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과제기본정보

차세대 첨단 도시철도시스템 기술개발5년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 철도기술연구사업 과제번호 09PURT-C044273-05
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 철도 적용분야 기타 공공목적
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 차세대 첨단 도시철도시스템 기술개발
주관연구기관 한국철도기술연구원
총괄연구 책임자 성명 김길동
소속 한국철도기술연구원 직위 본부장
기관 대표번호 031-460-5000 FAX 031-460-5814
총 연구기간 2005-07-08 ~ 2011-10-09
당해연도 연구기간 2009-08-31 ~ 2010-08-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
5차년도 3,823,000,000 183,115,000 1,091,526,000 1,274,641,000 5,097,641,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 o 연구개발 중요성
차세대첨단도시철도시스템 기술개발사업에서는 안전성 및 유지보수성이 획기적으로 향상된 차세대전동차 및 핵심장치 기술을 개발하여 고효율, 저비용의 차세대 첨단 도시철도기술을 개발함으로써 국가기술 경쟁력을 강화하고 도시철도기술을 선도하기 위함이다.
차세대전동차시스템개발에서는 2012년 이후에 적용될 전동차에 국내?외의 최첨단 핵심기술의 국내?외 적용사례 및 개발사양을 정의하고, 차량을 개발하며 개발시스템의 성능확인을 위해 시험선을 구축하여 시스템의 안전성과 신뢰성을 확보하고자 한다.

o 연구개발 목표
- 세계적으로 상용화 되어 있지는 않으나, 향후 미래 산업을 주도하고 산업전반에
파급효과가 큰 미래 도시철도 기술 개발
- 새로운 도시철도시스템의 구축을 위해 기존의 기술을 업그레이드한 것으로서,
. 국가에게는 기술경쟁력을 갖도록 하고,
. 운영기관에게는 차량운영유지비 및 안정성, 정확성을 향상시키고,
. 승객에게는 첨단 IT기술을 이용하여 편리한 서비스를 제공
최종목표 o 차세대 전동차 개발(6량1편성)
- 차세대전동차 기술은 지금까지 해외기술에 비해 낙후된 분야인 시스템엔지니어링 분야의 추진장치, 제동장치, 주행장치 등의 핵심장치 분야 그리고 반드시 국가적으로 확보하여 기술적 파급효과를 극대화시킬수 있는 시스템의 신뢰성 및 안전성, 유지보수성 등의 기술을 개발할 예정임
- 도시철도차량 운영효율의 획기적인 향상을 위한 차세대 전동차시스템 개발
- 기존 전동차 대비 수송능력/차량신뢰성/환경친화성/에너지소비/유지보수성 /승객서비스 향상
. 1C1M의 개별제어 방식과 CBTC 적용을 통한 수송능력 향상
. 완전전기제동방식과 직접구동 견인전동기 및 차세대 통신방식의 개발을 통한 유지보수성 향상
. 실내공간 확대, IT기술을 이용한 승객서비스 제공, 장애인 편의시설 제공으로 승객 서비스 향상
. 분산식 추진제어시스템, 추진장치의 고장예측진단 및 신호장치 백업장치 개발을 통한 차량신뢰성 향상
. 에너지 저장시스템, 차체 경량화, 전동기 에너지 효율 향상을 통한 에너지 절감
. 공기제동 최소화로 분진발생 감소, 재활용이 용이한 차체, 환경친화적 내장재 적용으로 환경 친화성 향상
o 핵심기술 개발
- 직접구동전동기(DDM), 에너지저장시스템, 무인운영시뮬레이터, 화상처리식 검지시스템 개발
연구내용 및 범위 o 차세대 전동차시스템 및 핵심기술 개발
본 과제는 크게 사업총괄 및 종합시스템엔지니어링 분야와 주요 핵심장치 및 차량시스템 제작을 수행하는 차세대전동차개발 분야, 그리고 핵심적인 인프라시스템 개발을 수행하는 에너지저장시스템 기술개발, 화상처리식 검지시스템 기술개발 및 무인운영시뮬레이터 기술개발로 구분하여 수행한다. 도시철도차량 전문연구기관인 한국철도기술연구원을 중심으로 산？학？연 기관과 도시철도 운영기관이 기술개발에 참여하여 추진한다.
- 사업총괄 및 종합시스템엔지니어링 분야는 전체 차량시스템의 개념설계, 성능해석, 사양결정, 시스템 기본설계, 상세설계, 제작 및 시험평가에 이르는 전 과정을 일관된 체계 하에 유지하도록 하여 사업이 원활히 추진 되도록 한다.
. 각 세부단위로 개발되는 핵심장치들 간의 상호간 인터페이스와 전체 차량시스템과 조화를 이룰 수 있도록 하며, 필요한 시스템 성능을 만족할 수 있어야 한다. 또한, 전체 시스템 개발 일정이 사업의 계획과 부합하여, 궁극적으로 소정기간 내에 개발 및 시험 평가를 마칠 수 있도록 한다.
. 연구결과의 활용성 확보, 현장의견 반영 및 시운전 시험의 업무 협조를 위하여 도시철도 운영기관과의 긴밀안 연계를 통하여 기술개발의 완성도를 높인다.
. 도시철도 운영기관 및 학계의 각 분야 전문가 들로 구성된 전문가 자문위원회를 구성하여 현장 경험과 전문지식의 적극적인 반영을 통해 기술개발의 활용도를 제고한다.
- 차세대전동차 핵심기술개발 분야는 친환경성과 첨단성을 확보하고 유지보수비용 절감과 수송능력/안전성/친환경성 등 향상을 위해 필요한 차세대 추진시스템, 에너지저장시스템, 화상처리식 검지시스템, 무인운영시뮬레이터 등의 핵심장치들의 기술개발을 수행한다.
- 차세대전동차개발 분야는 주요 전장품 개발을 비롯하여 유지보수성, 승차감 향상 및 곡선 추종성을 향상시킬 수 있는 DDM용 대차 개발을 수행하며, 최적화 및 안전성 향상을 적용한 경량 차체구조 설계 및 제작방법에 관한 연구 등의 개발을 통해 궁극적으로는 이러한 첨단기술이 적용된 차세대전동차 시스템을 제작하고자 한다.
- 운영기술의 측면에서는 향후 도시철도 무인운영을 대비하여 사고/고장 발생시 사령실 운영자의 대처 능력의 향상을 도모하기 위하여 무인운영 시뮬레이터를 개발하며, 승강장 내 승객 안전사고를 방지하기 위해 화상처리식 검지시스템을 활용한 역 구내 안전시스템을 개발한다.
- 또한, 전동차 회생제동시 발생하는 회생에너지를 저장하여 사용할 수 있는 에너지저장시스템을 개발한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
5차년도 차세대전동차시스템 및 핵심기술개발
1.사업총괄 및 종합시스템엔지니어링
2. 차세대전동차개발(6량1편성)
3. 에너지저장시스템 기술개발
4. 화상처리식 검지시스템 기술개발 		? 사업총괄조정, 사업 목표관리 및 일정관리(5)
? 총괄관리(SEMP) :위원회, 협의회, 홍보, 평가, 운영
? 일정 및 공정(SESP)
- 전산관리시스템 구축 및 프로그램에 의한 공정관리, 일정/분야별 시스템 제안요소 도출 및 이의해결
- 도면 및 부품 DB관리
- 시험선 고장데이터 DB관리 구축

? 시스템엔지니어링 및 인터페이스 기술개발(5)
? 차량분야 시스템엔지니어링
- 차세대전동차 제작완료 및 수정보완
- 차세대전동차 성능시험 결과 분석

? 인프라분야 시스템엔지니어링
- 에너지저장장치를 고려한 도시철도시스템 최적전력 해석 알고리즘 연구
- 철도시스템 최적 에너지 저장매체 적용방안 연구
- 화상처리식검지시스템 운영효율성 분석연구

? 계측시스템 제작 및 설치
- 차량 계측 프로그램 구축
- 차량 측정데이터 분석 프로그램 구축

? 차세대전동차 유지보수시스템 체계구축(1)

? 차세대전동차 본선시험 관리체계 구축
- 차세대전동차 본선시험 데이터 분석 관리 도구 개발
- 시운전 종합시험 방안 및 계획 수립
- 시험선 안전 확보를 위한 안전관리 방안

? 시험선 구축 및 운영관련 제반사항 수행

? 차세대전동차 제작(2) 및 종합시험/보완
? 구성품 제작(2) 및 시험, 보완
- 주요 구성품 형식 시험
- 주요 구성품 제작/조립

? 차량 제작(2) 및 시험, 보완
- 완성 차량 제작 완료
- 완성차 시험

? 차세대전동차 RAMS체계구축(4)
? 차량 종합시험 및 보완
- 핵심장치 등 인터페이스 종합시험 및 보완
- 완성차시험 및 시험선 시운전 시험
- 정비지침서 작성(1)

? 제동시스템, 연결기, 판토그라프
- 차량취부관련 인터페이스
- 제동시스템 성능시험
- 연결기 및 판토그라프 유효성 평가
- 주요 구성품 유지보수 및 점검

? HVAC Unit 제작 및 시험
- HVAC 6량 편성으로 제작
- 차종별 완성차(Mc, M, T, Tp)에 적용하여 동작시험,
소음, 온도분포 등 완성차 적용시험

? 도어 및 스텝 시험 및 보완
- 차종별 완성차(Mc, M, T, Tp) 시험
- 모듈화된 시스템 구축(플러그인 도어, 슬라이딩 스템)

? 승객안내시스템 시험
- 시험 분석 및 검토
- 차량 설치 및 유지보수방안 수립
- 시운전 시험

? 에너지저장시스템 시험 평가 및 본선 시험
? 현장운영(1) 및 시험평가
? 유지보수체계구축(2)
? 시제품 보완 및 성능시험
? 시스템 통합시험 결과 반영 및 보완

? 화상처리식 검지시스템 종합시험 및 보완
? 현장 종합 시운전
? 현장시험을 통한 신뢰성 평가
? 유지보수 매뉴얼 작성
? 종합시운전시험결과 반영 및 보완
연구성과 기술적 기대성과 o 차세대전동차 기술 선점
o 핵심기술개발을 통한 국가 기술경쟁력 향상
o 차량유지비절감을 통한 운영기관 경쟁력 향상
o 정보제공을 통한 승객서비스 향상
o 역사내 사용되는 소비전력의 안정적인 공급 및 고품질의 전기 공급확보
o 환경친화적인 에너지저장 시스템 기술확보
o 향후 무인운영시뮬레이션 시스템 구현의 기초기술 확보
사회 경제적 파급효과 o 고효율 저비용의 시스템 구축으로 운영기관 경쟁력 도모
o 친환경적 시스템 구현(소재 재활용성, 경량화, 에너지 저감 등)
o 쾌적한 서비스 제공
o 운행안전성 향상으로 안전사고 감소
o 종합시스템기술과 핵심요소기술을 운영？유지보수 분야에 활용한 운영？유지비의 절감 및 수입대체 효과
활용방안 o 서울지하철 대폐차로 활용가능
o 신설 계획노선 및 신규차량 발주에 적용가능
o 운영기관 역사 및 변전소 적용 가능(에너지저장시스템 및 화상처리식 검지시스템)
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 차세대전동차 직접구동전동기 에너지저장시스템 화상처리시스템 완전전기제동시스템
영문 Advanced EMU Direct Driving Motor Energy Storage System Image Processing System All-speed rage electric braking system
최종보고서
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최종보고서 차세대첨단도시철도시스템기술개발_20111009.pdf   다운로드

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