이동 중인 차량의 전신 진동 위험을 평가하는 개선된 방법은 GPS 위치 및 속도 데이터를 사용하여 ISO 2631-1 표준에 따라 정확도를 높입니다. 새로운 ISO 8041-2 진동 선량계를 사용하면 간단한 진동 차트를 특정 위치에 매핑하여 고위험 영역을 찾을 수 있습니다. 속도 정보는 속도가 WBV 노출 위험에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 데 도움이 됩니다. 이러한 접근 방식을 통해 ‘나쁜 도로 상태’를 정확하게 식별하고 속도와 관련된 노출 위험을 분석하여 목표에 맞는 완화 전략을 수립할 수 있습니다.
차량의 전신 진동(WBV)은 주로 ISO 2631-1에 명시된 지침에 따라 측정되며, 측정 보고서에 주파수 내용과 시간에 따른 조건 변화를 포함할 것을 강조합니다. 이 표준은 차량에서 개인이 경험할 수 있는 진동의 강도와 변동성을 모두 고려하여 WBV 노출의 역학을 파악하기 위한 포괄적인 접근 방식을 제시합니다. 이러한 세부 지침에도 불구하고 기존의 측정 관행은 차량 속도 및 도로 품질과 같은 변수를 적절히 고려하지 않고 기준 조건에서 수집한 데이터에 의존하는 경우가 많습니다. 이러한 접근 방식은 실제 진동 노출 수준을 부정확하게 나타내거나 과소 또는 과대 평가할 수 있습니다.
이러한 한계에 대응하여 ISO 8041-2의 첨단 진동 선량계가 등장하면서 GPS 데이터를 통합하여 특정 위치를 측정된 진동 수준과 연관시켜 평가 프로세스에 혁신을 가져왔습니다. 이 도구는 이러한 데이터 포인트를 진동의 크기를 나타내는 색상으로 구분된 경로와 함께 지도에 표시함으로써 시각적으로 직관적이고 정밀하게 WBV 위험을 평가할 수 있는 방법을 제공합니다. 이 혁신적인 접근 방식은 차량 속도와 경로 정보를 통합하여 WBV 노출 평가의 정확성을 향상시킬 뿐만 아니라 8시간 동안의 WBV 평가 지표인 A(8) 진동 노출을 예측할 수 있는 강력한 수단을 제공합니다. 그 결과, 이동 중인 차량의 WBV 위험 평가의 신뢰성을 크게 향상시켜 노출을 완화하기 위한 표적 개입을 가능하게 합니다.
이 연구에서는 다양한 도로 품질을 가진 경로를 주행하는 스코다 슈퍼브의 시트 진동을 측정하기 위해 최첨단 ISO 8041:2를 준수하는 전신 진동 노출 레벨 측정기인 SVANTEK SV 100A를 사용했습니다.
목표는 차량이 도로 상태가 좋지 않은 구간과 좋은 구간 사이를 통과할 때 시트에서 느껴지는 진동을 포착하고 분석하는 것이었습니다. SV 100A는 무가중 1/3 옥타브 스펙트럼과 함께 가속 가중치(aw) RMS 및 VDV 값의 시간 이력을 기록하여 여행 내내 진동 수준에 대한 자세한 설명을 제공했습니다.
SV 100A와 함께 차량 실내에 설치된 스마트폰은 실시간 GPS 데이터 수집을 용이하게 하여 진동 측정값과 차량 위치 및 속도의 정확한 상관관계를 파악할 수 있게 했습니다. 이렇게 진동 데이터를 지리적 및 속도 변수와 통합하여 도로 품질이 시트 진동 수준에 미치는 영향을 종합적으로 분석할 수 있었습니다. 수집된 데이터는 슈퍼바이저 소프트웨어에서 추가로 처리되어 다양한 도로 구간에서 진동 노출과 그 변동성을 정확하게 평가함으로써 차량 탑승자에게 전신 진동이 미치는 영향에 대한 이해를 높일 수 있었습니다.
그림 1. SV 100A 무선 전신 진동 노출 측정기
ISO 2631-1 표준에 따라 수행된 차량 진동 노출에 대한 종합적인 분석은 4단계로 진행되었으며, 각 단계는 이전 단계를 기반으로 하여 진동 노출 위험의 복잡성에 대한 이해를 심화시키고 해결책을 제시합니다.
첫 번째 단계에서는 진동 노출 수준을 평가하여 진동 크기 증가를 파악했습니다. 이 단계에서는 진동 수준이 실제로 증가하고 있음을 확인했지만, 이러한 증가의 원인과 잠재적 노출 위험을 완화하는 데 필요한 전략에 대한 중요한 질문은 해결되지 않았습니다.
그림 2. Supervisor 소프트웨어에서 계산된 진동 노출 값
두 번째 단계로 넘어가서 진동 크기(awmax)의 시간 이력을 분석했습니다. 이 단계에서는 진동 수준의 증가를 더욱 정량화했지만 첫 번째 단계와 마찬가지로 이러한 변화의 근본적인 원인에 대한 통찰력을 제공하거나 효과적인 개입을 제안하는 데는 부족했습니다.
그림 3. 속도가 다른 AWX의 시간 기록
세 번째 단계는 분석의 전환점으로, 차량 속도, 도로 품질 및 진동 진폭 간의 관계를 조사하기 위해 지도 위에 최대값을 표시했습니다. 품질이 좋은 도로에서 차량 속도의 변화는 진동 수준에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되어 인프라 품질이 진동 노출을 제어하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었습니다. 반면, 품질이 좋지 않은 도로에서 속도가 증가하면 진동 크기가 크게 증가하여 도로 상태가 진동 수준에 미치는 영향을 강조했습니다.
그림 4. 양호한 품질의 도로에서 지도에 표시된awmax 값
그림 5. 품질이 좋지 않은 도로의 지도에 표시된awmax 값
연구의 네 번째 단계에서는 1/3 옥타브 스펙트로그램을 사용하여 품질이 좋지 않은 도로의 진동 증가를 시각적으로 표현했습니다. 이 접근 방식은 다양한 도로 표면이 진동 주파수와 강도에 미치는 영향을 명확하고 상세하게 표현하여 진동 수준 상승에 기여하는 요인을 보다 미묘하게 이해할 수 있도록 했습니다.
그림 6. 1/3 옥타브 대역의 가중치 없는 RMS(x) 값d
