철도교량의 설계는 장기간에 걸쳐 수행되고 대규모의 부지를 대상으로 하기 때문에 다양한 환경적인 요인과 불확실성을 동반하게 된다. 이러한 연유로 초기 설계단계에서 충분히 검토하였더라도 설계변경이 종종 발생하고 있다. 특히 철도교량과 같은 대규모 시설 물의 설계변경은 많은 시간과 인력을 소모하며, 매번 모든 절차를 반복하는 것은 매우 비효율적이다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 전이학습을 통해 설계변경 전의 학습 결과를 활용하여 설계변경 후의 학습의 효율성을 향상시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 분석 을 위해 기개발한 철도교량 딥러닝 기반 예측 시스템을 활용하여 시나리오들을 작성하고 데이터베이스를 구축하였다. 제안된 기법은 설계변경 전 기존 도메인에서 학습에 사용한 8,000개의 학습데이터 대비 새로운 도메인에서 1,000개의 데이터만을 학습하여 유사한 정확도를 나타내었고 보다 빠른 수렴속도를 가지는 것을 확인하였다.

고속철도 교량은 열차 하중에 의한 공진으로 인한 동적응답 증폭의 위험이 존재하므로 설계기준에 따른 동적해석을 통한 주행안전 성 및 승차감 검토를 반드시 수행하여야 한다. 그러나 주행안전성 및 승차감 산정 절차는 열차의 종류별로 임계속도를 포함하여 설계 속도의 110km/h까지 10km/h 간격으로 동적해석을 일일이 수행해야 하므로 많은 시간과 경비가 소요된다. 이 연구에서는 딥러닝 알 고리즘을 활용하여 별도의 동적해석 없이 주행안전성 및 승차감을 사전에 예측할 수 있는 딥러닝 기반 예측 시스템 개발하였다. 제안 된 시스템은 철도교량의 열차별, 속도별 동적해석 결과를 학습한 후 학습 완료된 신경망을 기반으로 한 예측 시스템이며, 열차속도, 교량 특성 등의 입력파라미터에 따른 주행안전성 및 승차감 산정 결과를 사전에 예측할 수 있다. 제안된 시스템의 성능을 확인하기 위 하여 단경간 직선 단순보 교량을 대상으로 한 주행안전성 및 승차감 예측을 수행하였고, 주행안전성 및 승차감 산정을 위한 상판 연직 변위 및 상판 연직가속도를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다.

레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치 를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목 적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하 여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행 하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.

현재 교량과 같은 토목구조물의 설계프로세스는 1차 설계 후 구조 검토를 수행하여 기준에 부적합할 경우 재설계하는 과정을 반복 하여 최종적인 성과품을 만드는 것이 일반적이다. 이러한 반복 과정은 설계에 소요되는 기간을 연장시키는 원인이 되며, 보다 수준 높 은 설계를 위해 투입되어야 할 고급 엔지니어링 인력을 기계적인 단순 반복 작업에 소모하고 있다. 이러한 문제는 설계 과정 자동화를 통하여 해결할 수 있으나, 설계 과정에서 사용되는 해석프로그램은 이러한 자동화에 가장 큰 장애요인이 되어 왔다. 본 연구에서는 기 존 설계 과정 중 반복작업을 대체하고자 강화학습 알고리즘과 외부 해석프로그램을 함께 제어할 수 있는 인터페이스를 포함한 교량 설계 프로세스에 대한 AI기반 자동화 시스템을 구축하였다. 이 연구를 통하여 구축된 시스템의 프로토타입은 2경간 RC라멘교를 대 상으로 제작하였다. 개발된 인터페이스 체계는 향후 최신 AI 및 타 형식의 교량설계 간 연계를 위한 기초기술로써 활용될 수 있을 것 으로 판단된다..

철도소음은 도시지역의 철도건설과 유지에 가장 큰 장애 요소 중 하나이므로 보다 효과적으로 철도소음을 저감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 방음터널은 철도소음을 저감할 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이나, 하절기 높은 내부 온도 증가로 인하여 궤도좌굴 또는 전력, 신호 등 선로 설비의 안정성을 저하시킬 우려가 있다. 이러한 온도 상승 문제는 통기 형 방음판을 이용하여 해결할 수 있으나, 방음터널 적용 시의 소음저감 성능에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 이 논문에서는 수치해석을 통하여 통기형 슬릿방음판의 효과적인 방음터널 적용 방법에 대한 연구 결과를 제시하였다. 수치해석은 음향해석 프로그램인 Pachyderm Acoustics으로 모델링한 복선 방음터널을 이용하여 수행하였다. 철도소음은 기존 연구결과를 이용하여 모사하였으며, 슬릿방음판의 적용 위치가 다른 6가지 경우에 대하여 소음저감 효과 변화를 검토하였다. 음향해석 결과 20% 정도 의 슬릿방음판 적용 시에도 철도소음을 최소 5dB 감소할 수 있는 것으로 나타났다.

열차 소음은 도시 지역 내 철도 네트워크 확장에 주요 장애물이므로 보다 효과적인 소음 방지 수단을 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 현재까지 방음 터널은 철도 소음에 대한 가장 효과적인 대책 중 하나이나, 중량 문제로 인하여 한정적으로 적용되어 왔다. 이 논문에서는 방음터널의 중량을 효과적으로 감소시킬 수 있는 슬롯형 방음 패널의 소음저감 성능의 예측 가능성을 평가하고, 소음저감 특성을 분석하였다. 연구의 목적을 위하여 음향 해석 프로그램인 Pachyderm Acoustics가 활용되었다. 음향해석의 적절성은 잔향실에서 얻은 실험 데이터를 사용하여 확인하였다. 실험데이터와의 비교 결과, 소음 감소 성능은 음향 분석을 통해 충분히 작은 오차 내로 예측 가능한 것으로 나타났다. 또한 슬롯형 방음판은 설계된 차음주파수 범위에서 약 25dB∼35dB 정도의 소음을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

철도 분기기는 결선부와 곡선부의 존재로 인하여 선로에서 가장 손상이 많이 발생하는 구간이며, 구조적 건전성을 유지관리하기 위하여 매년 상당한 비용이 투입되고 있다. 레일연마는 이러한 분기기의 레일 손상을 감소시켜 유지관리 비용을 저감할 수 있는 방안 중 하나로 알려져 있으나, 현재까지 국내에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 정 량적으로 연구한 사례가 거의 없는 상황이다. 이 논문에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 다물체 동적 해석프로그램인 VI-Rail을 이용하여 검토하였다. 레일 연마 효과는 레일 표면의 조도를 이용하여 모사하였으며, VI-Rail 프로 그램의 Flextrack 모델을 이용하여 차량-궤도 상호작용해석을 수행하였다. 수치해석은 60kg #8 분기기와 EMU 차량 모델을 이용 하여 수행하였으며, 레일 표면 조도는 실제 궤도에서 측정된 값을 기반으로 작성한 PSD 함수를 이용하여 모사하였다. 해석 결 과 레일 연마는 분기기 레일의 피로 수명을 6.5% 가량 증가시키는 것으로 나타났다.

Since the 2010 year, an occurring number of grand scale earthquakes which above magnitude 5.0 have increased in the world. Many types of research that deal with reducing the damage to the structure from a large-scale earthquake have proceeded. A system which could mitigate strong vertical earthquake's acceleration might apply to structure, since big earthquake cases that occurred lots of loss in Tokyo and Kobe of Japan. A plenty of bearings have installed to mitigate vibration but many parts of these lack efficient ability what we want. In addition, former vertical isolation bearings to apply for the structure have both price and size limits according to material characteristics. Therefore, this paper proposes a new type of device that is made by utilized engineering plastic and improves hitherto used vertical isolation bearing's fault.

This paper presents a vibration mitigation method for a railroad station using dual layer TMD (Tuned Mass Damper) technology. The proposed technology can be applied to a platform by installing a spring-damper system between the platform and the railroad station structure. Especially, considering passenger comfort, the technology is developed for not just reducing the vibration of the railroad station structure but minimizing the vibration of the platform. The technology consists of two serially connected masses, and the vibration of the top mass is designed to be minimized, while the bottom mass serves as the platform TMD. The design parameters such as the spring constant and damping coefficient of the dual layer TMD system are optimized using the acceleration response of the structure, at which the platform is installed. The feasibility and performance of the vibration mitigation method is verified via a numerical example of a simple beam structure subjected to a moving load, which can be analogized as a railroad station with a moving train on top. The result of the numerical study shows that the proposed method can effectively reduces the vibration of the top mass as well as the beam structure at the design speed of the moving load.

Recently, measures for reducing noise and vibration of a railroad station are actively being developed to enhance its property value and comfort level of passengers. In this paper, the applicability of the recently developed vibration mitigation method utilizing a platform TMD (Tuned Mass Damper) by installing a spring-damper system beneath the platform is experimentally verified using a bench scale structure. The two-story bench scale structure is built to simulate a real railroad station, and vibration reduction effect is verified by comparing acceleration before and after applying the platform TMD at the 2nd floor of the structure. The design parameters of the platform TMD system is determined based on vibration analysis result and the MTMD (Multiple TMD) theory recently developed to enhance the effectiveness of the platform TMD method. The vibration is excited to the bench-scale structure using a vibrator. The performance test result for a spring-damper system is also presented. The result of the experiment reveals that the platform TMD method can reduce the vibration of the bench-scale structure by greater than 5dB(V).

The study presents technology which can decrease the vibration of railroad station via adopting a friction bearing system beneath a platform. The platform itself then constitutes a tuned mass damper system (TMD) as the bearing provides stiffness and damping of the TMD system. To increase the robustness of the TMD system, the bearing system with adjustable stiffness is utilized. The vibration reduction performance of the TMD system is verified via numerical analysis on an elevated railroad station known as having a structural type with highest noise and vibration level. The numerical analysis is performed using a commercial program, ABAQUS. The vibration analysis is performed considering vehicle-track-structure interaction. The result of the numerical analysis shows that the TMD technology can reduce significant amount of vibration of a railroad station.

In this paper, a study on noise reduction characteristics of the precast floating track system, being developed as measures to mitigate noise and vibration of existing as well as constructing elevated railroad stations, is presented using numerical analysis. One of the most prominent sound analysis program, Virtual Lab., is utilized in investigating noise reduction performance of the precast floating track system, and structural velocity data, obtained from vibration analysis on a model-updated elevated railroad station considering vehicle-track-structure interaction, are used for the input of the sound analysis. The sound analysis is performed using the finite element method, and noise reduction performance before and after installing the precast floating track system is compared at three enclosed areas in the Daecheon Station, selected as a representative of elevated railroad stations in this nation. From the comparison result, it is seen that the precast floating track system can decrease noise by average of 5dB∼8dB when the Saemaeul train passing through the station and 10dB∼15dB when the KTX train passing through. Also, the noise reduction characteristics is different depending on the type of train and the distance from the track.