연구내용 및 범위 |
1차년도- 주관연구기관(한국철도공사):ㅇ 레일변형 유형 정의 및 감지한계 분석ㅇ 작업현장 요구사항 분석 및 탐지장비 적용 요구사항 도출ㅇ 테스트 베드 구축에 필요한 요구조건 도출ㅇ 레일변형 유형별 테스트베드 구축을 위한 가이드라인 작성- 공동연구기관(한국표준과학연구원):ㅇ 레일 변형 검출에 적합한 센서 분석 ㅇ 레일 변형 검출 방법 도출 : 스트레이인게이지, 근접센서 사양 검토 ㅇ 온도환경조건(-20℃~80℃)을 고려하여 챔버에서 온도에 따른 변형 분석ㅇ 인장/압축시험에 의한 레일 변형 검출 시험 ㅇ 레일 변형 센싱 모듈 설계ㅇ 온도/변형 검출 센싱 범위 도출, 신호처리회로 설계, 마이크로프로세서, 통신모듈 검토- 공동연구기관(네이블커뮤니케이션즈):ㅇ 무선센싱 범위 도출, 배터리 용량 설계 등ㅇ LPWA IoT 통신단말 설계ㅇ LPWA IoT 통신단말 H/W 설계ㅇ 주요부품 선정, 회로도 설계ㅇ 실시간 감지 및 양방향 통신을 위한 최적의 LPWA 통신방식 결정ㅇ 배터리를 이용하여 장시간 사용을 보장하는 저전력 기능 설계ㅇ 레일 변형 감지 센서와 IoT 통신단말의 연동을 위한 통신 규격 설계ㅇ 센서 ID 조회, 센싱 데이터 조회, 이상감지를 위한 Threshold 설정 및 Wakeup, Calibration ㅇ IoT 관제 플랫폼 설계ㅇ 통신단말 연동 인터페이스 설계ㅇ 통신단말과 관제플랫폼의 데이터 전송 프로토콜 정의, 주기보고 / 이상감지 메시지 규격 정의, 단말 제어 메시지 규격 정의ㅇ UI 기획/설계(레일상태 모니터링 및 데이터 분석을 위한 UI 기획/설계), Database 설계ㅇ 수집데이터의 저장/조회를 위한 Database 설계, 외부 인터페이스 설계ㅇ 이상 발생시 SMS를 통한 즉시 알림이 가능하도록 철도공사SMS 시스템과의 연동 인터페이스 설계2차년도- 주관연구기관(한국철도공사):ㅇ 레일변형(좌굴) 운영 가이드 및 지침 마련 ㅇ 시험 조건별 테스트 베드 운영 가이드 및 관리시스템 구축 - 공동연구기관(한국표준과학연구원):ㅇ 레일 변형 센싱모듈 시작품 제작 및 시험 ㅇ 센싱모듈 구성 : 스트레인게이지, 브릿지회로, 증폭회로, 근접센서, 온도센서, 신호처리회로, 마이크로프로세서, 통신모듈, 배터리, 안테나 등ㅇ PCB 보드 설계/제작ㅇ 센싱모듈 외함 : 마그네틱으로 레일 복부에 탈부착이 가능한 구조 설계/제작, 설치 ㅇ 온도센서 범위/출력 : -20℃~80℃, 아날로그 0~5V이내ㅇ 변형센서 범위/출력 : ±2mm 이내, 아날로그 0~15V이내ㅇ 센싱모듈 간 설치범위 : ~ 100m 이내 ㅇ 기타 주변 신호처리회로 개발ㅇ 통신모듈 선정 및 탑재 (참여기업 협업) ㅇ 레일 변형 센싱모듈 테스트베드 시험ㅇ 센싱 모듈의 테스트베드 적용 및 시험- 공동연구기관(네이블커뮤니케이션즈):ㅇ LPWA IoT 통신 단말 시작품 제작, 기능 구현 및 기능 검증ㅇ LPWA IoT 시작품 HW 제작, LPWA 통신 기능 개발, 센서 연동 기능 개발, IoT 관제플랫폼 연동 IF 개발ㅇ LPWA IoT 통신 단말 기능 검증ㅇ 센서데이터 수집 기능 검증, Threshold 설정 기능 검증, LPWA 통신 기능 검증, IoT 관제 플랫폼 개발, IoT 관제플랫폼 SW 개발ㅇ 사용자 모니터링을 위한 UI 개발, IoT 통신단말 연동 I/F 개발ㅇ SMS 전송 I/F 개발, 외부 인터페이스 연동 시험, 이상상황 발생시 전송 기능 시험ㅇ 좌굴 성능검증 방안ㅇ 온도 변화에 따른 센서에서 측정된 레일의 변형율과 실측값과 동일한지 확인ㅇ 주기적인 무선 상태 보고 메시지의 전송 성공률 확인ㅇ Threshold 설정 기능 확인ㅇ Threshold 초과시 실시간 알람 발생 기능 확인3차년도- 주관연구기관(한국철도공사):ㅇ 레일변형(절손) 운영 가이드 및 지침 마련 및 ㅇ 시험 조건별 테스트 베드 운영 가이드 및 관리시스템 구축 - 공동연구기관(한국표준과학연구원):ㅇ 테스트베드 시험에 의한 문제점 도출 및 해결, 레일 변형 센싱모듈 현장적용 및 성능개선 ㅇ 분기기 현장설치 및 운용, 무선 데이터 송수신 시험, 센서 측도 설정식 (Calibration curve) 정확도 개선, 센싱 모듈 성능평가ㅇ 온도/변형 측정값에 의한 레일 절손/좌굴 기준 도출 - 공동연구기관(네이블커뮤니케이션즈):ㅇ LPWA IoT 통신 단말 시제품 제작(LPWA IoT 시제품 HW 제작)ㅇ LPWA IoT 통신 단말 시험(KC 인증 시험, 고온/저온 환경의 동작 시험)ㅇ IoT 관제 플랫폼 연동 시험ㅇ 센서, 통신단말, 관제플랫폼 연동 시험, 이상상황 발생시 전송 기능 시험ㅇ 현장적용 및 시범사업, IoT 통신 통신 단말 시범 설치, ㅇ 시범 설치 및 통신 기능 검증, 현장 환경에서의 사용성 검증 , 관제플랫폼 시범 설치ㅇ 데이터 수집 및 실시간 알람 기능 검증ㅇ 주기적인 무선 상태 보고 메시지의 전송 성공률 확인ㅇ 강제 파단 발생시 실시간 알람 발생 기능 확인
|