Investigation and Evaluation of Noise Level of the Busan Subway

(1)

부산 지하철 소음도 조사 및 평가

이장명^†․정진국․정진석

Chang-Myung Lee^†․Jinguk Jung․Jinsuk Jung

울산대학교 기계공학부

School of Mechanical Engineering, Ulsan University (2010년 11월 22일 접수, 2011년 4월 22일 채택)

Abstract : Noise levels of the three subway lines of Busan city have been investigated. Averaged cabin noise of the train has

been measured during the train trip for each station. It has been measured with separation of day time (9:00~18:00) and night time (18:00~22:00) measurements but there was no big difference on the measured data. Repeating for the measured data has been con- firmed with twice measurements in May and June 2010. Several noise effects to the subway noise levels of Busan are explained.

Those are screen door effect, rail road surface condition, subway train type and curvature of railway. Among three subway lines of Busan city, the line 2 is relatively noisy and its reasons are studied. It has been shown that the screen door effect is 10 dB(A) and S shape of sharp curve contributes in high noise level

Key Words : Busan Subway Noise Level, Screen Door Effect, Railway Surface Condition, Curvature of Railway

요약 : 부산지하철 3개 노선에 대한 소음도 조사 및 비교 평가가 이루어 졌다. 차량이 역을 다 빠져 나간 순간부터 차량이

다음 역에 도착할 때까지를 기준으로 하여 차량 내부에서의 평균 소음값을 측정하였다. 또한 차량이 역사 도착 시 측정과

차량이 역사 출발 시 측정으로 나누어서 측정하였다. 주간시간대(오전9시~오후6시)와 야간시간대(오후6시~오후10시)로 구분하

여 측정하였으나 주․야간 차이가 크지 않아 주·야간의 차이를 두지 않고 전체적으로 평균을 취했다. 2010년 5월과 7월 두 차 례 부산지하철의 차량실내 소음도를 측정하여 실험에 대한 재현성을 검정하였다. 노선별 스크린 도어 효과, 도상조건, 열차 차종 및 노선별 곡률반경 변화에 따른 소음도 차이가 조사되어 졌다. 부산지하철 3개 노선 중 2호선의 소음도가 가장 높았으 며 이에 대한 방안도 강구 되었다. 스크린도어가 미설치된 역이 설치된 역에 비하여 소음도가 약 10 dB(A) 정도 높았으며 S 자형의 급곡선부에서 소음도가 높음이 확인되었다.

주제어 : 부산지하철 소음도, 스크린도어 효과, 도상, 곡선부

1. 서 론

일상에서 우리는 여러 종류의 생활소음에 노출된 상태에 서 생활하게 된다. 여러 형태의 생활소음 중에서 지하철소 음은 일상생활에서 쉽게 접하게 되는 소음이다. 현재 국내 에는 서울, 부산, 대구, 인천, 광주 등 대도시에 지하철이 운영되고 있지만 지역별 지하철 소음도에 대한 평가가 제 대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 우선 부산지하 철 소음도에 대한 현상 조사 및 평가를 하였다.

부산지하철은 1, 2, 3호선으로 구성되어져 있다. 부산지 하철 1호선은 1985년 7월 19일 범어사~범내골 구간이 1단 계로 개통 되었으며, 1994년 6월 서대신동~신평까지 4단계 구간이 완전 개통되었다. 부산지하철 1호선은 34개역 32.5 km에서 운행 되고 있다.

부산지하철 2호선은 호포에서 해운대까지 동서를 가로지 르는 지하철로서 2호선은 3단계로 구분되어 개통되었다. 1단 계는 호포~서면 22.4 km 구간이며, 2단계는 서면~장산 16.7 km 구간이며, 3단계는 호포~북정 11.3 km 구간이다. 2호선 은 43개 역 45.2 km에서 운행 되고 있다.

부산지하철 3호선은 수영에서 대저를 잇는 도시 철도로

서, 2005년 9월 1단계 구간 시설물을 완공하였으며, 2005 년 11월 28일 1단계 대저~수영 구간이 개통되었다. 현재 17 개역 18.1 km에서 운행 되고 있다.

본 연구는 부산지하철 노선별 역간 차량실내소음도, 출 도착시 역사소음도, 옥외구간과 터널구간의 차량실내소음 도에 대한 조사를 수행하였다. 또한 각 노선별 차량실내소 음도 차이에 대한 원인을 요소별로 분석하였다.

2. 측정방법

소음측정기 사용에 따른 소음측정방법은 ISO (3381)¹⁾에 따랐으며 Fig. 1에서와 같이 소음이 예상되는 지점의 지면 위 1.2 m의 높이에서 몸으로부터 0.5 m 정도 떨어진 상태 에서 소음측정기가 위치하도록 하고 지하철 차량실내소음 도와 스크린도어의 유무에 따른 소음도를 측정 하였다. 역 간 차량실내소음도 측정은 차량 제일 뒤 칸을 이용하였으 며 차량이 역을 다 빠져 나간 순간부터 차량이 다음 역에 도 착할 때까지를 기준으로 하여 차량 내부에서의 평균 소음 값을 측정하였다. 차량 내부에서 소음도 측정 시 측정치에

(2)

Fig. 1. Noise Level Measurement of Busan Subway.

Fig. 2. Locations of Noise Level Measurement during Depar- ture and Arriving of the Train.

영향을 주지 않게 하기 위하여 사람이 가장 적은 곳을 선정 하여 측정 하였다.

차량 출발 및 도착 시 소음도 측정에서 차량이 역에 도 착 할 때와 차량이 역을 출발할 때 바람의 영향으로 인한 측 정에서의 오차를 줄이기 위해 소음측정기에 방풍망을 설치 하여 3회에 걸쳐 측정한 후 평균값으로 계산 하였다. 또한 차량이 역사 도착 시 측정과 차량이 역사 출발 시 측정으로 나누어서 측정하였다. 도착 시 측정은 Fig. 2에 표시된 A지 점의 안전바에서 차량의 마지막 부분이 들어 올 때 까지를 측정하였다. 차량 출발 시 측정은 Fig. 2에 표시된 B지점의 안전바에서 지하철의 마지막 부분이 다 빠져 나갈 때 까지 를 측정하였다.

스크린도어 유무에 따른 소음도 측정은 차량 출발과 도 착 시 소음도 측정과 같은 방법으로 측정하였다. 차량 출발 과 도착 시 소음도 측정에서는 안전바 안쪽에서 측정을 하 였으나, 스크린도어에 따른 소음도 측정에서는 스크린도어 앞 0.5 m 떨어진 안전표시선에서 측정을 하였다.

주간시간대(오전9시~오후6시)와 야간시간대(오후6시~오후 10시)로 구분하여 측정하였으나 주․야간 차이가 크지 않 아 주․야간의 차이를 두지 않고 전체적으로 평균을 취했다.

2010년 5월과 7월 두 차례 부산지하철의 차량실내 소음도 를 측정하여 실험에 대한 재현성을 검정하였다. 재현성 검 정 시 측정시간대가 동일하도록 하여 측정을 하였으며, 측 정 시 데이터의 정확성을 위해서 출발 할 때와 도착할 때 각 각 두 번에 걸쳐 측정을 하였다. 재현성 검증을 위한 측정 결과 값이 처음 측정 결과 값과 비교하였을 때 1 dB(A) 이 내 오차 내에서 재현성이 있음을 확인하였다.

재현성이 좋은 이유는 두 차례 부산지하철 실내소음도 측 정 시 승객이 많이 없는 한가한 요일과 시간대에 측정하여

측정에 따른 오차를 최대한 줄일 수 있었기 때문이다. 또한 7월에는 5월과 달리 지하철 객실 내 실내 에어컨을 사용하 는 경우가 있으므로 7월 측정에서는 약냉방 칸을 이용하여 에어컨 소음의 영향을 최소화 하여 측정하였다.

3. 노선별 소음도 결과

3.1. 역간 실내 소음도 조사

Table 1과 Fig. 3은 부산지하철 1호선의 차량실내소음도 를 보여주고 있다. Table 1에서 음영 처리된 역(구서, 장전, 부산대, 온천장, 명륜동, 동래)은 부산지하철 1호선 옥외구 간을 나타내며, 나머지 역들은 터널구간이다. Fig. 3에서 보 는 바와 같이 차량실내소음도 평균값은 70 dB(A)을 보여

Table 1. Noise Level of the Busan Subway Line 1 (Shade : Outdoor Section) Subway

Line 1

Noise Level (dB(A))

Subway Line 1

Noise Level (dB(A))

　 Average 　 Average

Nopo 71 Beomil 70

Beomeosa 70 Jwacheon 72

Namsan 71 Busanjin 72

Dusil 68 Choryang 71

Guseo 70 Busan Station 71

Jangjeon 70 Junggang 71

Pusan Nat'l Univ 66 Nampo 72

Oncheonjang 68 Jagelchi 72

Myeongnyun-dong 67 Toseong 68

Dongnae 68 Dongdaesin 66

Busan Nat'l

Univ.Edu 71 seodaesin 72

Yeonsan 71 Daeti 71

City Hall 69 Goejeong 70

Yangjeong 71 Saha 70

Bujeon 72 Dangni 72

Seomyeon 73 Hadan 71

Bomnaegol 71 Sinpyeong 　

Fig. 3. Outdoor-Tunnel Average Noise Level of the Busan Subway Line 1.

(3)

Line 1

Noise Level (dB(A))

Subway Line 2

Noise Level (dB(A))

Hopo 67 Seomyeon 76

Geumgok 66 Jeonpo 74

Dongwon 74 Munjeon 73

Yulli 71 Munhyeon 73

Hwamyeong 70 Jigegol 73

Sujeong 73 Motgol 74

Deokcheon 75 Daeyeon 73

Gumyeong 71 Kyungsung

Univ. 74

Gunam 72 Namcheon 72

Mora 71 Geumnyeonsan 74

Modeok 69 Gwangan 75

Deokpo 71 Suyeong 75

Sasang 70 Millak 75

Gamjeon 71 Centum Cuty 76

Jurye 74 Busan Museum

of Moderm Art 73

Naengjeong 70 Dongbask 74

Gaegeum 73 Haeundae 72

Dongreui Univ. 72 Jung dong 74

Gaya 71 jangsan 　

Buam 73 　　

준다. 옥외 및 터널구간에서의 차량실내소음도 비교에서는 동일 시간대에서 차량운행 조건이 일정할 때 차량실내소음 을 측정하였다. 부산지하철 1호선의 옥외 및 터널구간 차 량실내소음도 비교에서는 터널구간이 옥외구간보다 차량 실내소음이 약 2 dB(A) 정도 높게 나오고 있다.

Table 2와 Fig. 4는 부산지하철 2호선의 차량실내소음도 를 보여주고 있다. Table 2에서 음영 처리된 역(호포, 금곡)은 부산지하철 2호선 옥외구간을 나타내며, 나머지 역들은 터 널구간이다. Fig. 4에서 보는 바와 같이 차량실내소음도 평 균값은 72 dB(A)을 보여준다. 옥외 및 터널구간에서의 차

Line 1

Noise Level (dB(A))

Subway Line 3

Noise Level (dB(A))

Suyeong 72 Mandeok 74

Mangmi 72 Namsanjeong 72

Baesan 73 Sukdeung 72

Mulmangol 73 Deokcheon 74

Yeansan 71 Gupo 69

Geoje 72 Gangseo-gu

Office 66

Sports Complex 71 Sports Park 67

Sajik 71 Daejeo 　

Minam 74 　　

량실내소음도 비교 시 동일한 시간대에서 차량운행 조건이 일정할 때 차량실내소음을 측정하였다. 부산지하철 2호선 의 옥외 및 터널구간 차량실내소음도 비교에서는 터널구간 이 옥외구간보다 차량실내소음이 약 6 dB(A) 정도 높게 나 오고 있다.

Table 3과 Fig. 5는 부산지하철 3호선의 차량실내소음도 를 보여주고 있다. Table 3에서 음영 처리된 역(구포, 강서구 청, 체육공원)은 부산지하철 3호선 옥외구간을 나타내며, 나머지 역들은 터널구간이다. Fig. 5에서 보는 바와 같이 차 량실내소음도 평균값은 71 dB(A)을 보여준다. 부산지하철 3호선의 옥외 및 터널구간에서의 차량실내소음도 비교에 서는 터널구간이 옥외구간보다 차량실내소음이 약 5dB(A) 정도 높게 나오고 있다.

3.2. 출․도착시 소음도 조사와 스크린도어 설치 역과의 비교

Table 4는 부산지하철 1호선의 옥외 및 터널구간의 출․

도착 소음도 와 스크린도어 설치역의 출․도착 소음도를 나 타내며 음영 처리된 역(구서, 부산대, 동래)은 부산지하철 1 호선의 옥외구간을 나타낸다. Table 4에서 보는 바와 같이 지하철 1호선의 옥외 및 터널구간의 출․도착 소음도 비교 에서 스크린도어 미설치된 역들의 평균소음도가 스크린도

(4)

Table 4. Noise Level of the Busan Subway Line 1 during De- parture and Arriving (Shade : Outdoor Section) Subway Line 1 Noise Level (dB(A))

Arriving Departure

Nopo (Tunnel) 77 74

Guseo (Outdoor) 78 77

Busan Nat'l Univ. (Outdoor) 79 81

Dongnae (Outdoor) 80 81

Busan Nat'l Univ. Edu. (Tunnel) 85 82

Yeonsan (Tunnel) 82 80

Seomyeon (Tunnel)

(Screen Door) 71 71

Busanjin (Tunnel) 82 81

Busan Station (Tunnel) 82 83

Nampo (Tunnel) 81 82

Toseong (Tunnel) 82 82

Hadan (Tunnel) 83 83

Sinpyeong (Tunnel) 78 79

Tunnel Average 81 80

Outdoor Average 79 80

Screen Door 71 71

Table 5. Noise Level of the Busan Subway Line 2 during Depar- ture and Arriving (Shade : Outdoor Section)

Subway Line 2 Noise Level (dB(A)) Arriving Departure

Hopo (Outdoor) 81 81

Geumgok (Outdoor) 79 78

Sujeong (Tunnel) 88 87

DeokCheon (Tunnel) 86 84

Gunam (Tunnel) 87 86

Sasang (Tunnel) 85 86

Gaya (Tunnel) 84 86

Jurye (Tunnel) 86 86

Seomyeon (Tunnel)

(Screen Door) 76 75

Jeonpo (Tunnel) 86 87

Munhyeon (Tunnel) 86 86

Motgol (Tunnel) 88 86

Namcheon (Tunnel) 85 85

Gwangan (Tunnel) 89 88

Suyeong (Tunnel) 88 89

Millak (Tunnel) 88 89

Busan Museum of Modern

Art\(Tunnel) 89 88

Haeundae (Tunnel) 90 89

Screen Door 76 76

어 설치역(서면) 보다 평균 10 dB(A) 정도 높게 나와 기존 의 연구 결과^3,5)와 비슷한 결과를 보여주고 있다.

Table 6. Noise Level of the Busan Subway Line 3 during De- parture and Arriving (Shade : Outdoor Section) Subway Line 3 Noise Level (dB(A))

Arriving Departure

Suyeong (Tunnel) 76 77

Baesan (Tunnel) 77 77

Mulmangol (Tunnel) 78 78

Yeonsan (Tunnel) 80 80

Sports Complex (Tunnel) 75 76

Sajik (Tunnel) 72 71

Mandeok (Tunnel) 74 73

Sukdeung (Tunnel) 75 74

Deokcheon (Tunnel) 77 77

Gupo (Tunnel) 76 77

Gangseo-gu Office (Outdoor) 79 80

Table 5는 부산지하철 2호선의 옥외 및 터널구간의 출․

도착 소음도와 스크린도어 설치역의 출․도착 소음도를 나 타내며 음영 처리된 역(호포, 금곡)은 부산지하철 2호선의 옥 외구간을 나타낸다. Table 5에서 보는 바와 같이 지하철 2호 선 터널구간의 출․도착 소음도 비교에서 스크린도어 미설 치역들의 평균 소음도가 스크린도어 설치역(서면) 보다 평균 11 dB(A) 정도 높게 나왔다. 2호선 옥외구간의 출․도착 소음도 비교에서 스크린도어 미설치역들의 평균 소음도가 스 크린도어 설치역(서면) 보다 평균 4 dB(A) 정도 높게 나왔다.

Table 6은 부산지하철 3호선의 옥외 및 터널구간의 출․

도착 소음도를 나타내며 음영 처리된 역(강서구청)은 부산 지하철 3호선의 옥외구간을 나타낸다. 부산지하철 3호선은 모든 역에서 스크린도어가 설치되어 있어 스크린도어 설치 유무에 따른 소음도 비교가 불가능 하다. 옥외 역인 강서구 청도 스크린도어가 설치되어 있으나 스크린도어의 천장에 개구부가 있어 3호선 지하역들과 비교하여 약 3 dB(A) 정 도 소음이 높게 나왔다.

3.3. 지상․지하역의 소음도 조사 비교

Table 7에서는 부산지하철 옥외 및 터널구간의 호선별 출․

도착시 소음도 평균값을 비교하였다. Table 7에서 보면 2호 선이 1호선 또는 3호선보다 터널 및 옥외 구간에서 높은 출․

도착 시 소음도를 보여주고 있다. 터널구간에서는 차량의 출․도착시에 터널 내에서 음이 반사된 후 그 음이 계속 잔 류하여 소음도에 영향을 주고 있다. 3호선은 터널구간의 모 든 역에 스크린도어가 설치되어있기 때문에 3개 노선 중에 서 가장 작은 소음도를 보여주고 있다. 옥외구간에서는 차 량의 출․도착 시 음이 역사 밖으로 나가게 되어 터널구간 보다는 소음도가 작게 나오고 있다. 하지만 전 구간 스크린 도어 설치역으로 구성된 3호선에서는 옥외구간의 스크린 도어에서 천장부분과 스크린도어 사이에 개구부가 있어 터 널구간보다 소음도가 높게 나오고 있다.

(5)

Table 7. Average Noise Levels at Subway Stations during De- parture and Arriving

Noise Level (dB(A))

Arriving Departure

Subway Line 1

ground station

Average 79 77

underground

station Average 80 80

Subway Line 2

ground station

Average 80 80

underground

Subway Line 3

ground station

Average 79 80

underground

4. 노선별 소음도 차이에 대한 고찰

4.1. 지하철 1, 2, 3호선 도상의 차이

현재 부산지하철에 사용되는 도상의 종류에는 자갈도상 과 콘크리트도상으로 구분되어 진다. 자갈도상은 대부분의 철도에서 사용되어지는 도상으로서 자갈과 자갈 사이의 마 찰력에 의하여 안전성을 유지하며, 자갈 자체의 탄력성으 로 인한 충격 및 소음을 흡수하여 지하철에서의 소음도를 줄이는 역할을 하고 있다. 자갈도상은 초기 건설비가 콘크 리트 도상에 비하여 저렴하지만 유지관리에 많은 비용과 노 력이 필요하다. 콘크리트도상은 레일을 콘크리트로 지지하 게 만들거나, 레일 자체를 콘크리트도상에 직접 체결하는 방식을 택하고 있다. 콘크리트도상은 초기 건설비가 자갈 도상에 비하여 높지만, 유지관리비용이 자갈도상보다 저렴 한 장점을 가지고 있다. 부산지하철에서 1호선은 모든 도 상이 자갈도상으로 되어 있으며, 2, 3호선은 콘크리트도상 으로 되어 있다. 다만, 2호선의 지상부분 역(호포, 금곡)은 자갈도상으로 되어 있다.

4.2. 1, 2, 3호선 전동차의 구동 방법 차이

현재 부산지하철 1호선에서 운행 중인 차량은 초퍼(Cho- pper) 제어 방식을 사용하는 차량이다. 초퍼 제어 방식은 모터에 걸리는 전압을 제어하여 전동차의 속도를 제어하는

Fig. 6. Railway Surface with Gravels of the Busan Subway Line 1.

Fig. 7. Railway Surface with Concrete of the Busan Subway Line 2 and 3.

방식이다. 2호선의 경우에는 VVVF 제어방식⁷⁾을 사용하는 차량으로서, 전형적인 유럽 Alstom사 차량의 구동음을 지 니고 있다. VVVF 제어 방식은 기본적으로 인버터를 사용 한다. 보통 교류로 들어오면 직류로 바꾸어서 모터를 구동 하는데 쓰이게 되는데 이때 인버터는 직류를 다시 교류로 바꿔주는 역할을 한다. 이런 VVVF 제어는 제어소자의 스 위칭 특성에 기인하게 되는 것이다. 즉, 직류에서 교류로의 변환 시에 인버터에서는 단시간에 고전압 및 높은 주파수

Fig. 8. Train for the Busan Subway Line 1.

(6)

를 주어 유도전동기를 작동시키게 된다. 그 때 전동차의 파 워 트랜지스터에서 소음이 발생하게 되는 것이다. 3호선 또 한 VVVF 제어방식 이지만 IGBT 소자를 사용하는 차량으 로 IGBT 소자는 이전의 GTO(2호선에 쓰이는 소자) 소자 보다 효율과 스위칭 주파수가 높아 가청주파수대역의 소음 이 많이 줄어들어 3호선의 구동음이 1호선과 2호선 차량에 비해서 비교적 조용하다.

4.3. 곡선부

철도선로는 가능하면 직선이어야 하나 지형지물에 따라 경제적으로 건설하기 위하여 방향전환을 해야 하는 차량이 일정한 속도로 원활하게 주행할 수 있도록 굽은 모양의 선 로를 곡선부²⁾라 한다.

곡선반경이 300 m 이하인 경우를 ‘급곡선’ 구간이라고 하는데, 최근 건설되는 지하철일수록 기존 도로를 따라 노 선이 결정되고 환승 등으로 인해 급곡선 구간이 늘어나고 있는 추세다. 급곡선 구간이 많을수록 지하철 스퀼 소음의 발생율이 높아진다. 스퀼 소음이란 ‘끼이익’하는 선로와 바 퀴 사이 마찰음이다. 스퀼 소음은 지하철 곡선부 소음의 직 접적인 원인이 된다. 지하철 곡선부에서의 소음 측정 시, 비교적 조용한 끝 차량에서 그리고 차량지면에서 1.2 m 떨 어진 부분에서 소음을 측정하였다.

Table 8, 9 및 10은 부산지하철 1, 2 및 3호선의 급곡선부 구간별 곡선반경을 각각 나타내고 있다. 곡선반경 값 옆에

Table 8. Curvature of the Railway of the Busan Subway Line 1

◇ Subway Line 1 (8 Places)

　 Section

Radius of Curvature.

m/(dB(A))

　 Section

m/(dB(A)) 1 Sinpyeong~

Hadan 200 (84) 5 Jagalchi~

Nampo 300 (87) 2 Seddaesin~

Dongdaesin 210 (71) 6 Nampo~

Jungang 240 (84) 3 Dongdaesin~

Toseong 300 (85) 7 Jungang~

Busan station 300 (88) 4 Toseong~

Jagalchi 300 (84) 8 City Hall~

Yeonsan 300 (84)

Fig. 11. Frequency Analysis of Squeal Noise between Busan Station and Jungang (Busan Subway Line 1).

Fig. 12. Frequency Analysis of Main Noise Source of Busan Subway Line 1.

　 Section

m/(dB(A))

　 Section

m/(dB(A))

1 Hopo~

Geumgok 200 (85) 13 Jeonpo~

MunJeon 300 (83) 2 Dongwon~

Yulli 300 (77) 14 Jeonpo~

MunJeon 240 (83) 3 Sujeong~

Deokcheon 300 (85) 15 Munhyeon~

Jigegol 200 (84) 4 Sujeong~

Deokcheon 250 (85) 14 Jigegol~

Motgol 250 (81) 5 Deokcheon~

Gumyeong 200 (85) 17 Namcheon~

Geumnyeonsan 250 (77) 6 Deokcheon~

Gumyeong 200 (85) 18 Suyeong~

Millak 170 (83) 7 Deokcheon~

Gumyeong 200 (85) 19 Suyeong~

Millak 260 (83)

8 Gunam~

Mora 300 (85) 20 Millak~

Centum City 200 (81)

9 Gunam~

Mora 300 (85) 21

Centum City~

Busan Museum of Modern Art

250 (80)

10 Deokpo~

Sasang 250 (82) 22 Dongback~

Haeundae 230 (83) 11 Gamjeon~

Jurye 200 (79) 23 Jung-dong~

Jangsan 250( 81) 12 Seomyeon~

Jeonpo 200 (79)

Fig. 13. Frequency Analysis of Squeal Noise between Geumgok and Hopo (Busan Subway Line 2).

(7)

표시된 괄호는 그 구간의 순간최고소음도 이다. Table 8에 서 보는바와 같이 1호선의 총 32,5 km 거리 중 급곡선부는 약 24%인 7.8 km이다. Table 9의 2호선 급곡선부는 총 45.2 km중 약41%인 18.5 km구간이다. Table 10의 3호선 급곡선 부는 총 18.1 km중 약 49%인 8.8 km구간이다.

Fig. 11은 부산지하철 1호선 중 순간 최고소음도를 보여 주는 부산역⇒중앙 구간의 주파수 분석 그림이다. Fig. 11 에서 보는바와 같이 순간 최고소음도는 1 kHz 전후 영역에 서 가장 높게 나타나며 80 dB(A) 이상 소음이 3초간 지속 되는 경우도 있었다. Fig. 12는 1호선 중 스퀼 소음이 가장 높은 4개구간의 순간 최고소음도에 대한 주파수 특성을 보 여주는 그래프이다. Fig. 12에서 보면 1호선은 1 kHz 전후 영역에서 높은 소음도를 나타내고 있다.

　 Section

m/(dB(A))

　 Section

m/(dB(A)) 1 Suyeong

200 (88) 5 Deokcheon~

Gupo 200 (90) 2 Mulmangol 200 (81) 6 Deokcheon~

Gupo 200 (90) 3 Sajik~

Minam 200 (85) 7

Gupo~

Gangseo-gu Office

200 (84)

4 Minam~

Mandeok 200 (91) 8 Daejeo 200 (77)

Fig. 15. Frequency Analysis of Squeal Noise between Minam and Mandeok (Busan Subway Line 3).

Fig. 13은 부산지하철 2호선 중 순간 최고소음도를 보여 주는 금곡⇒호포 구간의 주파수 분석 그림이다. Fig. 13에 서 보는바와 같이 순간 최고소음도는 1 kHz 전후 영역에서 가장 높게 나타나며 80 dB(A) 이상 소음이 5초간 지속되는 경우도 있었다. Fig. 14는 2호선 중 스퀼 소음이 가장 높은 4개 구간의 순간 최고소음도에 대한 주파수 특성을 보여주 는 그래프이다. Fig. 14에서 보면 2호선에서는 1 kHz 전후 영역에서 높은 소음도를 나타내고 있다.

Fig. 15는 부산지하철 3호선 중 순간 최고소음도를 보여 주는 미남⇒만덕 구간의 주파수 분석 그림이다. Fig. 15에 서 보는바와 같이 순간 최고소음도는 500 Hz 전후 영역에 서 가장 높게 나타나며 80 dB(A) 이상 소음이 14초간 지속 되는 경우도 있었다. Fig. 16은 3호선 중 스퀼 소음이 가장 높은 4개구간의 순간 최고소음도에 대한 주파수 특성을 나 타내는 그래프이다. Fig. 16에서 보면 3호선은 500 Hz 전후 영역에서 높은 소음도를 나타내고 있다.

Table 11에서 보는바와 같이 급곡선부에서의 소음값이 일 반곡선부보다 더 높음을 알 수 있다. 급곡선부에서의 평균 소음값이 일반곡선부에서의 평균소음값이 높게 측정되었지 만 소음도 차이가 크게 나지 않는다. 이는 급곡선부에서 순 간 최고소음도가 80 dB(A) 이상 나타나지만 오래 지속되지 못하고 65~70 dB(A)로 떨어지기 때문에 평균 소음도로 환 산시 큰 차이를 보여주지 않고 있기 때문이다. 하지만 2호 선에서 급곡선부의 소음도가 높게 나타나는 것은 2호선의 급곡선부에서는 S자 모양의 구간이 많아 3호선보다 급곡선 부의 비율은 떨어지나 소음도가 더 높게 나타났다. 3호선 은 80 dB(A) 이상 소음이 가장 길게 유지 되었지만 1호선 또는 2호선보다 역간 거리가 길기 때문에 급곡선부의 평균 소음도가 높지 않았다.

Table 11. Comparison of Noise Level Average between Slow Curvature and Sharp Curvature

Slow Curvature Average (dB(A))

Sharp Curvature Average (dB(A))

Subway Line 1 69 71

Subway Line 2 71 74

Subway Line 3 71 72

(8)

5. 결 론

부산지하철 세 개 노선의 소음도 비교 평가에서 다음과 같은 내용들이 확인되었다.

1) 2호선의 차량실내소음도 및 출․도착시 소음도가 1호 선 및 3호선 보다 높았다. 또한 급곡선부 소음도 비교에서도 2호선이 3개 노선 중 가장 높은 소음도를 보여주고 있다.

2) 1호선과 3호선의 비교에서 3호선이 1호선보다 약간 높은 차량실내소음도와 급곡선부 소음도를 나타내었다.

3) 2호선과 3호선의 터널구간에서의 차량 출․도착 시 소 음도 차이를 보면 2호선이 3호선보다 10 dB(A) 정도 높게 나오고 있다. 또한 급곡선부 비율은 3호선이 2호선보다 높 지만, S자형의 급곡선부가 많은 2호선에서 급곡선부 소음 도가 높게 나오기 때문에 2호선 차량의 소음도가 더 높음 을 알 수 있다.

4) 자갈도상에서 운행 중인 1호선 차량의 경우 2호선 및 3호선 보다 노후하지만 차량 실내소음도에서는 3개 노선 중 에서 가장 낮은 소음도를 나타내었다.

5) 터널 구간에서의 스크린도어 유․무에 따른 소음도 조 사에서 스크린도어가 미설치된 역이 설치된 역에 비하여 소 음도가 약 10 dB(A) 정도 높았다. 3호선의 경우, 모든 역에 스크린도어가 설치되어 있지만 지상역에 설치되어 있는 스 크린도어는 천장부분과 스크린도어 사이에 개구부가 있어 지상역이 다른 터널역보다 소음도가 3 dB(A) 정도 높았다.

참고문헌

1. ISO(Internation Orgranization Standardization)-3381 2. You, W. H., Hur, H. M., Koh, H. I., Park, J. H. and Choi,

Y. W., “A Study on Relationship between Curving Noise and Wheel Wear in Seoul Subway System,” Kor. Soc. Noise and Vibration Eng., 19(1), 85~93(2009).

3. Kim, J. C., Jeon, S. W. and Koo, D. H., “Analysis of Noise Reduction Effect for Platform Screen Door in the Subway,” Proceedings of the KSPE Annual Fall Confer- ence, pp. 1067~1068(2009).

4. Choi, Y. W., Koo, J. S., You, W. H. and Koh, H. I., “A Study on the Noise Characteristics of Subway Train,” Kor.

Soc. Railway, 12(3), 329~334(2009).

5. Nam, J. H., Park, K. S., Son, W. T., Ko, J. L. and Shin, J.

W., “A Study on the Indoor Noise Reduction by Installa- tion of Platform Screen Doors in a subway,” EAN Tech- nology Co., Ltd., Seoul, 135~280, Korea.

6. Kim, H. S., Park, G. P., Shin, S. H., Lee, M. T. and Moon, G. D., “Actual Noise Condition of the subway station in Gwang-ju City,” The Korean Society for Noise and Vibra- tion Engineering Annual Fall Conference, pp. 934~937.

7. Chung, E. S., Park, Y. H., jang, K. H., Lee, S. J., Bae, B.

H., Kim, J. S. and Kim, S. H., “IGBT VVVF INVERTER AS A PROPULSION SYSTEM FOR ELECTRIC CAR,”

The Korea Electric Association 50th Anniversary Summer Conference Papers (ERP7).

8. Kim, B. S., Lee, T. K., Choi, H. H., Ahn, B. U. and Suk, S. J., “Noise Characteristics of Busan Subway No. 2,” The Korean Society for Noise and Vibration Engineering Pro- ceedings of the KSNVE Annual Autumn Conference, pp.

360~361.

9. Ahn, C. W., Hong, D. K., Han, G. J., Gang, H. U. and Lee, K. S., “An interior noise characteristic analysis of Busan Metro Line 3,” The Korean Society for Noise and Vibration Engineering Proceedings of the KSNVE Annual Autumn Conference, pp. 362~367.