KR102607636B1 - 선로 침하 및 변위 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계; 상기 시작포인트와 상기 종료포인트를 사이를 n개의 개별 포인트로 분할하고, 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계; 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량의 합인 제1 누적 변위량을 산출하는 단계; 상기 제1누적 변위량의 산술평균값을 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량에서 차감하여, 상기 각 개별 포인트의 보정 변위량을 산출하는 단계를 포함하는 선로 침하 및 변위 측정 방법을 제공한다.

Description

선로 침하 및 변위 측정 방법{METHODS FOR MEASURING SETTLING AND DISPLACEMENT OF A TRACK}
본 발명은 선로 인근 또는 선로 하부의 굴착 공사에 따라 선로 안전성 검토를 위하여 철도 선로의 침하와 변위량을 측정 및 관리할 수 있는 선로 침하 및 변위 측정 방법에 관한 것이다.
선로는 기차나 전차가 다니는 레일을 깔아 놓은 길을 의미한다. 즉, 선로는 자갈도상 위에 폭 방향으로 복수의 침목이 설치되고 그 침목 위에 한 쌍의 레일이 설치된 길을 의미한다.
이러한 선로는 차량의 안정적인 운행을 위해서 지반 침하 등으로 인한 레일 침하 및 변위를 지속적으로 측정하여 레일의 지속적인 관리 및 탈선 방지가 필요하다.
특히, 선로 인근 또는 선로 하부의 굴착 공사시 공사 구간에 발생되는 선로 침하 및 변위량의 관리는 매우 중요하다.
이러한 선로 침하 및 변위 측정은 선로 침하 및 변위량 측정계(레일변위계, 레일침하계, 선로침하계, 선로변위계, 도상침하계 또는 레일변위 모니터링 시스템 등)를 선로 또는 침목에 설치하여 이루어질 수 있다.
구체적으로 선로 침하 및 변위량 측정계는 1m 또는 2m의 길이의 표점거리 길이로 제작되고 다수의 측정 포인트에 연결 설치하여 사용된다.
선로 침하 및 변위량 측정계의 구조는 금속파이프의 하우징 내부에 경사센서를 내장하고 금속파이프를 표점길이에 맞게 조립한 형태이며, 양단에 선로의 수직 변위에 대하여 경사센서가 수직 각도로 반응하도록 관절부가 구비된다.
선로 침하 및 변위량 측정계는 측정하고자 하는 구간의 선로를 따라 레일 또는 침목에 복수개를 연결하여 설치하고 각각의 경사센서가 측정한 각도(θ)를 삼각함수인 표점길이(L) * sin(Δθ) 식을 사용하여 표점길이에 대한 변위량(Δmm)으로 계산한 후 각각의 변위량을 누적(Σmm)하여 측정하고자 하는 구간 전체의 침하 및 변위 형상(프로파일)을 계산한다.
그런데 종래의 선로 침하 및 변위 측정 방법인, 개별 포인트의 수직 변위량만을 계산하여 프로파일을 형성하는 방법과, 시작점을 고정하고 각 개별 포인트 수직 변위량을 누적 계산하여 프로파일을 형성하는 방법은, 선로의 온도 변화 등에 따른 환경적인 요인과 침목과 레일의 조립 메커니즘 등에 의한 구조적 요인에 의한 오차 및 이상 변위가 고려되지 않기 때문에, 정확한 변위 발생 위치와 변위량을 측정할 수 없어 위험 요소에 대한 제거와 보완을 할 수 없는 문제점이 있다.
구체적으로 도 1을 참조하면, 종래의 선로 침하 및 변위 측정 방법은 선로의 온도 변화 등에 따른 환경적인 요인과 침목과 레일의 조립 메커니즘 등에 의한 구조적 요인에 의한 오차 및 이상 변위(+Δθ, -Δθ)가 프로파일에 나타나는 문제점이 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 선로의 수직 변위량을 정확히 계측하고 파악함으로써 그에 따른 위험요소의 제거와 보완 및 조치를 적시에 시행함으로써 선로의 안전한 공사 또는 안정적인 선로의 유지 관리를 할 수 있다.
본 발명의 선로 침하 및 변위 측정 방법은 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계; 상기 시작포인트와 상기 종료포인트를 사이를 n개의 개별 포인트로 분할하고, 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계; 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량의 합인 제1 누적 변위량을 산출하는 단계; 및 상기 제1누적 변위량의 산술평균값을 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량에서 차감하여, 상기 각 개별 포인트의 보정 변위량을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 선로 침하 및 변위 측정 방법은 상기 각 개별 포인트의 보정 변위량을 합산하여 제2누적 변위량을 산출하는 단계를 포함하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 각 개별 포인트의 표점길이의 합은 상기 시작포인트와 상기 종료포인트 사이의 직선 거리와 같은 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 선로 침하 및 변위 측정 방법은, 선로의 수직 변위량을 정확히 계측하고 파악함으로써 그에 따른 위험요소의 제거와 보완 및 조치를 적시에 시행함으로써 선로의 안전한 공사 또는 안정적인 선로의 유지 관리를 할 수 있다.
도 1은 종래의 선로 침하 및 변위 측정 방법의 오차 및 이상 변위를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 침하 및 변위 측정 방법의 순서도이고,
도 3은 도 2의 선로 침하 및 변위 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선로 침하 및 변위 측정 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도 1은 종래의 선로 침하 및 변위 측정 방법의 오차 및 이상 변위를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 침하 및 변위 측정 방법의 순서도이고, 도 3은 도 2의 선로 침하 및 변위 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선로 침하 및 변위 측정 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 선로 침하 및 변위 측정 방법은, 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계(S110); 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계(S120); 개별 포인트 수직 변위량의 제1 누적 변위량을 산출하는 단계(S130); 수직 변위량을 보정한 보정 변위량을 산출하는 단계(S140); 개별 포인트의 보정 변위량의 제2누적 변위량을 산출하는 단계(S150)를 포함한다.
상기 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계(S110)에서는, 선로 인근의 굴착 공사 또는 선로 하부의 굴착 공사에 등에 따른 선로의 수직 침하 및 변위(deflection)를 측정하기 위하여, 선로의 수직 침하 및 변위가 예상되는 변위 지점을 벗어나 변위가 없는 안정한 위치의 양 끝단을 시작포인트(sP)와 종료포인트(eP)로 선정한다.
상기 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계(S120)에서는 시작포인트(sP)와 종료포인트(eP)를 사이를 n개의 개별 포인트(nP)로 분할하고, 각 개별 포인트(nP)에서 수직 변위량을 측정한다.
상기 각 개별 포인트(nP)는 각각 표점길이(Ln)를 갖는다. 상기 각 개별 포인트(nP)의 표점길이(Ln)의 합은 상기 시작포인트(sP)와 종료포인트(eP)의 직선 거리와 같다.
상기 각 개별 포인트(nP)의 표점길이(Ln)는 서로 동일한 것이 바람직하나, 선로의 온도 변화 등에 따른 환경적인 요인과 침목과 레일의 조립 메커니즘 등에 의한 구조적 요인에 의한 오차 및 이상 변위에 대응하여, 상기 각 개별 포인트(nP)의 표점길이(Ln)는 서로 다르게 설정할 수도 있다. 이 경우도 상기 각 개별 포인트(nP)의 표점길이(Ln)의 합은 상기 시작포인트(sP)와 종료포인트(eP)의 직선 거리와 같다.
상기 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계(S120)에서는 상기 각 개별 포인트(nP)에 선로 침하 및 변위량 측정계를 설치하여, 하기의 수학식 1에 의해 상기 각 개별 포인트(nP)의 수직 변위량(ΔnP)이 계산된다.
여기서, θn는 상기 각 개별 포인트(nP)의 이상 변위 각도를 의미한다.
상기 개별 포인트 수직 변위량의 제1 누적 변위량(sP1)을 산출하는 단계(S130)에서는, 상기 각 개별 포인트(nP)의 수직 변위량(ΔnP)을 합산된다.
구체적으로 제1 누적 변위량(sP1)은 하기의 수학식 2에 의해 계산된다.
상기 수직 변위량을 보정한 보정 변위량을 산출하는 단계(S140)에서는 상기 각 개별 포인트(nP)의 수직 변위량(ΔnP)에서 보정상수(c)를 차감한 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP)을 산출한다.
한편, 상기 수직 변위량을 보정한 보정 변위량을 산출하는 단계(S140)에서는 상기 각 개별 포인트(nP)의 수직 변위량(ΔnP)이 다시 측정되고, 다시 측정된 수직 변위량(ΔnPr)에서 보정상수(c)를 차감한 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP)을 산출할 수도 있다(도 4 참조).
구체적으로 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP) 하기의 수학식 3에 의해 계산된다.
여기서 보정상수(c)는 하기의 수학식 4에 의해 계산된다.
상술한 방식으로 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP)을 산출하며, 상기 각 개별 포인트(nP)의 수직 변위량을 정확히 계측할 수 있어, 그에 따른 수직 침하의 전체 프로파일 그래프를 정확하게 형성할 수 있다.
상기 개별 포인트의 보정 변위량의 제2누적 변위량을 산출하는 단계(S150)에서는 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP)을 합산한 제2 누적 변위량(cP2)을 산출한다.
구체적으로 제2 누적 변위량(cP2)은 하기의 수학식 5에 의해 계산된다.
상기 제2 누적 변위량(cP2)의 값이 0이 아니면, 보정상수(cr)를 제2 누적 변위량(cP2)의 산술평균 값으로 설정하고, 또다시 측정된 수직 변위량(ΔnPr)에서 보정상수(cr)를 차감한 상기 각 개별 포인트(nP)의 보정 변위량(ΔncP)을 산출하여 합산하는 방식으로 제2 누적 변위량(sP2)의 값이 0이 될 때까지 반복될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S110; 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계
S120: 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계
S130: 개별 포인트 수직 변위량의 제1 누적 변위량을 산출하는 단계
S140: 수직 변위량을 보정한 보정 변위량을 산출하는 단계
S150: 개별 포인트의 보정 변위량의 제2누적 변위량을 산출하는 단계

Claims (3)

  1. 변위가 없는 두지점을 시작포인트와 종료포인트로 선정하는 단계;
    상기 시작포인트와 상기 종료포인트를 사이를 n개의 개별 포인트로 분할하고, 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량을 계산하는 단계;
    상기 각 개별 포인트의 수직 변위량의 합인 제1 누적 변위량을 산출하는 단계;
    상기 제1누적 변위량의 산술평균값을 상기 각 개별 포인트의 수직 변위량에서 차감하여, 상기 각 개별 포인트의 보정 변위량을 산출하는 단계; 및
    상기 각 개별 포인트의 보정 변위량을 합산하여 제2누적 변위량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 각 개별 포인트의 표점길이의 합은 상기 시작포인트와 상기 종료포인트 사이의 직선 거리와 같은 것을 특징으로 하는 선로 침하 및 변위 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317137A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Keisoku Giken Kk 構造物の変位測定方法
JP2012007300A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Taisei Corp 軌道監視装置と方法
KR20140024746A (ko) * 2012-08-21 2014-03-03 인하대학교 산학협력단 구조물 변위 측정 시스템 및 방법
KR20190107387A (ko) * 2018-03-12 2019-09-20 (주)다스 선형 센서 어레이에 의한 변위 측정 오차 감소 방법 및 그에 의한 변위 측정 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317137A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Keisoku Giken Kk 構造物の変位測定方法
JP2012007300A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Taisei Corp 軌道監視装置と方法
KR20140024746A (ko) * 2012-08-21 2014-03-03 인하대학교 산학협력단 구조물 변위 측정 시스템 및 방법
KR20190107387A (ko) * 2018-03-12 2019-09-20 (주)다스 선형 센서 어레이에 의한 변위 측정 오차 감소 방법 및 그에 의한 변위 측정 시스템

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