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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 구정서, 김민수
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2015
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군수, 항공 분야뿐만 아니라 최근 철도분야에도 신뢰성에 대한 관심이 높아지면서 RAMS활동 및 RCM기반의 유지보수 최적화 연구 등이 활발하게 이루어지고 있다. 철도운영기관에서는 철도운영의 신뢰성을 높이기 위하여 차량의 중요 부품의 수명을 정하여 수명주기가 도래하기 전에 미리 교체하는 예방정비를 시행하고 있다. 여기서 가장 중요한 요건 중 한 가지는 적정한 수명을 예측하는 것이라 할 수 있는데, 같은 부품이라도 운영기관마다의 운행패턴 및 환경에 따라 수명은 많은 차이를 보인다. 특히 이 중 계전기는 그 종류나 동작 횟수, 동작시간 등 사용 환경이 매우 다양하여 각 계전기 마다 사용 환경에 대한 영향인자에 따라 수명은 천차만별이다. 그러나 계전기 제작사에서는 이러한 사용 환경 등이 고려되지 않은 전기적/기계적 동작횟수만을 기준으로 수명사항을 제시하기 때문에 철도 운영기관에서는 신뢰도 높은 예방정비에 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 좀 더 신뢰도 높은 예방정비 즉, 유지관리를 위해서는 운행방식 등의 사용 환경에 대한 분석을 통하여 그 환경을 반영한 새로운 유지관리 기준이 필요한 상황이다.
본 논문에서는 코레일공항철도 직통 및 일반 전동차에 사용되는 계전기를 대상으로 각 계전기마다 하루기준의 사용빈도, 사용시간, 발열환경 등의 사용 환경 요소들을 조사한 계전기 데이터베이스를 구축함으로써 각 계전기마다의 사용 환경을 분석하였다. 사용 환경요소별로 등급을 나누어 등급별 점수를 정하고 이 사용 환경요소별 점수를 모두 곱하는 방식으로 사용 환경 가중치를 산정하였다.
사용 환경 가중치 점수에 따라 계전기별 사용 환경 등급을 “A”등급부터 “E”등급까지 분류 하였으며, 계전기별로 사용 환경에 따른 수명을 차별화하기 위하여 분류된 사용 환경등급에 따라 수명가중치 점수를 적용하였다.
수명가중치 점수 적용방식은 사용 환경 가중치 점수분포에 따라 가장 많은 점수 분포폭을 가진 계전기를 중심으로 이 보다 사용 환경 가중치 점수가 높은 계전기는 수명가중치 점수가 1점 이하(수명이 짧아짐), 이 보다 사용 환경 가중치 점수가 낮은 계전기는 1점 이상(수명이 길어짐)으로 산정하였다.
코레일공항철도 개통 이후 약 6.5년 동안의 전동차 계전기의 고장발생 이력 데이터를 조사한 결과, 고장률 추이가 점점 증가하는 현상을 보였다. 계전기의 타입별(LAC1D 및 CAD) 고장률을 분석하고 통계프로그램을 이용하여 수명예측 시뮬레이션을 실시하고 계전기 타입별 백분위 수명 예측값을 도출하였다.
사용 환경별로 다른 각 계전기의 수명을 재산출하기 위하여 도출된 계전기 백분위 수명 예측 값에 앞서 산정한 수명 가중치 점수를 곱하여 사용 환경이 고려된 계전기별 수명 예측 값을 재 산출 하였다.
계전기 불량 시에 열차운행에 미치는 영향정도에 따라 계전기별로 치명도 등급을 분류하고 이 분류에 따라 계전기 등급(A~E등급)을 정하였다. 계전기 등급별로 재 산출된 백분위 수명을 접목시켜 정밀점검 및 일괄교체를 시행하는 하는 정비기준을 수립하였다.
계전기의 정비기준을 코레일공항철도 운행상황에 부합시키기 위하여 직통 ,일반형 전동차의 기간별 주행거리를 조사하고 이 기간에 따라 120만km 정비 시부터 480만km정비 시까지 단계별로 계전기의 정밀점검 및 교체주기를 산정함으로써 계전기의 사용 환경이 고려된 효율적인 유지관리 기준을 제시하였다.
본 논문에서는 코레일공항철도 직통 및 일반 전동차에 사용되는 계전기를 대상으로 각 계전기마다 하루기준의 사용빈도, 사용시간, 발열환경 등의 사용 환경 요소들을 조사한 계전기 데이터베이스를 구축함으로써 각 계전기마다의 사용 환경을 분석하였다. 사용 환경요소별로 등급을 나누어 등급별 점수를 정하고 이 사용 환경요소별 점수를 모두 곱하는 방식으로 사용 환경 가중치를 산정하였다.
사용 환경 가중치 점수에 따라 계전기별 사용 환경 등급을 “A”등급부터 “E”등급까지 분류 하였으며, 계전기별로 사용 환경에 따른 수명을 차별화하기 위하여 분류된 사용 환경등급에 따라 수명가중치 점수를 적용하였다.
수명가중치 점수 적용방식은 사용 환경 가중치 점수분포에 따라 가장 많은 점수 분포폭을 가진 계전기를 중심으로 이 보다 사용 환경 가중치 점수가 높은 계전기는 수명가중치 점수가 1점 이하(수명이 짧아짐), 이 보다 사용 환경 가중치 점수가 낮은 계전기는 1점 이상(수명이 길어짐)으로 산정하였다.
코레일공항철도 개통 이후 약 6.5년 동안의 전동차 계전기의 고장발생 이력 데이터를 조사한 결과, 고장률 추이가 점점 증가하는 현상을 보였다. 계전기의 타입별(LAC1D 및 CAD) 고장률을 분석하고 통계프로그램을 이용하여 수명예측 시뮬레이션을 실시하고 계전기 타입별 백분위 수명 예측값을 도출하였다.
사용 환경별로 다른 각 계전기의 수명을 재산출하기 위하여 도출된 계전기 백분위 수명 예측 값에 앞서 산정한 수명 가중치 점수를 곱하여 사용 환경이 고려된 계전기별 수명 예측 값을 재 산출 하였다.
계전기 불량 시에 열차운행에 미치는 영향정도에 따라 계전기별로 치명도 등급을 분류하고 이 분류에 따라 계전기 등급(A~E등급)을 정하였다. 계전기 등급별로 재 산출된 백분위 수명을 접목시켜 정밀점검 및 일괄교체를 시행하는 하는 정비기준을 수립하였다.
계전기의 정비기준을 코레일공항철도 운행상황에 부합시키기 위하여 직통 ,일반형 전동차의 기간별 주행거리를 조사하고 이 기간에 따라 120만km 정비 시부터 480만km정비 시까지 단계별로 계전기의 정밀점검 및 교체주기를 산정함으로써 계전기의 사용 환경이 고려된 효율적인 유지관리 기준을 제시하였다.
목차
요 약 ⅰ표 목 차 ⅲ그림목차 ⅳ용어설명 ⅴ기호설명 ⅵⅠ. 서 론 1Ⅱ. 이론적 고찰 21 신뢰성의 개요 22 신뢰성의 척도 33 수명 분포 54 신뢰성 데이터 유형 95 모수의 추정 116 고장관리 14Ⅲ. 코레일공항철도 전동차 계전기의 사용환경 요소분석 및 등급 분류 171 코레일공항철도 계전기 현황 및 수명 172 계전기의 수명영향 요소 193 운행패턴에 따른 계전기 사용빈도 및 사용시간 분석 214 계전기 등급 분류 기준 235 계전기 분류 데이터베이스 구축 24Ⅳ. 계전기 환경조건을 고려한 수명예측기법 연구 261 코레일공항철도 고장데이터 분석 262 계전기 사용환경 등급 분류 343 계전기별 환경조건이 고려된 수명 재산출 36Ⅴ. 계전기의 효율적 유지관리방안 연구 381 계전기 등급 분류 382 계전기 등급별 정비주기 산정 403 코레일공항철도 운행상황에 부합하는 정비주기 산정 404 계전기별 환경조건을 고려한 정비주기 도출 41Ⅵ. 결 론 47참고문헌 49영문요약(Abstract) 50
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