철도차량의 탈선감지장치에 대한 성능검증방법에 관한 기초 연구

초록

탈선이란 선로 상태의 불량, 화물의 편적 또는 선로상의 장애물 등으로 기관차 또는 객화차가 선로를 벗어나는 열차사고를 의미한다. 최근에는 ‘궤도이탈’이라는 표현으로 용어를 순화하여 나타내기도 한다. 탈선사고는 전복을 동반한 대형 사고로 이어질 가능성을 가지고 있고, 위험물을 적재한 화물열차의 경우에는 재산과 인명 피해가 더욱 커질 수 있다. 탈선의 원인으로는 곡선 선로 구간에서의 과속, 제한 최고속도의 초과, 대차와 궤도 사이의 이물질, 분기기의 오작동, 폭염으로 인한 레일의 뒤틀림, 지진 등 자연재해, 신호위반 등 매우 다양한 요인이 존재한다. 또한 철도차량의 주행안전 조건으로 적용하는 차체 진동가속도의 최대값 한계는 필터링 주파수가 약간씩 다르지만 수직방향과 수평방향 모두 2.5 m/s2 로 설정하고 있다. 또한 주행거동과 관련된 항목으로 요구되는 운행조건을 결정하는 UIC 518 코드에 포함된 부가적인 기준은 차체 진동가속도의 RMS(실효치) 값에 대한 한계값으로 정의된다. 여객차량 차체 진동가속도의 RMS 값은 수직방향으로는 0.75 m/s2, 수평 방향으로는 0.5 m/s2를 한계값으로 규정하고 있다. 탈선의 징후를 감지하여 예방하는 기술개발은 인공지능을 기반으로 잠재적 위험까지 파악하여 대응하는 것이 필요하며, 본 논문에서는 탈선사고 후의 2 차 피해를 최소화하기 위한 용도로 사용하는 탈선감지장치의 성능검증방법에 대하여 검토하였다.