광섬유 센서를 이용한 철도차량 대차 안전확보 기술

초록

열차 운행속도 향상에 따라 현재 구축된 안전설비는 차량, 시설물, 작업자 별로 추가 보완이 필요하다. 철도차량의 경우 승객을 수송하기 위한 차체와 차체 하중을 지지하면서 주행을 담당하기 위한 대차, 축전지와 보조 공기압축기, 객실 냉난방 전원 공급장치 등 차량 하부에 장착된 전장품, 그리고 외부전원 수전장치인 집전장치(pantograph) 등으로 구성되는데, 그 중 철도차량 대차는 파손시 열차 탈선을 가져올 수 있는 핵심 구조물로 실시간 안전 확보가 필수적이다. 철도차량 대차의 실시간 안전 감시 장치는 다양한 기술들이 적용되어 개발되고 있으며, 향후 초고속 철도 운영을 위하여 확보되어야 하는 운전보안장치의 핵심기술 중의 하나이다. 실시간 안전 감시 장치에 사용되는 센서들은 여러 종류가 있으나, 특히 광섬유 센서는 유리의 주성분인 SiO2로 구성되어 있으므로 전자기파의 영향을 받지 않고, 작동 온도의 범위가 매우 넓으며, 광섬유의 직경이 매우 작고 유연하여 설계자가 원하는 크기의 센서를 쉽게 구성할 수 있으며, 높은 해상도와 다량의 정보 수송 능력이 있다는 장점을 가지고 있어, 기존의 전기식 센서에 비해 철도차량 대차 안전 확보 기술에 적용하기에 유리하다. 본 논문에서는 철도차량 대차의 안전 감시 기술 중, 광섬유 센서가 응용되고 있는 분야에 대해서 개략적으로 정리하였다.