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SMK 기본정보

SMK 기본정보
기술명 도시철도 선로(터널) 시설물 자율점검 분석시스템 개발
개발 배경 및 필요성 1. 개발배경
- 도시철도는 유효공간이 없는 지하 터널구조로 설계되었고, 일일 약 20시간 정도 영업열차를 운행함에 따라
점검 및 유지보수 시간의 절대적 부족으로 많은 보수인력이 필요한 실정임.
- 협소한 작업공간, 유지보수자의 작업구간 이동의 어려움, 불안전한 점검/측정자세로 안전사고 발생우려 등으로 양질의 정밀 측정데이터 확보가 매우 어려운 실정임
- 점검/측정 과정에서 불량요소가 발견될 경우 곧바로 정비가 이루어짐에 따라
영업열차 운행개시 전까지 임시정비 및 익일 재정비하는 경우가 다수 발행하여 비효율적임

2. 필요성
- 도시철도에 터널 구조물들은 열차의 정시운행을 보장하고 열차운행의 안전을 확보하는 핵심적인 요소이므로,
점검주기와 환경여건 등을 고려하여 설비가 정상기능을 유지할 수 있도록 유지보수 계획을 종합적으로 수립하여 관리하여야 함.
- 도시철도 선로(터널)시설물에 대한 자율점검을 위한 시설물 자동화 진단 기술은 아직 초기단계에 있음.
- 이에 따라 도시철도에 맞는 다양한 패턴의 검측 데이터 분류 및 분석과정을 통해 결함 설비에 대한 원인을 규명하고
결함의 위치를 정확히 판단할 수 있는 도시철도 자율점검 시스템을 개발하여
도시철도 시설물 유지관리 시스템의 효율성과 안전성을 개선시킬 수 있음.
기술 개요 1. 개요
- 영업열차를 통한 도시철도 선로(터널)내 안전설비의 상태정보를 자동으로 계측하고 분석함으로서
유지보수업무를 과학화하고 철도 운영기관의 유지보수 안전 관리체계를 개선한다.

2. 기술 개요
- 최근 고도화된 머신비전 기술과 ICT 기술을 적용하여,
- 열차 주행 중에 도시철도 터널 시설물 상태정보를 자동으로 검측/분석하여,
- 도시철도 운영기관의 유지보수 안전관리 체계를 개선할 수 있는“도시철도 선로(터널) 시설물 자율점검 분석 시스템” 개발

3. 연구개발 범위
1) 도시철도 차상 시설물 검측모듈 기술개발
- ‘지하부 강체 전차선로 변형’ 검사모듈 개발
- ‘지하부 제형 강체전차선 마모’ 검측모듈 개발
- ‘STEDEF 궤도 시설물’ 검사모듈 개발
- ‘궤도 분기기’ 검측모듈 개발
- ‘동적 판토자세’ 검측모듈 개발

2) ATC 지상신호 검측 기술개발
- ？‘지상 ATC용 열차검지신호 및 차상신호’ 검지장치 기술개발

3) 도시철도 집전장치 발열검지 분석기술 개발
- ？‘지하부 집전설비’ 발열검지 모듈 및 알고리즘 개발

기술의 특장점

기술의 특장점
기존 기술 대비 차별성 1. 영업열차를 이용한 일상 검측 수행
1) 기존 기술
- 전용 검측차를 이용하여, 검측차 운행이 가능한 시간대에 검측 수행
2) 본 과제 기술
- 영업열차를 이용하여 터널 설비(강체 전차선로, 터널시설, 궤도, 신호)를 검측
- 검측데이터 분석결과를 바탕으로 야간에 포인트 정비등 집중적 보수 수행

2. 시설물 변형 검사 방식에 차별화
1) 기존 기술
- 도시철도 터널시설물(강체 전차선로 및 궤도설비)는
기존 모니터링 동영상에서 사용자 육안검사를 통해 시설물에 변형을 판단.
2) 본 과제 기술
- 도시철도 선로(터널) 시설물에 대한 변형검사를 위하여
영상처리 및 기계학습(딥런닝)과 3D 형상검측을 위한 머신비전 기술을 적용하여 시설물의 결함을 자동으로 진단함.
기술 경쟁력 1. 3D 형상검측을 위한 머신비전 기술을 적용하여 시설물의 결함을 자동으로 진단함.
- 세계 최고 수준에 도시철도 인프라와 IOT 기반 기술을 토대로,
최근 고도화 추세에 있는 영상처리 기술과 기계학습(딥러링) 기술을 융합함으로써,
유지보수를 위한 자동화 및 무인화 검측 기술을 선점할 수 있다.

2. 도시철도 및 철도 시설물 종합진단 및 유지보수 표준화를 위한 플랫폼 확대
- 또한, 도시철도 시설물 유지보수을 위한 새로운 유지보수 체계 기틀 마련하고,
독자적인 기술을 보유함으로 고부가가치 도시철도시스템 국내 및 국외 시장에 대한 기틀 마련한다.




경제적 효과 1. 해외(대만, 홍콩) 마켓 시장 확보
- 본 연구에서 수행한 도시철도 시설물 상태 검측기술에 대하여 사업화 수행.

2. 고용 창출
- 전문 인력 양성 효과 : 검측데이터 분석 및 현장 유지보수 적용을 위해서는 핵심 검측전문 인력양성의 불가피함

3. 예방 유지보수 :
- 장애 조기 진단 및 조치에 따른 열차 지연 사고 방지
- 유지보수비 절감 : 영업차량을 이용한 검측시스템이 도입되면 기존의 인력에 의한 순회점검 등의 일상적인 유지보수업무 대체 가능

4. 시설물 점검의 정확도 향상 및 검측장비 수리비 절감 가능
- 인력에 의한 육안점검(주관적 판단)에서 자동검측장치에 의한 객관적 점검에 의해 시설물 점검의 95% 정확도 향상 효과
- 해외 검측장비 고장 시 조치 전까지 검측중단 및 과도한 수리비용 지출 사례 방지

시장성

시장성
시장규모 및 성장성 1. 시장규모
- 국내 철도망 확대 및 고속화로 차량 가용성이 증가하고 있어, 방대한 전기철도 차량을 신속ㆍ정확하게 관리하기 위한 예방진단 기술이 지속적으로 요구됨
- 국내 20여개에 철도 운용기관(수요처)와 유기적 협조체제 구축하고,
- 실용화를 위한 연구성과 이전 및 운행노선에 대한 테스트베드 활용하여 도시철도 및 철도 종합검측 솔루션이 증가하고 있음.

2. 성장성
- 산·학·연 협력형 R&D연구개발을 통해 철도시설물 상태 검측 및 종합 진단 기술을 확보하고,
연구 성과를 사업화하여 수익을 지속적으로 창출할 수 있으며,
- 연구결과 창출된 사업화 아이템의 이술이전 및 제품화하여 수익을 확보하고,
이를 연구에 재 투자하여 지속적인 수익 창출을 달성하는 선순환 구조임



응용분야(수요처) 1. 응용분야

- 본 과제 성과물을 활용하여
효율적인 도시철도 시설물 유지관리 플랫폼 구축을 위한
“빅 데이터 종합 진단 기술”과 “유지보수에 표준화”에 대한 연구ㆍ개발을 수행할 수 있다.

- “도시철도 시설물 유지보수 프로세스”에 업무 효율화와
무인검측을 통한 전차선ㆍ궤도/토목ㆍ신호 분야 시설물 검측장치에 운용 효율화,
그리고 데이터 통합 진단 및 분석 기술의 고도화와 표준화를 포함한
“도시철도 시설물 유지관리 플랫폼”에 대한 연구에 활용될 수 있다.

2. 수요처 : 도시철도 및 철도 시설물 유지보수 분야
- 서울철도공사
- 한국철도공사
- 한국철도시설공단
- 해외 철도 운영기관(대만 TRA, 홍콩 MTR 등)

연구성과 정보

* 지재권현황
순번 발명의 명칭 출원번호 관리현황

시공실적 및 시제품 현황
시공실적 및 시제품 현황 1. 시제품 현황
- 본 과제 성과물은 도시철도 전동차에 설치하였으며,
- 도시철도 7호선 운행노선을 대상으로 시운전 수행하였음.

- 과제 성과물인 “지하철 시설물 자율점검시스템”에 대한 기술이전을 실시하여,
향후 도시철도 시설물에 대한 종합검측 솔루션을 완성과
시설물 유지보수 프로세스에 업무를 표준화를 위한 플랫폼 개발에 활용할 예정임.

2. 도시철도 시설물 유지보수 프로세스 업무 표준화 목표
- 전차선ㆍ궤도ㆍ신호ㆍ토목분야 시설물에 상태를 종합 진단
- 전차선ㆍ궤도ㆍ신호ㆍ차량 분야별 시설물 상태 이력관리
- 현장 관리소별 시설물 분석결과 통계ㆍ분석(RAMS 연계)
- 도시철도 시설물 검측업무 및 유지 보수 작업 연계
- 당일 검측결과를 지역 관리소별 배포 (표준화된 Web 서비스를 이용한 검측결과 공유)
- 일상적인 시설물 상태 진단 및 유지보수 수행
기술준비도(TRL) 기술개념확립  연구실환경검증  시제품제작  실제환경검증  신뢰성평가  상용품제작
R&D 수행이력 사업명 철도기술연구사업
과제명 도시철도 차상 시설물 검측모듈 기술개발
총연구기간 2019-01-01 ~ 2019-12-31
총연구비 2,337,335,000원

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