R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201313PURT-C059783-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 지상역 승강장의 지능형 승객안전사고 방재 시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2011-09-30 ~ 2013-09-29 | |||||
| 연구책임자 | 김현 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
17명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 260,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 260,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,492,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 1,492,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국교통연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
(1) 연구개발의 배경 ? 현재 지하 역사의 승강장 스크린 도어(PSD: Platform Screen Door) 시스템은 승객의 안전 확보, 승강장 공기 질 개선 및 에너지 절감을 목표로 1990년대부터 2010년까지 보급되어 왔음 - 철도역사 총 695개 중 371개소 설치 (지하역사 PSD 시스템 보급률 95%) - 총 설치비용은 7,420억원 규모(역사 당 PSD 설치비용 약 20억원) ? 반면 지상역사 승강장의 경우 PSD 설치는 시작 단계에 있으며, 그 이유는 다음과 같음 - 현행 PSD의 설치비용이 20억 이상(10량 1편성 기준)으로 고가임에도 불구하고 지하역사의 승강장과 같이 환경개선과 에너지 절감의 효과가 기대할 수 없음 - 강풍과 폭우, 폭설, 한파 등에 직접 노출되어 있는 지상역의 경우 이에 대응하기 위해 추가 비용 예상 - 현행 PSD는 스크린 도어 개폐 위치가 고정되어 있어 열차의 출입문 위치와 차량제원이 일치하지 않는 경우 설치가 어렵다는 상황도 매우 큰 이유에 해당됨. 예를 들어 인천공항철도는 향후 KTX와 Alex전동차, 그리고 EMU 열차 등 출입문 개소수와 위치가 다양한 차종이 정차하는 승강장에 모두 부합하는 스크린 도어 개폐 시스템이 없음 ? 지상역사의 승강장은 현재 경춘선을 포함하여 628개소이지만 중앙선, 경부선 등 전철화 확대와 함께 고속철도 역사의 승강장은 복지교통 실현을 위해 고상화가 필수적인 바, 향후 지상역 승강장 시설은 259개소로 확대될 예정이며 이때 지상역사 승강장의 승객안전사고 방재시스템은 매우 중요한 철도 안전시설로 대두 (2) 연구개발의 목적 ? 본 연구개발은 지상역 승강장의 환경에 부합한 승객안전사고 방재시스템 개발과 실용화를 목적으로 하며, 구체적으로는 다음과 같은 연구개발을 수행 - Main Lift의 소형화 기술개발 - 로프 안내 가이드 내구성 개선과 와이어 탄성유지방안 확보 - RPSD 시작품 제작과 내구성 시험 - 철도차량과 지능형 인터페이스 기술 적용 - 시공화 표준화방안과 유지보수체계 확립 - 철도용품 품질인증 [최종목표] (1) 지상역 승강장의 지능형 승객안전사고 방재 시스템(RPSD:Rope Platform Screen Door) 실용화 기술 개발 ? 광주녹동역의 RPSD시스템은 철도안전시설 용품으로서 신뢰성을 확인할 수 없기 때문에 지상역사 환경조건에 대응한 구조해석과 내구성 평가, 철도용품 품질인증을 득해야 함 ? 지상역 정거장에서는 곡선구간이 많이 존재하기 때문에 분할 시공할 경우 광주 녹동역 RPSD 시스템은 6량 1편성 120m 일체형이므로 지상역 환경에 미흡 ? 경제성과 내구성 성능 개선 요구 - 와이어 로프 블록 개수만큼 실린더(4개)가 필요하기 때문에 곡선구간의 지상역 정거장 대응을 위한 분할 시공할 경우 Main Lift는 많은 공간을 필요로 하며, 설치비용 증가 - 와이어로프와 이를 고정하기 위한 이동체간의 편하중과 비틀림으로 내구성이 떨어짐(내구성 시험 결과 4,500회=1년 6개월 수준, 이는 광주녹동역 운행횟수가 1일 10회 기준)으로 인해 유지보수비용 증가 ? 차량과 인터페이스 적용 - 철도차량과 인터페이스 기술은 기존 PSD(Platform Screen Door)에서 적용되고 있으며, 철도운영기관에 따라 다른 방식(ATO 지상신호설비와 연계 또는 FR통신)이 채택되어 있음 - RPSD는 열차 1량 단위 제어개념이 목표이므로 철도운영기관의 방식을 채택하여 인터페이스 적용방안을 연구 (2) 지상역 조건과 열차 차종 등에 따른 RPSD 상하 개폐 기술(분할형 기술) ? 현재 PSD 관련 기술동향 파악 결과(☞ 관련 기술동향 분석 참조)를 보면, 지상 역사 승강장 환경에 적합한 실용화 기술이 존재하지 않음 ? 특히 현행 PSD 시스템은 2개 이상의 다른 열차 차종 예를 들면 KTX와 수도권 전동차가 정차하는 승강장에는 적용할 수 없는 바 이를 해결하는 것을 목표로 설정하였음 ? 이는 실용화를 위해 한국과 일본에서 반드시 시범사업이 필요하며, 이를 통해 신뢰성이 확립되어야 함 (3) 설치비용과 유지보수비 50% 절감 [연구내용 및 범위] 본 연구내용과 범위는 실용화 목표 달성을 위해 다음과 같이 설정함 (1) 실용화 기술개발을 위한 시스템 엔지니어링 ? Main Lift의 소형화 기술개발 - 광주녹동역에서 운영하고 있는 시스템은 Main Lift 규모가 (길이=1.0m), (폭= 0.4m), (높이=3.0)에 해당되므로 승강장의 최소곡선반경 300m 만족시키기 위해 몇 개로 분할되어야 하지만, Main Lift가 크기 때문에 현장 적용에 한계 - 따라서 열차 1량 단위 제어가 가능하도록 Main Lift 소형화 기술 개발 필요 ? 로프 안내 가이드의 내구성 개선 - 기존 RPSD 시스템은 승하강 Sliding “LM"형 가이드가 와이어 장력(Tension)을 받고 있어 편하중에 따른 모우멘트(Moment)를 받기 때문에 “LM"형 가이드의 내구성이 낮음 - 이를 개선하기 위해 직선운동 없이 작동하는 구조 개선과 와이어 로프를 레일 및 롤러와 중심이 서로 일직선이 되도록 설치하는 기술개발 ? 와이어 탄성유지 방안 연구 - 와이어 부재를 이용하여 구조물 설치비용의 50% 절감 목표가 있는 바, - 와이어의 탄성 유지 기술이 매우 중요하므로 스프링의 강도와 와이어 좌굴현상 분석에 근거하여 체결장치 최적화 방안 연구 수행 ? 신뢰성 및 내구성 평가 - 시작품과 시제품 제작과 설치운영 이후 성능평가를 통해 실용화 기술 수준을 확인하고 제품화 방안을 제시 (2) 철도차량과 지능형 인터페이스 기술 적용 ? RPSD 운영은 지상역 정거장 단위의 독립운영과, 신호시스템 연계 또는 RF통신으로 연동제어 가능 ? 지상역 정거장의 경우 해당 다양한 차종과 다양한 열차 편성에 대응 가능한 RPSD 제어 기술 확보 - 다양한 열차차종과 편성에 대응 가능할 수 있는 인터페이스 기술에 해당 - 10량 1편성 정거장에 6량 편성의 차량이 이용할 경우 6량 이외 나머지 공간은 안전시설로서 작동할 수 있는 인터페이스 기술 (3) 제품화 방안 연구 ? 시공화 표준화방안, 유지보수체계 ? 철도용품 품질인증 등 마케팅 전략 |
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| 색인어 | 한글 | 지상역 | 승객 | 안전방재 시스템 | 지능형 | 인터페이스 |
| 영문 | Ground Station | Passenger | RPSD System | Advance | Interface | |
| 최종보고서 | 0721_RPSD_최종보고서_취합수정.pdf | |||||