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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국철도공사 |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2012-09 |
주관부처 | 국토교통부 Ministry of Land, Infrastructure, and Transport |
등록번호 | TRKO201600003822 |
DB 구축일자 | 2016-07-09 |
Ⅲ. 기획연구 결과
1. 연구개발 필요성
○ 대중교통의 역할증대를 위한 도시철도 신설노선의 증설, 기존선 개량, 속도 향상 등 시장변화에 적극적으로 대응하고 이용객의 편의성, 안전성, 친환경성 향상과 유지관리비용 절감 등을 통한 대중교통의 중추적 역할 증대와 교통난을 해소하기 위하여, 국가차원의 도시철도 역사 이용 효율 향상 기술 연구가 반드시 추진되어야 함
○ 기후변화 및 고유가 등에 대비한 국가 차원의 대중교통 이용활성화 요구 증대
○ 통계에 따르면 서울시 지하철 하루 이용객은 평균 약 628만명, 특히 서
Ⅲ. 기획연구 결과
1. 연구개발 필요성
○ 대중교통의 역할증대를 위한 도시철도 신설노선의 증설, 기존선 개량, 속도 향상 등 시장변화에 적극적으로 대응하고 이용객의 편의성, 안전성, 친환경성 향상과 유지관리비용 절감 등을 통한 대중교통의 중추적 역할 증대와 교통난을 해소하기 위하여, 국가차원의 도시철도 역사 이용 효율 향상 기술 연구가 반드시 추진되어야 함
○ 기후변화 및 고유가 등에 대비한 국가 차원의 대중교통 이용활성화 요구 증대
○ 통계에 따르면 서울시 지하철 하루 이용객은 평균 약 628만명, 특히 서울역의 경우 약 22만명의 사람들이 이용할 정도로 대중교통 수단으로 자리 잡고 있음
○ 교통약자를 포함한 이용객의 도시철도 지하역사 및 환승센터 이동편의성 향상 필요
○ 철도중심의 통합적 대중교통시스템 환승체계 최적화 필요
○ 지하역사 경우 대합실에서 승강장까지 수직통로와 환승거리의 장거리 이동, 필요시설의 효율적 배치로 동선여건 향상, 안전구역 기획 등의 건축계획 기술과 이를 원활하게 하기위한 필수설비의 성능 측면 기술개발이 요구됨
○ 평면환승거리 단축을 통한 환승불편을 최소화
○ 국토해양부(2010년 7월)에서는 환승역사의 경우 신설역사는 LOS(Level of Service) C등급 이상, 기존시설은 한 등급 이상 상향 요구하고 있으며, 실현을 위한 관련기술 및 지침필요
○ 침수피해에 대비한 도시철도 지하역사 및 역사시설에 대한 침수방지 대책수립이 시급한 실정으로 침수발생 시 시민의 안전을 위한 대피체계 마련 및 다양한 도시철도 입구형식을 고려한 능동형 자동차수시스템 개발이 필요함
○ 한반도 기후변화 및 사회적 변화에 따른 정책 변화 필요
○ 지진시 경제적인 피해는 대부분 비구조재 복구 비용에서 발생
○ 철도시스템의 내진 안전성 확보 및 기준 적합성 여부가 중요한 문제로 대두됨에 따라 내진설계기준이 미비한 철도설비 비구조재에 대한 내진성능평가 방법, 내진설계기준 확립 및 철도 특성에 적합한 경제적ㆍ효율적 내진보강 기술의 개발이 필요함
○ 이용객의 지하역 및 환승역 이용 편의성 및 안전성 향상을 위한 승객정보 요구
○ 도시철도의 특성상 대부분인 지하역사의 특징으로 인하여 친환경적 성능 측면의 검토가 필요함
○ 기존 지열 시스템처럼 지열을 끌어올리기 위하여 천공이 필요 없으므로 초기 투자비 절감
○ 지열 시스템처럼 천공을 위하여 천공면적이 필요 없으므로 부지비용이 저렴함
○ 기존 지열시스템에 비하여 초기투자비 30% 절감
○ 년중 약 11 - 19℃ 분포를 가지고 있으므로 냉난방 시스템에 적합
○ 냉난방 시스템에 사용 후 방류시에도 지하수의 오염정도가 증가되지 않음
○ 지하에서 자연적으로 유출되는 유출지하수를 하수구로 방류하기 전에 열을 회수하여 히트펌프 시스템의 열원으로 활용하는 냉난방 시스템
- 유출 지하수는 지하철 및 지하철도 건설시 유출되는 지하수
- 유출 지하수의 온도는 연중 11~19℃로 분포
- 유출지하수의 대부분은 하수구로 방류 되고 있음
- 인위적인 천공 없이 지열을 활용할 수 있는 유효열원
- 히트펌프의 열원으로 유용하게 활용이 가능
○ 지하유출수를 활용한 예냉 시스템 :
- 역사에서 냉동기를 가동하기 위해서는 정상적인 목표온도가 가능한 시점까지 Full Load로 냉방설비를 가동해야 함. 이때 지하유출수를 활용하여 열교환을 통해서 사전에 15도정도의 냉수를 올려서 예냉하면 냉방기에 필요한 Load가 감소 됨
- 공조운전시에는 환수공기(70%) + 외기(30%)를 섞어서 공조기에 넣어주며 환수공기의 온도는 약 25도 내외 외기는 32도 정도임. 32도의 외기를 지하유출수를 활용하여 예냉을 할 경우 공조기의 전력 소모가 절감 가능(약 30% 정도)
○ 국가적 에너지 절약시책에 의한 공공시설 감축목표 달성 요구
- 전력예비율이 최저치를 기록하는 사태가 빈번하게 발생되어, 국가적으로 10%의 에너지절감을 목표로 하고 있음
- 철도는 국내 연간 총 전력판매량 43만GWh대비 1%에 해당하는 4천3백GWh를 사용하는 전력수요처로서(2010년 기준) 다양한 신재생에너지원과 전력사용에 대응하기 위한 전력에 대한 정보화가 필요하며, 이를 위해 도시철도 역사에 최적화된 실시간 에너지 소비량 측정, 양방향 통신, 부하 관리 등에 대한 철도전력망 구축이 필요함.
○ 역사 공조기술의 통합관리를 통한 오염물질 저감 및 쾌적성향상 요구
- 쾌적성 향상과 냉방에너지 소비 최소화를 위해서는 개별적으로 분산 운영되는 공조기에 대한 통합운영이 요구되며, 이용객수와 공간특성 및 외기의 오염에 따른 지능적인 공조기술이 요구되고 있음
- 현재 공조시스템의 설정온도에 의한 제어방식이 아닌 이용객이 실제 만족할 수 있는 쾌적성 기준에 따라, 효율적 공조시스템 기술이 요구됨
○ 최근 철도의 입체화로 철로가 구조물 위에 놓이게 되는 선하역사가 증가하는 추세임. 선하역사 특성상 진동이 직접 구조물에 전달되기 때문에 경제적·효율적 방진대책이 필요
○ 기존 선하역사 구조물에 방진장치가 추가된 방진시스템의 전체 거동특성 변화에 따른 구조안전성, 열차주행안전성, 방진효율성이 고려된 방진시스템의 기술확보 필요.
○ 해외기술 및 제품을 대체함으로써 기술료 절감을 할 수 있는 효율적, 경제적 국산 방진시스템 진동저감기술이 요구됨
○ 도시철도 역사의 환경·편이·안전성 향상과 에너지관리를 위하여 개발된 핵심기술의 성능검증
○ 개발된 핵심기술의 효율적인 테스트베드 구축을 위한 인터페이스 설계 및 시험평가 기술개발 필요
○ 기존 철도시설에 테스트베드 구축을 위한 안전성 확보 및 검토 기술 필요
○ 도시철도 시설물 관련 정립된 표준화 기준에 대하여 사회환경의 변화, 기술의 진전 등을 반영하도록 지속적 기준의 개정이 필요
○ 도시철도 운영기관마다 지침이 상이하여 체계적이고 통일화된 정거장, 환승 및 편의시설관리를 위한 통합된 설계지침 요구
○ 급변하는 철도산업 환경에 따라 도시철도를 포함한 철도법의 전면적 개정이 예정되고, 이에 따라 도시철도법 및 관계 법령의 전면적 개정이 예상됨
2. 국내외 동향 및 환경 분석
- 최근 역사규모의 대형화 및 대심도화, 환승거리 및 시간의 증가에 따라 이용객의 불편이 증가하고 있음
- 신설노선의 증가로 기존노선과의 연계환승에 대한 중요성이 증가하고 있으나, 이에 대한 체계적 연구가 미비한 상황임
- 김포공항의 경우, 버스와 지하철광의 연결시간은 7~8분 정도 소요되며 김포공항역과 청사까지는 4~500m 소요됨으로 인하여 이용이 불편함
- 연계환승시설 개선 모형 구축 S/W 개발 국내외 정책 및 시장분석
• 국제적 기후변화협약에 의한 온실가스 배출량 감축의 필요성이 대두됨에 따라 승용차 수요억제와 대중교통활성화 중심의 교통정책 방향으로 추진되고 있음
• 또한, 대중교통중심(TOD) 개발 필요성의 증가로 복합환승센터 건설과 기존 환승센터시설 개선을 위한 정책 사업이 증가 추세임
• 연계환승시설 개선 모형과 재난분석 프로그램 개발에는 국내 보다는 국외의 시장 상당히 발전되어 있음. 즉, 국내는 대부분 해외의 연구결과를 소개하거나 해외에서 개발된 모델/프로그램을 활용한 응용연구 수준임
- 국토해양부(2010년 7월)에서는 환승역사의 경우 신설역사는 LOS(Level of Service) C등급 이상, 기존시설은 한 등급 이상 상향 요구하고 있으며, 실현을 위한 관련기술 및 지침 필요
• 철도중심의 통합적 대중교통시스템 환승체계 최적화
• 철도노선의 신설 증가에 따른 기존노선과의 연계 및 환승 최적화 필요
• 철도, 항공, 버스, 자전거 등 교통 수단 간의 통합적 환승구축 기술 미흡
- 지하역사 경우 대합실에서 승강장까지 수직통로와 환승거리의 장거리 이동, 필요시설의 효율적 배치로 동선여건 향상, 안전구역 기획 등의 건축계획 기술과 이를 원활하게 하기위한 필수설비의 성능 측면 기술개발이 요구됨
• 다양하며 복잡한 평면과 공간을 구성하는 대형역사, 대심도 역사의 경우 방향의 제한없이 대규모, 고속의 이동시스템의 개발 적용으로 승객의 편이성 향상이 필요함
• 고속·대규모 이동시스템의 환승역사 적용은 기존의 평면 및 공간에 대한 설계 개념이 획기적으로 변경되어야 하며, 이를 위한 설계기술 및 지침이 필요함
- 1세대 수직이동시스템
• 기존 일반형 EV형식은 기계실 없이 승강로 내에서 구동, 제어, 탑승 등의 일체형 모듈형식. 공간의 활용 극대화 측면에서 국내·외에서 널리 사용되고 있으나 수송능력 면에서 미흡
- 2세대 수직이동시스템
• 한 개의 승강로에 두 개의 EV가 동시에 운행하는 더블데크형 EV는 승강로 면적을 40% 가량 감소시키면서 수송인원이 증가하는 장점이 있으나, 복층에 대응하는 동선계획을 하여야 하며 사용 층의 변경 시 불편이 가중
- 3세대 수직이동시스템
• 와이어를 기반으로 하는 기존 EV와 달리 선형모터와 같은 자체구동방식을 가진 EV가사선 또는 평행 등 건물내부를 자유롭게 운행할 수 있는 방 식으로 개발 중이며 상용화사례는 없음
- 2006년 이후 최근까지 도시철도 지하역사에 대한 침수는 지속적으로 발생하고 있고, 최근 10년 동안 600억원 이상의 침수피해가 발생하고 있음
- 최근 돌발적인 국지성 호우로 인하여 지하역사의 침수가 발생하는 것을 고려할 때, 침수위험도 분석결과에 따라 강우량계 및 지하역사 주변의 수위계와 능동형 침수방지시스템을 연계 운영한 시스템 개발이 필요함
- 지방자치단체의 지하공간에 대한 수방계획
• 서울시에서 지하공간에 대한 수방계획 현황 수립한 사례가 있으나, 타 지방자치단체는 지하공간에 대한 수방계획을 수립한 사례가 없음
• 서울시의 경우도 예방 위주의 대책수립에 치중하여 상황 발생시 지하공간의 비상대처 계획 및 시민대피체계 수립에 대한 추진사항이 미흡
• 지하공간에 적합한 단계별 상황기준 및 행동요령 및 지하공간 침수방지시설의 설치기준이 미흡
- 우수저류시설 건설 계획이 추진되었으나, 과도한 예산 소요 진행하지 못함
• 현실적으로 지하역사의 침수방지대책으로 능동형 차배수시스템 개발이 유일한 대안 임
- 국내 철도 교통시설 증가에 따라 내진성능의 조기 확보가 필요하며, 철도 역사 비구조재에 대한 내진설계기준의 부재로 지진 시 구조물의 상호 작용이 고려된 내진설계기준 및 내진성능보강시스템 개발이 요구되는 상황임
- 정부의 내진기준 제·개정
•「자연재해대책법」에서 건축물 및 도로를 포함한 16개 시설 및 기타 대통령령이 정하는 시설에 대한 내진설계기준 설정을 통한 내진설계를 의무화(1995년)
• 지진재해대책법(2008년)의 제14조에 31개 법정시설을 내진설계대상으로 설정하여 내진설계를 시행할 것을 규정
• 지진재해대책법에서 기존시설물의 내진 향상을 위하여 5년마다 기존시설물 내진보강기본계획을 수립하여 내진보강을 추진하도록 명문화
• 국내 철도 인프라에 대해서는 내진설계가 도입 되었으나, 비구조재에 대한 내진설계 및 보강기법에 대한 종합적 표준 지침이 없는 실정임
• 지진재해대책법 제17조에 따라 공공기관(행정기관)의 전력 및 통신설비에 대한 내진대책 수립 의무화
- 국내 건축설비설비에 대한 내진성능평가 기준 및 내진설계기준 현황
•“건축설비 내진설계기준 사례조사 연구(2001)/설비엔지니어링협의회”
- 지하역 및 환승역 측위 인프라 부족 및 상황인식 정보 표준, 다양한 역사 구조에 대한 표준맵 구축 기술의 부재로 인해 이용객의 위치 정보를 인식하지 못함에 따라 위치 정보 기반의 다양한 상황인식 정보를 제공하지 못하고 있음
- 비상시 신속하게 대응하기 위한 방법으로 기존에 설치된 대피시설물의 한계 보완을 위한 위치정보 기반의 상황인식기반 피난 안내 및 지능형/맞춤형 정보제공 기술이 요구되고 있음
- 선진국에서는 다양한 측위기술을 활용하여 보다 정확한 위치정보를 서비스하기 위해 많은 기술투자가 이뤄지고 있으며, 우리나라에서도 높은 성장이 전망됨에 따라 많은 기술개발 및 서비스 제공이 이뤄지고 있음
- 지하역사 및 복합역사에 설치되어 있는 무선 측위에 활용가능한 장비를 이용하여 실내에서도 위치정보를 제공하여 이용객의 서비스 만족 수준을 높이고, LBS 국내 기술 증진 및 시장 확대 가능
- 도시철도의 지하역 및 환승역의 경우 스마트폰의 보급으로 인한 이용객의 요구에 따라 다양한 장소에 무선 서비스의 원활한 제공을 지원하고 있음
- 실외환경에서 GPS를 이용한 실외측위 기술은 상당 수준에 진입하여 적용되고 있으나,지하역 및 환승역과 같은 실내환경에서는 위치정보 서비스를 제대로 제공받지 못하고 있음
- 1999년 쿄토 기후협약이후 기존의 화석연료를 대체할 신재생에너지 및 친환경에너지원개발에 전지구적인 관심이 고조되고 있는 상황 가운데 최근에는 이란 문제 등으로 오일공급에 있어서 위험성이 지속되고 있어 미래에너지 개발에 차세대 R&D의 방향이 정하여 지고 있음
- 현재까지는 기존의 도시철도에서 화석연료에 의존하여 역사에 에너지를 공급하여 왔지만 차후에는 미래에너지원 확보에 R&D의 초첨을 맞추어야 함
- 신재생에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법(2004년 12월 제정) : 신재생에너지의 기술 개발 및 이용/보급 촉진과 신재생에너지 산업의 활성화를 통하여 에너지원을 다양화하고 에너지의 안정적인 공급, 에너지 구조의 환경친화적 전환 및 온실가스 배출의 감소를 추진하기 위하여 제정됨. 이전에는 연면적 3,000m2 이상의 건물에 대하여 총건축비의 5%를 신재생에너지를 적용하게끔 규제하였으나 2011년부터 연면적 1,000m2이상의 건물에 대하여 총 전력 사용량의 10% 이상을 신재생에너지를 이용하도록 강제하며 2012년 까지 20%까지 확대 적용 예정임. 따라서 본 과제를 통하여 신재생에너지를 적극적으로 활용하는 계획을 세우는 것일 필요함.
- 저탄소 녹색성장 기본법(제42조)에 의거 2011년부터 시행되는 제도로 철도관련 공공기관소유 또는 임차중인 건물 및 차량에서 발생하는 온실가스 배출량의 배출목표를 설정하고 배출량을 관리하도록하는 제도임. 기관별로 2015년까지 온실가스 기준배출량의 20%를 저감하도록 되어 있음
- 국내적으로 온실가스 저감 정책을 지속적으로 유지하고 있으며, 한국의 온실가스 감축의무대상 국가에 포함될 예정이므로 국토부에서는 이에 대한 대비책이 필요한 실정임
- 정부는 제1차 국가에너지기본계획(2008~2030년), 제4차 에너지이용합리화기본계획(2008~2012년), 녹색성장5개년계획(2009~2013년) 등에 EnMS(에너지경영시스템) 도입 확대 계획을 포함시켜 에너지관리시스템의 도입을 적극 권장하고 있음
- 도시철도에서 소비하는 전력량을 감소시키기 위해 다양한 신재생에너지원을 활용하는 방안을 강구하고 있으며, 최대수요전력제어시스템 구축 추진, 자동조명 제어시스템 운영등의 노력을 기울이고 있으나, 신규 노선의 증가, 차량의 추가 투입, 역사부하의 증가 등으로 인하여 그 효과에는 한계가 노출됨
- 국제표준 ISO 50001(Energy Management Systems)이 2011년 6월 제정된 이래 슈나이더 일렉트릭社가 세계 최초로 인증을 받은 이래로 선진기업들이 앞다투어 인증을 획득하고 있음
- 세계적으로 H-EMS(Home Energy Management System), B-EMS(Building Energy Management System), F-EMS(Factory-Energy Management System) 등 에너지관리를 효율적으로 수행하기 위한 사례가 도입되고 있음
- 에너지경영시스템은 품질경영시스템(ISO9001), 환경경영시스템(ISO14001)과 함께 각 국가별 주요 정책으로 자리잡고 있으며, 향후 국내 기술 및 제품이 해외에 진출할 때에 반드시 준수하여야 하는 기준으로 적용될 수 있어 선제적인 대응이 필요함
- 국내 도시철도 운영기관에서는 소비하는 전력량을 감소시키기 위해 각 도시철도 운영기관에서 다양한 노력을 기울이고 있으며 다양한 신재생에너지원을 활용하는 방안을 강구하고 있음.
• 도시철도 전력요금 중 23%를 차지하는 최대수요전력(Peak)에 의한 기본요금을 절감하기 위해 최대수용전력이 단계별 설정값에 도달시 역사부하설비를 순차적으로 자동제어하여 피크전력을 목표값에 이하로 유지하는 최대전력제어시스템을 구축 추진
• 도시철도 역사 및 차량기지에 설치되어 있는 조명을 제어하기 위해 시간대별(계정, 요일), 위치별 점등, 소등을 자동으로 운영할 수 있는 조명제어시스템이 도입되어 운영
- 환승지하역사 이용 승객의 관점에서 쾌적성은 이용객의 만족도 증대, 체류시간 증대에 따른 관련 상권 활성화 등 직간접적인 경제적 가치에서 중요한 평가항목이나, 기존 지하역사 설계관점에서 고려되지 않은 요소임
- 일반 건축물의 온열쾌적성 조건을 적용하기위해서는 막대한 에너지 비용이 소요되기 때문에 지하역사의 특징이 부합하는 공조설비 운영기술이 요구되며, 기존 시스템을 통합하여 종합적으로 관리할 필요가 있음
- 환승지하역사의 쾌적성 관리는 구축역사의 이용을 극대화하며 이용객의 만족을 극대화하면서 에너지 소비는 최소화하는 방향으로 관리되어야 함
- 도시철도의 기존 선하역사의 진동 저감을 위한 방안은 국가 인프라 구축 사업의 일환으로 정부 차원에서의 체계적인 연구지원이 필요함.
- 도시철도분야는 공공성이 강한 분야이므로 정부주도의 기술개발투자가 필요하며, 방진시스템 기술개발을 통한 수입대체 효과 및 해외시장에서 선진국과의 동등 이상의 경쟁력을 갖출 수 있도록 정부 주도의 투자가 필요함.
- 선진 각국의 지열 관련 기술 개발은 쿄토의정서 발효 후 매우 활발하게 적용되고 있으며, 철도 산업에도 유럽 선진국에서는 지열 에너지 적용이 적극적으로 이루어지고 있음
- 지하유출수를 이용한 기술 개발은 일반 건축물에서는 부분적으로 적용이 되고 있으나,철도산업에서는 아직 실질적으로 적용이 이루어지지 않고 있음
- 지하유출수를 이용한 냉난방 장치 기술 개발의 경우 철도역사에서 에너지 절감 효과도 있지만 국가적 Agenda인 온실가스 저감 정책에 필요한 전략적 기술임
- 2011년도 초 동일본 대지진으로 인하여 원자력 에너지에 의존하는 것이 매우 위험한 것이며, 핵폐기물의 처리비용까지 고려할 때 원자력 에너지가 결코 저렴한 에너지원이 아니라는 것이 명확하여 짐
- 철도산업에서 신재생에너지를 개발하는 것은 미래 에너지 개발의 당면 과제이며 국가R&D를 통하여 반드시 수행되어야 하는 과제임.
- 환승지하역사 이용 승객의 관점에서 쾌적성은 이용객의 만족도 증대, 체류시간 증대에 따른 관련 상권활성화 등 직간접적인 경제적 가치에서 중요한 평가항목이나, 기존 지하역사 설계관점에서 고려되지 않은 요소임
- 유지보수비용 최소화 관점과 폐열에너지 회수차원에서 환승지하역사의 종합적인 공조기술이 요구되며 관리공간 특성과 이용객수에 따른 급배기량 제어기술이 요구됨
- 그린빌딩, 제로에너지 빌딩 등 에너지최소화 기술이 요구되면서, 건물에너지 소비의 가장 큰 비중을 차지하는 공조시스템 운영에너지의 효율적 관리에 대한 기술개발 수요 증대
- 공조성능 개선외에도 지하역사 공간 디자인, 자연환기 및 열차풍 활용 등 다양한 관점에서 이용객 쾌적성 증대를 위한 시도가 이루어지고 있음
- 최근 철로 아래 역무시설 등이 놓여진 선하역사 증가로 전동저감에 대한 요구가 증대됨으로써 향 후 방진시스템의 시장이 커질것으로 판단됨. 외국의 시장점유율 확대와 국내기술 및 제품에 대한 신뢰성 저하에 대하여 시급히 기술개발이 필요함.
- 국내 천안-아산역사 및 부천역사, 국외 프랑스의 Precast Slab System, 독일의 Mass Spring System, 일본의 Floating Ladder System등의 방진시스템이 개발되어 있으나 신축 궤도에 적용가능하며 기존 역사 구조물에 적용가능한 방진시스템 기술은 전무함.
- 궤도 및 역사 부설 후에 진동을 저감시키는 데는 시간과 비용이 많이 소요되고 열차의 운행 특성상 대책이 불가능한 경우도 있어 역사 구조물에 방진시스템을 적용하여 진동문제를 해결하는 것이 효율적임.
- 본 연구에서는 기존 선하역사 구조물에 적용할 수 있는 방진 시스템 개발이 필요한 것으로 판단되며, 해외기술 및 제품을 대체 할 수 있는 효율적, 경제적 국산 방진시스템기술이 요구됨
3. 연구개발 내용 및 범위
가. 도시철도 역사의 환승 및 안전성 향상을 위한 인프라 기술 개발
(1) 환승․이동 성능 향상을 위한 이동시스템 개선 및 설계 기술 개발
○ 고속․대용량 수평/수직/경사 이동시스템 기술 개발
- 고속․ 대용량 이동시스템 핵심요소기술 분석
• 탑승카 방향전환 기술, 정밀착상 제어기술, 수평유지 기술
• 엘리베이터 비상정지장치 기술
• 자동제어 시스템 개발, 모니터링 기술 개발
- 지하역사 및 환승역사 설계 영향 분석 및 반영요소 도출
- 고속․대용량 이동시스템 시제품 개발
- 고속․대용량 이동시스템 설계
- 고속․대용량 이동시스템 시제품 제작
- 고속․대용량 이동시스템 성능검증
- 시공, 운영, 유지관리 지침서 작성
○ 환승시설을 연계한 복합환승 설계기술 개발
- 역사 유형별 맞춤형 개선방안 적용시스템 구축 및 의사결정 지원 시뮬레이터 개발
- 보행 이동 시 편리성 및 안전성 평가 시뮬레이터 개발
- 환승시설 개선 타당성 평가 지침 및 S/W 개발
- 조명, 채광, 색채, 건축재료 등 역사 실내환경 시설 디자인 기술 개발
○ 역사 최적화 세부설계 매뉴얼 개발
- 이용자의 이동속도 향상 및 혼잡도 완화를 위한 역사 유형별 세부설계 매뉴얼 개발
• 유형별 기존역사 환승시스템 개선모형 개발
• 설계영향 분석 및 연계시설 서비스수준(LOS) 평가 기법 연구
• 역사 연계시설 서비스수준(LOS)설정 및 세부설계 매뉴얼 개발
• 최적화 기법 실사례 적용 및 평가
- 재난 대응형 도시철도 역사 설계기준 및 평가모듈 개발
• 발생 가능한 재난 시나리오 설정
• 대피 시뮬레이션 모형 개발
• 재난 대응형 도시철도 역사 설계기준 개발
• 유형별 재난 대응 운영전략 수립
• 재난 대응성 평가모듈 개발
(2) 홍수, 태풍을 대비한 능동형 지하역사 차․배수시스템 개발
○ 능동형 자동차수시스템 개발
- 하천변 또는 저지대에 있는 도시철도 역사에 대한 종합적인 침수예상 분석 결과를 활용
- 집중호우 시 침수피해가 예상되는 지하역사에 대한 능동형 자동차수시스템 개발
○ 침수방지시설 설치 기준 및 유지관리에 대한 지침 개발
- 침수 정도에 따른 침수방지시설 설치 기준 및 유지관리 지침서 개발
(3) 역사의 비구조재 내진설계기준 및 내진보강기법 개발
○ 도시철도 역사 비구조재 내진설계기준 및 평가지침 수립 및 고시지원
- 국내․외 도시철도 역사 비구조재 내진특성 도출 및 개선안 정립
- 철도 역사 비구조재 내진해석법 정립
- 철도 역사 비구조재 상세설계지침 개발
- 철도 역사 비구조재 내진설계기준 고시지원
○ 도시철도 역사 비구조재 내진보강기법 개발 및 성능 검증
- 철도 역사 비구조재 내진성능 보강기법 개발
- 철도 역사 비구조재 내진성능 보강기법 성능검증
- 철도 역사 비구조재 내진성능 보강기법 현장부설 및 시공․유지관리 매뉴얼
(4) 지하역 및 환승역의 정보제공 기술 개발
○ 지하역 및 환승역의 상황인식정보 표준화 기술 개발
- 상황인식정보 표준화 연구
- NFC, Wi-Fi 등 무선 통신 환경을 활용한 실내위치정보 표준화 연구
- 스마트 모바일과 외부기기간 인터페이스 표준화 연구
○ 역사 표준맵 구축 기술 개발
- 다양한 구조의 역사 표준맵 구축 기술 개발
- 대규모 WRM 최적화 기술개발
○ 상황인식기반 지하역 및 환승역 피난안내 기술 개발
- 비상시 이용객의 상황에 적합한 피난안내 알고리즘 개발
- 스마트 모바일용 피난대응 설계 및 S/W 개발
○ 지능형/맞춤형 정보제공 기술 개발
- 이용객 정보에 기반한 지능형 정보제공 기술 개발
- 스마트 모바일과 디지털 사이니지 연계 기술 개발
나. 도시철도 역사의 환경 및 에너지관리 향상 기술 개발
(1) 친환경 신재생에너지와 연계된 역사 에너지관리 시스템 기술 개발
○ 신재생에너지 철도전력망 연계기술
- 철도전력망 연계를 위한 고효율 전력변환장치 기술
- 연계운전모드에서의 주파수, 역률, 고조파, 전압변동, 고주파 등 전력품질 영향 고려
• 전압제어, 고조파, 전압불평형, 주파수 변동 분석
- 신재생에너지원 연계표준화 체계구축기술
• 시스템의 내부 안전성 및 공용성 평가 기술
• 신재생에너지 철도 급전시스템 연계 기술기준
○ 에너지 관리를 위한 네트워크 구성기술
- 철도 전력데이터 계측 및 수집 기술
- 철도 전력데이터 통합저장 및 관리/분석기술
- 철도전력망용 데이터 취득장치 개발 기술
○ 도시철도 통합 에너지관리 시스템 기술
- 신재생에너지 최적 제어 프로그램개발
• 분산형 전원 철도 최적설치 위치 분석
• 분산형 전원 적정 설치용량 분석
- 신재생 에너지원 운영 기술
• 단독운영(독립형) 및 급전계통 연계 제어 시스템
• 신재생에너지 급전계통 연계 모델링 및 시뮬레이션
- 철도전력 최적화 운영기술
○ 신재생에너지 통합관리 시스템 및 운영 기술
- 철도전력망 보호 및 자동제어기술
• 계통연계운전시 분산형전원의 제어기와 연계보호설비가 동작 특성 분석
• 계통 이상시 전력 품질 분석 연구
• 보호계전기 특성 분석 연구
• 계통 연계 보호 알고리즘 개발
- 신재생에너지 통합관리 시스템 성능평가기술
○ 지하유출수를 이용한 터널 및 지하역사 냉/난방 시스템 에너지 절감 기술
- 신재생에너지를 활용하여 기존의 화석연료에 의존하는 에너지를 대체함
○ 철도 지하역사 대공간 열환경 분석 에너지 분포 분석 해석 기술
- 철도역사 열분포를 정확히 분석하여 에너지의‘편중 현상’제거 및 최적화를 통한 에너지저감 기술 확보
○ 지하역사 열유동 시뮬레이션 기술
- 역사 에너지 분포 분석을 위한 해석 기술 개발
- 고가의 실험 및 실험이 불가능한 곳의 에너지 분포를 슈퍼컴퓨터를 활용하여 분석 수행
○ 지하유출수 적용 예냉 장치 개발
- 지열 및 지하유출수 활용 핵심 기술(예냉) 개발 및 역사 자체 에너지 공급 기술 개발
○ 시뮬레이션-센서 기술 연동을 통한 시스템 성능 향상 기술
- 시뮬레이션을 통하여 에너지의 분포를 예측한 뒤 역사 전략 지점에 센서를 장착하고 전역사 열분포 계측 실험과 시뮬레이션 data 연동 기술 개발
○ Simulator를 통한 시스템 효과 평가기술
- 지하유출수 활용 역사 에너지 저감 장치 시뮬레이터를 제작하여 실 상황에서 발생되는 현상 예측 및 문제점을 조사한 후 시스템의 효율을 평가 하는 기술 개발
○ 역사 아트리움 태양광 패널 적용 전력 생산 기술 개발
- 역사 지붕 활용하여 태양광 채널 적용 및 생산 전력 도시철도 전력 기준으로 변환
- 역사 최적화 태양광 적용 기술 개발 (BIPV 등 포함)
(2) 스마트 공조기술 개발
○ 이용객 쾌적성 평가 및 활용 기술
- 지하역사 및 환승역사 이용객 쾌적성 기준 제시
- 쾌적성 모니터링 시스템 구축기술
- 이용객 온열쾌적성 만족도 평가 및 공조기 연동기술
○ 이용객수와 공간특성을 반영한 최적 공조기술
- 이용객수 변동에 따른 공간별 최적 공조방안 도출
- 관리공간 특성과 이용객수에 따른 급배기량 제어기술
○ 오염물질 감지를 통한 공조설비 연동기술
- 지하역사 미세먼지 감지 시스템 및 공조설비 연동
- 지상 초미세먼지(PM2.5) 유입현황 조사 및 개선방안 제시
○ 쾌적성, 이용객수, 공간특성, 오염물질 변수에 따른 공조제어 알고리즘 구축기술
- 공조제어 변수간 상관관계 규명
- 에너지소비 최소화 기반의 최적공조 제어 알고리즘 도출
(3) 궤도․역사 인터페이스 향상 및 실용화 기술 개발
○ 궤도 및 역사구조의 동적 인터페이스 기술
- 선하역사 기존선 구간별, 구조별 DB 구축
- 선하역사 구조 해석 및 설계 통합시스템 기본사양 결정
- 선하역사 진동평가 기준 개발
○ 궤도 및 기존역사 구조물의 방진시스템 기술 개발
- 선하역사 기존선 개선을 통한 고효율 방진시스템 기본 및 상세설계
- 방진효율성, 궤도구조안전성 및 차량주행안전성 평가를 통한 설계보완
- isolator를 포함한 방진구조 기법 개발
- 방진재 성능기준 정립 및 성능평가
- 방재재료 노후화에 따른 충격하중 진전모델 개발
- 선하역사 교량 시공법을 고려한 시공단계별 해석
- 현장부설
- 현장검증을 통한 열차 주행안전성, 궤도구조안전성, 방진효율 성능평가궤도 및 역사 동적 인터페이스 기술
다. 도시철도 역사의 운영효율 향상 기반 구축 및 엔지니어링 기술 개발
(1) 테스트베드 구축 및 성능 검증을 위한 현장 기술 지원
○ 도시철도 역사 환경․안전성 향상 인터페이스 기술 개발
- 차량-교량-궤도 인터페이스 설계 타당성 검토
- 역사-궤도 인터페이스 설계 타당성 검토
- 궤도-신호 인터페이스 설계 타당성 검토
○ 도시철도 역사 환경․안전 핵심기술 최적화 설계 기술 개발
- 고속․대용량 이동시스템 현장 적용성 검토
- 환승 및 연계교통 구축 설계기술 타당성 검토
- 비상대응 정보제공 기술 현장 적용성 검토
- 지하역사 차․배수 시스템 기술 현장 적용성 검토
- 역사 비구조재 내진성능보강시스템 현장 적용성 검토
- 전력설비 성능 최적화 설계기술 타당성 검토
- 신재생에너지를 이용한 터널/역사 친환경 에너지 시스템 현장 적용성 검토
- 스마트 공조기술 현장 적용성 검토
- 방진․저소음 구조기술 현장 적용성 검토
○ 테스트베드 구축 지원 및 성능검증
- 단위 구성품 성능검증 기술 개발
- 단위 구성품 성능평가시험
- 현장부설 지원
- 시스템 종합성능검증 기술 개발
- 수요예측 및 효과 분석(사회적 편익, 기술적 및 경제적 파급효과, 다원기준 의사결정 분석 등)
- 실용화사업을 위한 경제성 검토
(2) 도시철도 시설물(역사, 궤도, 전력, 신호 등) 관계 법령, 기준 유지발전 연구
○ 도시철도 시설물(역사, 궤도, 전력, 신호 등)관련 법령, 기준 제․개정
4. 연구개발과제 구성 및 추진전략
○ 연구개발과제의 구성
- 환경분석 및 동향조사 결과, 관련 기술조사, 기획연구진의 Brainstorming등의 방법을 통하여 도출된 보고서 및 결과물에서 기술리스트를 도출하고 이를 과제수준으로 정리하여 연구개발과제를 구성하였음
- 연구책임자 및 핵심기획위원간의 합의를 통하여 후보과제 수준으로 조정하여 후보과제를 구성하였음
○ 연구개발과제의 추진체계도
○ 연구개발과제의 추진전략
- 산․학․연 공동연구체계 구성을 통한 지하역사 및 환승역사의 편이성 향상, 교통연계성, DB 구축 및 소프트웨어 개발을 목표로 전반적인 내용에 대한 검토가 이루어질 수 있도록 컨소시엄 구성
- 전문가 네트워크를 통하여 연구수행 내용의 적절성 및 방향성 주기적 검토 및 참여기관간 유기적 의사소통채널 확보
- 핵심기술 개발, 지침작성 현장 검증을 통하여 제품의 성능검증을 수행하며 개발된 시스템이 적용되기 위하여 철도 건설 및 운영기관과의 유기적 연계를 통하여 시스템이 반영
- 연구결과 검증을 위한 다양한 분야의 전문가 활용 및 유관기관 연구 참여를 통한 조기실용화 유도 및 상용화를 위한 국가 R&D 창출
5. 사전타당성 검토
○ 정책적 타당성
- 철도수송객 이동속도 및 편의성 향상으로 철도교통 활성화
- 시설물 이용 증대 및 환승시간 단축으로 이용객 철도서비스 만족도 증대
- 환승역의 연계환승체계 최적화 기술, 기존 역사의 연계환승 개선 기술, 연계환승 개선모형 SW 개발 등을 통해 환승편의 및 안전성 향상, 정부시책의 우선순위 선정, 대안의 효율성 평가 등이 가능할 것으로 판단됨
- 지하역사의 피해 발생 시 단순 침수 피해뿐만 아니라 지하역사의 공조 및 전력시설에 대한 피해가 발생하여, 도시의 승객수송 기능이 마비될 수 있어, 조속한 정책적인 결정 및 시행이 필요한 기술개발임
- 한반도 기후변화 및 사회적 변화에 따라 정책적인 재검토가 필요한 시점임
- 최근 한반도의 기후가 점점 변화되고 있고, 돌발성 집중강우 및 게릴라성 폭우가 증가하고 있어, 홍수에 대한 침수 피해도 국부적으로 돌발적으로 발생하고 있는 상황
- 건설된지 30년 이상된 시설에 대한 침수방지대책에 대한 방향과 목표에 대한 재설정이 필요
- 따라서 정부차원에서 사회적인 변화에 대응하기 위한 추가적인 대책 수립과 예산투입이 필요함
- 철도 역사 비구조재 분야의 내진보강에 대한 국내 연구는 초기단계이며, 기술개발에 막대한 예산이 소요되므로 관련 연구는 국가에서 주도하는 것이 타당함
- 지진재해대책법과 재난 및 안전 관리 기본법에 따라 5년마다 기존시설물읜 내진보강계획을 수립하여야 하고 있으며, 내진보강대책에 필요한 기술의 연구개발에 대한 사항을 기본계획에 포함하도록 하고 있음
- 내진보강 대상시설물은 법령 제정 이전 또는 기준 강화 이전 시설로 제한되어 있으므로 단기적으로 국내 산업발전에 미치는 파급효과가 크지만 중장기적으로 국내시장의 축소와 해외시장 개척이 필요하므로 민간주도의 연구를 기대하기 어려움
- 최근 사회적으로 복지, 환경 및 안전이 주요 요구사항임을 고려할 때 공공재적 성격이 강한 철도에 대한 지진관련 안전성 확보는 필수임
- 제2차 국가철도망 구축계획 등 철도분야 투자 증가가 예상됨에 따라 철도 역사 비구조재 분야의 내진 안전성 확보를 위한 기준 제정이 시급함
- 철도의 경우 열차 주행과 같은 특수성으로 인하여 소규모 연구로는 한계가 있음
- 내진기준은 법령에 따라 제․개정되므로 이를 위한 연구는 이해관계가 있는 민간 주도보다 정부 주도의 연구로 진행되어야 함
- 승객정보 표준화 기술 통해 지하역 및 환승역 이용시 이용객의 정보 신뢰성, 안전성 향상과 편리하고 안전한 지하역 및 환승역 위치 정보 서비스 제공이 가능
- 지하역 및 환승역 피난 안내 기술 개발은 스마트폰에서 추적된 위치정보를 활용하여 대피로 안내 및 역사 내 방송 서비스와 연계되어 대국민 안전성 확보
- 지하역 및 환승역의 정보제공 기술 개발을 통해 테러 및 범죄 대응과 같은 비상 상황에서 정확한 현장의 위치정보를 무선으로 전송하여 비상상황발생지역의 안정성 확보와 상위기관의 정확한 의사결정을 돕고, 치안관련기관과의 협조체계 구축으로 재산피해 절감 및 조기진압에 크게 기여
- 국가 온실가스 감축목표 BAU 대비 30% 확정, 저탄소 녹색성장 기본법 제정, 신재생에너지 및 재생에너지 개발․이용․보급 촉진법 제정 및 공공부문 온실가스 에너지 목표관리제 운영 확정 등 온실가스 저감을 위한 국가적 정책 분야가 공공한 가운데 도시철도 에너지 자급 및 친환경 에너지 공급 기술 개발은 절대적으로 필요한 기술임.
- 신재생에너지와 연계한 도시철도 역사 피크 부하 관리로 국가 차원의 전력란 해소에 기여하여, 도시철도 독자적인 안정적인 전력공급원 확보
- 지하역사 및 환승역사 이용객의 쾌적성 향상을 통한 이용객의 만족도 증가는 철도 대중교통 활성화는 물론 관련 상권의 이익과 연계되는 중요한 요소임
- 환승역사의 온열환경관리를 단순한 냉난방 온도차원에서 관리하는 것이 아닌 이용객의 온열쾌적성에 기반하여 관리함으로써 효율적인 에너지소비는 물론 실질적인 쾌적성 향상에 기여
- 무공해 에너지 기술인 지열 및 지하유출수 활용기술로 인하여 심각한 공해발생을 대체할 수 있으며, 특히 탁월한 CO2 저감효과가 기대되므로 기후변화 협약의 대처방안으로 활용 가능
- 저탄소 녹색성장 기본법(제42조)에 의거 2011년부터 시행되는 제도로 철도관련 공공기관소유 또는 임차중인 건물 및 차량에서 발생하는 온실가스 배출량의 배출목표를 설정하고 배출량을 관리하도록하는 제도임. 기관별로 2015년까지 온실가스 기준배출량의 20%를 저감하도록 되어 있음
- 국제표준 ISO 50001(에너지경영시스템) 제정, 국가 온실가스 감축목표 BAU 대비 30%확정, 저탄소 녹색성장 기본법 제정, 신재생에너지 및 재생에너지 개발․이용․보급 촉진법 제정 및 공공부문 온실가스 에너지 목표관리제 운영 확정 등의 국내외 환경에서 철도 역사의 에너지효율화를 위한 에너지관리시스템 기술 및 신재생에너지 적용기술은 필수적임
- 신재생에너지와 연계한 도시철도 역사 피크 부하 관리로 국가 차원의 전력란 해소에 기여하여, 도시철도 독자적인 안정적인 전력공급원 확보
- 향후 강화되는 실내공기질 관련기준 및 저에너지 소비의 쾌적한 실내공간 창출이라는 정책적 목표에 부합되는 기술임
- 기존 선하역사의 진동저감으로 강화되는 환경소음․진동 기준을 만족할 수 있는 소음․진동저감대책 확보
○ 기술적 타당성
- 지하역사 및 환승역사의 공간 및 평면․환승설계 등 이동관련 기술 확보
- 지하공간, 지상공간 및 고가공간을 총체적으로 활용한 입체복합 철도역사 및 교통환승시설 개발을 통한 역사․환승시설의 이용 극대화
- 개발 대상의 분석에 따른 유형화된 분류를 바탕으로 신설 및 기존 역사에 적용 가능한 가이드라인과 지침을 제시
- 환승역의 연계환승체계 최적화 기술, 기존 역사의 연계환승 개선 기술 등을 통해 환승객의 편의성 및 안전성 향상을 위한 역사 설계 기술 증진
- 연계환승시설의 보행연계성 평가, 보행시설의 규모의 적정성, 시설배치의 적정성에 대한 평가기술 개발을 통하여, 도시철도 역사 설계 시 업무의 정밀성 및 효율성 증진이 예상됨
- 연계환승시설 개선 SW 개발을 통해 다양한 유형의 역사의 설계, 리모델링 시에 한차원 향상된 설계 기술을 보유하게 될 것으로 예상됨
- 고속․대용량의 이동시스템의 핵심기술 확보 및 실용화를 통한 역사․환승시설의 이용극대화
- 기존의 기관 및 학계 등에서 개발된 다양한 침수위험도 평가기법을 적용하여 도시철도지하역사에 대한 침수위험도 평가 방법이 개발된 상태로 본 연구에서는 전국적인 지하역사에 대한 침수피해 예측을 위해 활용이 가능하므로, 기술적으로 큰 어려움은 없고 효과는 극대화 할 수 있음
- 침수위험도 평가 기법은 기존 기술로 충분히 활용이 가능한 것으로 판단되며, 도시철도지하역사 주변 디지털 지도를 활용하여 본 연구에 활용 가능하여 기술 확보에 어려움이 없음
- 홍수 또는 집중강우시 강우량계 및 역사주변 수위계 등을 활용하여 신속하게 역사의 침수위험성을 평가할 수 있어, 기술개발에 필요한 요소기술을 확보하는데 어려움이 없음
- 본 연구의 개발대상 기술의 핵심은 센서와 능동형 침수방지시스템 간의 신속한 통신 및 운영을 위한 관리기준치를 개발하는 것으로, 연구과정을 통하여 관리기준치를 개발할 예정임
- 기술개발에 필요한 요소기술을 확보하는데 어려움이 없음
- 본 연구의 개발대상 기술의 핵심은 센서와 능동형 침수방지시스템 간의 신속한 통신 및 운영을 위한 관리기준치를 개발하는 것으로, 연구과정을 통하여 관리기준치를 개발할 예정임
- 대규모 지진발생에 대비하여 인프라에 대한 내진설계기준의 검토 및 내진성능향상 등의 상세 대책이 요구됨
- 일본 동북부 지진에 경우 각종 철도설비를 포함한 비구조재 등의 부수적 인프라 시스템손상이 더 큰 2차적 피해를 불러옴에 따라 내진설계기준이 미비된 비구조재에 대한 기준 정립과 보강방안의 수립이 필요함
- 국내의 철도 역사의 비구조재에 대한 내진성능평가 방법 및 내진설계기준이 부재함에 따라 철도시스템 특성이 반영된 철도설비의 내진성능평가 방법 및 내진설계기준의 확립필요
- 철도 특성에 적합한 경제적․효율적 내진보강 기술개발이 필요
- 철도인프라와 IT의 융합기술 확보
- 실내 위치기반 서비스의 핵심기술 확보 및 실용화
- 실내측위 기술은 전 세계적으로 개발이 현재 진행 단계에 있는 기술로서 WiFi와 ZigBee 기술은 정확도에 UWB와 CSS 기술은 스마트폰에 관련 부품 등이 추가 실장 되어야 하는 실효성 등에 적합하지 않으므로 배제하고 현재 스마트폰에서 내장된 GPS 수신기와 내장센서를 그대로 활용하여 실내 위치를 파악할 수 있는 기술이 필요함.
- 실내 GPS 송신기는 역사내 천장부위에 일정한 간격을 두고 다수 설치되어 지구궤도에 있는 위성 GPS신호와 동일한 포맷으로 실내 GPS가 해당 위치정보를 항법메세지로 전환 송신하여 스마트폰에 내장된 기 GPS 수신기가 위치 추적을 할 수 있도록 하는 혁신적인 기술임.
- 위치추적 알고리즘은 실내 GPS와 스마트폰에 내장된 가속도 센서, 압력센서를 이용하여 정확도를 높이고 역사 표준 맵을 활용하여 위치를 보정하는 기술로서 실내 위치오차를 3m 이내로 줄일 수 있는 혁신적인 기술임.
- 최근에 신재생에너지 기술 적용의 일환으로 도입되고 있는 지열 에너지는 천공 및 펌핑비용 등 초기투자비가 기존의 화석연료 에너지 설비에 비하여 매우 높아 기술의 대중화가 잘 진행이 되지 않고 있음. 반면에 지하유출수를 이용한 냉방 시스템은 천공 비용이 필요 없고 부지확보가 용이하므로 도시철도 에너지 절감 기술로 도입하기에 타당함
- 공공시설 에너지 절감 10%달성을 통한 국가 전력난 해소
- 신재생에너지를 적용하여 역사에서의 에너지 소비율 감소 추진
- 양방향 통신이 가능한 실시간 전력데이터 모니터링 시스템 구축 기술 및 기존 SCADA와의 연계 기술 확보로 운영 효율성 증대
- 환승역사의 온열환경관리를 단순한 냉난방 온도차원에서 관리하는 것이 아닌 이용객의 온열쾌적성에 기반하여 관리함으로써 효율적인 에너지소비는 물론 실질적인 쾌적성 향상에 기여
- 방진효율성, 궤도구조안정성, 주행안전성을 고려한 역사구조물 방진시스템 구축
- 기존 선하역사에서 발생하는 진동의 효율적 저감 및 유지보수에 대한 효율적 방안 제시
○ 경제적 타당성
- 철도 수송객의 이용증가로 인한 철도교통 활성화
- 대도시권 입체적 신공간 창출 교통시설 다목적 활용을 통한 인프라 구축
- 철도와 인접된 민간 소유자들이 복합 역사와 연계 개발 유도에따른 이용인구의 밀도를 향상 및 편리성 확보를 통한 투자자 및 운영자의 경제적 이익 창출
- 과도한 환승거리, 부적절한 연계시설 등으로 인해 발생하는 사회비용에 대한 절감이 예상됨
- 더 나아가 대중교통 활성화, 교통 혼잡 완화 등 교통개선효과에 영향을 줄 수 있을 것으로 기대함
- 편의시설물 이용 증대 및 환승시간 단축으로 인한 이용객 철도서비스 만족도 증대
- 고속․대량 이동시스템 개발을 통한 역사․환승시설의 이용 극대화
- 고속․대량 이동시스템기술의 실용화를 통한 제작비용 및 유지비용의 30% 이상 절감,이동 효율성 증가
- 고속․대량 이동시스템기술의 국내․외 상용화로 연간 50억이상 수익 창출
- 일반 지하차도 및 주거지역이나 상업시설의 지하주차장의 경우 개소당 약 15백만원 가량 소요될 것으로 예상됨
- 서울시 서초구에 약 650 개소에 침수판이 설치될 예정으로, 향후 전국적으로 능동형 침수방지시스템의 확대 보급 가능
- 철도 운행 중 내진 보강에 대한 국내외 시공사례가 부족하여 해당 기술 개발 시 해외시장 선점의 가능성이 높으며, 철도 내진보강에 연간 약 30~100억 규모의 투자가 이루어질 것으로 전망됨 (내진보강기술 개발로 보강비용 10% 절감)
- 전력, 통신, 건축설비 및 소방시설 등 철도 역사의 비구조재에 대한 내진성능 향상시 도시철도 1개 역사 기준 약 3억원 정도 소요될 것으로 분석됨
- 도시철도 역사 및 일반철도 역사의 개수가 약 800여개 이므로, 개소당 3억원을 고려하면 약 2400억원 가량의 철도역사 비구조재 내진보강 시장 규모 형성이 예상됨
- 지하유출수의 경우 기존의 지열 설비의 초기 투자비보다 저렴하며, 계절에 관계없이 항상 일정한 온도의 지하수를 활용하므로 초기투자비용이 저렴한 것으로 판명이 되고 있음
- 지하유출수 활용에 의 한 친환경 에너지 재사용 비율 증가
- 철도 이용객에 대한 다양한 정보제공 기술 개발을 통해 해외 철도 정보제공 시장 진출로 인한 경제적 이익 창출이 가능함
- 화석연료의 고갈과 공해문제 해경을 위하여 청청에너지를 활용하는 막대한 경제적 파급효과를 유발할 것임
- 미래에너지 확보 및 환경 친화적인 전력급전 적용 연구개발에 기여함으로서 미래 대체에너지로서의 연구의 활성화 및 파급효과 기대
- 친환경에너지 및 에너지 절감시스템 기술 개발 및 유지보수 비용 연간 100억원 이상 절감 (역사 전체 에너지 소모량의 약 10% 절감)
- 도시철도 역사 에너지 관리시스템 도입으로 피크 부하 관리 가능으로 인한 전력 사용요금 절감
- 철도역사 에너지관리시스템 적용기술을 바탕으로 해외 진출 도모
- 동일한 냉방에너지를 필요한 공간, 요구되는 시간에 집중하여 이용객 만족도를 향상시키고 버려지는 냉방에너지를 절감함으로써, 효율적인 공조시스템 운영 가능
- 선하역사 진동저감을 위한 해외기술의 도입으로 인한 경제적 손실 절감과 해외철도시장진출로 인한 경제적 이익 창출.
6. 연구개발 소요기간 및 예산
○ 전체사업 소요예산
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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