4차 산업혁명! 우리는 무엇을 준비해야하는가?

성덕룡,정혁상,Seong, Deok-Ryong,Jeong, Hyeok-Sang 한국철도학회 2017 철도저널 Vol.20 No.4

누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 타당성 분석

성덕룡(Sung Deok-Yong),공선용(Kong Sun-Yong ),김박진(Kim Park-Jin),신효정(Shin Hyo-Jung),박용걸(Park Yong-Gul) 한국철도학회 2007 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

Internal and external railway management corporations are using the periodic replacement criteria of rail by accumulated passing tonnage and wear to maintain rails for servicing. However, internal the periodic replacement criteria of continuous welded rail(CWR) by accumulated passing tonnage is the one(50㎏/m-5 million gross tonnage, 60㎏/m-6 million gross tonnage) presented in Japan before. It was estimated with the fatigue life about 50㎏ N rail joints applied diesel train load but it wasn"t applied to current conditions of track; elimination of rail joint, using the concrete slab track and operation of light train load and effect of welding, manufacturing technique, grinding of rail. Therefore, in this study, it was investigated the types of damage and cause in welded rails and examined standards and information resources. Also, this study presents preliminary data to revise the periodic replacement criteria of CWR by current accumulated passing tonnage in bending test of laid welded rail and a survey of track maintenance history of Seoul metro.

국내 일반철도 레일연마에 따른 레일피로수명 평가

성덕룡(Deok-Yong Sung),박용걸(Yong-Gul Park),서종민(Jong-Min Seo),김만철(Man-Cheol Kim),배호석(Ho-Seok Bae) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

본 연구에서는 국내 일반철도 새마을호 동력차 및 궤도조건을 고려한 차량/궤도 상호작용해석을 수행하였다. 레일표면요철에 따른 레일휨응력을 분석하였고, 레일 휨응력 예측식을 도출하였다. 또한, 일반철도 레일강의 S-N선도를 이용한 피로해석을 수행하였다. 파괴확률에 따른 레일피로수명을 산정하였고, 레일연마에 따른 레일표면요철 삭정 및 레일휨응력 저감효과를 고려한 레일피로수명 평가를 수행하였다. 따라서, 국내 일반철도에서 레일연마 시행방법에 따른 레일피로수명을 평가하여 제시하였다. In this study, vehicle/track interaction analysis by the Saemaul powered vehicle were carried out. The prediction equation for the bending stress of rail was estimated using the rail bending stress by the rail surface irregularities at welds. Also, the fatigue analysis using a S-N curve of welds in the conventional railway was carried out. We estimated the fatigue life of CWR by the fracture probability. By the rail grinding, the fatigue life of CWR was evaluated in consideration to reduce the rail bending stress through removing the rail surface irregularities. Therefore, it presented the fatigue life of CWR according to the rail grinding execution plan in the conventional railway.

플라스틱 침목을 적용한 무도상 철도교량의 구조적 안전성 분석

성덕룡 ( Sung Deok-yong ),박성현 ( Park Sung-hyun ),이현상 ( Lee Hyun-sang ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1

국내 무도상 철도교량은 I형 강거더에 도상 없이 교량용 목침목에 레일과 레일체결장치를 연결하여 사용되어 왔다. 교량용 목침목은 소재의 특성 상 부패 및 갈라짐이 발생하기 쉬어 내구성이 약하고, 발암물질을 포함하고 있는 방부재를 사용함에 따라 환경적 문제로 인해 국내 사용이 제한되었다. 무도상 철도교량에 적용되어온 목침목을 대체하기 위해 재활용 플라스틱을 활용한 플라스틱 침목이 개발되었으며, 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 플라스틱 침목을 적용한 무도상 철도교량에 대한 구조적 안전성을 검토하였다. 유한요소해석결과 기존 목침목 궤광구조에 비해 플라스틱 침목 궤광구조는 레일과 침목의 변위 및 응력을 약 30%이상 감소시켜 무도상 철도교량(I형 강거더)의 부담력을 감소시킬 수 있는 것으로 분석되었다.

네트워크분석적 의사결정기법을 이용한 철도사고 임시복구시나리오 개발

성덕룡(Sung,Deok-Yong),박용걸(Park,Yong-Gul) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 D Vol.31 No.5D

본 연구에서는 효율적인 철도사고괸리 및 복구작업을 위한 임시복구 시나리오를 개발하였다. 문헌조사 및 전문가 설문조사 결과를 통하여 임시복구 Worst Case 선정시기준이 되는 고려항목과 임시복구 시나리오 수립에 필요한 중요항목(event)을 도출하였으며, 임시복구가 가장 힘든 Worst Case로는 터널구간에서 발생하는 철도사고가 선정되었다. 이는 신속한 임시복구를 위해 좁은 공간에서 체계적이고 효율적인 복구절치를 갖추고 숙련된 복구요원 양성이 필요한 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구에서는 통계학적 분석기법을 이용하여 임시복구 시나리오 수립 시 중요항목(event)간 중요도(우선순위)를 선정한 결과 임시복구유형중 시설물 붕괴를 가장 우선적으로 복구하고 선로매몰, 차량탈선 순으로 처리함이 복구시간을 단축할 수 있는 것으로 분석되었다. 이는 복구에 많은 시간이 소요되는 순으로 임시복구가 이루어져야 함을 나타낸다. 임시복구 시나리오는 임시복구 Worst Case, 임시복구유형별 중요항목(event)을 종합하여 표준운영절차(안) 11개를 제안하였다. 이를 활용하여 철도사고 DB관리 및 신속한 사고복구를 통해 정시성을 확보하여 열차지연시간을 최소화하는데 크게 기여할 것이다. The emergency restoration scenarios for efficient railway accident management and restoration were developed. The emergency restoration procedures defined by the worst case of emergency restoration and the important events was proposed based on questionnaires from specialists and the result of survey. Via these studies, the railway accident in the tunnel could be the worst case among ail railway accident types. Therefore, educations for a restoration team in confined area condition should be planned and performed to recover the worst case accident. In order for the emergency restoration, when a railway accident is occurred, the restoration should be performed in orders of handing collapse of facilities, burying track, and derailment of vehicle in tunnel based on the statistical analysis. The result of priorities were established by the period of restoration. The standard operation system for efficient railway accident management was developed by synthesizing the worst case for rapid emergency restoration, and important events for the standard operation procedures according to each emergency restoration type. Through this study, the restoration operation system of railway accident are recommended. This paper suggests to develop emergency restoration scenarios for the efficient railway accident management and recovery system. The study results will contribute not only for insuring punctuality, but also for minimizing delays from accidents. Therefore, emergency restoration scenarios will play a major role in the SOP for the damage limitation and the prevention of accident spread.

도시철도 궤도형식별 장기 사용레일의 피로수명 평가

성덕룡(Deok-Yong Sung),김상진(Sang-Jin Kim),백찬호(Chan-Ho Baik),남진근(Jin-Geun Nam),이창헌(Chang-Hen Lee),공선용(Sun-Young Kong) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 연구에서는 궤도형식별 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 궤도형식별 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 파괴확률 50% S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 레일 피로수명 평가결과, 레일피로수명이 기준치에 비해 약 2억톤이상 높았다. 또한, 자갈궤도에 비해 콘크리트궤도 레일의 피로수명이 약 3억톤이상 높은 것으로 분석되었다. 따라서 도시철도에서 레일교체기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준치가 아닌 목표치로 관리할 필요가 있다. 또한, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크 법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다. In this study, we carried out fatigue tests on existing laid rails. Based on the test results, an S-N curve expressing the remaining life of laid rails at a fracture probability of 50% was obtained using weighted probit analysis suitable for small-sample fatigue data sets. As rails used for testing had different histories in terms of accumulated passing tonnage, the test data were corrected to average out the accumulated passing tonnage. We estimated the remaining service lives for laid rails according to the track types on the urban railway using the prediction equation for the bending stress of rail developed in the past to estimate rail base bending stress and that surface irregularities into consideration. Estimating the remaining service life of laid rails showed that the rail replacement period could be extended over 200MGT. Also, the concrete track compared to the ballast track, the fatigue life of rail is analyzed approximately 300MGT higher than. Therefore, the rail replacement criteria need to distinguish between the ballast track and the concrete track, and not the standard needs to be managed as a target, although it is necessary to remove longitudinal rail surface irregularities at welds by grinding. Also, the fatigue test results under fatigue limit, Haibach"s rule appling half slope of S-N curve under the fatigue limit was considered more reasonable than modified Miner"s rule for estimating rail fatigue life.

국내 일반철도 레일연마에 따른 경제성 분석

성덕룡(Deok-Yong Sung),박성현(Sung-Hyun Park),이기승(Ki-Seung Lee),최용석(Yong-Seok Choi),이선우(Seon-Woo Lee) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

레일연마의 효과는 국내외 연구 및 적용사례를 통해 입증된 바 있으며, 국내에서는 고속철도 및 도시철도를 중심으로 레일연마가 시행되고 있다. 국내 일반철도의 경우 신설구간에 대해서 초기연마를 적용하고 있으며, 일부 구간에서 보수연마가 시행되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 일반철도를 대상으로 레일연마 운영방안에 대한 분석을 수행하였으며, 중앙선 청량리-경주(L=760km)구간을 대상으로 레일연마 시행방안을 총 8가지로 구분하여 경제성 분석을 수행하였다. 분석결과, 국내 일반철도 유지보수비용 절감을 위해 기존 보수연마 체계를 예방연마 체계로 전환하고, 연마주기는 통과톤수 8천만톤당 1회를 적용하는 것이 적절한 것으로 분석되었다. The effectiveness of rail grinding has been demonstrated through a number of studies, it is being performed in mainly domestic high speed railway and urban railway. In the case of domestic conventional railway, the new railway line has been operated the initial rail grinding, other part of the defect elimination grinding. In this study, to establish the execution plan of rail grinding for domestic conventional railway, the economic analysis for the conditions of rail grinding classified into eight types for the section from Cheongnyangni to Gyeongju of Chung-ang Line was carried out. Therefore, It was analyzed that it is appropriate to change from the corrective grinding to the preventive-cyclic grinding in order to reduce the maintenance costs of domestic conventional railway, apply the grinding every 80MGT per.

도시철도 궤도형식별 장기 사용레일의 피로수명 평가

성덕룡(Sung, Deok Yong),서종민(Seo, Jong Min),배호석(Bae, Ho Seok),공선용(Kong, Sun Young),박용걸(Park, Yong Gul) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

지하철 고가부 자갈도상 분기기 궤도구조의 생력화 방안(Ⅰ)

성덕룡(Deok-Yong Sung),최정열(Jung-Youl Choi),김준형(Jun-Hyung Kim),박용걸(Yong-Gul Park) 한국철도학회 2007 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

This paper presents the analysis results to evaluate the application of separation sleeper boot of turnout in concrete track in subway. An analysis includes the dynamic load on turnout-bridge and the ballast improvement method of upbound and down line independent girder in servicing line. From the results, the aspect and the property of separation sleeper boot of turnout are evaluated. FE analysis explain the relationship between independent bridge and track behaviour of dynamic loads. The assessment of application based on FE analysis results in a good improvement method of servicing subway line is proposed.

하절기 장대레일 온도제어를 위한 차열성 도료의 적용

성덕룡(Deok-Yong Sung),주진우(Jin-Woo Joo),박성기(Sung-Ki Park),전두민(Doo-Min Jeon),이현걸(Hyun-Gul Lee),김장규(Jang-Kyu Kim),백찬호(Chan-Ho Baik) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

하절기 기온 및 레일온도 상승으로 장대레일 좌굴 위험성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 차열성 도료 적용사례를 조사하였고, 4종류의 차열성 도료를 실제 철도 레일 및 콘크리트 침목에 적용하여 레일 및 침목에서 발생하는 온도차를 분석하였다. 또한, 궤도/교량 상호작용해석을 통해 국부적인 레일온도 저감에 따른 효과를 분석하였다. 분석결과, 수성1액형에 비해 유성2액형 차열성 도료의 온도저감 효과가 우수하였으며, 반사율이 높은 흰색이 온도저감 효과가 높은 것으로 분석되었고, 국부적인 레일온도저감은 축력저감효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 장대레일에 차열성 도료를 적용할 경우, 장대레일 길이 연장, 레일신축이음매 최소화, 재설정작업 최소화가 가능할 것으로 판단되며, 기존선 작업의 효율성을 높이기 위한 급속시공장비 개발이 필요할 것으로 판단된다. Riskiness for buckling of CWR increase due to rise the average temperature in summer period. In this paper, it introduced to isolation-heat paint, which was applied in the field. It is performed that differences of temperature in rail and sleeper by using the four types of isolation-heat paint according to the field test. In addition, the track/bridge interaction analysis according to the local temperature reducing was analyzed. The temperature reducing effect of solvent-based 2 types was better than water-based 1 type. White has good temperature reducing effect by its high reflectance. According to the local temperature reducing of CWR, the axial force was decreased. Therefore, applying the isolation-heat paint to track in railway, it can extend the length of CWR and minimize rail expansion joint, minimize the reset operation of CWR. In the future, construction equipment rapidly applying isolation-heat paint to track need to be developed to improve the efficiency of railway construction and maintenance.