히스테리시스 특성을 고려한 KTX 대차불안정 감지 개선에 관한 연구 = A Study on Improvement of KTX Bogie Instability Detection Considering Hysteresis Characteristics

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 KTX에서 사용되는 대차불안정감지장치의 대차불안정감지 시에 발생되는 오작동의 원인을 분석하고 개선하기 위한 연구이다. KTX에서 발생하는 대차불안정 발생 건수가 증가하는 추세이며, 기존 10년 대비 약 355[%] 증가하여 유지보수 방안을 검토할 필요가 있다. 따라서 기존 대차불안정감지장치 구성품에 대한 성능평가를 통한 문제점 을 파악하고 분석하여 오동작 개선방안을 제시하고자 한다. KTX의 대차불안정감지장치는 대차불안정센서와 INRP보드 등으로 구 성되는데, 이 장치는 저역통과필터（LPF）를 적용하고 있고 기능이 정상적 이지 못할 경우 대차불안정검지 가능성이 커짐을 확인하였다. 대차의 진동을 검지하는 대차불안정센서의 경우 기계적 센서의 단점을 보완한 전자식 센서를 고속철도 차량에 적용하여 대차불안정 검지 정확 도를 개선하는 방안이 필요한 것으로 분석되어, 대차불안정센서 신호를 처리하는 INRP보드에 대한 연구을 하였다. KTX차량에서 대차불안정을 검지하는 INRP보드는 외산품이 90[%] 이상 적용되어 운용 중이다. 이 중 외산품 INRP 55개를 선정하여 시험 을 한 결과, 정상 4개와 오동작 51개로 확인되었다. 이에 따라 INRP 동 작 특성과 대차불안정 발생 빈도와의 연관 관계를 분석하기 위해 개선안 INRP 20개 적용하여 KTX차량에 각각 10개씩 설치하고 설치 전/후 대 차불안정 발생 빈도를 비교하는 시험을 하였다. 그 결과 기존품을 설치 한 차량에는 42회 대차불안정이 발생하였으나 개선안을 설치한 차량에 는 7회 발생하여 83[%]의 대차불안정 발생 빈도감소 효과가 확인되었 다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 필요성 2
• 1.3 연구 목적 3
• 1.4 논문의 구성 3
• Ⅱ. 이론적 고찰 4
• 2.1 고속철도차량 4
• 2.2 선행연구동향 5
• 2.3 고속철도차량 진동 8
• 2.4 히스테리시스 16
• Ⅲ. KTX차량 대차불안정감지 오작동 분석 22
• 3.1 대차 불안정 감지시스템 22
• 3.2 KTX대차 불안정 발생 및 원인분석 29
• Ⅳ. 대차불안정 감지보드(INRP) 시험 31
• 4.1 INRP보드 교체이력 31
• 4.2 INRP보드 성능시험 32
• 4.3 감지보드의 개선안 시험 40
• 4.4 히스테리시스 특성 분석 44
• Ⅴ. 결론 48
• 참고문헌 50
• Abstract 53