시뮬레이션을 이용한 철도 터널 조명 설치기준의 개선방안 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 철도 터널 조명 시뮬레이션을 통한 조명기준의 개선 방안을 도출하는 데 목적이 있다.
현재 국가철도공단(KR), 도시철도건설규칙, KDS 47 철도설계기준 등에서 제시하는 철도 터널 조명 설계 기준은 조도 중심, 간격 중심의 접근에 치우쳐 있다. 이로 인해 터널 진·출입부의 적응 휘도, 균제도, 암부 최소화 등 실제 운전자의 시각적 반응을 충분히 반영하지 못하고 있다.
따라서 본 연구는 Relux Tunnel Pro 기반 시뮬레이션을 수행하여 간격, 조명 배열 방식, 조명기구 시설높이, 터널 용도에 따라 조도·휘도·균제도 등의 변화를 검증하였으며 현행 기준과 성능 비교를 실시하였다.
시뮬레이션결과 조명 간격은 시각 환경에 가장 큰 영향을 주는 요소로 확인되었는데, 10m 이하에서는 휘도 균제도(U)가 0.40 ~ 0.60 이상 안정적으로 유지된 반면, 15m 이상에서는 0.30 이하로 급격히 떨어지며 암부가 길게 형성되었다. 조명기구 설치 높이는 2.0m에서 1.5m보다 평균 휘도가 약 7~14% 높게 나타났으며, 배열 방식에 따라 시각적 쾌적성이 크게 달라졌다. 지그재그 배열은 대칭 배열 대비 휘도 변동률을 약 12~18% 낮춰 보다 균형 잡힌 조명환경을 제공하는 것으로 나타났다.
이를 기반으로 본 연구는 철도 운영 방식별 최적 조명 배치안을 도출하고, 철도 터널 조명기준의 개선 방향을 제시하였다.
연구 결과를 통해 향후 고속철도 주행환경 반영, 지능형 조광 제어 시스템 연계, 유지관리비용 및 수명주기 분석으로 확장될 수 있으며, 철도 터널 조명의 안전성과 시인성을 향상시키기 위한 실증적 근거를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 선행 연구 고찰 3
• Ⅱ. 터널 조명을 위한 조명공학 이론 6
• 2.1 조명 이론 6
• 2.2 국내외 철도 터널 조명기준 12
• 2.3 터널 조명의 구성과 설계 17
• Ⅲ. 시뮬레이션 방법론 26
• 3.1 균제도 및 휘도 기준 26
• 3.2 시뮬레이션 도구 및 설정 조건 27
• Ⅳ. 시뮬레이션 결과 분석 및 조명 설치기준(안) 도출 33
• 4.1 기존 조도기준 기반 터널조명 시뮬레이션 33
• 4.2 철도 터널 조명 개선(안) 시뮬레이션 39
• 4.3 시뮬레이션 결과 분석 59
• 4.4 철도 터널 조명기준 개선(안) 62
• Ⅴ. 결론 69