초록

본 연구과제는 예방보수 개념을 기반으로 국내 철도 운영환경에 적합한 ‘한국형 고속선 궤도관리 의사결정지원 시스템‘을 개발하기 위하여， 검측데이터를 처리가공할 수 있는 대규모 데이터 관리기술， 궤도상태평가 및 틀림예측 기술， 자원과 작업조건에 따른 궤도 유지보수작업 최적화 기술 모든 작업계획 과정에서 궤도관리 유관부서간에 상호협업이 편리하게 이루어질 수 있는 웹기반 협업지원기술을 개발하여， 현재 운영중인 고속선에 일정
간 시험적용하여 검증하고 보완과정을 거쳐 실용화하는 것

Abstract ▼

This development project performed (6) objectives for the "KTMSYS (Korean Track Management SYStem) as follows :
① Real time monitoring system on track irregularities
This system has the function of measuring and monitoring the track irregularities, auto-recognition of train location on the rai

This development project performed (6) objectives for the "KTMSYS (Korean Track Management SYStem) as follows :
① Real time monitoring system on track irregularities
This system has the function of measuring and monitoring the track irregularities, auto-recognition of train location on the rail, and transferring the data through wireless CDMA network. Using the recent technology of the GPS, RPID and distance measuring Laser, developed the auto-recognition of location of car on the rail.
Using the technology of auto-recognition of location mentioned above, with the developed technology of sensing the acceleration and shock of train, our developed unit will be installed on commercially operating high speed train for monitoring the track irregularities. The track data showing abnormal status will be transferred as real time to the KTMSYS server for emergency action and preventive maintenance.
② Management system of inspection data
In order to store the inspection data on central database, the definition of standard data is needed. For this purpose, the standard data formats are defined for various type of inspection data to be read and the related system is developed. The transformation module is developed which converts the various inspection data to standard format. The uploading module is developed too which writes the various inspection data such as track status, profile, geometry, etc on the central database.
③ Track irregularities prediction system
This sub goal is one of the main contribution of the whole research. To predict the track deteriorations using the inspection data on the central database mentioned above, physical behavioral model of track components and statistical model of deterioration prediction for large scaled track are developed. The models are embodied in related system . The research includes the latest statistical methodology and computing technology for managing large scale data.
④ Optimal track maintenance scheduling system
This module gives to schedule the maintenance jobs the most effectively and efficiently considering the routine maintenance planning, the prevention maintenance planning above mentioned, and the maintenance resources such as manpower, equipment, etc. This module makes the optimal schedule for one of the objectives(cost minimization, schedule minimization, load balancing, etc.) and restricted by constraints(capacity limit of manpower and equipments , correlation of manpower and equipments, etc.). It uses the suitable optimal algorithm out of mathematical programing, expert system, artificial intelligence, CST(Constraint Satisfaction Technology), and FCS(Finite Capacity Scheduling).
⑤ Web-based collaborative supporting system
This module is developed for propagating of the information of maintenance schedule, every alarms to related departments and persons for supporting on the collaboration between them. The core of system developing technology is the combining up to date IT and web based collaboration technology together. The interface mechanism with the other information system(like ERP) of the organization is considered during the development of this system.
⑥ System integrating and packaging
The all technologies above mentioned are combined to KTMSYS solution. The solution is developed in which the data are interfaced and shared smoothly between modules.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 6
• 요약문 ... 8
• Summary ... 14
• CONTENTS ... 22
• 목차 ... 30
• 표목차 ... 38
• 그림목차 ... 44
• 제1장 서 론 ... 63
• 제1절 연구개발 개요 및 필요성 ... 63
• 1. 연구개발 개요 ... 63
• 2. 연구개발 필요성 ... 65
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 69
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 69
• 2. 연차별 연구목표 빛 내용 ... 70
• 제3절 국내.외 기술개발 현황 ... 72
• 1. 국내 기술 및 산업 동향 ... 72
• 2. 국내 시장 현황 및 예측 ... 72
• 3. 국외 기술 및 산업 동향 ... 72
• 4. 해외 궤도관리시스템 현황 ... 74
• 5. 일 본TRAMSYS ... 75
• 6. 이탈리아RAMSYS ... 79
• 7. MOWIS(Maintenance Of Way Information System) ... 83
• 8. TrackLife(Track geometry analysis and forecasting software) ... 86
• 9. GrindManage(Profile grinding analysis system) ... 87
• 제2장 궤도구성품 상태평가 기술 개발 ... 88
• 제1절 도상자갈 상태 평가 기술 ... 88
• 1. 개 요 ... 88
• 2. 누적통과톤수에 의한 도상자갈의 마모.파쇄 특성실험 ... 90
• 3. 도상다짐작업에 의한 도상자갈의 마모.파쇄 특성실험 ... 99
• 4. 설내.외 실험 결과 ... 108
• 5. 고속선 시료채취 분석 ... 108
• 6. KTMSYS 적용을 위한 장비작업횟수 산정 분석 ... 110
• 7. GPR과 PBS 기법을 이용한 자갈 상태평가 적용성 분석 ... 112
• 제2절 레일표면상태 평가 기술 ... 120
• 1. 선로점검차 영상과 레일보수 방안 연계 ... 120
• 제3절 레일용접부 내구수명 평가기술 개발 ... 129
• 1. 개 요 ... 129
• 2. 현장 측정 및 분석 ... 129
• 3. 레일용접부 피로수명 평가 ... 134
• 4. 시스템 구성 ... 138
• 제4절 콘크리트 침목 상태평가 기술 ... 139
• 1. 콘크리트 침목의 손상 및 성능저하 조사 및 분석 ... 140
• 2. 콘크리트 침목의 초기 손상 제어 방안 ... 146
• 3. 콘크리트 체적 변화에 의한 균열 제어 방안 ... 159
• 4. 콘크리트 침목의 장기 손상 제어 방안 ... 160
• 5. 콘크리트 침목 손상의 확률론적 분석 ... 167
• 제5절 소 결 ... 184
• 1. 도상자갈 상태 평가 기술 ... 184
• 2. 레일용접부 내구수명 평가기술 ... 185
• 3. 콘크리트 침목 상태 평가기술 ... 186
• 제3장 궤도틀림 실시간 감시 시스템 개발 ... 189
• 제1절 궤도틀림 실시간 감시시스템 설계 ... 189
• 1. IMU(Inertial Measurement Unit) 기능설계 ... 189
• 2. DMU(Distance Measurement Unit) 기능설계 ... 193
• 3. DMU 보정유닛 기능 설계 ... 198
• 4. 무선통신장치 기능 설계 ... 215
• 5. 통합 모률기능 및 설계 ... 226
• 6. 궤도검측차용 위치보정 시스템 기능 설계 ... 228
• 제2절 궤도틀림 실시간 감시시스템 구축 ... 231
• 1. 궤도틀림 실시간 감시시스템 겸측차량내 구축 ... 231
• 2. 궤도틀림 실시간 감시시스템 고속선내 구축 ... 239
• 3. KTMSYS와의 연동 시스템 구축 ... 250
• 4. 궤도검측차량용 위치보정 시스템 구축 ... 253
• 제3절 궤도틀림 실시간 감시시스템 시험 및 분석 ... 257
• 1. 궤도위치보정 시험 ... 257
• 2. 이상진동 감지 시험 ... 265
• 3. 이상진동 데이터 무선통신 시험 ... 297
• 4. 궤도검측 차량용 위치보정 시스템 시험 ... 301
• 제4장 궤도검측데이터 관리시스템 ... 305
• 제1절 궤도검측데이터 관리시스템 개요 ... 305
• 1. 궤도검측데이터 관리시스템 개요 ... 305
• 2. 궤도검측데이터 관리시스템 아키텍쳐 ... 305
• 3. 궤도검측데이터 관리시스템 요구사항 정의 ... 306
• 제2절 궤도검측데이터 관리시스템 설계 ... 307
• 1. 데이터베이스 설계 ... 307
• 2. GUI(화면) 설계 ... 309
• 제3절 궤도검측데이터 관리시스템 구축내용 ... 310
• 1. EM-120 데이터 관리 ... 310
• 2. IVOIRE데이터 관리 ... 317
• 3. 분기기 데이터관리 ... 319
• 4. 실시간검측데이터 관리 ... 320
• 제4절 소결 ... 321
• 제5장 궤도틀림진전예측 시스템 ... 323
• 제1절 궤도틀림진전예측 시스템 개요 ... 323
• 1. 개요 ... 323
• 2. 틀림진전예측 아키텍처 ... 323
• 3. 요구사항정의 ... 327
• 제2절 궤도틀림 주요인자 적용기술 개발 ... 328
• 1. 궤도검측데이터 분석 ... 329
• 2. 궤도품질평가 방법론 ... 333
• 3. 궤도품질지수(TQI) 산출 및 분석 ... 335
• 4. 시계열 분석 ... 337
• 제3절 궤도틀림진전예측시스템 설계 ... 345
• 1. 데이터베이스 설계 ... 345
• 2. GUI(화면) 설계 ... 347
• 제4절 궤도틀림진전예측시스템 구축내용 ... 349
• 1. 궤도틀림진전예측 ... 349
• 2. 궤도검측데이터 및 종합품질지수(TQI) 분석 ... 352
• 제5절 소 결 ... 363
• 제6장 궤도보수작업 일정최적화 시스템 통합 ... 365
• 제1절 궤도유지보수작업 일정최적화 시스템 개요 ... 365
• 1. 개요 ... 365
• 2. 아키텍처 ... 365
• 3. 요구사항 정의 ... 369
• 제2절 궤도유지보수작업 일정최적화 시스템 설계 ... 371
• 1. 일정최적화 엔진 설계 ... 371
• 2. 데이터베이스 설계 ... 374
• 3. GUI(Graphic User Interface) 설계 ... 379
• 제3절 궤도보수작업 일정최적화 시스템 구축내용 ... 381
• 1. 일정최적화 기준정보 ... 381
• 2. 작업대상 관리 ... 388
• 3. 최적화 엔진 구축 ... 401
• 제4절 소 결 ... 414
• 제7장 웹기반 협업지원시스템 구축 ... 416
• 제1절 웹기반 협업지원시스템 개요 ... 416
• 1. 개요 ... 416
• 2. 아키텍처 ... 416
• 3. 요구사항 정의 ... 419
• 제2절 웹기반 협업지원시스템 설계 ... 422
• 1. GUI설계 ... 422
• 2. 데이터베이스 설계 ... 422
• 제3절 웹기반 협업지원시스템 구축내용 ... 424
• 1. 데이터베이스 구축 ... 424
• 2. 웹기반 협업지원시스템 구축 ... 425
• 제4절 소 결 ... 429
• 제8장 시스템 통합 ... 431
• 제1절 KTMSYS 운영시스템 개요 ... 431
• 1. KTMSYS 운영시스템 개요 ... 431
• 2. KTMSYS 운영시스템 아키텍처 ... 432
• 3. KTMSYS 운영시스템 기능구성 ... 433
• 4. KTMSYS 운영시스템 기대효과 ... 436
• 제2절 기준정보관리 구축 ... 437
• 1. 기준정보관리 개요 ... 437
• 2. 기준정보관리 아키텍처 ... 437
• 3. 기준정보관리 요구사항 정의 ... 439
• 4. 기준정보관리 설계 ... 440
• 5. 기준정보관리 구축내용 ... 443
• 제3절 종합작업관리 모듈 ... 449
• 1. 종합작업관리 개요 ... 449
• 2. 종합작업관리 설계 ... 454
• 3. 종합작업관리 구축내용 ... 457
• 제4절 통계/분석/보고서 모듈 구축 ... 459
• 1. 통계/분석/보고서 모듈 개요 ... 459
• 2. 통계/분석/보고서 모듈 구축내용 ... 459
• 제5절 현장입력 PDA 모듈 ... 466
• 1. 현장입력PDA 모듈 개요 ... 466
• 2. 현장입력PDA모듈 아키텍처 ... 466
• 3. 현장입력 PDA모듈 설계 ... 467
• 4. 현장입력 PDA모듈 구축내용 ... 468
• 제6절 ERP 인터페이스 모듈 ... 472
• 1. ERP 인터페이스 설계 및 Proto. 검증 ... 472
• 2. ERP인터페이스 구축내용 ... 486
• 제7절 KTMSYS 운영시스템 패키지 구축 ... 491
• 1. KTMSYS 운영시스템 패키지 개요 ... 491
• 2. KTMSYS 상용 패키지 ... 492
• 3. KORAIL 운영 패키지 ... 493
• 제8절 소 결 ... 494
• 1. KTMSYS 운영시스템 ... 494
• 2. 기준정보관리 모듈 ... 494
• 3. 종합작업관리 모듈 ... 494
• 4. 통계/분석/보고서 모듈 ... 495
• 5. 현장입력 PDA 모듈 ... 495
• 6. ERP 인터페이스 모듈 ... 496
• 7. KTMSYS 운영시스템 패키지 구축 ... 496
• 제9장 연구개발 결과 ... 498
• 제1절 궤도구성품 상태평가 기술 개발 ... 498
• 1. 도상자갈 상태평가 기술 ... 498
• 2. 레일용접부 내구수명 평가기술 ... 499
• 3. 콘크리트 침목 상태평가 기술 ... 500
• 제2절 궤도틀림 실시간 감시시스템 개발 ... 502
• 1. 궤도틀림 감시시스템 시제품 제작 ... 502
• 2. 궤도틀림 감시시스템 프로그램 개발 ... 503
• 3. 실시간 감시시스템과 궤도관리 시스템 연동 ... 503
• 제3절 궤도검측데이터 관리시스템 ... 503
• 1. 시스템 개발방향 및 설계 ... 503
• 2. 궤도검측데이터관리 주요기능 ... 504
• 제4절 궤도틀림진전예측 시스템 ... 505
• 1. 시스템 개발방향 및 기술개발 연구수행 ... 505
• 2. 궤도틀림진전예측 주요기능 ... 505
• 제5절 궤도보수작업 일정최적화 시스템 ... 506
• 1. 일정최적화 모듈 개발방향 및 구성 ... 506
• 2. 일정최적화 기준정보관리 모듈 ... 506
• 3. 자갈갱환대상관리 모듈 ... 506
• 4. 일정최적화계획수립 모듈 ... 507
• 제6절 웹 기반 협업지원 시스템 구축 ... 507
• 1. 개발방향 및 시스템 설계 ... 507
• 2. 웹 기반 협업지원시스템 주요기능 ... 508
• 제7절 시스템 통합 ... 508
• 1. KTMSYS 통합시스템 개발방향 및 주요기능 ... 508
• 2. 기준정보관리 모듈 ... 509
• 3. 종합작업관리 모듈 ... 509
• 4. 통계/분석/보고서 모듈 ... 509
• 5. 현장입력 PDA 모듈 ... 510
• 6. ERP 인터페이스 모듈 ... 510
• 7. KTMSYS 운영시스템 패키지 구축 ... 511
• 제10장 연구개발 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 512
• 제1절 기술개발 결과물 및 목표달성도 ... 512
• 1. 목표달성도 ... 512
• 2. 기술개발 결과물 ... 517
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 521
• 1. 기술적 측면 ... 521
• 2. 경제 및 산업적 측면 ... 521
• 제11장 연구개발결과의 활용 계획 ... 522
• 제1절 시제품 현장적용 ... 522
• 제2절 KTMSYS 확대 적용 ... 522
• 제12장 참고문헌 ... 523
• 끝페이지 ... 525