점착모델간 예측정밀도 비교 연구

초록

점착계수(Adhesion Coefficient)는 철도 동적인 움직임을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 정확한 점착계수 예측은 휠-레일의 마모 저감, 제동거리 예측, 유지보수 주기 설정 등에 중요하게 사용될 수 있다. 본 연구는 기존에 보고된 점착계수 모델 중 Hueristic Model, Polach 모델 그리고 저자에 의해 개발된 Dynamic Model의 점착계수 예측 정확도를 Root Mean Square Error (RMSE)와 Maximum Absolute Error (MAE)를 이용하여 비교하였다. 예측에 사용될 점착계수-슬립율 데이터는 고속차륜시험기를 사용하여 1000 및 1500RPM에서 측정하였다. 측정에 사용된 휠과 레일 시편의 반경은 0.15m 이다. 비교결과 구름접촉 영역에서는 Polach model 이 그리고 미끄럼 영역에서는 Dynamic Model이 가장 정확하게 예측하였다. 미끄럼 영역에서 발생하는 점착계수의 동적 변화(Dynamic Variance)의 예측 유무가 이러한 결과를 야기하였다. 점착계수 동적 변화에 가장 큰 영향을 미치는 인자를 확인하기 위하여 Multi Regression Analysis (MRA)를 수행하였다. 이 결과 1000RPM에서는 차량의 속도에 해당하는 레일의 속도가, 1500RPM에서는 수직력이 가능 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.