| 5차년도 |
< 1세부 : 급구배 추진시스템 핵심기술 개발 >- 급구배 추진 대차시스템 구동 시험- 급구배 추진시스템 노반 표준(안) 제시< 2세부 : 차륜/레일의 마모저감을 위한 능동조향대차 기술 개발 >1.능동조향 시험차 구성 및 시험선 성능 평가 -능동조향 시제대차 제작(1set) -시제대차 주행안정성 및 곡선주행 모사시험 -능동조향대차 적용 시험차 구성 -시험선 주행시험, 조향제어성능 평가
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< 1세부 : 급구배 추진시스템 핵심기술 개발 >1.소규모 급구배 시험 선로상 급구배 추진시스템 구동 시험- 대차 구조물 인터페이스 기술 분석- 대차 구조물 작동 성능 검토2. 급구배 추진시스템 노반 표준(안) - 급구배 추진시스템 노반 표준 기술 분석- 급구배 추진시스템 노반 표준안 도출 및 제시< 2세부 : 차륜/레일의 마모저감을 위한 능동조향대차 기술 개발 >？총괄, 능동조향 핵심기술 개발 및 시험평가 -연구 총괄, 조향시스템/시제대차 개발 interface 조정, 성능시험 -능동조향대차 적용 시험차 구성 (성능 비교시험을 위한 시험차 편성 : 기존차 1량 + 능동 조향 시험차 1량 포함) -계측시스템 시험차 탑재 및 계측 준비 -시험선 주행시험, 조향제어 성능 평가 (탈선안전도, 동특성, 조향성능, 차륜횡압 등)？능동조향시스템 개발 -능동조향시스템 시험차 장착 상태애서 보정, 기능시험, 제어 알고리즘 및 게인 보정 -시험선 주행시험 결과 반영 설계안 수정, 최종설계안 제시 -능동조향시스템 유지보수 매뉴얼 제시, 실용화 방안 도출？능동조향 시제대차 개발 -능동조향 시제대차 적용 시험차 구성, 운영 지원-시험선 주행시험결과 반영 설계안 보완, 최종설계안 제시-능동조향대차 유지보수 매뉴얼 제시, 실용화
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
1세부 : ○ 산악철도의 핵심 기술인 급구배？급곡선 운행 트램 기술은 도시철도 분야에도 활용가능하며 이를 통하여 노면 트램의 한계를 극복할 수 있음○ 도시의 도로를 따라 가는 트램의 경우 일부 구간에서 트램의 상승 범위 60‰과 곡선반경 25m를 초과하는 경우도 종종 발생. 본 실용화 사업에서 검증된 산악철도의 급구배？급곡선 기술을 적용하여 노면 트램의 적용 노선 확장 가능○ 저진동？저소음 랙앤피니언 기술은 운반기계 등 다양한 분야에 적용 가능하며 작업자 소음 감소, 효율증가등 타 분야에도 파급효과가 클 것으로 예상 됨○ 기후조건이 가혹한 산악철도의 급전과 대용량 배터리 충전 기술을 활용하여 버스나 경전철 등 타 교통수단의 추진에 활용가능 함2세부:○ 차륜/레일 마모 저감을 위한 Track friendly 친환경 주행장치기술 개발 -능동조향제어기술 이용, 곡선구간 주행 시 발생하는 차륜/레일간 공격각을 저감시킴으로서 윤축의 조향기능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 궤도친화적 기술 -차륜/레일 마모 저감, 소음 저감 도모 : 급곡선(R300 이하) 주행 시 기존차량 대비 차륜횡압 30% 저감 -세계 3번째로 능동조향기술 확보(봄바르디어, DCD), 전동차 상용화 시 세계 최초 -차륜/레일 마모, 소음 발생, 민원 등의 만성적 현안을 안고 있는 철도 운영기관의 현안 해결, 유지보수비용 절감에 기여 ？ 차륜수명 최소 60% 이상 연장(5년 10개월 → 9년 4개월) ？ 유지보수성 개선으로 인한 차량가용성 0.5% 제고(약 1,012억원) ？ 레일 마모, 손상 저감, 궤도 유지보수비용 절감(약 318억) ？ 급곡선 소음 및 분진 발생 저감, 민원 저감(약 508억)
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| 사회 경제적 파급효과 |
1세부:○ 사회적 기대 효과 - 산악철도의 도입으로 자동차 운행을 억제할 수 있으며, 이에 따라 다양한 환경보호 효과를 기대할 수 있음 (자동차 운행에 따른 유해가스 배출이 억제, 관광지에서 교통 소음이 절감되어 쾌적한 생태계 조성이 가능, 야생동물의 로드킬(road kill) 감소 등) - 산악지역에 철도에 의한 대중교통망이 구축됨으로써 주민과 관광객에게 편리하고 안전한 이동 편의성이 제공 됨, 특히 동절기에 결빙에 의해 도로가 차단되는 현상을 막을 수 있어서 주민들의 불편을 해소할 수 있으며 겨울철 관광객이 증가할 수 있을 것으로 전망 됨○ 경제적 기대 효과 - 산악지역 관광 산업 발전으로 지역 주민들의 소득 증가, 일자리 창출 등 지역 경제 발전이 가능 함, 관광객 증가로 인하여 인근 시군의 숙박과 음식업의 매출 증가, 지역 특산품과 농산품의 매출 증가 등 지역 상권의 활성화가 가능 함2세부:○ 기존 철도차량의 성능 한계를 극복할 수 있는 능동형 주행장치 적용 차량 개발 완료, 상용화 착수, 능동형 철도차량 시장 태동기 - 유럽 봄바르디어社 능동형 철도차량 개발, 상용화 착수 : 능동조향기술(WAKO)이 적용된 능동형 철도차량 SBB 총 59편성 납품, 차륜수명 최소 25% 연장, 레일수명 약 2.7배 연장 - 남아프리카공화국 DCD Rolling Stock 社는 기관차용 조향시스템(JIKA System)을 개발 및 상용화, 차륜 수명 약 4.6배 연장 - 일본 RTRI 시제대차 개발, 구내 시운전 완료, 본선 시운전 예정, 상용화 전 단계 기술 확보○ 능동조향기술의 차량/궤도 유지보수비용 절감, 소음저감 등 친환경성, 경제성 효과 입증에 따른 상용화 요구 증가○ 국내 철도차량 기술 경쟁력 제고, 철도차량의 성능 고도화, 친환경성 요구에 부합한 능동형 철도차량 주행장치 기술개발 수요 증대
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| 활용방안 |
1세부 : ○ 국내의 경우 국토의 약 70 %이상이 산지로 구성되어 기존 교통수단으로 접근이 어려운 산악지역에 대한 접근성 문제를 해결하여 지역적으로 폭넓은 대중교통 서비스가 가능하고 특히 장애인, 노약자와 같은 교통약자들도 거주지에서 산악지역까지 직접연계로 인해 고지대 교통이용이 가능해짐에 따라 활용 가능성이 큼2세부 :○ 급곡선 운용 철도차량 신차 개발 시 신조 대차로 활용(차량제작사) - 철도운영기관은 본 사업에 참여하여 개발품 시제에 대한 Test-bed를 지원함과 동시에 시험선 성능 검증이 확인되면 향후 도시철도차량 전동차 사양에 능동조향기술 적용을 고려하고 있음 - 신조 차량 제작 시 능동조향대차 기술 적용 추진 - 능동조향대차 및 대차 구성품 매출 최소 약 870억원 예상 ※향후 10년간 신조 차량 중 최소 약 5% 적용 기준○ 기존 대차 곡선주행성능 향상을 위한 개조 방안으로 활용(철도운영기관)○ 과제 진행 및 종료 후 개발된 연구성과물의 상용화를 위하여 참여기업은 협동연구기관과의 기술이전을 통한 상용화를 추진할 계획임 - 능동조향시스템 구성품 중 경량 고토크 Direct Drive형식 구동모터에 대해선 관련 산업계(산업기계, 의료장비 분야) 수요가 조기 예상됨으로 연구개발 과정 중 실용화 조기 추진(3차년도 기술이전 조기 추진, 기술이전 완료) - 능동조향시스템 구성품 매출 최소 약 310억원 이상 예상 ※향후 10년간 국내 DD Motor 산업용 최소 약 10%, 의료용 최소 약 20% 점유 가정
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