 상관관계에 관한 연구를 수행하였다. 그리고 실제 운행하고 있는 인천지하철 1호선의 급곡선부 2개구간을 선정하여 차량과 선로의 궤도틀림의 검측결과를 입력조건으로 실제 현장의 어느 개소에서 탈선 위험도가 높은지를 수치해석하였다. 그동안 추정만 해오던 도시철도 현장의 탈선위험도를 정량적으로 검증하였다. 그 결과, 곡선반경, 열차속도, 캔트의 변화, 줄틀림의 표준편차에 의해 탈선계수의 변화를 확인 할 수 있었으며 내궤측 횡압윤중비의 증가에 따라 탈선계수 역시 증가하여 내궤측 횡압윤중비가 0.5를 넘으면 탈선계수는 허용치 0.8을 초과하는 것을 알 수 있었다. 실제 노선에서의 탈선 안전성 평가에서는 R 200, R 300구간 모두 탈선계수가 0.43을 넘지 않아 모두 안전한 것으로 나타났으며, 원곡선부 보다는 완화곡선부에서 탈선계수가 높게 나타나 탈선의 위험이 높은 것을 알 수 있었다.

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