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과제기본정보

기존 안전검지장치 및 현장 운영데이터 기반 실시간 철도안전 통합 감시제어시스템 개발5년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 철도기술연구사업 과제번호 18RTRP-B082515-05
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 철도교통기술 | 철도시스템 안전방재 적용분야 기타 공공목적
2순위 정보 통신 | 재난정보관리 | 재난상황대응 의사결정시스템 실용화대상여부 실용화
3순위 전기 전자 | 계측기기 | 안전감시 진단 계측제어기 과제유형 개발
과제명 기존 안전검지장치 및 현장 운영데이터 기반 실시간 철도안전 통합 감시제어시스템 개발
주관연구기관 한국철도기술연구원
총괄연구 책임자 성명 김상암
소속 한국철도기술연구원 직위 실원
기관 대표번호 031-460-5000 FAX 031-460-5814
총 연구기간 2014-08-29 ~ 2019-06-30
당해연도 연구기간 2018-01-25 ~ 2019-06-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
5차년도 4,748,000,000 163,716,000 1,427,448,000 1,591,164,000 6,339,164,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 * 기존 안전검지 장치의 데이터와 향후 확장될 수 있는 지능형 안전 감시장치의 데이터를 통합하여 철도안전정보를 실시간으로 감시 및 제어할 수 있는 철도안전관제 시스템 개발
* 안전검지 장치 데이터, 기존 운영기관 DB 등 빅데이터를 바탕으로 실시간 리스크 기반 철도사고 예측 알고리즘에 의해 철도사고를 예측하는 통합 플랫폼 및 관리체계 구축
* 기존 안전검지장치의 성능 및 신뢰성을 향상시키기 위한 고도화 연구개발
* 실시간 철도안전 통합 감시제어시스템 현장적용을 통한 검증 수행
최종목표 첨단 IT와 네트워크 기술을 적용하여, 철도 관제시스템을 중심으로 철도차량, 철도역사 및 시설 등에 대한 안전관련 정보를 실시간으로 감시(모니터링)하고 사고위험을 조기 예측/진단하여 제어할 수 있는 실시간 철도안전 통합 감시/제어시스템 개발
□ 철도안전관리 고도화를 위한 ICT 기반 철도 안전관제 플랫폼 개발 및 테스트베드 구축
□ 세계 일류 철도안전 국제경쟁력 확보를 위한 사고위험예측 기술 개발
□ 철도사고 제로화 및 유지보수비용 절감을 위한 철도안전 의사결정 지원시스템 개발
연구내용 및 범위 [1세부과제] 실시간 철도 안전관제시스템 개발
* 기존 안전검지 장치의 데이터와 향후 확장될 수 있는 지능형 안전감시장치의 데이터를 통합하여 철도안전정보를 실시간으로 감시하고 제어할 수 있는 실시간 철도 안전관제 H/W 및 S/W 플랫폼 개발
- 안전관제 서버 및 데이터베이스, MMI, 운영소프트웨어 등
- 실시간 철도 안전관제 유/무선 네트워크 구축
- 실시간 안전감시, 위험예측 및 의사결정 지원시스템에 따른 안전관제정보 전달 및 공유체계 구축
* 실시간 철도안전 감시·제어를 위한 안전검지장치 데이터 표준화, 통신 프로토콜 표준화, 시스템 보안 기술 개발
* 안전감시장치의 데이터를 실시간으로 수집할 수 있는 안전검지장치 인터페이스 장치 개발
* “실시간 철도 안전관제시스템”의 철도종류(고속/일반/도시)별 설치, 운영 및 유지관리 방안 도출 및 실시간 철도안전 통합 감시제어의 적용을 위한 법제화 방안 제시
* 국가 재난관리시스템 및 철도안전정보시스템 연계 방안 도출
- 연계 대상 데이터 항목, 전송방법 및 주기 등
* 기존 안전검지장치 기능 및 신뢰성 개선을 위한 개발대상 품목 , 개발목표(사양), 품목별 개발 소요예산 도출
* 시스템 현장 시범적용 및 검증을 위한 대상지(노선) 검토, 구축범위 및 방법 제시
* 연구단 과제 총괄
- 시스템 현장적용검증 지원
- 기존 안전검지장치 개발시 철도 안전관제시스템과의 연계 지원 및 관리 등

[2세부과제] 실시간 철도안전 의사결정 지원시스템 개발
* 안전검지 장치 데이터, 기존 운영기관 DB 등 빅데이터를 통한 철도사고 위험예측을 위한 통합 플랫폼 및 관리체계 구축
- 철도안전 빅데이터 관리, 분석(data mining 등) 및 위험예측 알고리즘 개발
- H/W, DB 및 운영소프트웨어 구축 등
* 실시간 리스크 기반 철도사고 예측 알고리즘 개발
- 온라인 모니터링 데이터 기반 실시간 리스크 고속연산 알고리즘 개발
- 리스크 정보 기반 위험요소 식별 및 위험관리 알고리즘 개발
* 실시간 의사결정 지원시스템 개발
- 비상시(중대사고, 고장/장애시) 사고피해 확산 방지 및 신속 대응시스템(대응지시, 대응경과보고 및 사후관리 등) 개발
* 사고원인분석 시스템 개발
- 사고 및 장애 발생시 모니터링 데이터 분석을 통한 원인분석 및 재현 알고리즘 개발

[3세부과제] 기존 안전검지장치 성능개선 및 고도화 개발
* 기존 안전검지장치 성능 및 신뢰성 향상
- 고속철도, 일반철도, 도시철도의 기존 안전검지장치(센서 등) 중 실시간 모니터링을 위해 기능 및 신뢰성 개선이 필요한 대상에 대한 현장적용성, 설치 후 유지보수성, 적용비용 등을 고려한 검지장치 개발
* 유무선 전송 시스템 품질향상 및 대체기술 개발
* 현장적용 검증 및 성능/품질 보완

[4세부과제] 실시간 철도안전 통합 감시/제어시스템 현장적용 및 검증
* 시스템 검증을 위한 현장적용 대상 노선 선정, 및 현장 시범구축 및 검증계획 수립
* 실시간 철도안전 통합 감시/제어시스템 구축 및 시범운영을 통한 검증 및 보완
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
5차년도 * 실시간 철도안전관제시스템 및 의사결정지원시스템 시제품 성능시험 및 현장설치
* 빅데이터 통합 플랫폼 자체평가 및 보완
* 철도시스템 고장자료 분석 및 리스크 감시 시스템 구현(2)
* 모델링 알고리즘 불확실도 평가
* 의사결정 지원시스템 성능 보완 및 사후관리/활용방안 검토
* 테스트베드 기반 성능시험(계속) 및 시제품 성능 보완 		* 철도안전관제시스템 성능 시험 및 현장설치
* 철도안전 시험 데이터 생성 도구 개발
* 철도시스템 고장률 조사 및 분석
* 리스크 감시시스템 통합시험
* 불확실도 정량화 및 진단 설정치 평가
* 의사결정 지원시스템 수정?보완
* 시스템 사후관리 및 활용성 검토
-의사결정 분석 보고서 작성 툴 개발
-사고대응 처리 이력 등 의사결정 DB 체계 구축
-제도적 활용방안 마련
* 시스템 성능시험 및 보완
연구성과 기술적 기대성과 * 철도 안전 시스템들 간의 빅데이터 통합을 통한 상호연동 및 철도 안전 데이터의 통합적인 수집, 관리, 지식정보화, 공유 와 분석 결과를 활용함으로서 보다 정확한 사고 예측 분석 및 모니터링
* 전체 철도시스템에 대한 고장 수목 구성 및 사고시나리오 개발로 사고요인에 대한 명확한 평가 가능
* 철도시스템 안전 및 감시 설비상태 감시에 의한 실시간 사고예측 기법 개발
* 철도사고를 미연에 방지하고 사고 발생 시 발빠른 초기대응을 위한 철도종사원의 의사결정은 승객의 생명과 재산을 보호하는 최고의 대책임을 고려했을 때 본 시스템 개발을 통해 국내외에 시사하는 바는 매우 클 것으로 판단되며, 특히 해외 시장 개척을 위한 시스템 설계로 국가 성장 동력으로서의 역할을 기대할 수 있음
사회 경제적 파급효과 * 철도 선진국 수준 이상의 철도 안전성 확보함으로써, 철도 서비스 운행 장애 감소 및 유지보수 비용 절감
* 고장을 사전에 예측하여 수리하게 되는 것으로 변경됨으로써 운행 장애가 10% 이상 감소하게 되고, 유지보수비용도 10% 이상 절감
* 철도사고의 명확한 요인 감시 및 대응체계 구축으로 철도 안전 의식 향상
* 철도사고의 신속한 예측 및 대응체계에 의한 철도안전성 향상
* 신규 초고속 철도시스템에 대한 인지도 및 안전성 향상에 기여
* 고신뢰성 감시기술 적용으로 유지보수 비용 절감
* 아직 국내에서 철도사고예측 및 사고대응 의사결정지원시스템은 개발된 적이 없으며, 테스트베드를 통해 충분한 신뢰도 확보를 통해 시장에 진출할 수 있음.
* SW 등록, 논문 발표 등 기술개발 성과를 제시할 것이며, 해외 수출 등 국내외 시장 수요를 개발/확대할 수 있도록 할 것임.
* 본 연구에서의 기술개발을 토대로 실시간 정보전달 기술 및 통합 운영 기술을 통해 향후 철도 분야에 첨단 기술 활용을 즉극적으로 유도하고 국가적인 철도안전 시스템 구축에 크게 기여하며, 각종 가공정보를 이용하여 철도안전관제 및 VMS 등을 통해 보다 선진화된 철도안전 서비스 제공이 가능할 것임
활용방안 * 기업들이 경쟁에서 시장을 주도권 경쟁을 하고 있는 시점에서 본 과제를 통해 철도 안전 분야의 빅데이터 플랫폼 기술을 확보함으로써 철도 안전사고 예방을 위한 시스템을 구축하고 해외 선진 기술 보유 기업에 대한 기술 경쟁력을 강화하며, 기존은 분리되어 있는 각 센서데이터를 통합 분석함으로써, 고장으로 인한 사고를 방지
* 철도시스템의 구성요소의 중요성 평가가 가능하여 중점관리대상 선정에 효율적
* 사고시나리오 개발로 철도위험도 방호대책수립시 비용-효과 분석 용이
* 실시간 사고예측 경보 및 체계적인 고장/사고 관리 시스템 개발 용이
* 고신뢰성 감시기술을 적용한 유지보수관리 시스템 개발 용이
* 시스템의 충분한 신뢰도를 확보한 이후 유럽 등 해외 철도 선진국에 수출할 수 있도록 시스템의 국제화 추진
* 개정된 철도안전법에 따라 철도안전관리(SMS) 승인 활용방안을 마련
* 철도 종사원 중 특히 관제사에 대하 전문 교육?훈련 프로그램을 개발하여 신속하고 정확한 의사결정이 가능토록 함.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 철도안전관제 사고예측 의사결정지원시스템 표준운영절차 실시간 감시
영문 Railway Risk Supervision Accident Prediction Decision Making System Standard Operation Response Realtime Risk Monitoring
최종보고서
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최종보고서 기존 안전검지장치 및 현장 운영데이터 기반 실시간 철도안전 통합 감시제어시스템 개발_연구단총괄.pdf   다운로드

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