R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616RTRP-B067916-04 | |||||
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| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 도시철도 역사 운영 효율화 및 상태기반 유지보수 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2013-12-27 ~ 2018-04-26 | |||||
| 연구책임자 | 김연규 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
12명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
29명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 3,050,000,000 원 기업 : 1,260,000,000 원 계 : 4,310,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 16,450,000,000 원 기업 : 6,208,334,000 원 계 : 22,658,334,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국교통연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
도시철도 역사의 안정화 강화를 위한 승강장안전시스템 개발, 전력절감과 이를 위한 최적운영기술 개발 등 역사 운영 효율화를 통하여 도시철도운영자에게 안전과 에너지 절감을 제공하는 체계를 말한다. 또한 ‘80년 이후 도시철도 차량 유지보수 정비에 관한 Big data 기반의 新유지보수기술을 개발해 도시철도 경영합리화에 기여하는 기술을 말한다. 본 연구단은 도시철도 역사 운영 효율화 및 상태기반 유지보수 기술 개발을 목표로 2013년 국토교통기술연구개발사업으로 선정된 1세부 RPSD 국제표준인증 및 상용화 기술개발, 2세부 도시철도 역사 에너지 저감기술 개발, 3세부 상태기반 스마트 유지보수 핵심기술개발로 구성되어 있다. 연구단 단위의 연구개발 목표 설정 및 연구내용, 연구일정 등을 통합적으로 관리하여 최종목표에 부합하는 연구결과를 제시함을 목적으로 한다. [최종목표] □ 1세부_RPSD(로프형 승강장 안전도어) 국제표준 인증 및 상용화 기술 ○RPSD 상용화 기술확보 - 신뢰성평가 보고서(문양역, 츠키미노역, 시범설치 3개소) - 부품의 신뢰성 확보 (부품 중 PSD 상용품 사용 비율 50%) - 제작검사/설치(시공)/배송 등의 편의성 확보를 위한 모듈화 기술 - 구조체 경량화 기술 - 고속철도와 이외 철도 및 철도건널목 시제품 각 1식 현장설치 ○ 해외진출을 위한 국제표준인증 획득 - SIL 인증 획득 ○ 해외 지적재산권 확보 - 미국/일본/중국/EU 등의 해외특허 등록 □ 2세부_도시철도 역사 에너지 절감기술 개발 ○ 도시철도 역사의 에너지 자립화를 위한 전력저장장치 기반의 에너지 최적 운영 기술 및 에너지 절감시스템 개발 - 도시철도 지하역사, 지상역사에 대한 에너지 절감시스템 개발 및 테스트베드 구축 - 역사 전력사용량 30%(피크전력 5% 포함), 전력요금 10% 이상 절감 - 도시철도 에너지절감 시스템 사업화 모델 개발 및 제도화 지원 □ 3세부_상태기반 스마트 유지보수 핵심기술 개발 도시철도차량의 안전성, 신뢰성, 가용성을 동시에 향상시키면서도 운영·유지보수 비용을 절감할 수 있는 신 유지보수체계인 스마트 상태기반유지보수체계(CBM)의 활용전략을 수립하고, 이의 구현을 위해 도시철도차량 부품의 상태에 기반한 상태기반 유지보수(CBM : Condition Based Maintenance) 핵심기술을 개발 ？ 상태기반 스마트 유지보수체계의 시행지침서 개발 ？ 빅데이터 기반 유지보수 전문가 시스템 개발 ？ 예비품 등 유지보수자원에 대한 최적 소요량 산출 시스템 개발 ？ 동력전달계통 주요 장치에 대한 CBM 모델 연구 [연구내용 및 범위] □ 1세부_RPSD(로프형 승강장 안전도어) 국제표준 인증 및 상용화 기술 ○RPSD 상용화 기술확보 - 신뢰성평가 보고서(문양역, 츠키미노역, 시범설치 3개소) - 부품의 신뢰성 확보 (부품 중 PSD 상용품 사용 비율 50%) - 제작검사/설치(시공)/배송 등의 편의성 확보를 위한 모듈화 기술 - 구조체 경량화 기술 - 고속철도와 이외 철도 및 철도건널목 시제품 각 1식 현장설치 ○ 해외진출을 위한 국제표준인증 획득 - SIL 인증 획득 ○ 해외 지적재산권 확보 - 미국/일본/중국/EU 등의 해외특허 등록 □ 2세부_도시철도 역사 에너지 절감기술 개발 ① 신재생에너지와 회생에너지를 연계한 전력저장장치 기반의 복합에너지 생산기술 - 피크전력저감용 전력저장장치가 결합된 계통연계형 PCS 개발 - 전력저장장치 연계용 차량 회생에너지 전력변환시스템 개발 - 신재생에너지 활용을 위한 경량화된 태양광 모듈 및 연계시스템 개발 - 도시철도 역사 통합 에너지 최적 스케줄링 알고리즘 개발 ② 도시철도 역사 에너지 최적관리 및 에너지 저감 기술 - 전력 공급원, 부하설비를 통합 에너지 모니터링 및 제어를 위한 에너지 통합 운영시스템(TOS, total operation system) 개발 - 역사 폐열 및 신재생에너지를 활용한 냉난방 시스템 개발 - 고효율 영구자석 전동기를 포함한 블로워 적용기술 개발 - 3차원 공간정보 기반 도시철도 역사 에너지 성능평가 솔루션 개발 ③ 도시철도 역사 실증표준 테스트베드 구축 및 평가기술 - 도시철도 역사 최적 전력망 구성 및 운영기술 개발 - 실증표준 테스트베드 구축(도시철도 지하역사 및 지상역사 각 1개소) 및 시범 운영 - 테스트베드 시험평가기법 및 비용대비 효과분석 - 사업화 모델 개발 및 제도화 지원 □ 3세부_상태기반 스마트 유지보수 핵심기술 개발 ？ 상태기반 유지보수체계 실행방안 연구 - 기존 유지보수체계와 CBM의 연계기술 개발 ？ 빅데이터 기반 유지보수 전문가시스템 개발 - 수학적/통계적 모델링을 통한 유지보수 알고리즘 개발 - 축적된 경험, 운영/고장/유지보수 빅데이터를 활용한 유지보수 추론 엔진 개발 - 스마트 유지보수 정보관리 및 의사결정시스템 개발 - 기존 유지보수시스템과의 정보 인터페이스 모듈 개발 ？ 유지보수 자원에 대한 로지스틱스(Logistics) 시스템 개발 - 예비품/정비인력/정비설비 등의 유지보수 자원에 대한 소요량 산출 알고리즘 및 시스템 개발 - CBM 효과도/가용도 평가용 시뮬레이션 모듈(S/W) 개발 - 예비품/정비인력/정비설비 등의 유지보수 자원에 대한 적정성 평가시스템 개발 ？ 동력전달계통 주요 장치(고전압장치, 추진제어장치, 동력전달장치, 제동장치)에 대한 CBM모델 연구 - 동력전달계통 주요 장치 상태진단 기법 연구 - 경험 및 운영/고장/정비 이력 데이터를 활용한 CBM 모델 연구 (Experienced/Inspection Based CBM Model) - 기존 TCMS 및 계측 신호데이터를 활용한 데이터 기반 CBM 모델 연구 (Data-driven CBM Model) - 센서 신호처리 및 특성 추출 (feature extraction) 기법을 활용한 물리적 고장 메카니즘 기반 CBM 모델 연구 (PoF-Physics of Failufre Based CBM Model) |
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| 색인어 | 한글 | 로프형 승강장 안전도어 | 모듈화 | 에너미 통합 운영 시스템 | 회생에너지 연계시스템 | 상태기반 |
| 영문 | Rope type Plateform Safe Door | Modularization | Energy total Operation System | Regenerative energy interface system | Condition-based | |
| 최종보고서 | 01_2세부_역사에너지_최종보고서_180731_최종 180808.pdf RPSD국제표준 인증 및 상용화 기술개발 최종보고서.pdf 최종보고서(본문)_3세부_상태기반유지보수_수정_180730.pdf | |||||