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차륜·레일 접촉 역학과 마모·윤활 기술 오늘은 차륜·레일 접촉 역학과 마모·윤활 기술(철도의 기본 접점에서 시작되는 안전과 효율)에 대해 알아보고자 합니다.차륜과 레일의 접촉 역학 – 철도공학의 핵심철도차량의 주행은 단순히 “바퀴가 선로 위를 굴러간다”는 개념을 넘어선다. 실제로는 차륜과 레일 사이에 발생하는 복잡한 접촉 역학(Contact Mechanics)이 열차의 안전성, 승차감, 유지보수 비용을 결정짓는다. 1. 점이 아닌 ‘접촉 패치(Contact Patch)’이상적으로 보면 바퀴와 레일은 한 점에서 접촉할 것 같지만, 실제로는 강체 변형에 의해 작은 타원형 면적을 형성한다. 이를 접촉 패치라고 하며, 그 크기는 수 mm² 수준이다.이 접촉 영역에서 수 톤에 달하는 하중이 전달되므로, 단위 면적당 압력은 수천 MPa에 달한다. 2. .. 2025. 9. 2.
스마트 유지보수 – IoT 기반 예지정비 오늘은 철도차량의 안전과 효율성을 높이는 디지털 혁신에 대해 알아보고자 합니다. 전통적 유지보수의 한계와 예지정비의 필요성철도차량은 수십 년 이상 운행되는 장수명 시스템으로, 주기적인 유지보수가 필수적이다. 과거에는 사후 정비(Breakdown Maintenance) 또는 예방 정비(Preventive Maintenance)가 주류였다. 사후 정비는 고장이 발생한 이후에 수리하는 방식이다. 단기적으로 비용은 적게 들지만, 열차 운행 중단이나 안전사고 위험이 크다는 치명적인 단점이 있다. 예방 정비는 일정 주기마다 점검 및 부품 교체를 통해 사고를 방지하는 방식이다. 이는 사후 정비보다 안전하지만, 실제로는 문제가 없는 부품을 교체하는 경우가 많아 과잉 유지보수와 비용 증가로 이어진다.이러한 한계를 극복하.. 2025. 9. 2.
철도 사이버 보안 및 5G/6G 통신 오늘은 철도 사이버 보안 및 5G/6G 통신(디지털화되는 철도의 안전망)에 대해 알아보고자 합니다. 철도 디지털화와 사이버 보안의 중요성철도는 전통적으로 ‘기계 중심’ 교통수단으로 인식되었지만, 최근에는 IT와 통신 인프라의 결합으로 운영되는 거대한 디지털 시스템이 되었다. 열차 운행을 제어하는 TCMS(Train Control & Monitoring System), 신호 시스템(ETCS, CBTC), 승객 안내 시스템, 원격 유지보수 플랫폼까지 모두 네트워크로 연결되어 있다. 이러한 디지털화는 효율성과 안전성을 크게 향상시키지만, 동시에 사이버 보안 위협에 노출되는 새로운 문제를 가져왔다. 대표적인 위협은 다음과 같다.신호 시스템 해킹: 신호 데이터가 조작되면 열차 간격 제어가 무력화되어 충돌 위험을 .. 2025. 9. 1.
철도와 충돌 시험 이야기 오늘은 실제로 열차 충돌 시험은 어떻게 진행되는지, 데이터를 설계에 어떻게 반영하는지에 대해 알아보고자 합니다. 열차 충돌 시험의 목적과 준비 과정철도차량은 수백 명의 승객을 수송하는 대형 교통수단이므로, 충돌 상황에서 승객 안전을 확보하는 것은 필수 조건이다. 따라서 국제적으로 고속철도 및 도시철도 차량은 반드시 충돌 안전성(Crashworthiness)을 검증해야 한다. 이를 위해 수행되는 것이 바로 열차 충돌 시험(Train Crash Test)이다.충돌 시험의 목적은 단순히 차량이 얼마나 튼튼한지 확인하는 것이 아니다. 오히려 차체가 일정 부분 의도적으로 변형되며 에너지를 흡수하고, 승객 공간을 최대한 보존하는지를 평가하는 데 중점을 둔다. 이는 자동차의 크럼플존(crumple zone) 개념과 .. 2025. 9. 1.
스마트 철도 기술 오늘은 스마트 철도 기술(자율주행, 디지털 트윈, 로봇)이 바꾸는 미래 교통의 패러다임에 대해 알아보고자 합니다. 자율주행 열차 – 자동 운행으로 완성되는 안전과 효율철도의 자율주행은 단순히 운전자가 없는 열차를 의미하지 않는다. 이는 ATO(Automatic Train Operation, 자동 열차 운전), ATP(Automatic Train Protection, 자동 열차 보호), ATS/ATC(자동 열차 정지/제어) 등 다층적인 제어 시스템이 결합된 복합 기술이다.현재 운용 사례파리, 두바이, 싱가포르 등 주요 도시의 지하철 노선에서는 이미 무인 운행이 보편화되어 있다.독일 함부르크에서는 2021년 세계 최초로 완전 자율주행 S-Bahn 열차가 상용화되었으며, 운행 효율성과 정시성이 크게 향상되었다.. 2025. 8. 31.
세계의 독특한 열차들 오늘은 일본 신칸센, 프랑스 TGV, 독일 ICE, 한국 KTX를 기술 관점에서 비교해보고자 합니다. 일본 신칸센 – 고속철도의 원조, 안정성과 정시성일본 신칸센은 1964년 도쿄 올림픽을 계기로 개통된 세계 최초의 고속철도 체계다. "고속철도의 원조"라는 명칭에 걸맞게, 기술적 특징은 안전성, 정시성, 승차감에 초점이 맞추어져 있다. 차체와 공기역학신칸센은 일본 특유의 지형(터널과 곡선 구간이 많음)에 최적화되어, 긴 노즈(코 주둥이) 설계가 적용되었다.특히 "E5계 하야부사"는 15m 이상의 길쭉한 노즈를 가지고 있으며, 이는 터널 통과 시 발생하는 압력파(소닉 붐)를 최소화하기 위한 것이다.대차와 진동 저감신칸센은 전용선 전용 열차로, 선로 불규칙성이 적어 진동 수준이 매우 낮다.공기 스프링, 능동.. 2025. 8. 31.

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