본 논문에서는 특허 분석을 통하여 초고속 자기부상철도 기술과 관련된 주요 국가의 기술 개발 동향을 파악하고, 이를 바탕으로 국내 기술 개발의 발전 방향을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 초고속 자기부상철도를 구성하는 핵심기술을 14개로 분류하고, 각 기술 별로 주요 국가에서 출원된 특허의 건수, 증가율 및 점유율과 같은 양적 분석을 통하여 나라별 기술개발 현황 및 집중분야를 파악하였으며, 특허활동 집중도, 인용도 및 시장확보지수와 같은 질적 분석을 통하여 기술개발의 수준 및 시장확보력을 살펴보았다. 분석된 결과와 주요 기술의 발전 방향을 고려하여 국내 초고속 자기부상철도 기술 개발에 있어서 중점 개발하여야 할 분야 및 개발 방향 등을 제시하였다.
본 논문에서는 특허 분석을 통하여 초고속 자기부상철도 기술과 관련된 주요 국가의 기술 개발 동향을 파악하고, 이를 바탕으로 국내 기술 개발의 발전 방향을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 초고속 자기부상철도를 구성하는 핵심기술을 14개로 분류하고, 각 기술 별로 주요 국가에서 출원된 특허의 건수, 증가율 및 점유율과 같은 양적 분석을 통하여 나라별 기술개발 현황 및 집중분야를 파악하였으며, 특허활동 집중도, 인용도 및 시장확보지수와 같은 질적 분석을 통하여 기술개발의 수준 및 시장확보력을 살펴보았다. 분석된 결과와 주요 기술의 발전 방향을 고려하여 국내 초고속 자기부상철도 기술 개발에 있어서 중점 개발하여야 할 분야 및 개발 방향 등을 제시하였다.
In this study, to understand the technology development trend of super-speed maglev, the patents applied by major countries are analyzed. And based on the analyzed results, the domestic technology development direction are suggested. For patent analysis, the major technologies for super-speed maglev...
In this study, to understand the technology development trend of super-speed maglev, the patents applied by major countries are analyzed. And based on the analyzed results, the domestic technology development direction are suggested. For patent analysis, the major technologies for super-speed maglev are classified into 14 parts. Then, through the quantitative analysis method such as number, increase rate and share rate, the overview of technology development and focused parts by each country are investigated. Also through the qualitative analysis method such as concentration degree, citation index and market share index, the technology level and market securing ability of each country are anticipated. Considering the analyzed results and technology development trend, the domestic technology development direction such as priority development fields and methods are proposed.
In this study, to understand the technology development trend of super-speed maglev, the patents applied by major countries are analyzed. And based on the analyzed results, the domestic technology development direction are suggested. For patent analysis, the major technologies for super-speed maglev are classified into 14 parts. Then, through the quantitative analysis method such as number, increase rate and share rate, the overview of technology development and focused parts by each country are investigated. Also through the qualitative analysis method such as concentration degree, citation index and market share index, the technology level and market securing ability of each country are anticipated. Considering the analyzed results and technology development trend, the domestic technology development direction such as priority development fields and methods are proposed.
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문제 정의
본 논문에서는 초고속 자기부상철도 관련 특허를 분석함으로써 국내 기술 개발 방향을 설정하는데 참고하고자 하였다. 주요 분석결과는 다음과 같다.
앞 절에서는 특허가 출원된 국가를 기준으로 분석함으로써 전체적인 현황을 살펴보았으나, 본 절부터는 특허를 출원한 출원인의 국적을 기준으로 분석함으로써 해당 국가의 실질적인 기술개발 수준을 분석하고자 하였다.
이를 위하여 본 논문에서는 주요 선진국 및 국내의 초고속 자기부상철도 기술에 대해서 출원된 특허를 대상으로 양적, 질적 분석을 통해 국가별 기술개발 동향을 파악하여 국내 기술개발의 발전방향을 제시하고자 하였다.
초고속 자기부상철도 관련된 특허가 다시 증가하기 시작하는 2000년 이후에 출원된 특허의 출원국과 질적수준을 살펴봄으로써 최근의 선진국 기술개발 경향을 파악하고자 하였다. 조사결과, 2000년 이후에 출원된 특허의 비중은 독일이 46%로 가장 많고, 미국과 일본이 각각 42%, 12%로 나타나 독일의 활동이 가장 활발한 것으로 확인되었다.
제안 방법
초고속 자기부상철도와 관련하여 앞에서 분류된 14개의 중분류 기술별로 1980년부터 2011년까지 한국, 미국, 일본, 중국 및 유럽에서 출원된 특허에 대해서 분석하였다. 전반적인 기술개발 현황 분석을 위하여 출원건수, 증가율 및 점유율 등의 양적 지표를 이용하였으며, 국가나 기업의 특허활동 집중도, 경쟁력 및 시장확보력 등을 분석하기 위하여 특허 활동 지수, 인용도 지수 및 시장확보 지수와 같은 질적 지표를 활용하였다[Table 2].
초고속 자기부상철도와 관련하여 앞에서 분류된 14개의 중분류 기술별로 1980년부터 2011년까지 한국, 미국, 일본, 중국 및 유럽에서 출원된 특허에 대해서 분석하였다. 전반적인 기술개발 현황 분석을 위하여 출원건수, 증가율 및 점유율 등의 양적 지표를 이용하였으며, 국가나 기업의 특허활동 집중도, 경쟁력 및 시장확보력 등을 분석하기 위하여 특허 활동 지수, 인용도 지수 및 시장확보 지수와 같은 질적 지표를 활용하였다[Table 2].
이론/모형
국가별 특허의 기술 경쟁력을 분석하기 위하여 출원 특허에 대한 인용도 지수(CPP)와 시장확보 지수(PFS)를 이용하였다. 특허의 인용도 지수가 높을수록 기술보유수준이 높고, 시장확보 지수가 높을수록 관련기술에 대한 시장확보력이 큼을 나타낸다.
나라별로 집중하고 있는 기술에 대한 보다 효과적인 분석을 위하여 특허활동 지수(AI)를 이용하였다. 특허 활동지수란 특정국가가 특정 기술분야에 대해서 상대적으로 어느 정도로 특허활동을 집중하고 있는가를 나타내는 지수로 1 이하이면 특허활동이 부진함을 의미하고, 1∼2이면 비교적 활발함을, 2 이상이면 매우 활발하게 관련분야의 특허활동이 진행됨을 나타낸다.
성능/효과
4개의 대분류 기술별 특허출원 현황은 [Fig. 2]와 같이 차량 기술에 대한 특허가 45%로 가장 많이 차지를 하고 있고, 전력시스템 기술, 가이드웨이 기술 및 시스템엔지니어링 기술이 각각 26%, 19%, 10%를 차지하고 있는 것으로 조사되었다.
8]에 나타나 있다. 결과에서 볼 수 있듯이 독일은 분기기, 위치검지 및 대차기술에서 미국보다 양적, 질적으로 모두 우수한 것으로 나타났으며, 미국은 LSM, 섹션전환 및 부상기술에서 독일보다 앞서는 것으로 분석되었다.
넷째, 위치검지 기술과 섹션전환 기술은 타 기술에 비해 상대적으로 기술 공백이 크고, 선진국의 기술 장벽도 높지 않은 것으로 분석되어 국내에서 중점적으로 육성한다면 선진국 대비 기술 우위를 선점할 수 있는 분야로 파악되었다.
둘째, 기술의 질적 수준과 경쟁력을 종합적으로 분석한 결과, 초고속 자기부상철도 기술이 가장 우수한 나라는 독일로 분석되었다.
7]에 나타내었다. 상위 10개 기관 중 일본기업이 5개로 가장 많으며, 독일기업이 2개, 그리고 미국, 한국, 중국 기업이 각각 1개로 조사되었다. 가장 많은 특허를 출원한 기업은 일본의 Hitachi로서 섹션전환기술, 부상기술 및 차량전장품기술에 관련된 특허를 주로 출원하였다.
셋째, LSM 설계기술, 부상기술 및 안내 기술은 선진국이 중점적으로 개발해 왔으며 기술수준도 높아 기술 진입이 쉽지 않은 분야로 판단된다. 따라서 본 기술들에 대해서는 핵심기술개발 보다는 국내의 환경에 특화된 기술 또는 가격 경쟁력을 높이는 방향으로 기술 개발의 초점을 맞출 필요가 있다.
미국의 경우 초고속 자기부상철도에 필요한 핵심기술들에 대해서 전반적으로 인용도 지수가 높게 조사되어 경쟁력이 우수하고, 독일은 대부분의 분야에서 시장확보력이 높은 것으로 확인되었다. 일본의 경우 부상 기술에 대해서 기술경쟁력과 시장확보력이 모두 높은 것으로 나타나며, 독일의 경우 안내 기술에서 특허의 경쟁력이 높은 것으로 조사되었다. 위치검지 기술의 경우 3개국 모두 인용도 지수가 1이하로 나타나 다른 기술에 비해 상대적으로 진입 장벽이 낮은 분야로 파악되었다.
전력시스템 기술에 속하는 중분류 기술들과 가이드웨이 기술은 6∼10%로 비슷한 비율을 보이지만, 그 중에 최근 증가추세가 두드러진 분야는 가이드웨이 기술, 분기기 기술과 위치검지 기술로 분석되었다.
초고속 자기부상철도 관련된 특허가 다시 증가하기 시작하는 2000년 이후에 출원된 특허의 출원국과 질적수준을 살펴봄으로써 최근의 선진국 기술개발 경향을 파악하고자 하였다. 조사결과, 2000년 이후에 출원된 특허의 비중은 독일이 46%로 가장 많고, 미국과 일본이 각각 42%, 12%로 나타나 독일의 활동이 가장 활발한 것으로 확인되었다. 주요 출원국인 독일과 미국에 대해서 기술별로 출원 건수와 피인용 건수를 분석한 결과가 [Fig.
첫째, 관련 특허는 1990년대 초반 이후 일시적으로 감소하였다가 2000년대에 들어와 다시 급격히 증가하고 있는데, 이는 철도의 증속요구에 대한 가장 현실적인 대안으로서 초고속 자기부상철도의 중요성을 반영한 결과로 볼 수 있다.
후속연구
다섯째, 가이드웨이 기술의 경우 선진국의 기술 점유 및 수준 정도가 높아 진입이 쉽지 않으나, 시스템의 성능을 좌우하고 막대한 건설 비용의 대부분을 차지하는 기술이므로, 국내 환경에 맞고 저비용으로 가이드웨이를 건설할 수 있는 독자적인 기술 개발이 반드시 필요한 것으로 사료된다.
향후 관련 기술개발 동향의 지속적인 조사 및 분석을 통하여 보다 효과적이고 전략적인 국내 기술 개발 방향을 수립하는데 활용하는 것이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
초고속 자기부상철도 기술의 전력시스템 기술은 무엇으로 이루어지는가?
가이드웨이 기술은 가이드웨이에 부착되는 추진코일에 가해지는 추진력과 흡인력을 지탱할 수 있는 구조설계와 부상 및 안내 공극의 유지를 위한 정밀 시공 기술 등이 핵심이 된다. 전력시스템 기술은 초고속 추진을 위한 LSM 설계 및 제작 기술, 전력변환장치로서의 인버터 기술, LSM 제어를 위한 정밀위치검지기술과 전력손실저감을 위한 섹션전환기술 등으로 이루어 진다. 차량 기술은 부상, 안내, 제동을 위한 마그네트를 설계, 해석 하고 이를 제어하는 기술과 마그네트를 취부하는 대차의 설계, 제작 기술 등이 핵심이 된다.
초고속 자기부상철도의 특징은 무엇인가?
이러한 증속 요구를 해결하고자 하는 방안으로서 초고속 자기부상철도가 하나의 대안으로 각광을 받고 있다. 초고속 자기부상철도는 고출력 및 급가감속이 가능한 LSM(Linear Synchronous Motor)을 추진동력으로 이용하고, 차량이 궤도로부터 일정간격 부상한 상태로 운행하여 마찰력을 획기적으로 줄임으로써 500km/h 이상의 속도로 주행이 가능하다[1-4].
초고속 자기부상철도 기술 가운데 시스템 엔지니어링 기술은 무엇으로 나뉘어지는가?
초고속 자기부상철도 기술은 [Table 1]과 같이 크게 4개의 대분류 기술과 14개의 중분류 기술로 나눌 수 있다. 시스템 엔지니어링 기술은 시스템의 성능을 평가하는 기술과 시스템 제어를 위한 신호 및 통신기술로 나뉘어 진다. 가이드웨이 기술은 가이드웨이에 부착되는 추진코일에 가해지는 추진력과 흡인력을 지탱할 수 있는 구조설계와 부상 및 안내 공극의 유지를 위한 정밀 시공 기술 등이 핵심이 된다.
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