| 2차년도 |
○ 최종성과물1: On-Board 센서를 활용한 열차 진동하중 및 지진하중 DB1. On-board 용 계측 센서 고도화2. 지진 하중 계측기술 개발3. 열차 진동하중 및 지진하중 Database 구축4. 기계학습용 DB 구축방안 수립 및 분석연구 (2)○ 최종성과물2: 열차 진동하중과 지진진동 하중을 구분하는 실용화 단계 기계학습 알고리즘1. 지진-열차 진동 하중 판별 기계학습 실시간 모델 구현2. 모델 성능 평가 및 하이퍼 파라미터 튜닝3. 앙상블 알고리즘을 통한 기계학습 모델 고도화○ 최종성과물3: 주행열차의 지진 위험 여부를 판별하는 위험 모델1. 지진에 의한 열차 피해 모델 개발2. 철도 피해정도 예측모델 개발○ 최종성과물4: 진동 감지 후 10초 이내 경보 가능한 열차 서행/정지 경보 시스템1. 위치기반 계측데이터 처리기술 개발2. 실시간 경보 메시지 전달체계 개발○ 최종성과물5: 주행 의사판단 가상현실 시뮬레이션1. 평상시 열차주행 가상현실 시뮬레이터 개발2. 지진발생시 열차주행 가상현실 시뮬레이터 개발
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○ 최종성과물1: On-Board 센서를 활용한 열차 진동하중 및 지진하중 DB- 저비용 On-board 센서 고도화- On-board 용 센서를 활용한 지진 하중 계측 기술 개발- 기계학습 적용을 위한 진동대를 이용한 실지진파(장주기, 단주기 지진파) 및 정현파의 지진 하중 계측- 열차하중 및 지진하중에 대한 스펙트럼 분석○ 최종성과물2: 열차 진동하중과 지진진동 하중을 구분하는 실용화 단계 기계학습 알고리즘- 실시간으로 입력되는 데이터를 연속적으로 처리하는 지진-열차 진동 하중 판별 기계학습 모델 구현- LSTM과 같은 딥러닝 기반 기계학습 모델 설계 및 구현- 다양한 데이터 연속 입력 상황에 대해서 각 기계학습 모델의 성능 평가 (소요 시간, 판별 정확도)- 성능과 소요 시간 및 리소스를 고려한 최적의 Time Window 탐색- 여러 모델들을 조합하여 학습 모델의 판별 정확도를 개선○ 최종성과물3: 주행열차의 지진 위험 여부를 판별하는 위험 모델- 규모 및 진앙거리에 따라 발생할 수 있는 철도 파괴 취약성 모델 개발- 규모, 진앙거리, 주변환경에 따른 열차 피해 및 탈선 확률 모델 개발- On-board 센서 계측 지진 하중 데이터 및 열차 피해 확률 모델을 활용하여 진동 계측 시 열차 위치로부터 10 km 단위별 철도 피해정도 및 확률 기초모델 개발○ 최종성과물4: 진동 감지 후 10초 이내 경보 가능한 열차 서행/정지 경보 시스템- On-board 데이터와 위치값의 연계방안 연구- 열차 위치 모니터링을 통한 지진영향 범위 설정- 위험상황 전파를 위한 메시지 전달 방법 연구- 이벤트 발생에 따른 메시지 전파 자동화 방안 연구- 경보자동화 시간단축 방안 연구○ 최종성과물5: 주행 의사판단 가상현실 시뮬레이션- 1차 년도에 구축한 영상 콘텐츠 데이터베이스를 활용하여 HMD기반 360도 VR 시스템 개발- 지진 발생시를 시뮬레이션한 1차 년도에 구축한 흔들림 영상 콘텐츠 데이터베이스를 활용하여 HMD기반 360도 VR 시스템 개발- 6축 의자를 활용하여 HMD의 시각피드백 뿐만 아니라 진동 피드백 발생 장치도 개발하여 가상현실 시뮬레이터에 통합
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 본 연구는 기계학습과 빅데이터 기술을 활용하여, 움직이고 있는 철도 차량 안에서 On-board 센서를 이용하여 지진 발생 여부를 파악하고 운행 위험 여부를 파악하는 시스템 개발을 제안- 이는 비용과 지진 경보 발생의 신속성 면에서, 특수한 목적의 지진 검진 시스템의 추가 설치 없이도 저비용의 센서를 활용하여 지진을 탐지하고 위험을 예측한다는 점에서 효율적이며 관련 기술발전의 가능성이 기대됨- 기존의 지진 경보 시스템에 더불어 고속열차의 센서를 활용한 클라우드 서비스를 보완적으로 운영함으로써 국가재난안전경보시스템 정밀화 구축- 가상현실 시뮬레이션으로 지진 시 기관사대응행동특성 분석 및 열차 운행에의 영향 분석, 더 다양한 환경에서 데이터 수집, 그리고 현업에서 쓰기 위해 서버 구축 등의 효과 기대
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 최근 몇 년간 국내 지진 발생 횟수 증가 추이를 보이고 있고, 지진으로 인한 피해는 언제 어디서 발생할지 전혀 모르는 상황- 지진 발생시, 갑작스런 산사태, 지반 붕괴, 철로 변형 등 고속열차의 탈선으로 인한 2차 피해가 더 크게 작용할 수 있다는 우려- 이런 문제점들을 해결하기 위해 열차 내 On-board 센서들을 이용하여, 지진 발생 시 신속하게 경보를 생성하여 각종 산업 및 사회의 지진으로 인한 2차적 피해 및 위험을 미리 대비하는 효과 기대- 구조물, 자동차 등 다른 대상물의 지진조기경보 시스템과 연계하여 재해예방 관련 시장의 발전을 도모하는 효과 기대
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| 활용방안 |
○ 미래원천기술 확보- 신속하고 정확한 On-board 센서 기반 지진조기경보시스템을 개발하고 고속열차 내에 도입○ 실용화, 사업화 방안- 연구 성과 창출과 더불어 특허 출원을 함께 준비함으로써 연구 성과를 경제적인 가치와 연결- 학술발표회 등에 참석하여 본 연구결과를 객관적으로 검증 받음？- 대학 본부 차원의 국제 특허 출원 및 사업화 지원 시스템을 적극적으로 활용？○ 기술이전 방안 - 본 과제에서 독자적으로 개발한 기술특허와 기술이전을 통하여 관련 산업체에게 장기적인 비전과 신뢰 제공 기회 마련- 연구 분야에 부합하는 산업체들에게 정기적인 사업 내용 및 성과에 대한 설명회를 개최하여, 개발 기술의 역량 및 활용방안을 대외적으로 홍보함으로써 새로운 산업체의 참여 유도- 관련 산업체와의 산학협력방안을 모색하여 연구 참여 대학원 인력의 인턴쉽 지원 및 이를 통해 학생들에게 실무 경험의 기회를 제공하여 연구 역량뿐만 아니라 실무 역량까지 갖춘 인재를 양성할 수 있도록 함
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