동일 변위센서를 사용한 레일표면 음향조도의 측정방법

Abstract

열차 운행시에 발생하는 전동소음은 열차 차륜과 레일 표면조도의 불균일성에 의하여 가진된 진동에 의해 발생된다. 따라서 열차 전동소음의 전달, 예측 및 분석을 위해서는 차륜과 레일표면의 음향조도(acoustic roughness)의 정확한 측정과 분석이 필요하다. 그러나 현재의 레일표면의 조도측정을 위한 장치와 방법은 작업자의 수작업에 의존한 트롤리 장치를 사용함으로써, 불일정한 측정속도와 흔들림과 같은 불안정한 인터페이스를 야기하여 측정값의 오차와 외란을 증대시키는 단점을 지닌다. 본 논문은 철도궤도의 레일상에서 자율 정속 주행하면서 레일표면의 음향조도를 측정하는 자동화 측정장치 및 플랫폼을 개발함으로써, 측정정밀도를 향상시키고 측정값의 불균일성을 감소시켰다. 또한 측정값의 신뢰도와 정확도 향상을 위해 동일한 복수의 변위센서 적용법을 제안하였으며 표준레일구간의 현장측정을 통해 동일 변위센서로부터 융합된 데이터의 정확성을 검증하였다. Rolling noises during train operation are caused by vibration excited from irregularities of surface roughness between wheel and rail. Therefore, a proper measurement and analysis techniques of acoustic roughness between wheel and rail surface are required for transmission, prediction, and analysis of the train rolling noise. However, since current measuring devices and methods use trolley-based manual handling devices, the measurements induce unstable measuring speed and vibrational interface that increases errors and disturbances. In this paper, a new automatic rail surface exploring platform with a speed controller has been developed for improving measurement accuracy and reducing inconsistency of measurements. In addition, we propose a data integration method of the rail surface roughness with multiple homogeneous displacement sensors and verified the accuracy of the integrated data through standard test-bed railway track investigation.