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과제현황 목록

과제기본정보

도시철도용 전장제어기기 상호호환성 확보를 위한 통합제어플랫폼 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 철도차량부품개발사업 과제번호 21RSCD-C163348-01
국가과학표준분류 1순위 정보 통신 | 소프트웨어 | S W 솔루션 적용분야 제조업(자동차 및 운송장비)
2순위 건설 교통 | 철도교통기술 | 철도차량기술 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 통신 | 소프트웨어 | System Integration 과제유형 개발
과제명 도시철도용 전장제어기기 상호호환성 확보를 위한 통합제어플랫폼 개발
주관연구기관 한국철도기술연구원
총괄연구 책임자 성명 온정근
소속 한국철도기술연구원 직위 실원
전화번호 031-460-5000 FAX 031-460-5814
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2025-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 2,593,000,000 65,650,000 524,850,000 590,500,000 3,183,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 도시철도차량에 사용되는 제어기기와 제어용 소프트웨어의 상호호환성 확보를 목적으로 하는 과제로서 상호호환성은 제어기기와 제어용소프트웨어(이후 ‘SW’)를 대상으로 ‘TROSAR 동적 네트워크(TDN)’와 TROSAR플랫폼(개방형 개발 플랫폼, TRain Open Software ARchitecture Platform)으로 구현된다.
TDN은 TCN(철도차량용 국제표준 네트워크, IEC61375)기반으로 ‘동적인터페이스 기술’을 철도차량용 네트워크로 구현한 TROSAR 네트워크이다.
TROSA플랫폼은 상호호환성을 제공함을 물론 과제의 또 다른 목적인 국제규격에 의한 ‘고안전’ 개발방법론을 제공하는 개발 플랫폼으로서 고안전 달성을 위한 제품 수명주기 및 도구를 제공하여 고도화된 기술을 적용할 수 있는 개발환경을 제공한다.
기술의 검증을 위한 시범사업을 위하여 도시철도차량용 종합제어장치와 제동제어장치, 주간제어기 등을 대상으로 선정하였으며, 철도차량 편성 규모인 종합제어장치와 차량 내 규모인 제동제어장치, 단위 제어장치 규모의 주간제어기 등의 다양한 네트워크 크기의 제어기기를 대상으로 한다.
최종목표 ○ 상호호환성 확보를 위한 철도용 개방형 통합제어플랫폼 개발
- 도시철도차량용 제어기기의 상호호환을 위한 동적인터페이스 기술 개발
- 동적인터페이스 기술 기반 도시철도차량용 개방형 SW호환체계 개발
- 고안전(IEC62279) 제어SW 개발을 위한 ‘철도용 개방형 통합제어플랫폼 (TROSAR 플랫폼)’ 개발
○ 기능안전이 확보된 상호호환형 전장제어시스템 기술 개발
- 기능안전(IEC 62278 등)이 확보된 상호호환형 전자제어장치 개발
- 철도차량용 통신(IEC61375)의 응용계층 호환 인터페이스 기술 개발
○ 상호호환성 기술의 검증을 위한 시제품 제작 및 상호호환성 검증
- 도시철도차량용 전장제어장치의 상호호환성 표준규격(안) 개발
- 상호호환형 도시철도차량용 전장제어기기(종합제장치/제동제어장치/주간제어기) 개발 및 상호호환성 검증
연구내용 및 범위 ○ 상호호환성 확보를 위한 도시철도차량용 개방형 통합제어플랫폼 개발
- 도시철도차량용 제어기기의 상호호환을 위한 동적인터페이스 기술 개발
* 도시철도차량용 동적인터페이스 기술 및 실시간 변수 재배열 기술 개발
* 도시철도차량용 개방형 SW호환체계(TROSAR)의 구조 설계
* 도시철도차량용 분산객체모델형 SW 호환성 규칙 개발
* 국제규격(IEC62279 등) 기능안전 요구사항을 만족하는 철도차량용 고안전 SW개발방법론 개발
* 상호호환성을 위한 분산객체모델형 요구사항 분석 기술 개발
* 도시철도차량용 분산객체모델형 시스템 분석 및 안전성 분석 기술 개발
* 도시철차량용 분산객체모델형 제어기기의 안전성 등급 연구
* 소프트웨어 통합 환경(TROSAR 플랫폼)의 체계 개발
* 분산객체모델형 개방형 SW개발플랫폼의 시장 경제성 모델 연구 및 상용화 체계 연구
- 동적인터페이스 기술 기반 도시철도차량용 개방형 SW호환체계 개발
* 도시철도차량용 개방형 SW호환체계(TROSAR) 개발
* SW호환체계의 안전성 인증 획득
* 도시철도차량용 분산객체모델형 SW 안전성 코딩 규칙 개발
* 도시철도차량용 동적인터페이스 기술 미들웨어 개발
* 도시철도차량용 SW 개방형 체계의 RTOS 호환 기준 및 전자장치 추상화(가상 하드웨어(HAL)) 방법 개발
* SW부품화를 위한 도시철도차량용 저수준 타겟가상화응용환경(LLVM, Low Level Virtual Machine) 기술 개발
* SW부품화를 위한 도시철도차량용 응용 기술 및 활용 도구 개발
- 고안전(IEC62279) 제어SW 개발을 위한 ‘도시철도차량용 개방형 SW개발플랫폼 (TROSAR 플랫폼)’ 개발
* 분산객체모델형 도시철도차량용 개방SW개발플랫폼(TROSAR 플랫폼) 개발
* 분산객체모델형 도시철도차량용 SW 개발 수명주기 모델 연구
* 분산객체모델의 다층 객체화 시스템 구조 연구
* 분산객체모델 기반 요구사항 및 기능 분석 도구 개발
* 분산객체모델 기반 Test Case 도출 자동화 도구 개발
* 분산객체모델 기반 안전성 분석 도구 개발
* 분산객체모델 기반 SW객체모델링 도구 개발
* 분산객체모델 기반 전기회로 모델링 도구 개발
* 분산객체모델 기반 SW 통합 검증 도구 개발
* 도시철도용 개방개발플랫폼의 운영/유지보수 지원 체계 연구 및 지원 도구 개발
* 도시철도용 개방플랫폼의 상용화 방안 연구

○ 기능안전이 확보된 상호호환형 전장제어시스템 기술 개발
- 기능안전(IEC 62278 등)이 확보된 표준 상호호환형 전자제어장치 개발
* 상호호환성을 위한 도시철도차량 분산객체형 표준 인터페이스 모델 개발
* 상호호환형 전자제어기기의 분산 객체모델형 하드웨어 기술 개발
* 상호호환형 도시철도차량의 분산객체 제어 체계 및 활용 기술 개발
* 상호호환성 적합성 검증용 분산객체모델 기반 HILS(Hardware In the Loop Simulation) 기술 개발
* 상호호환성 기술 기반 도시철도차량용 제어모듈(Hardware) 기술 개발
* 상호호환성 기술 기반 전장품의 모듈화 기술 개발
- 철도차량용 통신(IEC61375)의 응용계층 호환 인터페이스 기술 개발
* 철도차량용 개방형 통신(IEC 61375)의 동적인터페이스(응용계층 상호호환) 기술 개발
* 동적인터페이스 개방형 통신의 다중 계층 통신 체계 연구
* 동적인터페이스 기술 기반 개방형 통신의 도시철도차량 통신 체계 개발
* 동적인터페이스 기술 기반 개방형 통신 적합성 검증용 테스트베드 개발

○ 상호호환성 기술의 검증을 위한 시제품 제작 및 상호호환성 검증
- 도시철도차량용 전장제어장치의 상호호환성 표준규격(안) 개발
* 도시철도차량의 상호호환성 검증 방안 및 검증 체계 개발
* 도시철도차량용 전장제어장치의 상호호환성 기술 표준화
- 상호호환형 도시철도차량용 전장제어기기 개발 및 상호호환성 검증
* 상호호환형 도시철도차량 종합제어장치 개발
* 상호호환형 도시철도차량 제동제어기 개발
* 상호호환형 도시철도차량 주간제어기 개발
* 상호호환형 종합제어장치의 안전성 인증 획득
* 성능 검증을 위한 완성차 시범사업 및 상호호환성 검증
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ① 주관연구기관 : 한국철도기술연구원
- 도시철도차량용 제어기기의 상호호환을 위한 동적인터페이스 기술 개발
- 도시철도차량용 전장제어장치의 상호호환성 표준 기술 기초 설계
- 상호호환형 전장제어기기 안전성 기초 활동
② 공동연구기관 : 알티스트
- 동적인터페이스 기술 기반 도시철도차량용 개방형 SW호환체계 기초 설계
③ 공동연구기관 : 이에스앤티
- 고안전 제어SW 개발을 위한 도시철도차량용 개방형 SW개발플랫폼 기초 설계
④ 공동연구기관 : 델타인덱스
- 분산객체모델 기반 AI 요구사항/기능 분석 도구 설계
⑤ 공동연구기관 : 이로젠
- 분산객체모델 기반 철도차량용 전기회로모델링 도구 설계
⑥ 공동연구기관 : 이베리타임
- 도시철도용 개방형 개발플랫폼의 운영/유지보수 지원 체계 기초 연구
⑦ 공동연구기관 : 인터콘시스템스
- 기능안전이 확보된 표준 상호호환형 전자제어장치 하드웨어 설계
⑧ 공동연구기관 : 넷비젼텔레콤
- 철도차량용 통신(IEC61375)의 응용계층 호환 인터페이스 기술 설계 및 개발
⑨ 공동연구기관 : 현대로템
- 상호호환형 도시철도차량용 종합제어장치 기초설계
⑩ 공동연구기관 : 주은기공
- 상호호환형 도시철도차량용 제동제어장치 기초설계
⑪ 공동연구기관 : 쉴드론
- 상호호환형 도시철도차량용 주간제어기 기초설계
① 주관연구기관 : 한국철도기술연구원
* 도시철도차량용 동적인터페이스 기술 및 실시간 변수 재배열 기술 개발
* 국제규격(IEC62279 등) 기능안전 요구사항을 만족하는 철도차량용 고안전 SW개발방법론 개발
* 상호호환성을 위한 분산객체모델형 분석 기술 개발
* 상호호환형 전자제어기기의 분산객체모델형 하드웨어 기술 개발
* 상호호환형 도시철도차량의 분산객체 제어 체계 및 활용 기술 개발
* 상호호환성 적합성 검증용 분산객체모델 기반 HILS 기초 설계
* 도시철도차량의 상호호환성 검증 방안 및 검증 체계 기초 연구
* 상호호환형 제어장치의 안전성 인증
② 공동연구기관 : 알티스트
* 동적 인터페이스 기반 개방형 SW호환체계(TROSAR) 시제품 개발
* 도시철도차량용 분산객체모델형 SW 안전성 코딩 규칙 연구
* 도시철도차량용 SW 개방형 체계의 RTOS 호환 기준 및 전자장치 추상화 방법 개발
* SW부품화를 위한 도시철도차량용 저수준 타겟가상화응용환경(LLVM) 기초 설계
* SW부품화를 위한 도시철도차량용 응용 개발 및 활용 도구 시제품 개발
③ 공동연구기관 : 이에스앤티
* 분산객체모델 기반 도시철도차량용 SW 개발 수명주기 모델 연구
* 분산객체모델 기반 도시철도차량용 개발플랫폼(TROSAR 플랫폼) 기초 설계
* 분산객체모델 기반 도시철도차량용 개발플랫폼 분석 도구 설계
* 분산객체모델 기반 도시철도차량용 SW 객체모델링 / 통합시뮬레이션 도구 기초 설계
④ 공동연구기관 : 델타인덱스
* 철도차량 개방형 개발플랫폼의 분산 객체모델링 기술 기초 연구
* 분산객체모델 기반 AI 요구사항 관리도구 설계
* 분산객체모델 기반 기능 분석도구 설계
* 분산객체모델의 Test Case 도출 연구
⑤ 공동연구기관 : 이로젠
* 분산객체모델 기반 철도차량용 전기회로 설계 기술 연구
* 분산객체모델 기반 전기회로 모델링 도구 설계
* 분산객체모델의 다층 객체화 시스템 구조 연구
⑥ 공동연구기관 : 이베리타임
* 분산객체모델 기반의 도시철도차량 유지보수 정보의 관리 체계 분석
* 도시철도용 개방형 개발플랫폼의 도시철도차량 유지보수 지원 도구 기초 연구
⑦ 공동연구기관 : 인터콘시스템스
* 상호호환성 기술 기반 도시철도차량용 제어모듈 설계
* 상호호환성 기술 기반 전장품의 모듈화 기술 개발
⑧ 공동연구기관 : 넷비젼텔레콤
* 철도차량용 개방형 네트워크(TCN, IEC 61375)의 동적인터페이스 구조 설계 및 개발
* 동적인터페이스 개방형 통신의 다중 계층 통신 체계 구조 설계
* TROSAR 동적 네트워크(TDN) 구조 설계
* 동적인터페이스 기술 기반 TDN 적합성 검증용 테스트베드 구조 설계
⑨ 공동연구기관 : 현대로템
* 상호호환형 도시철도차량 종합제어장치 기초 설계
* 상호호환형 도시철도차량 종합제어장치 안전성 분석
⑩ 공동연구기관 : 주은기공
* 상호호환형 도시철도차량 제동제어장치 기초 설계
* 상호호환형 도시철도차량 제동제어장치 안전성 분석
⑪ 공동연구기관 : 쉴드론
* 상호호환형 도시철도차량 주간제어기 기초 설계
* 상호호환형 도시철도차량 주간제어기 안전성 분석
연구성과 기술적 기대성과 - 철도분야 제어장치 분야에서 플랫폼화 된 체계를 구축하여 4차산업혁명에 적합한 미래형/고안전 철도차량을 개발할 수 있는 환경 조성
- 분산객체모델(PSM) 기반의 철도차량 설계에 의하여 분산화되고 양산이 가능한 부품 공급체계 구축이 가능
- 철도분야 뿐 아니라 다른 분야와 협력하여 기술을 공유할 수 있는 플랫폼 환경 구축
- 소프트웨어 및 산업용 제어기 하드웨어 분야에 개방형 개발환경 기술의 신규 진입
- 4차산업혁명을 위한 철도 Digital Twin, Smart Factory, 무인운전자동차 등의 기술을 위한 기초 기술 확보
- 전 세계적 열차운영효율화를 위한 Open Train 시장 대응 기술 확보
- 특정 시스템 종속성을 회피한 개방형 철도차량제어기 분야 기술 경쟁력 확보 기대
사회 경제적 파급효과 - 철도산업을 고부가가치/고안전 산업으로 도약할 수 있는 플랫폼 제공
- 신규 철도차량 시장의 제어장치 대체
- 신규 차량 수요 : 470량 / 년 (2020년 이후 5년간 평균)
연간 1,500억원의 국내 철도 제어장치 시장 형성
- 국내 기존 철도차량의 유지보수품 대체
연간 110억원의 국내 철도차량 제어장치 유지보수시장 형성
- TROSAR플랫폼 분야 및 공학도구 개발 분야의 국내 강소기업 육성 가능
- 해외제품에 의존하던 고안전 제어기의 국산화를 통해 관련 산업 및 시장 개척으로 일자리 창출 가능
- 고신뢰/고안전이 요구되는 기간산업용에 필요한 전문 소프트웨어 기술을 확보하는 고급 일자리 창출
- 고안전 제어기가 철도 전체 전장품으로 사용이 확산됨에 따라 안전한 철도 운행을 통해 철도관련 대형사고 예방 가능
- 철도산업의 기술경쟁력확보는 국내 철도망 확대를 가능케 함에 따라 국민생활편의 증대를 위한 친환경 공공교통 확대 가능
활용방안 ○ 상용화
- TROSAR 플랫폼 및 TROSAR 도구 5종의 소프트웨어 상용화 추진
- 분산객체모델 기반 철도차량용 제어장치 하드웨어 상용화 추진
- 상호호환형 종합제어장치 / 제동제어장치 / 주간제어기 상용화 추진

○ 기술 이전
- TROSAR 플랫폼 및 TROSAR 도구 5종의 소프트웨어에 대한 기술료 계약
- 분산객체모델 기반 철도차량용 제어장치 하드웨어 기술료 계약
- 상호호환형 종합제어장치 / 제동제어장치 / 주간제어기 기술료 계약
○ TROSAR 플랫폼의 기술 확장
- TROSAR플랫폼의 PSM 기반의 철도차량 부품/시스템의 표준화 정책 제안
- TROSAR플랫폼을 활용한 다른 철도차량 전장시스템에 적용
- TROSAR플랫폼을 활용한 다른 철도시스템에 적용
- TROSAR 플랫폼의 도구 개발 방법을 개방함으로 추가적인 공학도구 개발
- TROSAR 플랫폼의 다른 분야(자동차/항공/조선/의료/로봇 등)에 적용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 상호호환성 고안전 전자제어장치 제어소프트웨어 도시철도차량
영문 Inter Operability High Safety ECU(Electronic Control Unit) SW for Control urban railway vehicle
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