초록 ▼

제 1 장 연구개발의 목적 및 필요성

제 1 절 연구개발의 목적

국가경쟁력 및 운영효율의 획기적인 향상을 위한 차세대 첨단도시 철도시스템 기술개발

○ 신뢰성, 안전성, 운영효율성, 친환경성 및 첨단성 등을 겸비한 차세대전동차시스템 및 핵심기술 개발
○ 차세대 도시철도차량개발을 통해 세계 최고수준의 도시철도기술 확보 및 선도
○ 철도제작사의 기술경쟁력 확보로 수출을 통한 국가경제에 이바지
○ 안전 및 성능이 획기적으로 향상된 차량을 개발함으로써 도시철도시스템에 대한 국민의 신뢰성

제 1 장 연구개발의 목적 및 필요성

제 1 절 연구개발의 목적

국가경쟁력 및 운영효율의 획기적인 향상을 위한 차세대 첨단도시 철도시스템 기술개발

○ 신뢰성, 안전성, 운영효율성, 친환경성 및 첨단성 등을 겸비한 차세대전동차시스템 및 핵심기술 개발
○ 차세대 도시철도차량개발을 통해 세계 최고수준의 도시철도기술 확보 및 선도
○ 철도제작사의 기술경쟁력 확보로 수출을 통한 국가경제에 이바지
○ 안전 및 성능이 획기적으로 향상된 차량을 개발함으로써 도시철도시스템에 대한 국민의 신뢰성 제고
차세대첨단도시철도시스템 기술개발의 개발목표는 기존 대비 수송능력 10% 향상, 유지보수성 20% 향상, 승객서비스 30% 향상, 차량신뢰성 20% 향상, 에너지절감 20% 향상, 친환경성 10% 향상을 목표로 한다.
세부적으로, 수송능력은 추진제어시스템 개선을 통한 가속도 향상(3.0km/h/s→3.3km/h/s), 최고속도 향상(100km/h→130km/h) 및 무선통신기반(CBTC) 신호시스템 적용으로 인한 수송효율 향상 등을 고려한 총 10% 향상이 목표이다. 유지보수성은 전동기 무유지보수 기간을 3년에서 9년으로 연장, 완전전기제동시스템을 채택함으로써 제동디스크 교환연장 등을 고려한 총 20%향상이 목표이다. 승객서비스는 실내공간 확대, IT기술을 이용한 정보서비스 제공, 소음저감(5dB 저감/견인전동기(5700rpm→884rpm), 밀폐형갱웨이) 장애인 편의시설 등을 고려한 30% 향상이 목표이다. 차량신뢰성은 분산제어시스템 (1C4M→1C1M), 예방진단기능(최초적용), 신호장치 백업기능 등을 고려한 20% 향상이 목표이다. 에너지절감은 차체경량화 및 전동차 회생에너지 저장장치를 이용한 20% 절감하는 것을 목표로 한다. 친환경성은 정지시까지 전기제동사용으로 공기제동시 발생하는 분진발생을 최소화하고 친환경 소재를 사용함으로써 10% 향상시킬 예정이다.

(출처 : 제 1 장 연구개발의 목적 및 필요성 23p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 4
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 14
• 제1장 연구개발의 목적 및 필요성 ... 22
• 제1절 연구개발의 목적 ... 23
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 24
• 가. 기술적 측면 ... 25
• 나. 경제·산업적 측면 ... 26
• 다. 사회·문화적 측면 ... 27
• 제3절 연구목표 및 수행범위 ... 28
• 제2장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 48
• 제1절 사업총괄 및 목표·일정 관리 ... 48
• 1. 사업총괄 관리 ... 49
• 2. 분야별 목표관리 및 인터페이스 기술연구 ... 86
• 3. 연구성과 실용화를 위한 홍보 및 협력 ... 171
• 가. 연구성과 홍보 및 기술교류 증대를 위한 협약체결 ... 171
• 나. 연구성과 실용화 ... 172
• 다. 카탈로그 제작 ... 173
• 라. 언론매체 홍보 ... 175
• 마. 연구실적 ... 179
• 4. 사업 전산관리를 위한 AUTS-PDM BOM 체계 모듈구축 ... 196
• 가. WBS체계 보완 ... 196
• 나. 사업관리를 위한 AUTS-PDM 도면 시스템 구축 ... 198
• 다. 사업관리를 위한 AUTS-PDM Web버젼 시스템 구축 ... 204
• 라. 사업관리를 위한 AUTS-PDM 부품관리 ... 205
• 마. 사업관리를 위한 AUTS-PDM 고장이력관리 시스템 구축 ... 206
• 제2절 차세대전동차 시스템엔지니어링 및 인터페이스 기술 개발 ... 208
• 1. 차량분야 시스템엔지니어링 ... 209
• 가. 차세대전동차 신기술 적용을 위한 최적화 방안에 관한 연구 ... 209
• 나. 차세대전동차 직접구동방식에 의한 완전전기제동방식에 관한 연구 ... 215
• 다. 차세대전동차 제동시스템 적용을 위한 유압제동에 관한 연구 ... 232
• 라. 차세대전동차 가변편성시스템 적용에 관한 효율성 연구 ... 237
• 마. 차세대전동차 형상디자인 ... 240
• 바. 핵심장치 요소기술 및 알고리즘 연구 ... 247
• 사. 차세대전동차 제작완료 및 수정보완 ... 295
• 2. 인프라분야 시스템엔지니어링 ... 297
• 가. 에너지저장시스템 적용성 연구 ... 297
• 나. 에너지저장장치에 의한 전력시스템 전력조류 분석 ... 302
• 다. 에너지저장장치를 고려한 도시철도시스템 최적전력 해석알고리즘 연구 ... 303
• 라. 철도시스템 최적 에너지 저장매체 적용방안 연구 ... 305
• 마. 화상처리식 검지시스템 적용성 연구 ... 309
• 바. 화상처리식 검지시스템 신호처리 및 위험도 판단 메커니즘 ... 320
• 사. 차세대전동차 시험선 구축 실시설계 ... 321
• 아. 화상처리식검지시스템 안전성 평가 및 분석 ... 323
• 자. 화상처리식검지시스템 신호연계방안 연구 ... 325
• 차. 화상처리식검지시스템 운영효율성 분석연구 ... 326
• 제3절 차세대전동차시스템 제작 및 시험지원 인터페이스 연구 ... 329
• 1. 차세대전동차시스템 목표사양 연구 ... 330
• 가. 차량성능향상 ... 330
• 나. 차량경량화 ... 330
• 다. 승객편의성 향상 ... 330
• 라. 교통약자에 대한 배려 ... 331
• 마. 경제성 향상 ... 332
• 바. 시스템 신뢰성 향상 ... 332
• 사. 개발차량 국제경쟁력 향상 ... 333
• 2. 차세대전동차 설계기술 연구 ... 334
• 가. 시스템 설계기술 연구 ... 334
• 나. 차세대전동차시스템 설계변경 검토 및 제작 관리 ... 334
• 3. 시험요구조건 분석 및 정의 ... 338
• 4. 차세대전동차 시험평가 방안 연구 ... 351
• 가. 시스템 성능시험 방안 연구 ... 351
• 나. 차세대전동차 성능시험 항목 검토 ... 356
• 5. 차세대전동차 종합계측시스템 ... 359
• 가. 차량 계측 프로그램 구축 ... 359
• 6. 시험선 구축 및 운영관련 제반사항 수행 ... 362
• 가. 차세대전동차 시험선 구축 기본계획 ... 362
• 나. 차세대전동차 시험선 구축 실시설계 ... 372
• 다. 시험선 활용에 대한 협약체결 ... 374
• 라. 시험선 구축 및 시험을 위한 인터페이스 수행 ... 374
• 마. 시험선 관련 주요 협의사항 ... 375
• 바. 전동차 운행상태 확인 및 안전을 위한 시험선 카메라 구축 ... 377
• 사. 시험선 유지보수 및 안전운영·계측 시험실 구축 ... 378
• 7. 차세대전동차 본선시험 관리체계 구축 ... 380
• 가. 차세대전동차 본선시험 데이터 분석 관리 도구 개발 ... 380
• 나. 시운전 종합시험 방안 및 계획 수립 ... 381
• 다. 시험선 안전 확보를 위한 안전관리 방안 ... 383
• 8. 차세대전동차 유지보수시스템 체계구축 ... 389
• 가. 차세대전동차 유지관리 매뉴얼 구축 ... 389
• 제4절 차세대전동차 제작 ... 391
• 1. 구동장치, 종합정보장치, 신호 ... 392
• 가. 차체 ... 392
• 나. 의장 ... 392
• 다. 기장 ... 395
• 라. 전기 ... 398
• 마. 전장품 ... 399
• 바. 주행장치 ... 434
• 2. 제동시스템, 연결기, 판토그라프 ... 441
• 가. 공기제동장치 ... 441
• 나. 공기압축기 ... 445
• 다. 대차제동장치 ... 449
• 라. 연결기 ... 454
• 마. 판토그라프 ... 457
• 3. HVAC ... 461
• 가. HVAC 설계 ... 461
• 나. 냉방 사이클 ... 463
• 다. 난방사이클 ... 465
• 라. 환기사이클 ... 465
• 마. 구성품 제작 ... 465
• 4. 도어, 스텝 ... 472
• 가. 전기식 도어 ... 472
• 나. 전기식 슬라이딩 스텝 ... 481
• 5. 승객안내시스템 ... 489
• 가. 승객안내시스템 개요 ... 489
• 나. 통합승객안내시스템 기술사양 ... 492
• 다. 통합승객안내시스템 개발 ... 496
• 라. 차량설치 및 유지보수 ... 502
• 6. 차세대전동차 RAMS 체계 구축 ... 505
• 가. 개요 ... 505
• 나. 조직 및 책임 ... 505
• 다. RAMS 목표값 설정 ... 506
• 라. 안전성 분석 ... 507
• 마. 신뢰성 및 정비성 분석 ... 512
• 제5절 차세대전동차 종합시험 ... 517
• 1. 구성품시험 ... 518
• 가. 구동장치, 종합정보장치, 신호 ... 518
• 나. 제동시스템, 연결기, 판토그라프 ... 552
• 다. HVAC ... 589
• 라. 도어, 스텝 ... 596
• 마. 승객안내시스템 ... 609
• 2. 완성차시험 ... 623
• 3. 본선시운전시험 ... 624
• 제6절 인프라시스템 제작 및 종합시험 ... 628
• 1. 개발 목표 사양 작성 ... 629
• 가. 시작품(750V 축소모델) 개발 목표 사양 작성 ... 629
• 2. 시작품(750V 축소모델) 기본설계 ... 632
• 가. 에너지 저장장치 용량 계산 ... 632
• 나. 장치 구성 ... 633
• 3. 시제품(1500V) 기본설계 ... 635
• 가. 에너지 저장장치 용량 계산 ... 635
• 나. 장치 구성 ... 636
• 4. 시작품(1500V) 제작/시험 ... 638
• 가. 적용 범위 ... 638
• 나. 주요사양 ... 638
• 다. 환경조건 ... 638
• 라. 요구조건 ... 639
• 마. 시스템 구성 ... 639
• 바. 시험평가 조건 ... 640
• 사. 시스템 외형도 ... 640
• 5. 에너지저장시스템 시험 ... 641
• 가. 성능시험 ... 641
• 나. 검사 및 시험 ... 641
• 다. 1500V 에너지저장장치 현장 설치 ... 644
• 라. 에너지 절감율 측정 시험 2010년 5월~6월 ... 647
• 마. 에너지 절감율 측정 시험 결과 ... 647
• 6. 화상처리식검지시스템 제작 ... 651
• 가. 시스템 구성 및 기능 ... 651
• 나. 시스템 설계 ... 652
• 다. 사고대응 시나리오 ... 660
• 라. 화상처리식검지시스템 알고리즘 설계 ... 662
• 7. 화상처리식검지시스템 종합시험 ... 666
• 가. 구성품시험 및 성능평가 ... 666
• 나. 완성품 시험 ... 667
• 다. 공인기관 인증시험 ... 674
• 제3장 연구개발결과의 활용계획 ... 681
• 제1절 차세대전동차시스템 ... 682
• 1. 차체분야 ... 682
• 2. 의장설비 분야 ... 682
• 3. 주전장품 분야 ... 682
• 4. 열차종합정보장치 분야 ... 682
• 5. 주행장치 분야 ... 682
• 제2절 인프라시스템 ... 683
• 1. 에너지저장시스템 ... 683
• 2. 화상처리식검지시스템 ... 684
• 끝페이지 ... 688