• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.37-47
• /
• 2024

이 연구에서는 철도 궤도의 수명주기비용(life cycle cost, LCC)를 보다 합리적으로 평가하기 위하여 실제 경부고속철도의 궤도 유지보수 데이터를 이용하여 열차 하중의 반복에 따른 레일의 피로 손상과 자갈 침하 진전을 고려한 궤도 보수량 추정 모델을 제시하여 기존 궤도 LCC 모델을 수정 보완하고 이 모델을 이용하여 궤도 품질수준에 따른 유지보수량과 수명주기비용을 분석하였다. 연구결과에 따르면 레일의 피로 손상 진전과 자갈 침하 진전을 고려한 궤도 보수량 추정모델을 적용한 결과 유지보수비를 실제 유지보수 비용에 가깝게 합리적으로 산정할 수 있음을 확인하였다. 궤도품질 영향계수는 레일 보수량 및 자갈다짐 보수량 그리고 결과적으로 유지보수비에도 상당한 영향을 미치고, 레일 보수량 보다 자갈다짐 보수량에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 열차속도가 증가하면 레일 보수량과 자갈다짐 보수량이 증가하고, 궤도품질 영향계수가 클수록 열차속도에 따른 보수량의 증가율이 더 커지는 것으로 나타났다. 이에 따라 LCC 또한 궤도품질 영향계수가 클수록 열차속도가 커질수록 시간에 따른 증가속도가 빠르고, 유지보수비가 차지하는 비중이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.334-341
• /
• 2008

자갈궤도는 압축성 재료인 자갈과 흙을 기초로 하여 건설되므로 공용 기간 중 승차감을 확보하고 수명연장을 위해서는 유지보수작업이 필수적이다. 현재 수행되고 있는 자갈궤도에 대한 유지보수 작업은 EM120 검측차를 이용한 궤도틀림 측정 결과로부터 결정된다. 궤도틀림은 궤도에 변형이 발생된 결과를 측정하는 것으로, 궤도틀림을 유발시키는 근본적인 원인을 평가해 볼 필요가 있다. 본 연구에서는 궤도틀림의 원인이 궤도를 지지하는 도상과 노반에 있다고 판단하고, 도상 및 노반의 싱태를 평가할 수 있는 비파괴탐사법 (GPR4과 PFWD)을 개발하고 이를 경부선 500m구간에 적용하였다. 개발 작용된 방법은 층 두께 평가법과 궤도수직강성 평가법 및 도상 노반 시추법이다. 도상 및 노반 상태평가 결과를 기 수행된 궤도틀림 검측결과 및 유지보수작업과 비교함으로서 불필요한 유지보수작업 구간을 평가하였다.

• 한국철도학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.27-33
• /
• 2002

궤도의 역할은 열차 하중을 지지하고, 이것을 분산시켜 구조물에 전달함과 동시에 열차의 주행을 위한 원활한 (안전하고 승차감이 좋은) 안내로를 제공하는 것이다. 그러나, 궤도는 열차의 반복 주행에 의하여 구성 재료의 열화ㆍ손상이나 궤도 틀림의 진행이 부득이 하므로 일상적인 궤도정비 작업이나 재료교환 작업을 피할 수 없기 때문에 될 수 있는 한 적은 보수비로 열차 주행에 필요한 궤도 품질을 실현하는 기술의 확립이 궤도 기술에 관한 연구 개발의 최대 사명이다. 궤도 보수에 관계하는 비용은 크게 세 가지로, 즉 궤도 재료의 교환ㆍ보수 작업, 궤도 틀림의 정비 작업, 각종 검사나 유간 정정 등의 기타 작업으로 대별할 수 있다. (중략)

• 한국철도학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.43-52
• /
• 2015

궤도의 유지보수비와 전력소모비의 합이 최소로 되는 최적 체결구의 강성을 평가하여 가급적 이 값을 갖도록 체결구를 제작 및 유지관리하는 것은 국내 콘크리트궤도의 부설이 급격하게 증가하는 시점에서 철도의 경제성 제고 차원에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트궤도에서 궤도의 유지보수비와 차량운행에 따른 전력소모비의 합을 최소로 하는 최적 체결구 강성을 평가하는 방법을 제시한 후, 국내 고속철도 콘크리트궤도에 맞는 최적 체결구 강성을 평가하였다. 체결구 강성에 따른 궤도 유지보수비를 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트궤도에 적합한 체결구 강성에 따른 궤도손상모델을 제시하였으며, 궤도손상에 따른 궤도 유지보수비 상관관계를 도출하였다. 윤중 계산 시 고도화된 수치해석적 기법을 적용하여 각 궤도구성품의 거동특성이 반영될 수 있도록 함으로써 체결구 강성에 따른 윤중변동을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.601-607
• /
• 2010

본 논문의 목적은 보다 빠르고 수월하게 현장의 상황을 반영하여 NP-hard 철도 궤도 유지보수 일정계획을 최적화할 수 있는 Binary Artificial Bee Colony Algorithm (BABC) 휴리스틱 알고리즘을 제안하는 것이다. 본 논문에서 제시하는 방법을 사용하여 빠른 시간 또는 사용자가 제시하는 시간 내에 최적해 또는 최선 해를 제시할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법을 사용하여 30, 60, 100, 200개 작업의 궤도 유지보수 일정계획 문제의 실험 및 분석을 통하여 목적식 값을 최대화할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권10호
• /
• pp.791-799
• /
• 2020

2019년 10월 발사된 Northrop Grumman사의 MEV-1(Mission Extenstion Vehicle)은 세계 최초의 무인임무로서 궤도상 유지보수(On-Orbit Servicing)가 실질적으로 가능함을 보였다. 물론 궤도상 유지보수 임무는 수십 년 전부터 제안된 개념으로 운영 중인 위성에 대한 궤도수정 및 유지, 추진제/장비 보급 및 업그레이드, 수리, 궤도상 조립 및 제작, 우주잔해 처리 등 다양한 임무개념으로 발전되고 있으며, 이번 MEV-1 임무의 성공으로 향후 세계적으로 정부기관 및 민간분야 위성사업에서의 시장이 확대될 것으로 예상된다. 궤도상 유지보수 임무는 임무의 특성상 기본적으로 고효율의 전기추진시스템의 활용은 필수적이다. 본 연구에서는 전기추진시스템 중 홀추력기를 활용한 간단한 궤도상 유지보수 임무에 대한 임무해석 내용을 소개하고자 한다. 임무사례로서 정지궤도위성의 수명연장 임무에 대해 다양한 홀추력기 설계변수조합에 대한 설계공간탐색을 수행하고, 설계공간분석 및 최적화를 통해 고려하는 임무에 적합한 홀추력기의 설계 및 운용 파라미터를 제안함과 동시에 임무성능을 도출하였다. 추가적으로 현재 궤도상 유지보수 임무해석 시 개선점과 홀추력기를 활용한 우주임무해석에서의 발전방향을 고찰하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.172-178
• /
• 2012

현행 철도건설기준에서 종곡선과 완화곡선의 경합은 궤도형식에 관계없이 허용하고 있지 않다. 그러나 이러한 기준은 주로 자갈도상궤도의 유지보수의 어려움 때문에 정립된 것이다. 콘크리트궤도는 자갈도상궤도에 비해 유지보수 및 구조안전성 측면에서 장점을 가지고 있다. 따라서 콘크리트 궤도의 경우, 열차의 주행안전성 및 승차감 기준을 만족하는 범위내에서 어느 정도의 선로경합은 완화할 필요성이 있다. 본 연구에서는 종곡선과 완화곡선의 경합여부에 따라 도상종별 열차의 주행안전성 및 승차감, 그리고 궤도작용력을 비교 분석하였으며, 그 결과 경합된 경우도 주행안전, 승차감 및 궤도작용력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서, 비록 자갈도상궤도에서의 선로경합은 많은 유지보수를 필요로 하기 때문에 적용될 수는 없다 할지라도, 콘크리트궤도에서는 유지보수 및 구조적 장점을 고려할 때 종곡선과 완화곡선의 경합이 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
• /
• 제14권1호
• /
• pp.49-59
• /
• 2001

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.110-121
• /
• 2016

구조 형식이나 공법의 선정, 유지보수 시기, 보수방법의 결정 등의 의사 결정에서 수명주기비용(life cycle cost, LCC)의 평가가 중요하다. 철도 궤도구조의 경우 초기시공비 뿐 아니라 유지보수비가 총 비용의 상당 부분을 차지하고, 특히 자갈궤도일수록 그 비율은 더욱 높으므로 수명주기비용 평가의 필요성이 더욱 높다. 이 연구에서는 궤도 구조 형식, 연간 통행량, 축중, 열차 속도, 곡선 비율, 구조물(교량, 터널) 비율 등 다양한 설계변수를 고려할 수 있는 LCC 산정 모델을 개발하고, 각 비용의 산정에 필요한 기초 자료를 제시하였으며 구축된 모델과 자료를 바탕으로 주요 설계변수에 따른 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 LCC의 변화 경향을 분석하고, 이로부터 궤도 LCC 분석에 있어서의 고려해야 할 주요 변수를 검토하였다. 검토 결과 자갈궤도는 교체 및 운영 비용의 비중이 콘크리트궤도에 비해 현저히 높았으며, 연간 통행량과 자갈 탬핑 주기가 자갈궤도의 LCC에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 콘크리트궤도는 초기 시공비의 비중이 현저히 높았고, 연간 통행량이나 열차속도, 축중 등에 상대적으로 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.47-51
• /
• 2006

고속철도 궤도검측은 공사관리는 물론, 궤도유지관리 측면에서 매우 중요한 과제이며 향후 유지보수 시 작업계획수립, 작업량산출, 열차속도제한 등 유지보수 시 기본적인 자료로 제공되는 만큼 궤도검측치의 정확성은 매우 중요하며, 이러한 관점에서 국내 궤도검측차(EM-120)의 검측성능과 정확성을 검증하고자 하였다. 본 논문에서는 현재 일반철도구간에 대한 궤도검측 시 사용하고 있는 궤도검측차 (EM-120)의 선형검측자료를 Spectrum 분석한 결과, 파장 1m 부근의 검측치에 Noise가 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 Noise를 제거하기 위해 Spectrum 분석을 통한 새로운 Filter를 적용한 결과 실제 궤도틀림치에 보다 더 근접한 검측결과를 얻을 수 있었으며 사용기간에 따른 틀림전진 경향 또한 파악할 수 있었다.