초록 ▼

○ 철도교통의 수송분담률 향상으로 글로벌 철도시장의 급속한 팽창이 진행됨에 따라 세계적 수준의 경쟁력 있는 기술력 확보가 필요함

○ 2015년 250조로 예상되는 거대 철도시장을 석권하기 위해 선진각국은 치열한 기술 개발 및 속도 경쟁 중에 있으며, 기술보유국간 최고속도의 향상을 통한 기술력 과시와 더불어 운영효율성 향상을 위한 기술개발 노력 또한 경주되고 있음

○ 실제적 고속철도의 효과를 발휘하기 위해서는 운영속도의 향상이 필요하며, 국내 고속열차(KTX) 개통 10년 이상 경과를 고려하여 향후 성능 업그

○ 철도교통의 수송분담률 향상으로 글로벌 철도시장의 급속한 팽창이 진행됨에 따라 세계적 수준의 경쟁력 있는 기술력 확보가 필요함

○ 2015년 250조로 예상되는 거대 철도시장을 석권하기 위해 선진각국은 치열한 기술 개발 및 속도 경쟁 중에 있으며, 기술보유국간 최고속도의 향상을 통한 기술력 과시와 더불어 운영효율성 향상을 위한 기술개발 노력 또한 경주되고 있음

○ 실제적 고속철도의 효과를 발휘하기 위해서는 운영속도의 향상이 필요하며, 국내 고속열차(KTX) 개통 10년 이상 경과를 고려하여 향후 성능 업그레이드를 위한 핵심기술의 개발이 필요한 시점임

○ 본 과제의 목표는 동력집중식 고속열차의 성능ㆍ효율 향상을 위한 핵심기술(공력, 주행성능, 추진성능) 및 시험평가 기술 개발로, KTX-산천 대비 공기저항 8% 저감을 위한 고속주행 공력성능 향상 기술개발, 동력집중식 고속열차 임계속도 20% 향상을 위한 고속 주행 안정성 향상 기술개발, 용량 증대 및 1C1M 구조 등 운영효율성 향상을 위한 고속열차 추진시스템(주전력변환장치, 견인전동기, 주변압기) 효율 향상 기술개발, 핵심부품 경량화 및 현가장치 최적화를 통한 운영효율향상 고속열차 주행장치 기술개발 등이 수행됨

(출처 : 요약서 4p)

Abstract ▼

Purpose
○ Development of core technology and test & evaluation technology for performance & efficiency improvement of concentrated traction type high-speed train
- Technology development for aerodynamic performance improvement of high-speed train
- Technology development for running stabili

Purpose
○ Development of core technology and test & evaluation technology for performance & efficiency improvement of concentrated traction type high-speed train
- Technology development for aerodynamic performance improvement of high-speed train
- Technology development for running stability performance improvement of high-speed train
- Propulsion system efficiency improvement technology development
- Bogie operating efficiency improvement technology development

Contents
○ Technology development for aerodynamic performance improvement of high-speed train
- 8% reduction of air resistance comparing with KTX-Sancheon
- Development of the new concept design technology of high-speed train front head section based on the aerodynamics and optimal design technology

- Development of the new model of KTX-Sancheon that the multipurpose aerodynamic design front head section and the technologies of air resistance reduction are applied to

○ Technology development for running stability performance improvement of high-speed train
- Development of the optimization technology of suspension system for the 20% enhancement of critical speed and the reduction of vibratory acceleration for high-speed train comparing with KTX-Sancheon

- Development of the crtical speed prediction technology using the change of equivalent damping ratio

○ Propulsion system efficiency improvement Development
- Motro block detail design
- Motro block water cooling system and main component prototype manufacture
- Traction moter first prototype manufacture and test
- Traction moter second prototype manufacture
- Main transformer first prototype test and second prototype manufacture

○ Bogie operating efficiency improvement technology development
- Bogie design
- Bogie main component prototype manufacture and test
- Anti-roll bar and Axle box detail design
- Anti-roll bar and Axle box first prototype manufacture and test

○ Total system engineering & project management
- Feasibility study and verification for the whole system through interface mediation
- Overall mediation of project, division, mediation & management of mutual roles and labors among sub-projects

Development Results
○ Technology for aerodynamic performance improvement of high-speed train
- Securement of world-class level design technology of front head section by the application of optimal design technology in aviation engineering

- Maximization of energy efficient in high-speed running by application of the multipurpose front head section optimal design and the air resistance minimization technologies for car body
- 8% reduction of air resistance comparing with KTX-Sancheon
- Aerodynamic and the newest design lay out for KTX-Sancheon and groping for commercialization plan

○ Technology for running stability performance improvement of high-speed train
- 20% enhancement of critical speed and the reduction of vibratory acceleration for high-speed train

- Analysis of KTX-Sancheon running gear where running stability is secured to the running speed of 350 km/h

- Ride comfort improvement effectiveness at the same speed due to the reduction of vibratory acceleration

- Reduction of testing cost and new equipment build-up cost due to being possible to predict the critical speed over the maximum speed of testing equipment

○ Propulsion system efficiency improvement Development
- Motro block drawing/specification
- Motro block converter/inverter IGBT stack prototype
- Traction moter first prototype and test result
- Main transformer specification
- Main transformer first prototype test and second prototype
- Main transformer RAMS analysis

○ Bogie operating efficiency improvement technology development
- Bogie drawing/specification
- Bogie main component
- Anti-roll bar and Axle box drawing/specification
- Anti-roll bar first prototype
- Axle box first prototype

Expected Contribution
○ Securing of national brand valuation as the country holding highspeed railway technologies that is possible to dominate the world high-speed railway market in advance

○ Making the use on expansion to the world of high-speed railway technology due to the extensive enhancement of international competitive power

○ Contribution to the improvement of domestic high-speed train service through the correspondence of substitutional demand of conventional concentrated traction type high-speed train such as KTX-Sancheon and KTX-Honam and the new demand

○ Improvement of high-speed railway operational efficiency through the performance upgrade of conventional concentrated traction type high-speed train concerning the half-life cycle inspection period after the domestic opening of high-speed railway

○ Enhancement of people convenience such as the reduction of movement time by the rapid connection of national key point positions due to the improvement of high speed railway

- Occurrence of cost reduction benefit of 24.16 billion won due to the reduction of user’s travel time by the improvement of high-speed railway operational speed, and the transition of other means of transportation users

○ Railway operational agency benefit : 2.46 billion won
- Additional sales by virtue of enhancement of user due to the speed improvement, and the reduction of operational cost due to the efficiency improvement, etc.

○ Industry sales benefit : 6.22 billion won
- Expansion to the domestic and worldwide high-speed railway markets and occurrence of sale benefit of components/technologies by virtue of securing of core technologies for the operation of the operational speed 350 km/h

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 국문요약문 ... 5
• Summary ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제2절 사업 개요 ... 12
• 제2장 국내외 연구개발 현황 ... 18
• 제1절 고속열차 공력성능 향상 기술 ... 18
• 제2절 고속열차 주행안정성 향상 기술 ... 19
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 21
• 제1절 고속열차 공력성능 향상 핵심기술개발 ... 21
• 1. 고속열차 공력성능 향상 기술개발 연구 개요 ... 21
• 2. 신개념 다목적 전두부 최적설계 ... 24
• 3. 고속열차 차체 공기저항 저감기술 개발 ... 35
• 4. 최적설계 편성열차 공력 성능평가 및 공기저항 저감기술 검증 ... 45
• 5. 소결론 ... 60
• 제2절 고속 주행안정성 향상 기술개발 ... 61
• 1. 고속열차 주행안정성 향상 기술개발 연구 개요 ... 61
• 2. 주행장치의 헌팅에 대한 안정성 향상 방안 수립 ... 64
• 3. 주행안정성 시험평가 기준 개발 ... 86
• 4. 소결론 ... 102
• 제3절 고속열차 추진시스템 효율향상 기술개발 ... 104
• 1. 효율향상 추진시스템 주전력변환장치 개발 ... 104
• 2. 효율향상 추진시스템 견인전동기 개발 ... 127
• 3. 효율향상 추진시스템 주변압기 개발 ... 141
• 제4절 운영효율향상 고속열차 주행장치 기술개발 ... 157
• 1. 운영효율향상 주행장치 개발 ... 157
• 2. 안티롤바 및 경량 액슬박스 개발 ... 186
• 제5절 종합시스템 엔지니어링 및 사업총괄 ... 201
• 1. 과제간 인터페이스 조정을 통한 시스템 타당성 검토 및 검증연구 ... 201
• 2. 사업의 총괄적 조정 및 일정관리 ... 213
• 3. 과제간 상호역할 및 업무분담 조정⋅관리 ... 215
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 217
• 제5장 연구개발성과의 활용계획 ... 225
• 제6장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 229
• 참고문헌 ... 239
• 끝페이지 ... 240