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과제현황 목록

과제기본정보

악천후 및 유고 상황에 선제적 대응이 가능한 스마트 로드스터드 시스템 개발 및 실증3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C155674-03
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 농림·수산 | 작물 유전·육종 기술 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 악천후 및 유고 상황에 선제적 대응이 가능한 스마트 로드스터드 시스템 개발 및 실증
주관연구기관 (주)래도
총괄연구 책임자 성명 김철용
소속 (주)래도 직위 대표이사
전화번호 031-596-6880 FAX 031-596-6899
총 연구기간 2020-04-27 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 350,000,000 18,850,000 169,650,000 188,500,000 538,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 운전에 필요한 90% 이상의 정보는 눈(시각)을 통하여 전달 받으며 전방 시거 제약은 안전 운전에 제약 요인임
○ 실제, 교통사고 통계를 보면 비, 안개, 눈의 기상 조건에서의 치사율이 맑은 날에 비하여 최소 1.3배에서 최대 5.6배 높음
○ 이와 같은 이유는 전방 시거 제약, 기상 조건을 고려하지 못한 차간거리 미확보, 적정 주행속도 미준수로 볼 수 있음 → 대부분“앞을 볼 수 없음”의 문제
○ 이와 같이 반복되는 악천후 도로에서의 교통사고는 사회 문제이며 이를 해결하기 위하여 본 과제의 최종 목표는 첫째, 안개, 강우, 강설이 운전자에게 미치는 영향을 분석하고 둘째, 악천후 조건과 강도별로 운전자가 필요한 정보와 밝기 등을 규정하고 셋째, 실증테스트를 통한 검증과 더불어 관련 인증 및 신기술을 토대로 실용화 트랙에 안착하는 것임
○ 국내 기후 환경(눈, 비, 안개)와 도로 환경을 고려한 도로 안전 대책 마련 시급
○ 따라서 1) 국지적 기상환경에 선제적으로 대응할 수 있는 기술, 2) 도로상의 이벤트 발생 지점(구간) 전방에서 능동적으로 대응할 수 있는 기술, 3) 내구성이 확보될 수 있는 기술, 4) 경제성이 확보될 수 있는 기술 개발 절실
○ 본 기술은 종래의 전통적인 단순 도로표지병을 탈피한 스마트 로드스터드로서 악천후 조건에서의 주행 안전성 확보와 더불어 교통사고 저감에 효과적일 것으로 판단
최종목표 ○악천후 및 유고 상황에 선제적 대응이 가능한 스마트 로드스터드 시스템(Smart Roadstud System, SRS) 개발 및 사업화를 주 목적으로 함
○도로 이용자(운전자) 측면에서는 도로 기상 조건 및 강도에 적합한 최적 시인성 제공
○스마트 로드스터드 설계, 가변광도 LED표출렌즈 및 고효율 집광 렌즈 설계, 비즈니스 모델 개발
○안전정보 수집/가공 기술 개발 및 SR외함 금형/시작품 제작, 고효율 렌즈 사출/성능 테스트
○환경조건별 운영 효과 평가 및 공인시험성적서/인증 획득
연구내용 및 범위 ○ 로컬제어기 요구 성능 정의 및 구성
- SR 제어 및 운영 인터페이스 설계
- 차량정보, 기상정보, 도로 환경정보 수집 인터페이스 설계
○ SR(Smart Roadstud) 제어 및 통신 설계
- 태양광 충전 및 배터리 제어 설계
배터리 충전방식(PWM, MPPT)별 적용성 검토
배터리 효율 향상을 위한 저전력 대기모드, 절전모드 및 Wakeup 조건 검토

- 로컬 저전력 통신체계 설계
통신거리 극복 및 소비전력 최소화, 신뢰성확보를 위한 통신체계 구성
Broadcasting & Relaying 기능을 통한 Mesh 통신체계 설계

- 저전력 LED구동 및 제어 설계
태양광 충전 및 전압에 따른 LED구동 및 제어 회로 설계
기상연동 가변 LED구동 및 표출색상 제어회로 설계

○ 내구성 향상 SR(Smart Roadstud) 외함설계
- 도로 악조건(제설삽날, 과적차량) 대응 내구성향상 외함 디자인 설계
- 무선통신 및 태양광패널 간섭 최소화 설계

○ 가변광도 LED표출렌즈 및 고효율 집광렌즈 설계
- 광학성능 향상 가변광도 LED렌즈 설계
가변광도 LED렌즈 설계 및 모델링/시뮬레이션을 통한 최적 LED렌즈 설계

- 태양광패널용 고효율 집광렌즈 설계
맞춤형 집광Cell 렌즈 설계 및 광학 시뮬레이션

○ 비즈니스 모델 개발
- SRS(Smart Roadstud System)는 목표고객에 대한 명확한 가치제안과 보다 많은 고객을 유인하고, 이를 수익과 연결시킬 수 있는 경쟁력 있는 비즈니스 모델을 생성하
기 위해 경쟁력 요소와 지속성 요소를 토대로 비즈니스 모델 개발

○ 안전정보 수집 및 가공기술 개발
- 로컬제어기 시작품 제작
SRS제어 및 운영 알고리즘 개발
차량검지 및 도로 환경정보 수집 및 Data 유효성 분석
SRS플랫폼 연동 인터페이스 구현

○ SR(Smart Roadstud) 시작품 개발

○ 내구성 향상 SR(Smart Roadstud) 외함 제작 및 성능테스트
- 1차년도에 설계된 디자인을 바탕으로 목업을 제작하여 성능을 테스트하고 적정성능 확보시 금형제작
- 금형제작 후 시사출 및 테스트를 실시하고 미비사항 발생시 금형수정을 통해 보완

○ 고효율 렌즈 사출 및 성능테스트
- 시인성 향상 LED렌즈와 태양광패널용 고효율 집광렌즈는 위와 같은 프로세스를 거쳐 제작되며, 각각의 렌즈별 그 기능의 따라 성능테스트를 진행함
- 시인성 향상 LED렌즈 사출 및 성능테스트는 기존 표지병의 광도, 휘도 등 광학성능 향상을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 광학측정을 진행하여 미비사항 보완
- 태양광패널용 고효율 집광렌즈는 시사출을 통해 기존 집광렌즈와 비교하여 성능테스트 진행

○ 마케팅 및 홍보 전략 수립
- 4P기반의 제품(Product), 가격(Price), 유통(Place), 판촉(Promotion) 전략 수립

○ 신뢰성 시험 및 공인기관 성능시험
- 로컬제어기 시작품 신뢰성 시험(KC인증, 환경시험 등)

○ 내구성 테스트

○ 품질인증기관 TTA를 통한 S/W 품질 평가- GS 인증 획득으로 S/W 품질 신뢰성 확보

○ 테스트베드 구축(국내외) 및 효과평가

○ 인증
- 성능이 검증된 내용을 바탕으로 기술 및 품질인증 신청/획득 : GS인증, 성능인증, 교통신기술(NET)
- 우수조달 획득을 통해 시장진입의 발판을 마련

○ 홍보 및 비즈니스
- 언론 홍보 및 전시회 참가(국토교통기술대전 등)
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 -스마트 로드스터드 설계, 가변광도 LED표출렌즈 및 고효율 집광 렌즈 설계, 비즈니스 모델 개발
-SRS 플랫폼 운영서버 S/W 설계, 비즈니스 모델 개발
- USE Case 운영 및 접착 기술 개발 		-안전정보 범위 및 수집방법 정의, SRS설계, 비즈니스 모델 개발, 내구성향상 SRS 외함설계, 고효율 렌즈 설계
-SR 운영플랫폼 API 서버 S/W 설계, 외부 데이터 연동 S/W 프로토콜 분석 및 설계, 비즈니스모델 개발
-USE case 운영 시나리오 설계, 적정 속도관리 알고리즘 개발, 변성 고분자 접착제 배합 설계

○ 로컬제어기 요구 성능 정의 및 구성
- SR 제어 및 운영 인터페이스 설계
- 차량정보, 기상정보, 도로 환경정보 수집 인터페이스 설계
○ SR(Smart Roadstud) 제어 및 통신 설계
- 태양광 충전 및 배터리 제어 설계
＊배터리 충전방식(PWM, MPPT)별 적용성 검토
＊배터리 효율 향상을 위한 저전력 대기모드, 절전모드 및 Wakeup 조건 검토

- 로컬 저전력 통신체계 설계
＊통신거리 극복 및 소비전력 최소화, 신뢰성확보를 위한 통신체계 구성
＊Broadcasting & Relaying 기능을 통한 Mesh 통신체계 설계

- 저전력 LED구동 및 제어 설계
＊태양광 충전 및 전압에 따른 LED구동 및 제어 회로 설계
＊기상연동 가변 LED구동 및 표출색상 제어회로 설계

○ 내구성 향상 SR(Smart Roadstud) 외함설계
- 도로 악조건(제설삽날, 과적차량) 대응 내구성향상 외함 디자인 설계
- 무선통신 및 태양광패널 간섭 최소화 설계

○ 가변광도 LED표출렌즈 및 고효율 집광렌즈 설계
- 광학성능 향상 가변광도 LED렌즈 설계
＊가변광도 LED렌즈 설계 및 모델링/시뮬레이션을 통한 최적 LED렌즈 설계

- 태양광패널용 고효율 집광렌즈 설계
＊맞춤형 집광Cell 렌즈 설계 및 광학 시뮬레이션

○ 비즈니스 모델 개발
- SRS(Smart Roadstud System)는 목표고객에 대한 명확한 가치제안과 보다 많은 고객을 유인하고, 이를 수익과 연결시킬 수 있는 경쟁력 있는 비즈니스 모델을 생성하기 위해 경쟁력 요소와 지속성 요소를 토대로 비즈니스 모델 개발
연구성과 기술적 기대성과 ○본 기술은 악천후 대응 선제적 도로 안전성 확보 기술로써 지구 온난화에 따른 글로벌 기상 이변 등에 대응 가능한 기술로 세계 시장 선점에 기여 가능
○전방 노면 결빙경고, 유보사항 경고 등 기존 제한적인 경고시스템에서 광범위한 온/오프라인을 통해 다양한 디바이스로 응용기술 확대
○SRS플랫폼에서 생성된 데이터 기반으로 교통정책지원 고도화
○분석된 데이터를 공공기관에서 사용 가능한 API 제공 및 민간 요청시 맞춤형 데이터 지원
○SRS 기반 데이터를 실시간 표출 가능하도록 디지털 사이니지 플랫폼과 연계
사회 경제적 파급효과 ○도로 이용자 측면에서는 도로 기상 조건 및 강도에 적합한 최적 시인성 제공
○2015년 기준 악천후로 인한 사망 및 중상사고 피해비용은 약 1조 6천억원 추정
○본 기술 적용에 따른 사고감소효과를 10%로 전제하고 연간 평균일수(비, 눈, 안개 발생) 161일을 감안하면 연간 700억원의 사회경제적 비용절감 효과 기대
○기상악천후시 사고비용 절감 기대액은 연간 약 700억원 추정
* 1조 6천억*0.1(10%)*(161/365) = 약 700억/년
활용방안 ○관리자 측면에서는 도로환경정보를 제공 받아 이벤트 조건에 선제적 대응할 수 있는 솔루션을 제공해 줄 수 있어 운영 및 관리의 효율성과 선제적 대응 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 스마트 도로표지병 동적 경로유도 악천후 광도 도로 시인성
영문 Smart Road Stud Dynamic Lane Guidance Adverse Weather Luminous intensity Road Visibility
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