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과제기본정보

철도차량 탈선 안전성능 평가 및 사고방지 기술 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 철도기술연구사업 과제번호 05PRTD-C044063-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 철도차량 탈선 안전성능 평가 및 사고방지 기술 개발
주관연구기관 한국철도기술연구원
총괄연구 책임자 성명 유원희
소속 한국철도기술연구원 직위 수석
전화번호 031-460-5000 FAX 031-460-5814
총 연구기간 2005-09-28 ~ 2011-06-30
당해연도 연구기간 2005-09-28 ~ 2006-09-27

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 960,000,000 52,000,000 60,000,000 112,000,000 1,072,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 * 탈선은 위험도가 매우 늪은 사고이며, 이를 야기하는 주요인자로는 차량 및 궤도의 이상뿐만 아니라 지진, 강우, 강풍 등 다양한 자연재해가 존재함.
* 본 과제는 탈선안전성을 극대화하기 위해 탈선요인별 평가방법과 방지대책을 국내의 환경에 가장 적합하도록 체계적인 기술을 개발하고 평가장비를 확보하는 과제임.
최종목표 본 연구과제의 최종 목표는 다음과 같음.
*차량/궤도 결함에 따른 탈선위험 대책기술 개발
- 윤축피로 및 레일구름접촉 피로손상 규명 및 방지대책 개발
- 곡선부 탈선방지대책
- 분기부 열차주행안전성 향상대책 수립
- 탈선방지를 위한 차륜플랜지 관리기술 개발
* 자연요인에 따른 탈선안전도 평가기술 개발
- 지진에 의한 열차 주행안전성 평가기술 개발
- 측풍 시 차량전복 위험 평가기술 개발
- 혹서기 장대레일 장출 위험 평가
* 탈선안전도 시험평가기술 개발 및 시설 구축
- 탈선안전도 시험평가기술 개발
- 탈선안전도 시험평가시설 구축
* 탈선위험 통합 모니터링시스템 개발
- 차량결함(차륜이상, 차량 하부기기 결함, 차축압입부 접촉피로) 감시경보시스템 개발
- 대차이상진동 감시경보시스템 개발
- 레일절손 감시경보시스템 개발
- 자연요인(지진, 강풍, 혹서) 탈선위험 감시경보기술 개발
연구내용 및 범위 *차륜-궤도 인터페이스 모드 별 주행안전성 평가기술 개발
- 차륜-궤도 접촉 모드 별 주행안전성 모사실험 및 자료 축적
- 차륜-궤도 접촉 모드 별 주행안전성 평가기술 개발
*레일구름접촉 피로손상 규명 및 방지대책 개발
- 파손시나리오에 의한 레일구름접촉 피로손상 메커니즘 분석
- 레일구름접촉 피로손상 실험적 규명 및 간이 진단시스템 개발
- 레일구름접촉 피로손상 방지대책 기술개발
*곡선부 및 완화곡선부 탈선방지대책 수립
- 곡선부 탈선현상 실험적 규명
- 완화곡선부 형상 및 통과속도에 따른 주행안전성 평가기술 개발
- 곡선부 및 완화곡선부 주행안전성 향상 및 탈선방지대책 수립
*분기부 열차주행안전성 향상대책 수립
- 분기부 형상에 따른 탈선현상 규명 및 평가기술 개발
- 분기부 통과 시 열차 주행안전성 평가기술개발
- 분기부 열차 주행안전성 향상대책 수립 및 현장검증
*사행동 및 플랜지 마모에의한 탈선위험 평가기술 개발 및 방지대책 수립
- 사행동에 의한 탈선위험 평가기술 개발
- 플랜지 마모에 의한 탈선위험 평가기술 개발
- 사행동 및 플랜지 마모 방지대책 수립
*지진에 의한 열차 주행안전성 평가기술 개발
- 열차모형을 이용한 지진 시 열차 동적거동 실험 평가
- 지진 발생 시 궤도노반/교량 취약개소 평가기술 개발
- 지진 시 궤도노반/교량 취약개소 취약개소 자료축적 및 대책 수립
- 지진에 의한 탈선 취약개소 평기기술 개발
*강풍 시 차량전복 위험평가기술 개발
- 강풍에 대한 차량 주행안전성 모사 시스템 개발
- 차량형상 및 운행조건 별 강풍 전복하중 축소모형 시험
- 강풍에 대한 열차 주행안전성 평가기술 개발
*강우로 인한 사면붕괴/ 선로유실 위험평가기술 개발
- 강우를 고려한 선로유실 및 종합사면실험장치 설계 제작
- 철도사면의 3차원 형상을 고려한 철도사면활동위험도 평가기법 개발
- 실시간 철도 강우데이터와 연동된 안정성 평가 기술 개발
*혹서기 장대레일 장출 위험 평가
- 궤도취약부 장대레일 안정성 평가기법 개발
- 열차 횡하중에 의한 장대레일 궤도의 횡이동 평가기법 개발
- 혹서기 궤도의 횡이동량에 따른 열차 속도별 주행안전성 평가기술
개발
*탈선안전도 시험평가기술 개발
- 연속식 탈선계수 측정장치 설계/제작
- 탈선계수 자료 축적 및 평가기준 도출
- 탈선안전도 시험평가기술 및 시험절차서 개발
*탈선안전도 시험평가시설 구축
- 기존 시험설비를 활용한 탈선시험장비 구축방안 연구
- 윤중검증 시험설비 설계/발주
- 탈선메카니즘 모의시험기 설계/발주
*차량결함(차륜이상, 낙실, 이상진동) 감시경보시스템 개발
- 차체하부 기기류 낙실위험 감지장치 시제품 개발
- 차륜이상(답면형상, 표면균열, 찰상) 감시장치 시제품 제작 및 평가
- 주행 중 차량 이상진동 감시장치 시제품 개발
*궤도 이상개소 감시경보시스템 개발
- 궤도 이상개소에 의한 주행안전성 평가
- 실시간 궤도 이상개소 평가시스템 개발 및 현장적용
- 실시간 궤도 이상개소 평가기술 검증 및 열차 운전규제기준 정립
*레일절손 감시경보시스템 개발
- 레일절손 안전도 평가
- 레일절손 검지시스템 시제품제작 및 현장적용
*자연요인(지진, 강풍, 강우, 혹서) 탈선위험 감시경보기술 개발
- 자연환경 정보 모니터링 방안 연구
- 자연요인 탈선위험 시 열차 운전규제기준 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 *차량/궤도 결함에 따른 주행안전성 저해 메커니즘 분석
*자연요인의 탈선영향 분석(1)
*탈선계수 측정기법 분석
*실시간 탈선예측 방안 수립
* 차륜-궤도 접촉력 및 접촉위치 따른 주행안전성 분석
* 파손시나리오에 의한 레일구름접촉 피로손상 메커니즘 분석
* 곡선부 형상 및 통과속도에 따른 주행안전성 평가기술 개발
* 분기부 열차 사고모드 분석
* 사행동에 의한 주행안전성 저해 메커니즘 분석
* 국내외 지진시 철도안전대책 및 운영규정 분석
* 지역별/계절별 강풍 특성 분석 및 철도차량에 대한 강풍의 영향 분석
* 강풍 취약지구 및 국내 철도차량 단면형상 자료 축적(1)
* 연속식 탈선계수 측정기술 분석
* 기존 시험설비를 활용한 탈선시험장비 구축방안 연구
* 실시간 탈선위험 예측 방안 수립
연구성과 기술적 기대성과 *차륜/레일 접촉에 따른 탈선현상 규명기술, 탈선위험 평가 및 방지기술의 확보
* 탈선안전도 확보를 위한 기준 도출 및 평가기술, 효율적인 차륜관리기술, 안정된 차량 동적특성 및 승차감 기술을 확보.
* 지진발생시 노반/구조물 거동평가기술 및 이를 기반으로 한 열차 운전규제기준 수립
* 돌품, 태풍 등 측면의 강풍에 의한 탈선위험 분석/평가기술 개발 및 운전규제기준 수립
* 철도의 고속화, 경량화에 대응하는 탈선위험도 평가기술 및 사고예방 체계 확보
* 국내 실정에 맞는 탈선안전도의 정의 및 평가기준 확보
* 철도선진국 수준이상의 탈선위험모니터링시스템 기술 확보
사회 경제적 파급효과 * 효율적 차륜관리를 통한 차량검수비용 절감은 물론 고속철도 운용과 더불어 기존철도의 균형발전을 위한 유지보수 기반의 조성이 가능.
*지진발생 시 철도안전대책 및 운영규정 수립으로 사용자 서비스가 증대, 지진에 대한 조기경보시스템 구축으로 피해를 최소화 가능. 또한 측면 강풍 시 전복/탈선 사고에 대한 사고피해 예방 및 합리적 운전규제 대책 마련으로 영업손실이 최소화 및 안정적인 서비스를 제공.
*탈선시험시설의 확보로 외국으로 수출되는 철도차량의 탈선안전도 평가가 가능함으로서 대외 신뢰도를 확보할 수 있음으로 인하여 철도차량 및 관련 제품들의 해외수출이 크게 증가할 것으로 기대됨.
* 탈선위험 모니터링시스템은 전 세계적으로 심도있게 개발되고 있는 사항으로서 관련 국내산업의 활성화는 물론 해외로의 수출길이 확보되어 많은 물량을 수출할 수 있을 것으로 기대됨.
* 철도사고 사상자 10% 감소 시 년간 27억원의 피해비용이 절감
* 철도분야 상/하 분리에 따른 정확한 탈선사고 원인규명이 가능해 짐으로서 피해규모 산정에 의한 보상책임 분쟁요인이 해소될 것으로 기대됨.
활용방안 * 차량/궤도 결함에 의한 탈선분야 연구결과
- 차량의 안정적 주행성능 확보와 효율적 차륜답면관리를 위한 방안및 기준으로 활용
- 신조차량 개발 시 본 연구결과를 활용함으로써 유지보수비 절감이 기대되며 지자체등 타 철도운영처에 본 기술을 파급함으로써 국내 철도전반에 걸친 기술향상 도모
- 곡선부/완화곡선부의 형상과 탈선과의 관계를 파악함으로서 신규 노선건설이나 기존 노선의 개량에 활용할 수 있음
* 자연요인에 의한 탈선분야 연구결과
- 국내 지진에 적합한 운전 규제기준으로 열차 주행 효율성 향상
- 취약개소에 대한 DB구축으로 향후 철도구조물 설계 및 시공에 활용
- 실험 및 해석 DB구축으로 향후 지진관련 실험 및 열차 주행안정성 평가 분야에 자료로 활용
- 지진에 의한 탈선취약개소 평가기술 개발로 해외 철도시장 진출 시 기술력 확보
- 철도차량별, 노선별 운전규제기준 및 강풍 취약지구에 대한 목록을 활용하여 철도운영자는 안전하고 효율적인 강풍 시 운행안전체계를 구축할 수 있음.
- 실시간 강풍 예측/모니터링 기술과 자연풍 현장계측시스템을 상용화하여 철도운영자에게 제공할 경우, 위험지구의 강풍정보를 실시간으로 파악하고 운전규제를 실시하여 능동적인 사고예방활동을 전개할 수 있음.
- 정밀한 사면의 안정성 분석이 요구되는 지역에 대하여 적용할 수 있으므로 사면을 관리하는 관리 주체 및 설계사등에 기술이전이 가능할 것으로 판단됨.
* 탈선안전도 시험평가기술 개발 및 시설 구축 분야 연구결과
- 우리나라 실정에 맞는 탈선계수 정의를 통해 탈선안전도를 측정, 평가하는 방안 및 기준으로 활용
- 본 과제를 통해 확보된 탈선시험설비는 기존 또는 신규 철도차량의 탈선안전도를 평가하기 위한 설비로 활용
* 탈선위험 모니터링시스템 분야 연구결과
- 신규 제작되는 철도차량 또는 기존 철도차량의 탈선위험 평가를 위해 활용
- 정비창 입출고되는 차량의 탈선위험을 감지하는데 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 탈선 안전 차량 궤도 사고
영문 derailment safety rolling stock rail accident
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