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혈관 내피세포 성장인자(Vascular endotherial growth factor, VEGF)는 혈관 투과율 조절이나 혈관 생성에 관련된 단백질로 임상용으로 쓰일 가능성이 높다. 이 단백질은 고순도와 고효율로 상업적으로 대량생산이 필요하다. 유비퀴틴 융합 단백질로 온화한 조건에서 용해시키기 위해 다양한 조건을 연구하였고, pH와 변성제 변화를 시도하였다. BL21 (DE3) 대장균 숙주세포에서 pET28-a 벡터를 사용하여 재조합 대장균을 제조하여, 20 L의 회분식 배양으로 14 g/L농도의 세포배양을 하였다. 발효 후UBP1 효소 분해와 재접힘 단계를 포함한 4단계의 크로마토그래피 공정으로 구성된 정제공정으로 VEGF를 정제하였다. 유비퀴틴 융합단백질로 2 M 요소와 pH10 온화한 조건에서 VEGF의 정제가 가능하였다. 2번의 Ni-affinity 크로마토그래피컬럼을 이용하여 고효율의 재접힘과 이합체화 공정을 수행하였다. DEAE (Diethyl Amino Ethyl) 음이온 교환 컬럼을 통하여 변형체(multimeric, misfolded)단백질과 endotoxin을 제거 할 수 있었다. 젤 여과 크로마토그래피를 이용하여 dimer와 monomer를 분리 하여 이합체화 VEGF를 제조하였다. 최종 VEGF의 특성분석을 SDS-PAGE (Soidum Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) 전기영동, RP-HPLC (Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography)으로 하여 순도 97% (RP-HPLC기준)를 얻었다.

Vascular endotherial growth factor (VEGF) is a potent mitogen that stimulates vascular permeability and angiogenesis and has a potential in therapeutic applications. An industrial production method that provides high yield as well as purity is needed. Researches for various factors of mild solubilization with combination of ubiquitin fusion protein to increase solubility were carried out as well as by changing pH and denaturant concentration. Usage of pET28-a bacteral expression vector in BL21 (DE3) host cell was capable of producing approximately 14 g/L VEGF fusion protein in 20L fermentor. A purification process consisting of four chromatography steps including refolding and digestion with UBP1 resulted in mild solublization under the conditions of 2M urea and pH 10.0 due to ubiquitin fusion tag protein that increases in solubility of target protein VEGF. High yield of refolding and dimerization could be obtained between two step Ni-affinity chromatography. Multimeric and misfolded proteins and endotoxin were removed by DEAE anion exchange chromatography. Final monomers were removed from dimers by gel filtration chromatography. Characterization analysis of purified dimeric VEGF was performed using SDS-PAGE and RP-HPLC with a purity of 97%.

(게재일: 2017.06.01)
부틸 아세테이트는 반응증류탑에서 초산과 부탄올의 에스테르 교환반응에 의해 제조된다. 공비첨가제는 반응영역에서 생성물인 물을 보다 효과적으로 분리할 수 있도록 하여, 반응증류탑의 성능을 향상시킨다. 중소 공장에서 회분식 공정은 연속공정에 비해 보다 유연하게 사용할 수 있다는 점에서 유리하다. 본 연구에서는 부틸아세테이트 합성을 위한 회분식 반응증류 공정과 반회분식 반응증류 공정에 대하여 공정 모사 및 실험을 통하여 연구하였다. 공정 성능 향상을 위하여 공비첨가제 종류, 공정구조에 대하여 조사하였다. 또한 반회분식 반응 증류탑을 연속 운전하여 새로운 순환 운전 방법을 제시하였으며, 이 조업 전략을 사용하여 높은 생산성과 안정한 조업이 가능함을 보였다.

Butyl acetate is produced from acetic acid and butanol via an esterification reaction in a reactive distillation column. Entrainer can be used for efficient removal of produced water from the reaction region, leading to significant improvement of the column performance. Batch reactive distillation has clear advantages over continuous one in terms of flexibility and adaptability in a small plant. We studied batch and semi-batch reactive distillation processes through process simulation and pilot-scale experiments. We investigated process configuration and type of entrainer for improvement of the column performance and suggested a novel cyclic operation strategy using the semi-batch reactive distillation column. The cyclic strategy was shown to give relatively high production rate and stable operation.

(게재일: 2017.06.01)
우리나라는 제한된 국토 면적에 비해 인구 밀도가 높고 그에 따른 교통량 증가로 인한 효율적인 공간 이용의 필요성이 시급하다. 이를 위해 여러 가지 지하구조물의 건설이 증가하고 있으며 그 대표적인 것이 복층터널이다. 복층터널 내에는 상, 하부차도를 구분하는 중간슬래브가 있고 이러한 중간슬래브는 차량하중 및 지진하중에 의한 동적거동을 보이게 된다. 특히 지진에 의한 응답특성은 하중의 크기도 클뿐더러 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적인 접근이 쉽지 않아 실험적 연구가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 복층터널 중간슬래브 지지조건에 따른 지진 시 응답특성을 파악하기 위하여 실내 진동대 시험을 수행하였다. 이를 위하여 중간슬래브의 양쪽 지지단을 모두 고정, 한쪽 탄성지지, 양쪽 탄성지지의 3가지 경우로 나누어 각각 인공지진파 및 경주실지진파의 2가지 지진파를 적용하여 시험을 수행하였다. 그 결과, 양단 고정 조건에 비하여 양단 탄성지지 조건일 경우 가속도 응답이 인공지진파에서 최대 약 41%, 경주실지진파에서 최대 약 60% 감소함을 확인하였다.

It is critical for Korea to make effective use of limited space as it has dense population and high traffic volume compared to its terrestrial area. To resolve this issue, diverse types of underground structures have increasingly been applied so far, and one of the most representative structures is double-deck tunnel. It has upper and lower roads separated by middle slab that shows dynamic behavior according to the vehicle and earthquake loads. In case of the characteristics of earthquake response, it is necessary to have exploratory study as it has high loads, complex working mechanism, and difficult theoretical approach. In order to understand the characteristics of earthquake response based on the supporting conditions of middle slab in double-deck tunnel, this study conducts indoor shaking table test with 3 test cases: (1) fix both brackets, (2) free and fix at each bracket and (3) free at both brackets for 2 seismic waves of artificial and Gyeongju earthquake. The result shows if the middle slab is free at both brackets, the acceleration response is reduced 41% for artificial earthquake and 60% for Gyeongju earthquake compared to the one with fix at both brackets.

(게재일: 2017.05.01)
본 연구는 기 시공된 단일말뚝의 항복점 이후 수평저항력에 관한 거동을 현장시험 및 해석적기법의 결과와 비교분석하는 과정을 다루고 있다. 또한 현장시험 및 해석적 기법의 비교분석을 통하여 횡하중을 받는 말뚝 및 기초지반의 수치모델을 검증(model calibration)하였다. 검증 및 매개변수에 관한 해석을 수행하기 위해 pushover 해석기법을 적용하였고, 본 해석기법을 통해 말뚝의 횡방향 거동에 대한 수치모형과 현장시험과의 비교분석을 통한 모델 검증, 그리고 현장시험에서는 빈도가 매우 드문 횡방향 재하를 통한 말뚝의 항복점 이후 거동까지 검증된 수치모델을 통해 분석하였다.

The behavior of the lateral resistance beyond the yield condition on single pile has been evaluated by comparative analysis. Pushover analysis of single pile has been performed to compare to the results on lateral load test of the pile foundation. The study for the behavior beyond the yield condition on single pile had been performed on the results on the lateral load test and pushover analysis considering mechanical conditions of the ground soil and the pile foundation.

(게재일: 2017.06.01)
본 연구의 목적은 초등학생들이 열 현상과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 나타나는 직관적 사고의 특징을 '발현의 맥락'과 '직관적 사고와 논리적 사고의 관계'를 중심으로 살펴보는 것이다. 이를 위해 초등학교 5학년 학생 9명에게 열 현상과 관련된 문제를 제시하고, 학생들의 문제해결 과정에서 나타나는 사고를 살펴보았다. 특히 본 연구에서는 학생의 설명 기저에 있는 사고의 맥락을 총체적으로 탐색 할 수 있는 임상면담 기법을 활용하여 학생의 사고 과정을 분석하였다. 분석 결과, 직관적 사고의 특징을 '발현 과정의 특징'과 '발현의 촉진' 측면에서 발견할 수 있었다. 첫째, 직관적 사고의 발현 과정에서 학생들은 직관적 사고를 통해 해결방법을 먼저 떠올리고 논리적으로 해결방법을 정당화하였으며, 문제 상황과 관련된 구체물과 추상적 개념을 직관적으로 연결 짓는 모습을 보였다. 또한 초등학생들은 충분하지 않은 정보 속에서 직관적인 예감을 통해 문제를 해결해갔다. 둘째, 직관적 사고는 의도적인 사고 전략을 통해 발현되는 경우도 있었다. 이러한 전략으로 그림으로 그려보기, 다른 관점이나 반대로 생각해 보기, 방법을 통합하기가 발견되었다. 이와 같은 문제해결 과정에서의 직관적 사고에 대한 본 연구결과는 그동안 주목받지 못하였던 학생들의 직관적 사고를 드러내어 탐색하고, 학생들의 문제해결 과정을 새로운 관점에서 조력할 수 있는 방안을 제안할 수 있다는 점에서 의미가 있겠다. 또한 본 연구의 결과를 통해 문제해결 상황에서의 과학학습에서 나타난 시사점에 대하여 논의하였다.

The purpose of this study is to investigate the features of elementary students' intuitive thinking emerged during problem solving activities as it related to thermal phenomena, focusing on when intuitive thinking appears and how it is related to logical thinking. For this, we presented a problem related to thermal phenomena to nine 5th-grade students, and examined how students' thinking emerged in the activities. We conducted clinical interviews to investigate the thinking process of students. The results of this study are as follows. First, students made their own solutions and justified it later during the emergence process of intuitive thinking. It was also found that students connected concrete materials and abstract concepts intuitively. They solved the problem by making predictions even when information is insufficient. Second, it was shown that intuitive thinking can emerge through the intended strategies such as drawing a mental image, thinking from a different perspective, and integrating methods. These results, which are related to the students' intuitive thinking has received little attention and will be the basis for helping students in the context of discovery of their problem solving activities.

(게재일: 2017.06.30)
목적: 마이크로그루브 상 인간치은섬유아세포의 유전자발현감식을 DNA microarray를 이용하여 연구하는 것이다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 시편을 이용하여 표면에 마이크로그루브(폭/깊이: , E60/10)를 형성하고 불산으로 산에칭하여 실험군으로 사용하였다. 표면처리를 하지 않은 평활한 티타늄 표면(NE0)을 대조군으로 사용하였다. 실험군과 대조군에 인간치은섬유아세포를 배양한 후 total RNA를 추출하였다. Oligonucleotide microarray를 시행하여 실험군과 대조군 간 다양한 유전자 발현량의 변화를 확인하였다. KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis를 통해 DNA chip의 발현 결과를 mapping하여 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 pathway 수준에서 파악하였다. 결과: E60/10 마이크로그루브 표면과 NE0 표면에 대한 유전자 발현량 비교분석 결과, NE0 표면에 비하여 E60/10 마이크로그루브 표면에서 1.5배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 123개, 2배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 19개였다. 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 KEGG pathway analysis를 통하여 확인하였고, 다양한 유전자 발현 결과들 중 대표적인 세포접착, 증식, 활성 관련 세포신호전달을 규명하였다. 결론: 마이크로그루브 표면은 다양한 유전자 발현 변화를 유도하고 관련 세포신호 전달을 유도한다. 본 연구의 결과에 따라서, 마이크로그루브는 유전자 발현 변화 및 세포신호 전달 활성화 등을 통한 세포활성도 증진을 필요로 하는 다양한 생체재료들의 표면으로 사용될 수 있다.

Purpose: We aimed to investigate the gene expression of human gingival fibroblasts on microgroove surface using DNA microarray. Materials and methods: Microgrooves were applied on grade II titanium discs to have 0/ (NE0, control group), 60/ (E60/10, experimental group) of respective width/depth by photolithography. The entire surface of the microgrooved Ti substrata was further acid etched and used as the two experimental groups in this study. Human gingival fibroblasts were cultured in the experimental group and the control group, and total RNA was extracted. The oligonucleotide microarray was performed to confirm the changes of various gene expression levels between experimental group and control group. Changes of gene expression level were determined at the pathway level by mapping the expression results of DNA chips, using the KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis. Results: Gene expression levels on E60/10 and NE0 were analyzed, there were 123 genes showing significant differences in expression more than 1.5 times on E60/10 microgrooved surface compared to NE0 surface, and 19 genes showing significant differences in expression more than 2 times. The KEGG pathway analysis confirmed the changes in gene expression levels under experimental conditions. Cell signaling, proliferation, and activity among the various gene expression results were identified. Conclusion: Microgrooved surfaces induce gene expression changes and related cell signaling. According to the results of this study, microgrooves can be used as the surface of various biomaterials which need to improve cell activity through gene expression changes and activation of cell signaling.

(게재일: 2017.10.31)
이 연구는 과학 태도 과학 탐구 능력과 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도가 과학 학업 성취도에 미치는 직 간접 효과를 검증하여 변인 간의 관계를 파악하고자 하였다. 이를 위해 광역시에 소재한 남녀공학 중학교 전 학년 502명을 대상으로 과학 태도 검사(MARS) 과학 탐구 능력 검사(TSPS) 중학생이 지각하는 부모의 긍정적 양육 태도 검사(PBI)를 하였으며, 1학기 1 2차 과학 지필평가 자료를 수집 후 변인 간의 인과관계를 살펴보았다. 연구 결과, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 탐구 능력이나 과학 학업 성취도에는 직접 영향을 미치지 않았지만 과학 태도와 과학 탐구 능력은 과학학업 성취도에, 부모의 긍정적 양육 태도는 과학 태도에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 중학생이 지각한 부모의 긍정적 양육태도는 과학 태도, 그리고 과학 태도와 과학 탐구 능력을 매개로 과학학업 성취도에 간접 영향을 미쳤다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 중학생의 과학 학업 성취도를 효율적으로 향상시키기 위해서 학교에서는 정의적 특성인 과학 태도와 인지적 요인인 과학 탐구 능력을 종합적으로 고려한 다채로운 교육 프로그램과 교수 - 학습 방법을 개발할 필요가 있으며 가정에서는 자녀의 과학 태도에 바람직한 영향을 미칠 수 있도록 부모가 긍정적 양육 태도를 지닐 필요가 있다.

The purpose of this study is to estimate the direct and indirect effects of relevant variables on students' science achievements. Path analysis was conducted with data from middle school to examine the effects of perceived positive parenting attitudes, attitudes toward science, science inquiry skills on the science achievements of middle school students. A total of 502 middle school students from the metropolitan area participated in this study. Results suggest that students' perceptions of positive parenting attitudes had no direct influence on their science inquiry skills. However, the students' attitudes toward science and science inquiry skills were found to have meaningful direct effects on their achievements. Students' perception of positive parenting attitudes also presented a significant direct effect on their attitude toward science. In addition, the students' perceived positive parenting attitude revealed an indirect effect on science achievement, through their own attitudes toward science and science inquiry skills. Research findings called for more educational programs and teaching methods considering students' attitudes toward science and science inquiry skills to improve their science achievements. At home, parents need to have positive parenting attitudes to influence their children's attitudes regarding science.

(게재일: 2017.08.31)
본 연구의 목적은 국외 과학 교육과정에 제시된 발명관련 내용을 분석하고, 2015 개정 과학과 교육과정과 발명의 관련성 정도에 대한 과학교육자들의 인식을 탐색하는 것이다. 외국 교육과정 분석은 미국, 캐나다, 영국, 일본, 호주, 싱가포르, 뉴질랜드, 프랑스, 핀란드, 중국 등 여러 나라의 과학과 교육과정에서 제시된 발명 관련 내용을 분석하였다. 또한 2015 개정 과학과 교육과정과 발명과의 관련성 분석을 위해서 과학, 통합과학, 과학탐구실험 등 공통이수 과목들에 대한 교육과정 분석을 통해 각 성취기준, 교수-학습 및 평가 방법 등에 발명관련 요소가 포함되어 있는 지 확인하였다. 그리고 과학 교사를 포함한 과학교육자들에게 교육과정과 발명의 관련성 정도를 평가하도록 하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 첫째, 대부분의 나라에서 과학교육과정의 '성격(목표)', '내용' 등에서 과학에서 발명의 중요성을 포함하고 있었다. 둘째, 과학교육자들은 발명이 과학과 교육과정에 관련된 점은 확인되었으나, 체계적인 연계성은 부족하다고 인식하였다. 셋째, 발명교육은 주로 설계 및 장치 고안 등의 결과에 국한되었기 때문에 문제점 착안, 발명기법, 지식재산권 등 다양한 과정 중심의 발명 관련성은 크게 드러나지 않았다고 인식하였으며, 과학교육에서 발명 교수-학습법이나 관련 자료를 개발하고자 할 때는 과정 중심에 초점을 둘 필요가 있다고 인식하였다.

The purpose of this study is to analyze the invention-related content of foreign science curricula and investigate the perception of science educators about the degree of relevance between science curriculum and invention. For the analysis of foreign science curricula, we investigated the programs of 10 nations, including the US, Canada, UK, Japan, Australia, Singapore, New Zealand, France, Finland and China. To analyze the relevance between Korean science curriculum and invention, we examined common topics such as science, integrated science, and science inquiry experiment, and investigated that the elements related to invention education were included in each 'achievement standard' and 'teaching and evaluation methods'. Science educators including science teachers were asked to evaluate the degree of relevance of invention education. The results were as follows. First, science curricula in many countries contained invention-related content. Second, science educators recognized that invention education was related to science curriculum, but the systematic connection was insufficient. Third, because it is mainly limited to the results of designing and device design, they recognized that the relevance of invention education, which focuses on various processes such as problem design, inventive techniques and intellectual property, was not revealed. Therefore, it is necessary to be process-oriented when developing invention education teaching-learning methods and related materials in science education for the future.

(게재일: 2017.08.31)
본 연구의 목적은 SW 교육에서 학습자들의 컴퓨팅 사고력을 신장시키기 위한 디자인 중심 모형(NDIS)의 효과를 검증하는 것이다. NDIS는 실생활의 문제를 학습자가 스스로 찾고 사용자의 요구사항을 분석하여 설계하고 구현하는 프로젝트형 학습 모형이다. 이러한 NDIS의 효과를 검증하기 위해 SW 교육 수업 경험이 있는 중급 수준의 G 교육대학교 학생을 대상으로 실험하였다. 비교반에는 전통적인 프로젝트 모형을 적용하였고, 실험반에는 CT 기반의 NDIS 모형을 적용하였다. 실험반은 비교반에 비해 높은 CT 서술형 수행평가 점수를 보였으며 이는 유의미한 차이를 보였다. 또한, 학생들은 컴퓨팅을 이용한 실생활 문제 해결에 대한 자신감과 CT 향상에 대해 긍정적인 인식을 보였다.

The purpose of this study is to verify the effect of the design - oriented model (NDIS) for enhancing learner's computing thinking in SW education. NDIS is a project-based learning model in which learners find real-life problems, analyze their needs, and design and implement them. In order to verify the effectiveness of NDIS, we experimented with middle level G education university students who had previously experienced SW education class. The traditional project model was applied to the control group and the NDIS model based on CT was applied to the experimental group. The experimental group showed a higher CT narrative performance evaluation score than the comparative group, which showed a significant difference. In addition, students showed a positive perception of self-confidence and CT improvement in solving real-life problems using computing.

(게재일: 2017.03.31)
정보기술의 변화와 밀접한 관련이 있는 정보윤리는 교과로서 '정보'가 처음 교육과정을 구성한 2007 개정 교육과정부터 2015 개정 교육과정에 이르기까지 하나의 단원으로 구성되었다. 본 연구는 학교 현장에서 일반윤리와 다르게 정보윤리 교육을 해야 하는 정보교사들에게 요구되는 내용 지식의 정도를 분석하고, 교육대학원의 정보윤리교육 현황을 파악하기 위한 목적이 있다. 목적달성을 위해 2002학년도 부터 2016학년도까지 정보 컴퓨터교사 임용시험의 정보윤리 내용을 분석하고, 32개 교육대학원의 교육 과정을 분석하였다. 연구 결과, 첫째, 2004학년도 임용시험부터 10회의 시험에서 정보윤리 관련 문항이 출제되었다. 둘째, 임용시험 초기에는 역기능에 관한 문항들이 주로 출제되었으나, 2010학년도 이후로 저작권, 정보보안, 다양한 중독 관련 문항이 많았다. 셋째, 정보교사 양성기능이 있는 32개의 교육대학원 중 11개(33%)에만 정보윤리가 개설되어 있었다. 본 연구는 정보윤리 관련 문항의 변화 흐름을 분석하고, 정보교사 양성을 위한 교육대학원의 정보윤리교육에 대해 방향성을 제시했다는 데 의의가 있다.

Information ethics, which is closely related to changes that occur in information technology, had been comprised of one unit ever since the curriculum was revised in 2007 from whence 'informatics' was established as the first course, and has remained so even after the curriculum was revised in 2015. The purpose of this study was to analyze the degree of content knowledge required of informatics teachers who will teach information ethics by distinguishing the subject from general ethics, and to grasp the status of information ethics education at graduate schools of education. In order to achieve this, the information ethics questions of the informatics teacher appointment exam from years 2002 to 2015 were analyzed as well as the curriculums of 32 graduate schools of education. The results of the study revealed that, first, questions related to information ethics were included in 10 exams, since the 2004 exam. Second, questions related to dysfunction were mainly addressed from the beginning of administering the exam but since 2010 many items related to copyrights, information security, and various addictions were added. Third, 11(33%) of the 32 graduate schools of education with informatics teacher training provide information ethics courses. This study is meaningful in that it will help to better understand the changes needed to update the information ethics related questions of the informatics teacher appointment exam, and to present a direction for information ethics education at graduate schools of education.

(게재일: 2017.03.31)
본 연구는 프리캐스트 콘크리트궤도의 온도 변화에 따른 거동과 초기 변형 특성을 규명하고, 궤도 슬래브의 초기 변형과 온도 경사에 의한 변형이 열차하중에 의한 슬래브의 응력 분포에 미치는 영향을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 논문은 2개의 논문 중 첫 번째 논문으로 이 논문에서는 프리캐스트 콘크리트궤도의 변형과 응력을 계산할 수 있는 유한요소 해석모델을 제시하였으며, 현장에 부설된 프리캐스트 콘크리트궤도에서 측정한 온도 분포와 변위를 해석 결과와 비교하였다. 분석 결과에 따르면 초기 변형에 의해 슬래브는 항상 상방향 컬링(curl-up)이 있는 상태에 있고, 측정된 깊이별 온도를 입력으로 하여 구한 슬래브 수직 변위와 계측 변위를 비교하면 초기 변형에 상응하는 슬래브 상하부 온도차, 즉 유효 내재 온도차(EBITD)를 결정할 수 있으며, EBITD를 적절히 가정하면 해석 변위와 계측 변위가 잘 일치하는 것으로 나타났다.

This study looked into the behavior of precast concrete track due to temperature variation and initial track deformation and examined the effect of initial deformation and deformation caused by temperature gradient on the stress distribution of slab under train load. In this paper, one of two papers in a series, a finite element analysis model for calculating deformation and stress of precast concrete track was proposed; the temperature distribution and displacements measured at the precast concrete track in the field were compared with the analytical results. The results show that the slab always curled up due to initial deformation; by comparing the measured displacements with the displacements calculated by taking measured temperatures at each depth as input, the effective built-in temperature (EBITD), the temperature difference between the top and bottom of the slab corresponding to the initial deformation, can be estimated. If EBITD is relevantly assumed, the calculated displacements correlate well with the measured ones.

(게재일: 2017.10.31)
전동차의 공기 작동식 출입문을 작동하기 위한 공기를 공급 또는 차단의 역할을 하는 전자변은 고장발생시 승객의 안전은 물론 정상운행을 불가능하게 하는 중요한 부품이므로 높은 신뢰도가 요구되지만 누기로 인한 고장 비율이 높은 편이다. 국내 도시철도 운영기관들은 고정주기와 임의 여유기간을 적용한 전동차 중정비 주기로 전자변을 정비한다. 현행 중정비 주기 방식의 대안으로 고장 신뢰도를 고려한 정비주기를 제시하고자 지하철 6호선 전동차 전자변 고장 통계자료에 상용 통계프로그램(MINITAB)을 적용하여 신뢰도 함수(Reliability Function)와 임무신뢰도(Mission Reliability)를 계산하고 적정 정비주기를 도출하였다. 도출된 정비 주기는 현 4년 주기의 정비의 부품신뢰도를 68%에서 95%로 향상시키는 것이므로 전자변의 신뢰도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 것이다.

The electromagnetic valve of pneumatic doors of EMUs has a high failure rate due to air leakage because it supplies air on and off to operate the doors repeatedly. The electromagnetic valve is a very important safety component for which a very high reliability is required because failure makes it impossible to operate the passenger cars. However, domestic urban railway operators maintain electronic valves of the EMU door under a fixed cycle with a spare period according to the full overhaul cycle of the EMU. An improvement of the current maintenance cycle was suggested based on the reliability function and mission reliability. Using the statistical program MINITAB for the operational data of EMU line 6, we analyzed the characteristics of the fault distribution and derived the shape and scale parameters of the reliability function. If we limit the specific reliability probability to under a certain failure rate and calculate its statistical parameters, we can calculate the allowable inspection period with mission reliability. Through this study, we suggested a maintenance period based on RCM (reliability centered-maintenance) to improve the reliability of electromagnetic valves from 68% to 95%.

(게재일: 2017.10.31)
기존 수도권 광역철도는 운행시간이 많이 걸리는 완행 위주의 운행을 하기 때문에 통행시간 측면에서 타 교통수단과의 경쟁력이 저하되고 있는 실정이고, 도로교통을 철도로 유인하는데 한계가 있기 때문에 급행열차 운행을 확대 운영해야 한다는 사회적 요구가 지속되고 있다. 특히 수도권 북부와 수도권 남서부 방면은 대도시 생활권 확대로 광역교통수요 증대에 따른 교통 혼잡 가중 및 통행시간 증가 등 사회적 비용이 과다 발생되고 있어 서울도심을 연결하는 급행 기능의 대중교통망체계가 필요하다. 국내에서 가장 효율적으로 급행화를 운행하는 노선은 서울지하철 9호선이며, 김포공항에서 고속터미널까지 27분 소요됨으로써 완행 44분 대비 약 40% 시간 단축 효과가 있고 혼잡도가 최대 240%에 달할 만큼 이용객의 선호도가 상당히 높다. 본 연구의 기술적 결과들은 광역철도의 급행화 방안의 수행을 위해 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

As the existing metropolitan area metropolitan railway operates on a one-to-one basis, which leads to long travel times, its competitiveness with other means of transportation is deteriorating. Since there is a limit to attracting road traffic by rail, there is a continuing societal demand to expand express train service. Especially in the northern and the southwestern parts of the metropolitan area, a public transportation network system with express function, connecting to the city center of Seoul, is needed because of the social cost of the increase of traffic congestion and the increase of the travel time. The most efficient express service in Korea is Seoul Subway Line 9, which runs in 27 minutes from Gimpo Airport to the high speed terminal; this is a 40% shorter time compared to 44 minutes by car; the congestion in this area is up to 240%, so the preference for this train is quite high. The technical results of this study are expected to contribute to the implementation of an express service metropolitan railway.

(게재일: 2017.10.31)
본 연구의 목적은 궤도형식별로 사용레일의 피로수명을 평가하는 것이다. 이를 위해 궤도형식별 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하여 파괴확률 50%~0.01% 의 S-N 선도를 도출하고, 실험데이터에 대한 가중치 확률해석기법을 사용하여 피로수명을 산출하였다. 여기서, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 사용레일의 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 이용하여 구하고, S-N 선도로부터 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 평가결과, 자갈도상의 경우 레일의 피로수명이 현 레일교환기준에 비해 약 2억톤 이상 높았고, 콘크리트도상의 레일 피로수명이 자갈궤도에 비해 약 3억톤 이상 높은 것으로 나타났다. 따라서 누적통과톤수에 의한 레일교환기준을 자갈궤도와 콘크리트궤도로 구분할 필요가 있으며, 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 기준값이 아닌 목표값으로 관리할 필요가 있다.

In this study, fatigue testing was carried out for long-term use of rail according to track type. From S-N curves for 50%~0.01% failure probability, the fatigue life of the long-term use rail for each track type was derived using the weight probability analysis technique on the experimental data. Because the rails used in the fatigue test have different cumulative tonnages, the number of repetitions was modified by averaging the cumulative tonnage. In addition, the bending stresses of rail bottoms, considering rail surface irregularities, track support stiffnesses and train speeds, were evaluated using the predicted rail bending stresses derived from existing studies. As a result, for rail fatigue life evaluation, the fatigue life of rail on the ballast track was found to be more than 200 million tons higher than the standard value for rail replacement. Also, the fatigue life of rail on concrete track is more than 300 million tons higher than that on ballast track. The Haibach rule is adaptable for the fatigue life evaluation of rail for stress range under fatigue limit.

(게재일: 2017.10.31)