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과제기본정보

국제표준기반 안전 인증된 300km/h 차축카운터시스템 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 21TBIP-C160831-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 통신 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 농림·수산 | None | None 과제유형 개발
과제명 국제표준기반 안전 인증된 300km/h 차축카운터시스템 개발
주관연구기관 (주)중흥테크놀러지
총괄연구 책임자 성명 여인창
소속 (주)중흥테크놀러지 직위 부장
기관 대표번호 031-343-0080 FAX 031-343-0085
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 359,000,000 83,700,000 175,430,000 259,130,000 618,130,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 차축카운터시스템은 철도에서 열차 유무를 검지하는 궤도회로 대체 설비로 프랑스, 독일 등 철도 선진국 등은 사업비 절감 및 유지 보수성 향상을 위해 확대, 설치 중이나 국내는 수입품에 의존하거나 유지보수성이 부족한 반면 차축카운터시스템 대비 고가의 궤도회로 장비를 사용 중입니다.
궤도회로를 차축카운터시스템으로 대체할 경우 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 임펄스 궤도회로 구간에 레일절연이 없어지고 절연부 궤도단락 장애 예방합니다.
2. 궤도회로 제어케이블이 광케이블로 대체되어 서지피해 예방 가능합니다.
3. 궤도회로 시설 감소로 시설비 및 유지보수비 절감합니다.
4. 터널, 콘크리트 도상, 측선의 궤도회로 대체 기술로 열차검지의 안전성 확보됩니다.
5. 철제구조물로 구성된 차량기지에서 정상적으로 열차위치 검지 가능합니다.
6. 궤도회로 대비 경제성 탁월합니다.
7. 건설 및 유지보수비 대폭 절감으로 예산절감 및 해외사업 수주 지원합니다.
최종목표 1. 차축 검지센서 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 사용 가능한 차축 검지센서 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 차축 검지센서 개발
다. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
라. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지센서 개발

2. 차축 검지장치 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 사용 가능한 차축 검지 및 열차 진행 방향 검지장치 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 차축 검지장치 개발
다. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
라. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지장치 개발

3. 궤도연산장치 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 궤도연산장치 개발 및 궤도 점유/해정 및 열차 진행 방향 연산장치 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 궤도연산장치 개발
다. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
라. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 궤도연산장치 개발

4. 통합관리시스템 개발 및 보완
가. 각종 장치의 정보 수집 및 표출
나. 장치별 정보 통합 및 사용자 인터페이스 기능 제공
다. 온/습도 시험, EMC, 절연저항 및 절연내력 공인시험？인증

5. 통신 알고리즘 보완
가. 신뢰성 및 안전성 인증(SIL4)에 적합한 알고리즘으로 보완

6. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01) 기준의 성능 시험？인증

7. 국제경쟁력 강화를 위한 신뢰성 및 안전성 인증(SIL4)
연구내용 및 범위 1. 철도운영기관의 차축카운터시스템 성능요구사항을 분석
2. 차축카운터시스템 PHA 보고서를 작성
3. 차축카운터시스템 SRS 작성
4. 철도응용 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability,Safety) 국제표준(IEC62278)을 적용한 RAMS 활동
5. 차축 검지센서 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 사용 가능한 차축 검지센서 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 차축 검지센서 개발
다. 클램프형 차축검지센서의 레일 탈락 검지 기능 보완
라. 기후 변화 및 외부 요인에 의한 오작동 방지
마. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
바. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지센서 개발

6. 차축 검지장치 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 사용 가능한 차축 검지 및 열차 진행 방향 검지장치 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 차축 검지장치 개발
다. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
라. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지장치 개발

7. 궤도연산장치 개발 및 보완
가. 300km/h 고속구간에서 궤도연산장치 개발 및 궤도 점유/해정 및 열차 진행 방향 연산장치 개발
나. 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01)를 만족하는 궤도연산장치 개발
다. 철도운영기관에 의한 현장 검증(300km/h 운영 구간)
라. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 궤도연산장치 개발

8. 통합관리시스템 개발 및 보완
가. 통합관리시스템 성능요구사항 분석
나. 차축검지센서 정보 수집 및 표출
다. 차축검지장치 정보(차축 개수 정보 및 열차 방향 정보) 수집 및 표출
라. 궤도연산장치 정보(궤도 점유 정보 및 열차 방향 정보) 수집 및 표출
마. 장치별 정보 통합 및 사용자 인터페이스 기능 제공

9. 통신 알고리즘 보완
가. 신뢰성 및 안전성 인증(SIL4)에 적합한 알고리즘으로 보완

10. 차축카운터시스템 및 통합관리시스템 한국철도공사 차축검지장치 규격서(KRCS C294 01) 기준의 온/습도 시험, EMC, 진동시험, 절연저항 및 절연내력 공인시험？인증

11. 차축카운터시스템 및 통합관리시스템 실내·외 연동 시험

12. 공인기관 현장성능 평가
가. ISA(독립안전성평가) 기관에 의한 안전성 평가
나. 현장성능시험 절차서 작성
다. 현장성능 평가

13. 실용화 계획 수립
가. 연구결과의 기술기준(규격) 제시
나. 연구결과 적용 가능 노선 조사 및 분석
다. 정부부처, 철도운영기관 등의 의견수렴 및 개통일자 등의 노선 특성을 감안한 실제 실용화 방안 마련
라. 실용화를 위한 시범노선 선정 및 구축 계획 수립
마. 연구결과 실용화시 구축비용, 운영유지보수 편익 등 경제성 분석
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 1. 안전성 활동을 통한 차축카운터시스템 성능요구사항 정립 및 시스템 개발
2. 차축카운터시스템 안전성 활동
3. 차축카운터시스템 시제품 제작
4. 통합관리시스템 시제품 제작 		1. 차축카운터시스템 성능요구사항을 분석한다.
2. 차축카운터시스템 PHA 보고서를 작성한다.
3. 차축카운터시스템 SRS 작성한다.
4. 철도응용 RAMS(Reliability, Availability, Maintainability,Safety) 국제표준(IEC62278)을 적용한 RAMS 활동
5. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지센서 설계 및 시제품 제작
6. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 차축검지장치 설계 및 시제품 제작
7. RAMS 활동을 통해 안전성을 확보한 궤도연산장치 설계 및 시제품 제작
8. 안전성평가문서 활동
9. 통합관리시스템 설계 및 시제품 제작
연구성과 기술적 기대성과 1. 철도 신호시스템 신뢰성 제고향상 및 안전성 증대 됩니다. 운용 환경에 따라, 설치가 어려웠던 궤도회로의 단점을 보완하여 철도 안전성이 향상 됩니다.

2. 궤도회로(AF 및 임펄스) 기능을 개선하여 신호시스템 신뢰성 향상 됩니다.
가. 임펄스 및 AF 궤도회로의 경우 열차 검지 구간이 약 1Km 인 반면 차축카운터시스템은 구간 길이의 제한이 없고 열차 검지 및 열차의 주행 방향, 속도를
측정 가능합니다.
나. 임펄스 궤도회로의 경우 궤도 상부구조가 전기적으로 절연이 필요하지만 차축카운터시스템은 불필요합니다.
다. 임펄스 및 AF 궤도회로의 경우 궤도 길이에 제한이 있지만 차축카운터시스템은 제한이 없습니다.
라. 임펄스 및 AF 궤도회로의 경우 과전압 및 궤도 전류등의 외부 요인에 민감도가 높은 반면, 차축카운터시스템은 외부 영향에 대한 민감도가 낮습니다.
마. 임펄스 및 AF 궤도회로의 경우 기후 영향에 대한 민감도가 높은 반면, 차축카운터 시스템은 기후 영향에 대한 민감도가 낮습니다.
사회 경제적 파급효과 1. 해외 수입대체 효과 및 해외시장 진출 촉진 합니다. 차축검지시스템의 핵심기술인 센서부를 포함, 전 전 시스템을 국내 기술로 구현하여 수입대체 효과 및
우리 기업 해외진출 경쟁력 지원 합니다.

2. 임펄스(약 23,000천원) 및 AF(약 25,000천원) 에 비하여 약 50%의 건설비 예산 절감을 할 수 있습니다.

3. 임펄스 및 AF궤도회로는 연간 약 1,7000천원의 유지 보수 비용이 발생하지만, 차축카운터시스템은 연간 약 1,000천원이 발생하여 유지보수 비용을 60%
절감할 수 있습니다.

4. 혁신적 기술적용으로 사업비 및 유지보수 예산을 획기적으로 낮추고 시설물을 컴팩트하게 구성하여 장애발생 확률을 대폭 낮춥니다.
활용방안 1. 지하철 및 노면전차(트램) 분야
가. 아직 널리 보급되지 않았으나 급속하게 증대되고 있는 차축카운터 적용 영역은 지하철과 노면전차 분야로 확대할 수 있습니다. 높은 수준의 안전에
추가하여, 모든 궤도 차량에 호환성뿐만 아니라 낮은 수리 및 유지비용 면에서 최선두에 있습니다.

2. 우리 기업추진 해외사업에 우선 적용
가. ‘21년 현재 우리 기업이 추진 중인 해외 철도사업은 방글라데시 다카 순환철도 등 5건의 사업이 추진 중이며 투자개발형사업의 계약기간 및 설계 기간
등을 감안하면 본 사업에 적용 가능합니다.
나. 해외 사업 중 차축검지시스템 사업비 : 약 191.4억 원 (환율 1USD : 1,100원)

3. 국내 신설건설에 적용
가. 국토부에서 기본계획 중인 신규 철도사업은 춘천~속초 고속철도 사업 등 8건으로 본 사업에 차축검지시스템을 적용할 수 있습니다.
나. 신설 건설 차축검지시스템 사업비 : 약 5,700억원

4. 국내 개량사업에 적용
가. 궤도회로의 내구연한은 10년으로 개통시기에 따라 년차별로 교체 작업이 예상되고 이에 따른 국내시장 수요 발생 예상합니다.
나. ’30년까지 589억 원의 교체수요 발생 예상
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 차축카운터 안전 무결성 수준 궤도회로 안전성활동 센서
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