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청구권자

청구권자 정보제공
과제번호 22DPIW-C153340-04
사업명 공공혁신조달연계 무인이동체 및 SW플랫폼 개발
과제명 무인이동체기반 접근취약 철도시설물 자동화점검시스템 개발
주관연구기관 한국철도기술연구원
분류 -   -   -
총 연구기간 2019-06-28 ~ 2023-06-27

총괄연구책임자

총괄연구책임자 정보제공
성명 윤혁진
소속 한국철도기술연구원
전화번호 031-460-5000

연구정보

연구정보 제공
연구개발개요 ○ 철도시설물이 매년 증가하고 또한 전철화 증가에 따른 전기분야 주요시설물이 지속적으로 증가하고 있는 반면, 시설물 유지관리 인력은 지속적으로 감소추세에 있음
- 최근 5년간 철도시설물 및 전기분야 주요시설물 유지관리 인력 각 7%와 4% 씩 감소
- 한국철도공사의 주요 토목구조물 및 전기시설물에 대한 인당 정기점검 개소는 각 579개소와 13.8개소로 체계적인 유지관리가 어려움
- 열차운행 1억km당 작업자 사망자수는 6.17명('14)으로 선진국대비 8배 높은 수준(독일 0.77명)으로 이를 개선하기 위한 기술 확보가 필요함

○ 접근취약지역 철도시설 유지관리를 목적으로 무인이동체 운영 착수
- 국토부 철도시설안전과 주관으로 철도공사(시설, 전기 분야) 및 철도시설공단에서 시범운용 수행('17.05~10)
?무인이동체의 철도시설 유지관리 목적으로 적용 가능성 검토
?상용 UAV를 이용하여 접근취약개소의 영상 획득만을 수행하였으며, 기존 인력점검대비 점검시간 단축 효과를 확인
- 철도공사에서는 21대의 상용 무인이동체를 각 지역본부에서 영상획득 용도로 활용중('19.05)이며, 토목시설처 주관으로 운용을 위한 전담조직 준비중
- 철도시설공단에서는 철도보호지구 관리를 위하여 무인이동체를 시험 운용('18.12)하였으며, '19년에 2대의 무인이동체를 도입 예정

○ 무인이동체를 이용하여 철도시설물 정기점검을 수행하기 위하여 고려하여야 할 사항
- 전차선, 송선선로 등 전자기파 발생개소 운용시 철도운영환경에 강인한 무인이동체 기술
- 현장 작업자의 수동조작을 최소화하며 운영할 수 있는 점검 자동화 기술
- 철도시설물 근접운용시 안전확보를 위한 지침, 시험평가
- 무인이동체 취득영상 통합관리, 손상진단, 상태분석 시스템
- 주기적인 변상추적, 외관 조사망도 생성 및 표출 시스템

○ 무인이동체기반 철도시설물 점검 자동화 기술 개발
- 철도운영환경에 강인한 자동화 점검용 무인이동체 제어 기술 개발
?전차선 고전압, 고자기장에 강인한 무인이동체 제어 기술 개발
?열차풍에 대한 무인이동체의 위치, 자세 안정화 기술 개발
?전차선 등 지장물 자동회피 기술 개발
- 원격제어 점검을 위한 무인이동체 3차원 운용 시스템 개발
?무인이동체간 점검시나리오 연계기술 개발 (무인이동체의 고장, 배터리 잔량 등 고려)
?점검을 위한 철도 시설물별 3차원 자동화 운용 기술 개발
?열차 운행 스케쥴과 연계된 원격제어 안전성 향상 및 현시 기술 개발
?조달청 우수물품 심사 신청 및 등록
- 철도시설물 근접 안전기준 및 시험평가 기술 개발
?무인이동체의 철도시설물 근접을 위한 기준규격 및 평가 항목 도출
?철도환경에 특화된 무인이동체 시험평가를 위한 계측장비 개발
?접근취약 철도시설물의 정기점검용 무인이동체 시험평가를 위한 Test Bed(철도종합시험선로 활용) 구축
?장기 시험운용을 위한 확장방안 및 활용계획 수립

○ 철도시설물별 무인이동체 취득영상 분석 및 상태진단 자동화 기술 개발
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 상태분석 시스템 개발
?무인이동체 취득영상 및 외부표정요소의 GIS기반 현시기술 개발
?무인이동체 수집 데이터 통합관리 체계 개발
?데이터 이력기반 변상추적 기술 개발
?철도시설물 외관 조사망도 표출 및 생성 기술 개발(철도교량, 송전철탑 등 대상)
- 무인이동체 영상기반 철도시설물 손상진단 SW 개발
?시설물별 무인이동체 취득영상 정보 상세분류 기술 개발
?점검 시설물별 외관 정보를 이용한 손상진단 자동화 기술 개발(점검항목 : 균열, 손상 등 변상유무)
- 실증을 위한 현장 Test Bed 구축
?무인이동체 취득영상 기반 철도시설물 상태진단 시스템 및 유지보수 지원 기술 개발
?무인이동체기반 자동화점검시스템 기술 검증을 위한 현장 Test Bed 구축(철도교량, 송전철탑 등 각 1개소 이상)
최종목표 <최종목표>
: 무인이동체를 활용하여 철도교량, 송전철탑 등 접근취약 고속 및 일반철도 시설물의 정기 점검을 자동화하고, 취득한 영상데이터를 기반으로 손상진단 및 상태분석을 자동화할 수 있는 시스템 개발 (TRL 7단계)

<세부목표>
○ 무인이동체기반 철도시설물 점검 자동화 시스템 개발
- 수요기관 요구도를 반영한 무인비행체 개발
- 철도 운용환경에 강인한 무인이동체 제어시스템 개발
- 원격제어 점검 및 운용 자동화 시스템(이동형 지상국 및 SW) 개발

○ 철도시설물 근접운용 안전 시험평가 기술 개발
- 근접운용 안전 확보를 위한 시험규격 개발
- 근접운용을 위한 시험평가 장치 개발
- 철도운용 환경에 대한 시험평가를 위한 Test Bed 구축(철도종합시험선로 활용)

○ 무인이동체 취득영상 분석 및 상태진단 자동화 시스템 개발
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 상태분석 시스템(서버 및 SW) 개발
- 취득영상기반 손상 진단 자동화 SW 개발
- 기술 검증을 위한 현장 Test Bed(철도교량 및 송전철탑 각 1개소) 구축
연구내용 및 범위 ○ 무인이동체 철도운용 환경 분석 및 시스템 기본설계 완료
- 철도시설물 자동화 점검을 위한 무인이동체 시스템 설계
- 위성불용 및 자기장 외란 환경에 강인한 복합항법알고리즘 개발
- 무인이동체의 철도시설물 근접을 위한 운영환경 분석
- 철도시설물 정기점검용 무인이동체 시험평가를 위한 TB선정
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 상태분석 자동화 시스템 설계
- 시설물별 무인이동체 취득영상 품질 분석 및 손상진단 자동화 알고리즘 설계
- 철도시설물 유지관리 체계내 자동화 점검시스템 적용 방안 수립

○ 상세설계 및 세부 모듈 제작 완료
- 철도시설물 자동화 점검을 위한 무인이동체 시스템 제작
- 철도환경 고신뢰성 융합항법알고리즘 개발 및 구현
- 열차풍에 대한 무인이동체 제어안전성 시험평가기술 개발
- 무인이동체의 철도시설물 정기점검을 위한 지침 개발
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 GIS기반 현시기술 개발
- 시설물별 무인이동체 취득영상 품질 분석 및 손상진단 데이터 학습 DB 구축
- 무인이동체기반 자동화점검시스템 운영 기술 개발

○ 시작품 제작 및 단위 성과별 시험검증 완료
- 철도종합시험선로를 활용한 무인이동체 제어 및 자동화 운용 성능 시험
- 무인이동체 운용환경에 최적화된 융합항법 알고리즘 구현 및 성능 분석
- 무인이동체 전철전력 내성 시험평가기술 개발
- 철도시설물 정기점검용 무인이동체 시험평가를 위한 TB구축
- 철도시설물 외관 조사망도 생성 및 변상추적 기술 개발
- 무인이동체를 통한 취득영상 상세분류 및 DB 손상항목별 데이터 확보 및 학습 DB 구축
- 운영기관 유지보수 체계 인터페이스 기술 개발

○ 통합 시험 및 Test Bed 운영시험 완료
- 무인이동체기반 철도시설물 자동화 점검시스템 Test Bed 실증
- 무인이동체의 철도시설물 근접 안전 시험평가 수행
- 무인이동체의 철도시설물 근접운용을 위한 지침 개발
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 상태분석 시스템 현장 구축
- 현장평가 성능시험을 통한 자동 손상진단 S/W 고도화
- 자동화 점검시스템 기술 검증을 위한 현장 Test Bed 구축

○ 장기 운용 계획 및 확장방안 수립
- 무인이동체 시스템 장기 운용을 위한 매뉴얼 작성 및 관리계획 수립
- 무인이동체 시험평가를 위한 Test Bed 장기 시험운용 계획 수립
- 무인이동체기반 철도시설 유지관리 확장방안 수립
- 무인이동체 취득영상 통합관리 및 상태분석 시스템 시험평가
- 시설물별 무인이동체 취득영상 정보 상세분류 및 자동 손상진단 S/W 실용화
- 무인이동체기반 자동화점검 시스템 장기 운용 계획 수립

과재현황의 상세내용은
PC 또는 태블릿 화면을 통해 확인하실 수 있습니다.

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