초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 연구개발 최종목표
- 콘크리트궤도 균열, 노반결함검출을 통한 유지보수의 효율화 및 선제적 장애예방 기술개발
○ 연구목표
- 콘크리트궤도 균열 자동화검측 모듈 개발
․ 해상도 : 0.22mm x 0.3mm
․ 검측속도 : 80km/h 속도에서 0.3mm폭 균열 검지
․ 화각 : 검측범위 2700mm, 요구 데이터 처리속도 : 1240MB/s, 취득속도 : 75KHz 이상
․ 균열측정 정확도 : 85% (국외 최고수준 80%)
- 콘크리트 궤도 균열 자동분류 알고

연구의 목적 및 내용
○ 연구개발 최종목표
- 콘크리트궤도 균열, 노반결함검출을 통한 유지보수의 효율화 및 선제적 장애예방 기술개발
○ 연구목표
- 콘크리트궤도 균열 자동화검측 모듈 개발
․ 해상도 : 0.22mm x 0.3mm
․ 검측속도 : 80km/h 속도에서 0.3mm폭 균열 검지
․ 화각 : 검측범위 2700mm, 요구 데이터 처리속도 : 1240MB/s, 취득속도 : 75KHz 이상
․ 균열측정 정확도 : 85% (국외 최고수준 80%)
- 콘크리트 궤도 균열 자동분류 알고리즘 개발
- 콘크리트궤도 노반 층별침하계 개발
- 콘크리트궤도 비파괴 노반 강성평가 시스템 개발
- 콘크리트궤도 노반결함 평가지수 및 콘크리트궤도 균열 관리 지수 개발
○ 콘크리트궤도 균열 검측 모듈 및 Crack Detection 알고리즘 개발
- 콘크리트 균열폭 관리기준 최소단위인 0.3mm 이하 균열에 대한 해상도를 갖춘 시스템을 궤도점검차량에 탑재하여 다양한 콘크리트궤도 슬래브 표면의 균열을 탐지하고 자동화 평가 할 수 있는 시스템 개발
․ 도상 균열 검지를 위하여 0.22mm의 횡방향 분해능을 가지는 고정밀 이미지 취득
․ 해상도 : 0.22mm x 0.3mm
․ 검측속도 : 80km/h 속도에서 0.3mm 폭 균열 검지
․ 화각 : 검측범위 2700mm, 요구 데이터 처리속도 : 1240MB/s, 취득속도 : 75KHz 이상
․ 균열측정 정확도 : 85% (국외 최고수준 80%)
- 타코메타, GPS데이터, 전주인식장치를 연동한 측정 위치보정
- 이미지 프로세싱 시스템을 적용하여 콘크리트 도상 균열검지에 적합한 최적기법을 구현
○ 콘크리트궤도 층별침하계 및 노반 강성평가 시스템 개발
- 콘크리트궤도 하부 상태평가를 위한 정밀 층별침하 측정시스템(MDD, Multi depth deflectometer) 개발
․ 지반침하 분해능 : 1mm
․ 정밀 층별 침하계 모니터링 결과를 궤도 복원/보강 기술과 연계가능
- 철도 운영중 설치 및 회수가 가능한 MDD측정 시스템 개발
- 비파괴시험법을 적용한 콘크리트 궤도 하부지반 강성평가 시스템 개발

연구개발성과
○ 콘크리트궤도 균열 검측 모듈 시제품
○ 콘크리트궤도 Crack detection 알고리즘
○ 콘크리트궤도 균열 관리지수
○ 독립측정용 콘크리트궤도 노반 층별침하계(MDD) 시제품
○ 콘크리트궤도 노반 강성평가 시스템 시제품
○ 콘크리트궤도 노반결함 평가지수
< 예상되는 연구개발성과 유형 >

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 활용계획
- 콘크리트궤도 도상균열 검측 모듈
․ 철도시설물 유지보수를 위한 영상취득 기술을 확보하여 고가의 외산장비를 대체하고 외화절감 및 해외 의존도 감소,가격경쟁력 및 품질로 해외시장(중국, 유럽 등)에 판매
․ 해외기술 도입 대비 수입대체 효과와 철도 선진국에 본 과제에서 제안하는 균열탐사 및 유지관리 시스템의 유연한 적용으로 기술 수출 가능

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
․ 궤도점검차 개발시 한국철도 및 도시철도 운영기관에서 도입하여 콘트리트도상 균열 검측 전용 장비로 활용
- 독립측정용 콘크리트궤도 노반 층별침하계 및 노반 강성평가 시스템
․ 정밀 층별 침하계 모니터링 결과를 궤도 복원/보강 기술과 연계하여 효율적인 노반 보강 구현
․ 철도 운영중 설치 및 회수가 가능한 MDD측정 시스템 개발
․ 비파괴시험법을 적용한 콘크리트 궤도 하부지반 강성평가 시스템 개발
․ 층별침하 모니터링 데이터분석을 통하여 5세부 성토체 및 원지반에 대한 근본적이고 경제적인 보강기술개발 현장적용시 활용

○ 기대효과
- 철도시설물 검측산업에 과학적 유지보수 기법을 적용하여 인력중심에서 자동화설비에 의한 유지보수체제 확립
- 철도시설물 유지보수를 위한 영상처리 기술을 확립하여, 고가의 외산장비를 대체하고 외화절감 및 해외의존도 감소
- 기술개발을 통해 열차운행 중 콘크리트도상의 유지보수 최적화 및 열차운행 안전성 향상에 기여
- 콘크리트 도상/노반의 객관적이고 지속적인 상태평가 결과를 누적하여 철도 이상개소의 조기 탐지
- 콘크리트궤도 유지보수 기술 고도화 및 철도 시설물 관리에 대한 신뢰성 향상
- 유지보수에 발생되는 비용 및 기간의 감소로 철도운영기관의 경영향상에 기여
- 콘크리트 궤도 균열검측 기술 확보를 통한 국내 타산업(도로)분야로 확대적용 가능
- 콘크리트궤도 선로의 결함을 조기에 발견하고 신속하게 보수할 수 있는 기술을확보함에 따라, 철도 운행 안전사고 선제적 대응

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 가. 연구개발 목적 및 필요성 ... 7
• 나. 연구개발 범위 ... 10
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 18
• 가. 콘크리트궤도 도상결함 검측 모듈 기술동향 ... 18
• 나. 콘크리트도상 균열 자동평가분석 기술동향 ... 25
• 다. 콘크리트궤도 노반결함 및 상태평가 기술동향 ... 30
• 3. 연구수행내용 및 성과 ... 40
• 가. 연구개발 내용요약 ... 40
• 나. 연구개발 주요내용 ... 45
• 다. 연구개발 성과 ... 97
• 4. 목표달성도 및 관련 분야 기여도 ... 101
• 가. 목표달성도 ... 101
• 나. 관련분야 기여도 ... 106
• 5. 연구개발성과의 활용계획 ... 107
• 가. 연구성과의 활용방안 ... 107
• 나. 연구개발 성과에 따른 파급효과 ... 108
• 다. 연구개발 성과 홍보 실적 ... 109
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 111
• 가. 도상결함 검측 모듈 ... 111
• 나. 콘크리트도상 균열 자동평가 분석시스템 ... 112
• 7. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 117
• 가. 실용화 ... 117
• 나. 특허 ... 117
• 다. 논문 ... 118
• 라. 시험성적서 ... 119
• 붙임. 참고문헌 ... 120
• 끝페이지 ... 121