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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201919RTRP-B122273-04
연구사업명 철도기술연구사업
연구과제명 철도차량 일탈방호를 위한 시설 개발 및 성능기준 연구
총 연구기간 2016-11-10 ~ 2020-02-29
연구책임자 임남형
당해년도
참여 연구원수
9명 총 연구기간
참여 연구원수
26명
당해년도
연구비
정부 : 808,000,000 원
기업 : 355,667,000 원
계 : 1,163,667,000 원
총연구비 정부 : 5,255,000,000 원
기업 : 1,259,911,000 원
계 : 6,514,911,000 원
연구기관명 충남대학교 산학협력단
등록 발간번호 11B55298900029701
ISBN 9791196998615
주요 내용 ○ 국내 철도시스템의 운행속도 향상 및 이용객 수의 지속적 증가에 따라 국민의 철도안전 기대수준 및 안전방재 기술의 중요성이 부각되고 있다. 철도에서 발생되는 대형사고는 발생빈도는 낮으나 발생되면 그 피해정도가 상당히 큰 재난사고로 볼 수 있다. 극심한 인명피해로 이어지는 철도사고는 대부분 열차의 탈선 또는 충돌에 의한 사고로, 이에 대한 사고원인을 원천적으로 예방/제거하는 것이 이상적인 대비이나 인적·자연적 재해 등 예기치 못한 사고에 대비하여 그 피해를 경감/최소화하기 위한 물리적 수단을 강구할 필요성이 있으며 이를 탈선열차에 대한 ‘방호’ 개념으로 볼 수 있다.

○ 국내 탈선열차의 방호와 관련된 기준은 가장 상위에「철도안전법」이 있다. 철도안전법 “제25조 철도시설의 기술기준”에 따르면, ‘탈선방지시설’로서 급곡선부(곡선반경 300 m 미만)와 탈선위험개소에 가드레일 등을 설치하도록 하고 있으며, ‘선로안전시설’로서 차축온도검지장치, 지장물검지장치 등을 운행속도 180 km/h 이상에 설치하도록 하고 있다. 또한, ‘교량의 안전시설’로서 18 m 이상의 교량에 한하여 탈선열차에 대한 피해 최소화 대책으로 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하도록 하고 있다.

○ 실질적으로 일반철도에서는 선로유지관리지침에 따라 급곡선부에 탈선방지가드레일을 설치하고 18 m 이상 교량에 교상가드레일을 설치하고 있으며, 고속철도에서는 철도설계지침 및 편람(KR C-02060)에 따라 교량 상판에 부설해야하는 시설물로서 방호벽을 설치하고 있다. 이 방호벽은 ‘탈선방호시설’로서 탈선 시 열차의 수평 이탈을 제어 할 수 있도록 교축직각방향 수평하중 150 kN으로 설계하도록 되어있으나 위치(이격거리) 및 높이에 대한 규정은 없다.

○ 현재 200 km/h 이상의 고속철도 교량상에 일률적으로 설치되고 있는 방호벽(탈선방호시설)은 2004년 국내 고속철도 도입 시 유럽 관행에 따라 도입하였으나, 방호벽의 제원과 시공위치 그리고 설계하중에 대한 산정 근거 및 탈선된 열차의 거동 특성에 대한 공학적 분석 등 실효성과 공학적 타당성에 대한 객관적인 자료 확보가 필요한 실정이다.

[최종목표]
□ 연구단 최종 목적
* 일탈방호시설의 성능 기준/평가 지침과 철도교량 일탈방호시설을 개발하여 탈선열차에 의한 피해를 최소화한다.

□ 연구단 최종 목표
* 탈선사고 위험도 등급별 일탈방호시설의 소요 방호성능 및 평가 기술 개발
* 철도교량상 탈선된 열차의 주행을 의도된 영역(선로영역) 내로 유도하기 위한 일탈방호시설 개발

○ 철도교량 열차 일탈방호시설 개발/검증 및 성능 기준/평가 기술 개발
- 탈선방호 충격이 승객에 미치는 영향 분석 연구
- 일탈방호시설에 대한 성능 기준과 성능 평가 기술 개발
- 기존 및 신설 철도교량 일탈방호시설 성능 인증
- 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발
- 신설 철도교량 일탈방호시설 기술 개발

[연구내용 및 범위]
[1세부과제] 철도교량 열차 일탈방호시설 개발 및 검증

○ 기존 철도교량 일탈방호시설 개량기술 개발
- 일탈방호시설 설계/시공/유지보수 기술 개발
- 일탈방호시설 성능검증
- 일탈방호시설과 철도시스템(궤도, 전기, 신호 등)간 인터페이스 검토
- 일탈방호시설 시방서(안) 제시

○ 신설 철도교량 일탈방호시설 기술 개발
- 일탈방호시설 설계/시공/유지보수 기술 개발
- 일탈방호시설 성능검증
- 일탈방호시설과 철도시스템(궤도, 전기, 신호 등)간 인터페이스 검토
- 일탈방호시설 시방서(안) 제시

○ 일탈방호시설 성능인증
- 기존 및 신설 철도교량 일탈방호시설 성능인증

[2세부과제] 철도차량 일탈방호시설의 성능 기준 및 평가 기술 개발

○ 일탈방호시설에 대한 성능기준 개발
- 탈선/충돌 실험을 통한 방호 성능기준 연구
* 탈선 후 거동 분석 및 시설과의 충돌 메커니즘 규명
* 충돌하중 및 일탈방호 효과 평가
* 방호시설의 방호성능 검증/평가
* 방호성은 기준이 승객에 미치는 영향
- 시뮬레이션을 통한 방호 성능기준 연구
- 탈선장소·원인·유형 등 방호시설의 적용/효과 범위 설정
- 일탈방호시설별 성능기준(안) 제시

○ 일탈방호시설에 대한 성능평가 기술 개발
- 탈선/충돌 실험을 통한 방호 성능평가 시험기법 연구
- 시뮬레이션을 통한 방호 성능평가 기법 연구
- 일탈방호시설별 성능평가(안) 제시

○ 개발기술의 제도개선 및 실용화
- 일탈방호시설 성능기준 및 평가시험 지침(안) 제시
- 일탈방호시설의 경제성 및 현장 적용성 검토
- 국내외 철도건설사업 계획을 고려한 단계적 적용/수출 방안수립

○ 탈선방호 충격이 승객에 미치는 영향 분석 연구
- 일탈방호시설별 충격 흡수효과 연구


[1세부과제] 철도교량 열차 일탈방호시설 개발 및 검증

○ 기존 철도교량 일탈방호시설 시제품
○ 일탈방호시설 시방서(안)
○ 신설 철도교량 일탈방호시설 시제품
○ 일탈방호시설 시방서(안)

* 기존 철도교량의 일탈방호 시설 개량기술 개발로 일탈방호시설의 성능검증에 활용
* 신규 철도교량의 설계/시공/유지보수 기술개발로 일탈방호 시설 설계/시공/유지보수 기준으로 활용
* 일탈방호 성능인증 기준(안) 제시

[2세부과제] 철도차량 일탈방호시설의 성능 기준 및 평가 기술 개발

○ 일탈방호시설에 대한 성능기준(안)
○ 일탈방호시설에 대한 성능평가(안)
○ 탈선방호 충격이 승객에 미치는 영향 보고서

* 방호시설물의 충격 흡수효과에 따라 일탈방호 설계 기준제시
* 일탈방호시설에 대한 성능기준 개발로 설계기준 제시
* 일탈방호시설에 대한 성능평가 기술 개발로 시설물 성능평가 기준 제시
색인어 한글 열차방호 열차탈선 열차충돌 철도교량 안전방재
영문 Derailment Containment Train Derailment Train Collision Railway Bridge Safety Disaster Mitigation
최종보고서 1.1 연구개발 최종보고서ㆍ요약서_1~2세부 (최종업로드 버전).pdf
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