R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201010PURT-C054809-01 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 철도분야 신호시스템 상세기획연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2010-05-12 ~ 2010-08-11 | |||||
| 연구책임자 | 이성모 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
2명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 96,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 96,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 96,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 96,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 서울대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
1. 연구의 개요 철도시스템은 타 교통시스템과 비교해서 높은 수송능력을 갖고 있으면서도 온실가스발생량이 적은 대표적인 저탄소 녹색성장이다. 이러한 장점을 극대화하기 위해서 국가교통정책을 철도교통을 중심으로 하는 교통체계로 전환하고 있다. 또한 철도신호시스템이 전체사업비에서 차지하는 비율은 철도의 안전한 운행보장과 철도운영효율 향상을 지원하면서 기존 3%에서 최근 10%로 높아지고 있다. 철도중심의 교통정책 전환과 철도신호시스템 구축비용의 증가를 대비하여 철도신호시스템기술, 열차제어기술, 무선통신기술 등을 개발하였다. 그러나 국내 철도건설운영기관에서 요구하는 신뢰성, 안전성 등 성능요구사항에 대한 객관적인 검증과 인증을 만족하지 못한 결과 개발한 기술과 시스템의 상용화 실적이 전무한 상황이다. 철도신호시스템은 안전성 중심의 시스템엔지니어링기술, 자동제어기술, Vital S/W & H/W기술, 정보통신기술 등으로 구성되고 있기 때문에 철도신호시스템의 상용화는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다. - 국내 철도산업고도화 및 선순환 경제체제 구축 - 국내 철도건설운영기관의 경영개선 - 국가 신성장동력산업 창출 등 따라서 철도신호시스템의 고도화된 기술을 개발하고 상용화하기 위해서는 기존의 연구개발경험을 토대로 추진전략과 연구내용을 체계적으로 도출하기 위한 상세기획연구를 수행하여야 한다. 2. 연구의 중요성 2.1 기술적 측면 철도신호시스템은 철도인프라설비, 승객서비스설비, 안전설비 및 차량과 긴밀하게 연계되어 있기 때문에, 신호시스템을 개발하고 상용화하는 것은 종합적인 추진전략과 추진체계 하에서 수행되어야 한다. 그러나 철도신호시스템과 관련된 연구개발을 다음과 같이 수행하였기 때문에 상용화가 이루어지지 않고 있다. - 철도차량개발을 지원하는 보조적인 연구개발 - 개발시스템한 시스템의 신뢰성과 안전성 검증체계 미비 등 무선통신기술과 기존의 열차제어기술을 융합한 새로운 시스템을 개발하여 도시철도, 일반철도 및 고속철도에 적용하고 있다. 국내의 경우 경량전철과 도시철도에 무선LAN기술을 적용한 신호시스템을 도입설치하고 있다. 국내 철도건설운영기관에서 사용하고 있는 신호시스템은 해외시스템이기 때문에 유지보수, 개량 및 노선확장 시 기술적인 부분을 해외신호업체에 의존하고 있어 많은 시간을 비용을 낭비하고 있다. 2.2 경제, 산업적 측면 국가경제 및 국내 철도산업에 직접적으로 영향을 줄수 있는 다음과 같은 정책을 추진하고 있다. - 녹색성장 국가전략에 의한 철도여객수송분담율 30%(2050년)로 확대, - 철도부문 투자비중 50%(20220년)로 확대하여 KTX의 서비스 권역확대 - 광역철도망 및 도시철도망을 확충하여 급행중심의 광역철도서비스 확대 - 철도산업기본법을 산업육성과 지원체계중심으로 개정(민간투자유도) 최근에 브라질, 미국, 아시아 및 중동에서 향후 10년간 1140조원의 고속철도 시장이 형성될 것으로 전망하고 있다. 또한 기존 열차제어기술에 IT기술을 융합하여 무인자동운전이 가능한 신호시스템의 사업비 비중이 10%대로 계속 증가할 것으로 보인다. 2.3 사회, 문화적 측면 철도가 고에너지효율, 저탄소 교통수단으로서 국가 온실가스감축목표를 2020년까지 달성하는데 선도적인 역할을 할 것으로 기대된다. 정부는 철도안전법을 토대로 유럽의 철도선진국과 같은 수준의 철도안전을 확보하기 위해서 각종 법령과 기준을 제정하고 있다. 이러한 정부정책을 지원할 수 있는 안전성활동과 관련된 연구개발이 요구된다. [최종목표] 철도신호시스템의 상용화에 필요한 연구개발내용을 도출하고, 이를 체계적으로 수행하는데 필요한 추진전략과 방법을 수립한다. 1. 철도신호시스템 상용화에 필요한 연구개발내용 도출 철도건설운영기관에서 요구하고 있는 객관적으로 성능이 검증된 신호시스템을 확보하고, 국내철도시장에 진출하기 위해 기술력 미확보분야에 대한 연구개발 및 기존 기술에 대한 고도화 연구를 수행한다. - 신호 및 제어시스템 관련 국내외 기술동향과 시장 분석 - 타 분야(도로, 항공, 항만 등) 신호 및 제어시스템 조사 및 분석 - 철도신호시스템 연구개발을 위한 유관기관 의견수렴 - 철도신호시스템 연구개발 대상분야 설정을 위한 조사 및 분석 및 종합평가 - 철도신호시스템 연구개발 대상분야 설정 - 기술적, 경제적 타당성 검토분석 및 종합평가 - 연구개발 대상분야의 최종목표 및 범위 설정 2.철도신호시스템을 성공적으로 상용화하기 위한 추진전략 및 추진체계 수립 본격적인 연구 과제의 추진에 앞서 대규모 예산 투입에 따른 예산 효율성과 연구개발 성공 가능성을 높이기 위해서 연구과제의 추진전략과 실행방안을 제시한다. - 연구목표 달성을 위한 추진전략 및 추진체계 수립 - 소요예산 및 일정 계획 수립 - 본 과제 공모를 위한 RFP 도출 [연구내용 및 범위] ○ 국내에서 현재 운행중이거나 향후 개통예정인 철도의 신호시스템 자료 수집 및 분석 ○ 국내외 철도신호시스템 개발현황 - 국내 철도신호관련 R&D 프로젝트 자료 수집 - 국내 철도운영기관의 구매조건부사업 등 개발지원정책관련 자료 조사/분석 - 미국의 CBTC프로젝트, 유럽의 ETCS 및 중국고속철도 관련 자료 조사/분석 ○ 국내 철도건설사업 또는 신호개량사업에 적용된 신호기술 상용화 현황 조사/분석 ○ 국내외 철도신호시장 현황 및 전망 - 세계 5대 신호기업의 프로젝트 수행현황 및 표준화활동 신호시스템 조사/분석 - 국내외 철도시장예측기관의 철도시장전망 및 정부의 중장기 철도건설계획관련 자료 조사/분석 ○ NYCT의 신호시스템(도시철도용 CBTC) 및 EU의 신호시스템(간선철도용 ETCS) 구축전략 및 추진실적 등에 관한 자료 수집 ○ 타분야(도로, 항공, 항만 등) 신호 및 제어 시스템의 기술개발현황, 수준 및 동향 - 현재 국내외에서 운영되고 있거나 또는 향후 운영 예정인 기술 조사/분석 - 연계개발(활용) 분야 및 통합 가능성 조사/분석 및 개발전략 수립 ○ 경량전철 신호시스템, 자기부상철도, 고속철도 및 기존선의 상용화 추진시 요구사항 및 문제점 조사/분석 ○ 철도신호시스템 관련 기관에 대한 설문조사/분석 ○ 철도신호시스템 기술분야별 조사？분석 - 국내 철도신호기업이 개발확보중인 H/W & S/W 조사/분석 : 성능시험결과, SIL (Safety Integrity Level)적용 및 RAMS활동 유무 - 표준화의 필요성, 방향 및 범위 - 국내외 법령체계, 검증대상, 소요인프라 및 활용 가능한 인프라 조사/분석 : 상업운영선(목포 대불선), 폐선(중앙선 폐선), 전용시험선(200km/h급 루프형) - 지속적인 인증 인프라 활용 방안 및 성능인증 관련 시험 항목 도출 - 소요 주파수대역, 최소한의 채널 수, 철도전용통신망구축방안 ○ 철도신호시스템 분야별 연구개발내용 설정 - 철도신호관련 국가연구개발사업 조사/분석 : 연구목표, 연구내용 및 연구결과, 기존 성과의 문제점 : 확보된 기술 및 확보해야 할 기술 및 미흡한 기술 - 기존 성과물의 활용 가능성, 활용 방안 및 연계성 도출 - 무선통신기반 열차제어시스템 국가연구개발사업 추진 : 국가연구개발사업의 필요성, 목표 : 단계별 추진 방안 및 범위 설정 ○ 철도신호시스템 분야별 개발목표 및 범위 설정 - 속도단계별로 구분하여 목표 및 범위 도출 : 정량적, 정성적 성과목표, 성과지표, 측정방법 및 근거 제시 - 정부의 철도교통 투자계획 조사/분석 ○ 철도신호시스템 기술적 문제 해결 가능성 및 해결방안 검토 - 분야별 국내 연구개발역량의 조사/분석 - 산학연 협력체계 및 해외전문가 활용방안 도출 ○ 철도신호시스템 상용화의 기술적, 경제적 파급효과 분석 - 향후 25년간 국내 및 해외 철도시장 분석 - 신호시스템 상용화가 국내신호기업에 미치는 긍정적인 효과를 점유율별로 분석 ○ 철도신호시스템 연구개발 시나리오 제시 ○ 철도신호시스템 개발전략 및 추진체계 제시 ○ 철도신호시스템 미확보기술개발 및 기존기술 고도화전략 제시 ○ 철도신호시스템 상용화 방안 제시 - 정부의 지원정책, 신호기업의 중장기전략 조사/분석 - 철도신호전문가 및 정책담당자와의 협의를 통해서 최적의 시나리오 및 전략 선정 : 인프라 확보방안, 기업 및 철도유관기관의 참여형태 - 연구개발추진체계 : 세부과제체계, 개발컨소시엄구성, 각 기관별 참여연구인력 및 인프라 등 제시 - 적용 가능한 상용화 대상노선 선정 및 설치방안 ○ 철도신호시스템 연구개발 소요예산 및 일정 수립 - 인프라 구축 및 운용비용, 시스템구축(개발)비용 - 단계별 일정, 연차별 추진 일정 ○ 철도신호시스템 연구개발과제 RFP 작성 - 연구개발 목표, 연구개발의 필요성, 연구개발 내용, 연구개발 추진방법 제시 - 기간과 예산 등 제시 |
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| 색인어 | 한글 | 철도 | 신호 | 열차제어시스템 | 검증 | 상용화 |
| 영문 | railway | signaling | train control system | verification | commercialization | |
| 최종보고서 | 0639_철도분야 신호시스템 상세기획연구 연구보고서.pdf | |||||