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과제기본정보

스마트 철도물류 4.0 혁신기술 개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 21RDPP-C165371-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 물류기술 | 하역기술 적용분야 기타 산업
2순위 건설 교통 | 물류기술 | 물류정보화기술 실용화대상여부 비실용화
3순위 건설 교통 | 물류기술 | 물류시스템 운용기술 과제유형 응용
과제명 스마트 철도물류 4.0 혁신기술 개발 기획
주관연구기관 (주)과학기술전략연구소
총괄연구 책임자 성명 원동규
소속 (주)과학기술전략연구소 직위 부대표이사
전화번호 0448688612 FAX 0448688613
총 연구기간 2021-09-13 ~ 2023-03-12
당해연도 연구기간 2021-09-13 ~ 2023-03-12

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 250,000,000 0 0 0 250,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 □ 2050 탄소중립 정책에 대응하여 철도물류의 경쟁력 강화를 위해 도로에서 철도 중심의 물류체계 전환에 기여 할 수 있는 스마트 철도물류체계 및 시스템 최적화를 위한 철도물류 연구개발 사업을 전략적으로 기획
○ (정책적 측면) 지구 온난화 및 세계적인 환경 규제 강화로 기존 도로중심의 물류체계를 저탄소 운송수단인 철도물류를 활성화하여 철도중심의 물류체계 전환 필요
- 국제사회는 기후변화 대응을 위해 교토의정서(1997년) 및 파리협정 채택(2015년)으로 국가별로 온실가스 저감 정책이 주요 이슈로 대두, 우리 정부도 ‘2050 탄소중립’ 및 탄소배출권 거래제 등 저탄소 정책이 본격화되어 시행 중
- ‘대한민국 2050 탄소중립 전략’ 중 수송 부분에서, 도로중심의 물류체계가 발전한 결과, 온실가스 배출과 대기오염이 심화되는 결과를 야기, 이를 해결하기 위해 기존 도로중심의 물류체계를 저탄소 운송수단인 철도와 해운으로 물류체계의 전환(Modal Shift)이 필요함을 강조(환경부, 2020)
- 친환경의 철도물류 수송 전환을 위해서는 도로와 비교해 낮은 철도경쟁력을 강화하고, 서비스 개선 등을 위해 철도물류체계 및 시스템 전반에 걸쳐 개선이 필요하며, 정부 차원의 연구개발 추진과 지원이 필요
* 철도물류의 사회ㆍ환경적 비용은 도로의 약 1/2 수준이며, 온실가스 배출량도 도로의 약 1/24 수준(‘21.3.16, 국토교통부 보도자료)
* 국내 철도수송 분담율은 4.5%(‘17년) 수준이며, 철도물류는 도로 대비 비용 경쟁력 약화 및 정책적 지원 부족(셔틀수송비용, 환적으로 인한 상하역비용 등 철도물류 부대비용 발생)
* 화물자동차는 유가보조금 지급, 심야 통행료 할인 등 지원 중이나, 철도는 전환교통보조금 외 별도의 지원 부족
○ (기술적 측면) 최근 물류체계는 신기술과 융합되어 지능화, 자동화, 디지털화, 고속화 등으로 빠르게 진화하고 있으며, 철도물류체계 및 시스템 개선을 위해첨단화된 신기술을 접목하고 최적화하는 기술개발이 필요
최종목표 □ 2050 탄소중립 정책에 대응한 사회ㆍ환경적 비용을 절감하고, 철도물류에 소요되는 비용을 최소화하여 철도중심의 물류체계 전환(Modal Shift) 및 철도물류 체계 혁신을 위한 스마트 철도물류 시스템 개발 및 시스템 종합검증, 실용화를 위한 실증모델 제시
○ (철도물류 체계 혁신을 주도할 분야별 기술력 확보)
- (철도화물 수송시스템 효율화ㆍ최적화) 저탄소ㆍ고효율 철도물류 수송시스템 기술 개발
- (인프라 자동화ㆍ첨단화) 스마트 철도물류 인프라 자동화 기술 개발
- (정보시스템 체계화ㆍ고도화) 철도물류 정보시스템 통합ㆍ관리 체계 구축 및 실증기술 개발
- 이 외 철도물류체계 개선 및 혁신을 위해 필요한 요소기술의 발굴 및 개발 등
○ (사회ㆍ환경적 비용 감소) 화물수송 체계를 도로에서 철도로 Modal shift를 통한 사회ㆍ환경적 편익 증대
※ 철도수송의 도로수송 대비 사회·환경적 편익 1톤km 당 연간 173.9원(국토교통부, 2017년)
- (물류비용의 최소화) 철도수송의 경제성ㆍ효율성 증대, 환적ㆍ하역ㆍ보관 등의 물류비용의 감소
- (철도물류의 신속성ㆍ신뢰성 강화) 실시간의 고도화된 고객 맞춤형 철도물류 정보 및 서비스의 제공을 통한 철도물류 수요 증대 또는 신규 수요 창출
- (철도물류의 공공성 확대) 사회ㆍ환경적 책임을 이행하고 국가물류 성장을 주도하는 공공적 역할 수행
○ 수요기반의 철도물류 사업전략 제시
- 철도로 전환 가능한 품목 분석, 기존 또는 개발 중인 물류기술 적용 등을 통한
○ 수요 대응의 철도물류 사업 모델 제안 및 법ㆍ제도 개선안 도출
* 컨테이너 화물, 파렛트 화물, 대량벌크 화물 등 품목별 특성을 감안, 국가산업단지 및 공ㆍ항만의 연계 검토
- 물류 상위계획과 정부정책과의 관련성 및 연계성을 분석하고, 미래 이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성 등을 토대로 사업추진 전략의 타당성 제시
○ 철도물류 수송시스템 개발 및 실증 모델
○ 철도물류 인프라 자동화 시스템 개발 및 실증 모델
○ 철도물류 디지털 정보 통합ㆍ관리 플랫폼 구축 및 실증모델 등
- 철도물류 시스템 운영 최적화 시뮬레이션 및 사업모델(Biz 모델)
- 철도물류 활성화를 위한 정책 및 법/제도(안)
- 예비타당성 대응을 위한 정책적/기술적/경제적 타당성 분석 자료 등
연구내용 및 범위 □ 연구기획의 범위
○ 저탄소ㆍ고효율 철도물류 수송 시스템 기술 개발 기획
- 대량 수송을 위한 원격제어 열차운행 시스템
- 철도물류 인프라 기반 철도 공동물류 기술, 친환경 운송시스템 등
※ 피기백(Piggy Back), 카레일 등
○ 스마트 철도물류 인프라 자동화 기술 개발 기획
- 철도물류 고속 상하차를 위한 자동 상하역 시스템
- 소규모 철도 물류기지 직상ㆍ하역 시스템
※ 입환 생략을 위한 컨테이너 직상하역 및 전차선 가선 중 하역시스템 등
- 철도화물 기반 생활물류의 효율적 관리를 위한 자동화 시스템
- 철도물류 신속 셔틀을 위한 자동화 기술 등
※ AI기술 등을 적용한 상하역 및 이송 자동화장비, 무인 운반로봇, 첨단 철도 물류터미널 등
○ 철도물류 정보시스템 통합ㆍ관리 체계 구축 및 실증기술 개발 기획
- 철도물류 디지털 정보 통합ㆍ관리 기술
※ 철도ㆍ도로ㆍ항만 물류정보 연계 포탈시스템, 비즈니스 활동 지원 디지털 솔루션 등
- 철도물류 상태정보 통합관제 관리 및 안전관리 시스템
- 철도물류 화물관리 표준ㆍ인증체계 구축 및 실증기술 등
○ 사업전략
- 물류산업 현황 분석을 통한 철도물류 체계 및 사업모델 제안
- 국내 물류 현황 분석을 통한 철도 물류로 전환 가능한 품목 분석
- 물류 4.0 등 최근 동향 분석을 통해 기존 또는 개발 중인 물류 기술과의 연계방안 제시
○ 예비타당성 조사 대응을 위한 지원
- 기술적·정책적·경제적 타당성 확보를 위한 근거와 논리 제시
- 필요시 사업의 이해도를 높이기 위한 카툰, 홍보 동영상 제작 등
□ 기획내용
○ (이슈 및 니즈) 환경분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈를 구체화하며, 이에 대응되는 기술 수준, 역량, 인프라 등을 분석
○ (정의 및 개념) 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술개발 범위를 정의하고, 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 미래사회모습을 제시
○ 정책적 타당성
- (정부정책과의 부합성) 과학기술부문 상위계획과 국토교통과학기술 연구개발 종합계획 등 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석
- (사업추진 타당성) 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성을 토대로 이슈 해결을 위한 추진 타당성을 제시
- (법ㆍ제도적 위험요인) 재정 집행 및 연구개발 결과물의 실제 적용을 위해서 정부 규제에 의한 쟁점사항과 국제통상 관점에서의 마찰 가능성을 검토
○ 기술적 타당성
- (기획과정의 적절성) 사업의 배경부터 연구개발 계획까지 합리적인 과정(절차와 방법)을 거쳐 필요성, 적절성, 타당성이 확보될 수 있도록 기획
- (사업목표의 적절성) 사업추진을 통해 해결하고자 하는 문제 및 이슈를 정의하고 이에 대한 해결정도 및 측정수단을 포함하는 명확한 사업목표 제시
* 사업목표에 부합하도록 전략목표, 성과목표, 성과지표 제시
- (세부 활동 및 추진전략의 적절성) 사업목표 달성을 위한 중점분야와 그 하위의 구체적인 활동을 도출하고 활동 간 연계가 적절한지 분석·제시
- (기술개발 성공 가능성) 중점추진분야 또는 기술속성의 관점에서 쟁점사항을 검토하여 해당분야에 대한 투자시점의 적절성과 계획 대비 일정 지연 등의 발생 가능성에 대한 결과를 분석·제시
- (기존 사업과의 중복성) 기존 사업과 중복성 검토를 통하여 기술적으로 구별되는 차별성 및 연계방안 분석ㆍ제시
○ 경제적 타당성
- (소요예산) 연구기간, 투입인력 및 장비 등을 분석하여 사업 수행에 소요되는 비용 산정 및 근거 제시
- (편익분석) 수혜자 특정 및 적정 편익 산식 도출에 따른 비용편익분석, 비용효과분석 등을 활용하여 경제적 편익 분석
* 상기 제시된 기술성, 정책적, 경제적 타당성의 검토 및 방법 등은 “국가연구개발사업 예비타당성조사 수행 세부지침(2019.1)”을 활용
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 □ 2050 탄소중립 정책에 대응한 사회ㆍ환경적 비용을 절감하고, 철도물류에 소요되는 비용을 최소화하여 철도중심의 물류체계 전환(Modal Shift) 및 철도물류 체계 혁신을 위한 스마트 철도물류 시스템 개발 및 시스템 종합검증, 실용화를 위한 실증모델 제시
○ (철도물류 체계 혁신을 주도할 분야별 기술력 확보)
- (철도화물 수송시스템 효율화ㆍ최적화) 저탄소ㆍ고효율 철도물류 수송시스템 기술 개발
- (인프라 자동화ㆍ첨단화) 스마트 철도물류 인프라 자동화 기술 개발
- (정보시스템 체계화ㆍ고도화) 철도물류 정보시스템 통합ㆍ관리 체계 구축 및 실증기술 개발
- 이 외 철도물류체계 개선 및 혁신을 위해 필요한 요소기술의 발굴 및 개발 등
○ (사회ㆍ환경적 비용 감소) 화물수송 체계를 도로에서 철도로 Modal shift를 통한 사회ㆍ환경적 편익 증대
※ 철도수송의 도로수송 대비 사회·환경적 편익 1톤km 당 연간 173.9원(국토교통부, 2017년)
- (물류비용의 최소화) 철도수송의 경제성ㆍ효율성 증대, 환적ㆍ하역ㆍ보관 등의 물류비용의 감소
- (철도물류의 신속성ㆍ신뢰성 강화) 실시간의 고도화된 고객 맞춤형 철도물류 정보 및 서비스의 제공을 통한 철도물류 수요 증대 또는 신규 수요 창출
- (철도물류의 공공성 확대) 사회ㆍ환경적 책임을 이행하고 국가물류 성장을 주도하는 공공적 역할 수행
○ 수요기반의 철도물류 사업전략 제시
- 철도로 전환 가능한 품목 분석, 기존 또는 개발 중인 물류기술 적용 등을 통한
○ 수요 대응의 철도물류 사업 모델 제안 및 법ㆍ제도 개선안 도출
* 컨테이너 화물, 파렛트 화물, 대량벌크 화물 등 품목별 특성을 감안, 국가산업단지 및 공ㆍ항만의 연계 검토
- 물류 상위계획과 정부정책과의 관련성 및 연계성을 분석하고, 미래 이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성 등을 토대로 사업추진 전략의 타당성 제시
○ 철도물류 수송시스템 개발 및 실증 모델
○ 철도물류 인프라 자동화 시스템 개발 및 실증 모델
○ 철도물류 디지털 정보 통합ㆍ관리 플랫폼 구축 및 실증모델 등
- 철도물류 시스템 운영 최적화 시뮬레이션 및 사업모델(Biz 모델)
- 철도물류 활성화를 위한 정책 및 법/제도(안)
- 예비타당성 대응을 위한 정책적/기술적/경제적 타당성 분석 자료 등
□ 연구기획의 범위
○ 저탄소ㆍ고효율 철도물류 수송 시스템 기술 개발 기획
- 대량 수송을 위한 원격제어 열차운행 시스템
- 철도물류 인프라 기반 철도 공동물류 기술, 친환경 운송시스템 등
※ 피기백(Piggy Back), 카레일 등
○ 스마트 철도물류 인프라 자동화 기술 개발 기획
- 철도물류 고속 상하차를 위한 자동 상하역 시스템
- 소규모 철도 물류기지 직상ㆍ하역 시스템
※ 입환 생략을 위한 컨테이너 직상하역 및 전차선 가선 중 하역시스템 등
- 철도화물 기반 생활물류의 효율적 관리를 위한 자동화 시스템
- 철도물류 신속 셔틀을 위한 자동화 기술 등
※ AI기술 등을 적용한 상하역 및 이송 자동화장비, 무인 운반로봇, 첨단 철도 물류터미널 등
○ 철도물류 정보시스템 통합ㆍ관리 체계 구축 및 실증기술 개발 기획
- 철도물류 디지털 정보 통합ㆍ관리 기술
※ 철도ㆍ도로ㆍ항만 물류정보 연계 포탈시스템, 비즈니스 활동 지원 디지털 솔루션 등
- 철도물류 상태정보 통합관제 관리 및 안전관리 시스템
- 철도물류 화물관리 표준ㆍ인증체계 구축 및 실증기술 등
○ 사업전략
- 물류산업 현황 분석을 통한 철도물류 체계 및 사업모델 제안
- 국내 물류 현황 분석을 통한 철도 물류로 전환 가능한 품목 분석
- 물류 4.0 등 최근 동향 분석을 통해 기존 또는 개발 중인 물류 기술과의 연계방안 제시
○ 예비타당성 조사 대응을 위한 지원
- 기술적·정책적·경제적 타당성 확보를 위한 근거와 논리 제시
- 필요시 사업의 이해도를 높이기 위한 카툰, 홍보 동영상 제작 등
□ 기획내용
○ (이슈 및 니즈) 환경분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈를 구체화하며, 이에 대응되는 기술 수준, 역량, 인프라 등을 분석
○ (정의 및 개념) 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술개발 범위를 정의하고, 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 미래사회모습을 제시
○ 정책적 타당성
- (정부정책과의 부합성) 과학기술부문 상위계획과 국토교통과학기술 연구개발 종합계획 등 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석
- (사업추진 타당성) 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성을 토대로 이슈 해결을 위한 추진 타당성을 제시
- (법ㆍ제도적 위험요인) 재정 집행 및 연구개발 결과물의 실제 적용을 위해서 정부 규제에 의한 쟁점사항과 국제통상 관점에서의 마찰 가능성을 검토
○ 기술적 타당성
- (기획과정의 적절성) 사업의 배경부터 연구개발 계획까지 합리적인 과정(절차와 방법)을 거쳐 필요성, 적절성, 타당성이 확보될 수 있도록 기획
- (사업목표의 적절성) 사업추진을 통해 해결하고자 하는 문제 및 이슈를 정의하고 이에 대한 해결정도 및 측정수단을 포함하는 명확한 사업목표 제시
* 사업목표에 부합하도록 전략목표, 성과목표, 성과지표 제시
- (세부 활동 및 추진전략의 적절성) 사업목표 달성을 위한 중점분야와 그 하위의 구체적인 활동을 도출하고 활동 간 연계가 적절한지 분석·제시
- (기술개발 성공 가능성) 중점추진분야 또는 기술속성의 관점에서 쟁점사항을 검토하여 해당분야에 대한 투자시점의 적절성과 계획 대비 일정 지연 등의 발생 가능성에 대한 결과를 분석·제시
- (기존 사업과의 중복성) 기존 사업과 중복성 검토를 통하여 기술적으로 구별되는 차별성 및 연계방안 분석ㆍ제시
○ 경제적 타당성
- (소요예산) 연구기간, 투입인력 및 장비 등을 분석하여 사업 수행에 소요되는 비용 산정 및 근거 제시
- (편익분석) 수혜자 특정 및 적정 편익 산식 도출에 따른 비용편익분석, 비용효과분석 등을 활용하여 경제적 편익 분석
* 상기 제시된 기술성, 정책적, 경제적 타당성의 검토 및 방법 등은 “국가연구개발사업 예비타당성조사 수행 세부지침(2019.1)”을 활용
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기존 또는 개발 중인 기술개발과제를 도출하고, 기술 구현 및 실용화를 통해 장차 도로를 이용한 화물운송수요를 철도로 전환하고, 효율적으로 화물을 수송할 수 있는 철도물류 시스템 도입 대안 제시에 활용
- 기술개발에 국한되지 않고 장차 실용화를 위해 필요한 비즈니스 모델을 함께 분석하여 철도물류 시스템의 실현가능성을 제고
○ 본 기술개발을 통해 철도물류 관련 핵심요소기술 분야의 국내 기술력을 확보하고, 이를 바탕으로 다양한 산업 확대 적용뿐만 아니라, 신성장동력 산업 발굴 및 국가 물류산업의 경쟁력 제고도 기대
○ 철도물류의 세부적인 시스템 및 업무 프로세스 별 현재의 기술적 수준을 진단하고, 국내?외 우수한 기존 또는 개발 중인 물류 4.0 기술 및 최신 ICT 원천 기술을 철도물류 분야에 응용 또는 실용화 기술로 발전시킬 수 있음
○ 세계적으로 우수한 철도물류 기술을 확보하고, 외국에서 개발한 철도물류 기술 내지 물류시스템을 단순히 활용하는 수준에서 벗어나 분류분야의 핵심 기술 및 시스템의 국산화를 통해 기술적 경쟁력을 확보
○ 지능화, 자동화, 디지털화 등 다양한 형태의 철도물류 효율화 기술 적용을 통한 철도물류 분야의 핵심기술 및 운영시스템의 국산화 이룩
○ 새로운 기술의 개발과 산업의 발굴을 통하여 신규 고용을 창출하고 World Best 기술 개발을 통한 신성장 창조경제 실현에 이바지
사회 경제적 파급효과 ○ 국가적 차원에서 상위계획인「국가물류기본계획(2016~2025)」정책 목표 달성 지원
○ 철도물류(나아가 공공물류)의 자동화 기술을 제시하여, 향후 예상되는 고령화, 기피 업종 인식 등으로 인한 물류산업 인력 부족 현상에 대비하고 더 나아가 대국민 서비스 품질을 개선할 수 있음
○ 도로 위주의 화물 운송시스템에서 문제가 되고 있는 환경오염 문제를 해결
○ 국가 물류비를 획기적으로 절감할 수 있는 신교통수단으로 활용
○ 신규 수요 창출 및 산업 발굴을 통한 신규 고용 창출과 물류연관산업과의 파급효과 기대
○ 특수ㆍ대형화물의 운송, 철도물류의 정보화 및 실시간 관리를 통한 새로운 정보화 서비스의 창출 등 타 물류 수단과는 차별되는 철도물류만의 산업 영역을 확보할 수 있을 것으로 기대
○ 도로 위주의 화물 운송시스템에서 문제가 되고 있는 환경오염 문제를 해결하고 국가 물류비 절감을 통한 국가 물류산업의 경쟁력 제고
○ 새로운 기술의 개발과 신규 수요의 창출 및 산업의 발굴을 통하여 신규 고용을 창출하고 물류 연관산업의 파급효과 기대
○ 또한, 궁극적으로 철도물류 시스템 기술의 국산화에 머무르지 않고 독자적 기술브랜드를 생성하여 해외진출까지도 모색
활용방안 ○ 스마트 철도물류 4.0 혁신기술 기반 확보 및 투자 확대를 위한 근거자료로 활용
○ 국토교통분야 ‘스마트 철도물류’에 대한 정부투자의 당위성과 사업계획의 타당성 검토
○ 스마트 철도물류 4.0 혁신기술 개발사업의 기획, 예비타당성조사 대상선정 및 예비타당성 검토의 선제적 대응자료로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 스마트 철도물류 화물운송 하역기술 정보화기술 정보시스템 관리
영문 Smart Rail Logistics Freight Transport Unloading Technology Information Technology Information System Management
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