철도차량 동력차 정차소음 분석

김용덕(Yong Duk Kim),이동훈(Dong Hoon Lee) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

철도소음은 환경부의 소음진동관리법 시행규칙의 교통소음 진동의 관리기준에 따라 규제되어 왔으나 2010. 6. 30 일 개정을 통해 철도차량의 소음규제가 강화되었고 이에 따라 신규로 제작되는 철도차량에 대한 규제로 정차소음과 주행소음으로 구분되어 연차별로 나누어 소음저감기준을 철도차량에 적용토록 되어 있다. 본 연구에서는 환경부의 철도차량의 소음권고 기준에 의거하여 신조차량 제작에 반영하기에 앞서 한국철도공사가 운영하고 있는 동력차량의 현실적인 정차소음발생 현황을 측정해 보았으며 DL 6개 차량 및 EL은 3개 차량을 대상으로 측정하였다. 이로부터 부분적으로 동력차량의 정차소음현황을 파악할 수 있었다. Railway noise was regulated according to the traffic noise and vibration management standard of noise and vibration management enforcement regulation of the Ministry of Environment (ME). Through its revision on June 30, 2010, however, the regulations on railway vehicles had been reinforced. Accordingly noise reduction standard for braking noise and pass-by noise respectively is applied to newly-manufactured railway vehicles every year. prior to reflecting this standard on new railway vehicles manufactured in accordance with the railway noise guideline of the ME, this study investigated the actual states of powered rolling stock operated by KORAIL, and measured the braking noise of 6DL vehicles and 3EL vehicles. Based on the investigation and measurement, this study partially found out actual braking noise of powered rolling stock.

ISO 9613-2를 이용한 철도 환경소음 예측 모델 개선에 관한 연구

장승호 ( Seungho Jang ),고효인 ( Hyo-in Koh ),홍지영 ( Jiyoung Hong ) 한국환경영향평가학회 2017 환경영향평가 Vol.26 No.1

철도 소음의 환경영향평가 업무에 있어서 소음도에 대한 정확한 예측이 중요하지만, 국내에서는 overall 소음도의 거리별 측정을 통한 경험식이 근사적으로 이용되고 있다. 본 논문에서는 소음원과 소음전파의 주파수 특성을 고려하여 철도 소음의 예측 정확도를 향상할 수 있는 예측 모델을 제안하였다. 먼저 철도 소음원을 궤도(레일 및 침목), 차륜, 동력, 공력 성분으로 구분하여 각각의 옥타브 밴드 주파수별 음향파워와 속도계수를 정의하고 음향 조도와 궤도/교량 특성을 반영할 수 있는 보정항을 도입하였다. 소음원에서 수음점까지의 전파 특성은 ISO 9613-2를 적용하여 기하학적 확산, 대기 흡음, 지면 효과, 장애물의 회절에 따른 감쇠 및 지향특성을 반영하여 계산하였다. 소음원 음향파워와 지향인자를 추정하기 위하여 전동 소음원 해석 모델 및 수치해석 결과와 통과 소음도 측정값을 이용하였다. 본 철도 소음 예측 모델을 이용하여 여러 철도 차량과 궤도 유형에 따라서 예측한 소음도를 측정값과 비교하여 정확도를 검증하였으며 기존 예측 모델보다 비교적 정확한 예측이 가능하였다. 따라서 본 결과는 철도 환경 소음의 정확한 영향 예측과 효율적인 소음 저감 대책 수립에 활용될 수 있을 것이다. Approximate empirical equations obtained by measuring overall noise levels at different distances have been used to evaluate environmental influence of the railway noise though the accurate prediction of noise levels is important. In this paper, a noise prediction model considering the frequency characteristics of noise sources and propagation was suggested to improve the accuracy of noise prediction. The railway noise source was assorted into track, wheel, traction and aerodynamic components and they were characterized with the source strength and speed coefficient at each octave-band frequency. Correction terms for the acoustic roughness and the track/bridge condition were introduced. The sound attenuation from a source to a receiver was calculated taking account of the geometrical divergence, atmospheric absorption, ground effect, diffraction at obstacles and directivity of source by applying ISO 9613-2. For obtaining the source strength and speed coefficients, the results of rolling noise model, numerical analysis and measurements of pass-by noise were analyzed. We compared the predicted and measured noise levels in various vehicles and tracks, and verified the accuracy of the present model. It is found that the present model gives less error than the conventional one, so that it can be applied to make the accurate prediction of railway noise effect and establish its countermeasures efficiently.

400 ㎞/h 고속철도 환경소음저감을 위한 선로 변 벽체 상단장치개발에 관한 연구

장강석(Kang Seok Jang),김영찬(Young Chan Kim),서효선(Hyo Sun Seo),최찬용(Chan Young Choi),박준홍(Jun Hong Park) 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.12

고속열차의 설계 및 운행기술이 발전하면서 고속철도의 운행속도가 빠르게 증속되고 있다. 반면 증속 시 발생하는 소음으로 인해 고속철도 연변의 주거지역 등에서는 많은 소음문제가 발생하고 있으며, 고속철도 소음에 대한 민원도 지속적인 증가추세에 있다. 향후 고속철도가 원활히 설계속도대로 운행되기 위해서는 고속철도의 방사소음특성에 적합한 소음예측 기술 및 저감기술이 개발되어야 한다. 이와 같은 요구에 부합하기 위해, 400 ㎞/h 고속철도 인프라 연구가 수년에 걸쳐 진행되었다. 이 연구를 통해 신뢰성을 갖는 고속철도 소음예측평가 기술이 개발되었고, 현재 소음저감기술의 단점을 극복하기 위한 핵심방음장치가 개발되었다. 본 연구의 궁극적인 목적은 고속철도 환경소음을 줄이기 위해 개발된 선로 변 벽체 상단에 설치되는 상단장치의 소음성능평가 및 풍압안전성 검증에 관한 것이다. Recently, the speed of high-speed railway has been rapidly increase with the development of high-speed train design and operating technology. This causes a lot of complaints related the environmental noise in residential areas near the high-speed railway. In order to operate the high-speed railway in accordance with the design speed, noise reduction technology should be developed to meet the noise characteristics of high-speed railway. And it is important to develop the prediction technology by grasping the noise radiation characteristics. In order to meet these requirements, in recent years, infra-research for 400 ㎞/h high speed railway has been conducted. Reliable noise prediction and noise reduction techniques have been developed through this study. This paper is concerned with wind pressure safety and noise performance evaluation of the newly developed 400 ㎞/h noise reduction device. The wind pressure safety and The noise performance of the developed device was confirmed by this paper.

철도차량 주행 소음원의 수평 지향 특성 연구

장승호(Seung-Ho Jang),고효인(Hyo-In Koh) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

철도 환경소음의 저감 대책을 수립하는 데에는 주행하는 철도차량에서 방사되는 소음도의 정확한 예측이 필요하며, 이를 위하여 소음 전파 특성뿐만 아니라 소음원의 크기와 지향성 정보를 알아야 한다. 소음 전파 특성은 주파수에 의존하므로 소음원의 주파수별 지향성 정보가 필요하다. 본 논문에서는 철도차량 주행 소음원을 이동하는 지향성 선음원 모델로 가정하고 옥타브 밴드 주파수별 소음도의 시간 변화 예측값을 구한 후 측정값과 비교하여 수평 지향 특성을 분석하였다. KTX 차량과 KTX-산천 차량이 각각 269, 286km/h 속도로 주행할 때의 선로변 소음도를 측정하고 옥타브 밴드별로 소음원의 수평지향 특성을 검토하였다. In order to evaluate the amount of railway noise pollution and make the measures for reducing noise, one needs accurate prediction of the noise from the running train, which requires a good knowledge of the source characteristics, as well as its propagation. The directivity of source should be determined for each spectral component since the noise propagation process is also dependent on the frequency. In this paper, the noise source of a moving railway vehicle was characterized using the line source models having different directivity. The horizontal directivity pattern approximating the actual source was studied by comparing the rise and decay of the measured octave-band noise levels during the passing of a train with the predicted ones. The method was applied to find the horizontal directivity pattern of noise sources from KTX and KTX-Sancheon having the speeds of 269 and 286 km/h, respectively.

경량화 철도 방음시설 설치에 따른 소음저감 효과 연구

김다래(Da Rae Kim),김태민(Tae Min Kim),김정태(Jeung Tae Kim),손정곤(Jung Gon Son),류래언(Le On Ryu) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

철도 소음은 철도 변 주거지역에 심각한 소음피해를 발생하게 된다. 따라서 주변지역으로 전달되는 소음 전파를 감소시키기 위해 방음벽 또는 방음터널을 설치하여 소음전파 현상을 차단하고자 한다. 그래서 기술 발전에 따른 철도 차량의 고속화, 공동주택의 고층화 등으로 인하여 기존 방음시설 적용 가능 여부 및 재료 선정에 대한 연구가 요구된다. 특히 교량 위의 철로 변의 경우, 일반 지반의 철도 변보다 교량 진동에 의한 소음이 상대적으로 크게 발생되며 방음 시설 설치에 따른 많은 경제적 비용이 요구되기 때문에 방음시설의 효과에 알아 볼 필요가 있다. 본 연구에서는 광음향 기법을 이용하여 교량 위방음 시설의 종류 및 재질에 따른 소음 저감 효과를 분석하였다. 그 결과, 방음벽보다 방음 터널 설치 시 공동주택 고층부 소음 저감 효과를 보였으며, 기존 방음 터널 대비 경량화된 루버를 사용했을 때 철도 소음을 전반적으로 3 ~ 8 dB 저감해주는 것으로 나타났다. Railway noise takes place in critical noise damages to residential area around railway. In order to reduce noise propagation transferred into the surrounding area, we attempt to block noise propagation establishing soundproof walls or soundproof tunnel. So caused by high speed railroad car and high-rise apartment with development of railway technology, it is demanded study on whether it is able to apply to existing sound proof facilities and selection of materials. In a case of railroad on bridge, especially, it comes about relatively louder noises than ones of railroad on ordinary ground. And it is demanded lots of economic cost by establishing sound proof facilities. That’s why we studied that is the way on noise propagation with sound proof wall or sound proof tunnel around railroad. As result, establishing sound proof tunnel is more effective on noise reduction of high floors than sound proof walls, and in a case about using louver which is lightening than existing sound proof tunnel, it is reduced by 3 ~ 8 dB at the whole floors.

소음원 주파수 특성을 고려한 철도소음 예측모델 연구

장승호(Seungho Jang),고효인(Hyoin Koh),박병주(Byoungju Park) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

철도소음으로 인한 환경공해 문제를 예방하고 대책을 수립하기 위해서는 정확한 소음 예측 모델이 필요하다. 국내에서는 총합 소음도의 거리별 경험식에 기초한 철도소음 예측모델이 이용되고 있으나 다소 많은 오차를 내고 있어 개선이 요구된다. 본 논문에서는 소음원의 옥타브 밴드 주파수별 음향 파워와 지형 특성을 고려한 소음 전파 모델을 이용한 철도소음 예측모델을 제안하였다. 본 예측모델은 높이별로 위치한 소음원 음향 파워와 속도 계수, 궤도 및 교량 조건에 따른 보정값으로 구성되었다. 본 모델과 기존 모델로 예측한 속도별 소음도를 비교하였다. In order to solve the problem due to the railway noise, an accurate noise prediction model is required. Domestic prediction model based on the overall sound pressure level has resulted in relatively large errors. In this paper, a noise prediction model considering the octave band source powers and the various ground effects has been proposed. In the model the sources are presumed as being located at different heights and the speed parameters, correction values for the track and bridge condition are utilized. The noise levels at different running speeds predicted by the present model are compared with the existing model.

고속철도 용 소음저감장치의 성능 고도화 및 상용화

장강석(Kang Seok Jang),김영찬(Young Chan Kim),윤제원(Je Won Yoon),서효선(Seo Hyo Sun),엄기영(Eum Ki Young),최찬용(Chan Yong Choi) 한국철도학회 2017 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.05

300km/h 의 고속철도가 400km/h 로 증속 될 환경소음이 약 7dB 정도 증가합니다. 증가되는 소음에 대응하기 위한 일환으로, 4 차년의 1 단계 인프라연구를 통해 선로 변 벽체 상단에 설치하는 상단장치와 콘크리트 도상에 설치하여 반사소음을 줄여주는 흡음블럭 개발을 완료하였다. 본 연구에서는 1 단계에서 개발된 고속철도 용 방음장치의 고도화와 장기모니터링을 통해 환경소음저감을 위해 실시하는 초기설계에 반영을 하기 위한 자료를 취득하고 내구성을 검증하고자 한다. 또한 본 연구의 2 차년도에는 고도화 제품에 대한 고속철도 현장부설 시험을 통해 경제성, 시공성 및 성능 등을 검증할 예정이다. When the speed of the high-speed train increases from 300km/h to 400km/h, the environmental noise is increased about 7dB.Two types of noise reduction devices were developed from the first stage of research from 2010 to 2014 to economically and efficiently cope with the increased noise. One type is the noise reduction devices installed on the top of noise barrier or wall in the railway. The other one is a noise absorbing block that is installed on the concrete slab to reduce concrete reflection noise. The purpose of this study is to enhance the practical use of the noise reduction device developed in the first stage, and another object is to obtain data for initial design of environmental noise through long-term monitoring. This advanced research is being carried out over two years. In the first year, the economic efficiency and the application method of the developed noise reduction device are improved. Also, monitoring was performed at all seasons depending on train types and speed. In the second year, it will be installed directly on the highspeed railway section to verify economics, workability and performance.

고속철도용 방음시설 보완을 위한 소음저감장치의 현장적용에 관한 연구

조영규,장강석,정찬묵,어성욱 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.4

Recently, the speed of high-speed railway has been rapidly increased with the development of high-speed train design and operating technology. This causes a lot of complaints related the environmental noise in residential areas near the high-speed railway. Also the civil complaints about environmental noise of high-speed railway are also increasing continuously. In this study, we was surveyed the current state of soundproofing facilities for high-speed railway and general railway in Korea, and conducted long-term monitoring of the noise reduction device installed to supplement soundproofing facilities. And in order to evaluate the field application performance through long-term monitoring, domestic and overseas evaluation methods were analyzed. Through such research, we have presented the two types method to verify the performance of the newly developed noise reduction device. One is to evaluate before and after installation, and the other is the evaluation method which measures installed and not installed site at the same time. The results of monitoring using these evaluation methods according to the season for 5 years, it has been confirmed that performance of the noise reduction device is consistently above 3 dB. 고속열차의 설계 및 운행기술이 발전하면서 고속철도의 운행속도가 빠르게 증속되고 있다. 반면 증속 시 발생하는소음으로 인해 고속철도 연변의 주거지역에서는 많은 소음문제가 발생하고 있으며, 고속철도 소음에 대한 민원도 지속적인증가추세에 있다. 본 연구에서는 국내 고속철도 및 일반철도에 대한 방음시설 현황을 조사하고, 방음시설 성능보완을 위해설치된 소음저감장치에 대한 장기모니터링을 수행하였다. 또한 소음저감장치의 현장적용성능을 평가하기 위한 국내외 평가방법을 분석하였다. 이와 같이 평가방법에 대한 조사 후 두 가지 평가방법을 제시하였다. 첫 번째 평가방법은 설치 전과 설치 후에 측정하여 평가방법이고, 다른 하나는 설치와 미설치 구간을 동시에 측정하여 평가하는 방법으로 장기모니터링에 적합한 평가방법이다. 한편 이 두 가지 평가방법을 이용하여 소음저감장치에 대한 성능을 분석한 결과, 개발된 소음저감장치는5년 동안 시기나 날씨에 관계없이 지속적으로 3 dB 이상의 소음저감이 되는 것을 검증하였다.

철도차량의 터널구간 소음특성 분석

김재철(Jae Chul Kim),이동훈(Dong Hoon Lee) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

철도차량 주행 시 터널구간에서의 실내소음은 개활지보다 크기 때문에 차량설계 시 승차감 향상을 위해 차체의 투과손실과 갱웨이의 차음성능 향상에 많은 연구가 수행되고 있으며, 이와 더불어 터널내의 흡음재를 적용하여 철도차량의 실내소음을 저감시키기 위한 연구도 진행되었다. 본 논문에서는 차량설계 시 투과손실 향상 및 터널 구간의 흡음재 설계를 위해서 철도차량이 터널구간 주행 시 차량의 실내소음 및 터널 내 소음특성을 분석하였다. 일반적으로 철도차량의 소음특성은 고속차량과 도시철도차량이 다르기 때문에 두 종류의 차량에 대한 실내소음 특성을 분석하였으며, 또한 도시철도차량에 대해서는 갱웨이의 출입문이 실내소음에 미치는 영향을 분석하였다. As interior noise of vehicle for railway is greater in tunnel than open territory, many researches have been conducted on improving transmission loss of car body and insulation performance of gangway to reduce it. In addition to these, installing absorbing material to tunnel wall have been examined to absorb the noise emitted from vehicle. In this paper, we analyze a characteristic of interior and tunnel noise for urban railroad and high-speed railway to design low noise vehicle and absorbing material. Also, the influence of gangway door on interior noise for urban railroad is investigated.

소음지도 작성 시의 Schall03에 의한 철도소음 예측결과 분석

고효인 ( Hyo In Koh ),장진원 ( Jin Won Jang ),장승호 ( Seung Ho Jang ),홍지영 ( Ji Young Hong ) 한국환경영향평가학회 2016 환경영향평가 Vol.25 No.3

철도소음지도는 환경부 고시 소음·진동관리법에 따라서 그 작성방법이 고시되어 있고, 소음지도작성 시에 철도소음원 관련 영향인자에 대하여 적용 예측식 별 열차구분을 제시하고 있으며, 열차 특성 입력 시에 브레이크 흡음율을 “0”으로 설정할 것을 제시한다. 소음지도 작성방법이 고시 된 이후 국내의 고속철도차량은 그 구조가 변경되어 가고 있고, 고시된 작성방법에서 제시되지 않은 신규 열차유형도 생겨나고 있다. 따라서 현재의 시점에서 국외의 철도소음 예측식을 활용하여 고시된 소음지도 작성방법에 의하여 철도소음을 예측하는 경우 열차의 유형과 관련된 입력인자에 따른 예측결과를 검토할 필요가 있다. 본 논문에서는 철도소음을 예측할 시에 국내에서 통상적으로 가장 빈번히 사용되는 Schall03을 활용하여 철도소음을 예측하였으며, 열차의 유형 선택, 열차의 특성 중 디스크브레이크 사용율 입력, 레일의 이음매 여부에 의한 예측결과에의 영향을 파악하고자 하였다. 2013년 이후 추가된 신규 국내의 열차에 대하여 대응하는 국외 열차의 유형을 검토하였고, 디스크브레이크사용율 설정은 실측값과 예측값의 차이에 적지않은 비중을 차지함을 파악할 수 있었으며, 이뿐 아니라, 레일표면의 조도(roughness)레벨 수준도 함께 고찰하고자 하였다. 또한 레일의 이음매가 존재하는 구간에 대하여 예측 시에 이를 고려하지 않았을 경우에의 실측값과의 차이에 대한 분석을 수행하였다. The guideline for railway noise mapping is notificated in the administration law for noise/vibration which is announced by the ministry of environment, Korea. Here input parameters for the railway sound sources are proposed for each prediction models. In case of the application of the vehicle characteristics it is suggested to choose “0(%)” for the disc brake parameter. However new trains have been in revenue service since the announcement of the guideline, an investigation of the effect of the input parameters of the foreign railway prediction models on the prediction results of korean railway systems are needed. In this paper the sound prediction results are analyzed with a focus on the input parameters such as disc brake percentage, rail roughness, rail joints. Schall03 is used for the railway noise prediction which has been using most frequently in Korea. The results are shown and discussed.