초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1. 철도차량 초미세먼지 및 유해미생물 동시저감 기술 개발
구리기반 복합입자의 첨착 기술 (대장균, 황색포도상구균 99.9% 항균)의 적용을 통해 PM2.5와 유해미생물 동시저감 기능성 활성탄소섬유(ACF) 필터의 개발을 완료하였다. 기능성 필터를 도시철도 차량 내 공기질 개선장치에 적용하여 가동 전, 후 초미세먼지 농도 측정을 수행하였다. 객실 미세먼지 농도는 실내공기질 공정시험 기준 ES 02901.1a의 실내 공기 중 미세먼지 연속측정방법–베타선흡수법(β-Ray absorption method)에

Ⅳ. 연구개발결과
1. 철도차량 초미세먼지 및 유해미생물 동시저감 기술 개발
구리기반 복합입자의 첨착 기술 (대장균, 황색포도상구균 99.9% 항균)의 적용을 통해 PM2.5와 유해미생물 동시저감 기능성 활성탄소섬유(ACF) 필터의 개발을 완료하였다. 기능성 필터를 도시철도 차량 내 공기질 개선장치에 적용하여 가동 전, 후 초미세먼지 농도 측정을 수행하였다. 객실 미세먼지 농도는 실내공기질 공정시험 기준 ES 02901.1a의 실내 공기 중 미세먼지 연속측정방법–베타선흡수법(β-Ray absorption method)에 따라 측정하였으며 적용 30분 후 PM2.5 농도는 48.4% 저감되는 것으로 나타났다. 더 나아가 도시철도 차량 내 정화장치 가동조건과 HVAC 가동 유무에 따른 초미세먼지 농도저감 거동을 CFD 해석을 통해 분석하였으며, 이를 통해 객실 내 초미세먼지 정화효율 향상방안을 제시하였다. 또한 유해미생물의 살균효율 향상 기술로서 항균물질이 함침된 전도성 소재에 전압을 인가한 후, 항균 성능을 비교하였다.
초미세먼지 저감기술 뿐만 아니라 미세먼지 발생 영향연구에서는 wet 조건하에서 열차 속도(최대 102km/h)가 휠-레일 접촉에서 발생하는 미세 마모입자 발생량 및 발생 경향에 미치는 영향을 파악하였고, 열차 속도와 발생량과의 상관관계를 알아보았다.

2. 철도차량용 저소음 연결막 기술 개발
본 연구에서는 고속철도차량의 저소음 연결막의 소음성능을 향상시키기 위해서 다공형 구조를 적용하였다. 특히 다양한 해석 시뮬레이션을 통해서 공극율 1%의 다공형 구조에서 100Hz 영역의 저주파 영역에서 소음투과를 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 실제 차량과 동일한 크기 및 재원을 가진 연결막을 제작하여 기존의 연결막과 동일한 소음성능에 대한 비교 시험을 수행하였다. 공인시험기관의 시험을 수행한 결과를 통해서 본과제에서 제안한 다공형 다층구조의 소음성능은 100 Hz에서 기존대비 9.2 dB의 높은 소음성능이 향상됨을 확인하였다.

3. 다목적 지능형 철도환경 감시 자동화 장치 개발
환경 감시 자동화 장치는 기능별 모듈화 및 자동화를 통한 환경 측정 모듈 확장성을 확보할수 있는 핵심모듈 설계(안)을 확정하고 및 구성품 시험을 완료하였다. 스마트 모니터링 알고리즘 개발과 관련해서는 이미지 분석을 기반으로 파상마모를 진단하기 위해 주파수 분석을 수행하며, 특징 벡터를 설계하고 이를 분류기로 기계학습 하는 방식으로 수행되었고, 기존문헌에 제시된 알고리즘에 비해 본 과제에서 제안된 알고리즘의 성능이 보다 향상된 것을 확인하였다. 유입수 모니터링 알고리즘 개발을 위해, 도시철도 역사 현장에 집수정의 수위 및 주요 수질항목을 계측할 수 있는 다항목 센서를 설치하고, 원격 데이터 전송을 통해 데이터를 수집하였다.
수집된 시계열 데이터는 유효데이터를 분류 후 기계학습 방식을 통해 예측정확도를 향상하였다. 이와 함께 유입수의 재이용성을 확보하기 위한 유입수 오염성분 감시 및 제거시스템을 설계하고 축소형 시작품을 제작하였다. 또한, 유입수(지하수)의 대표적 음이온성 오염물질에 대한 친환경 바이오차 기반 산화/흡착 제거기작의 소재를 개발하고, 오염농도를 중수활용기준치 이하로 제거 가능함을 확인하였다.

(출처 : 요약문 11p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Development of simultaneous reduction technology for fine particulate matters and pathogens in a subway cabin
◦ Evaluation of the filtration efficiency of a functional ACF filter for fine particles in a subway cabin
◦ Numerical analysis of the fine particle concentration under

Ⅳ. Results
1. Development of simultaneous reduction technology for fine particulate matters and pathogens in a subway cabin
◦ Evaluation of the filtration efficiency of a functional ACF filter for fine particles in a subway cabin
◦ Numerical analysis of the fine particle concentration under air purifying conditions in a subway cabin
◦ Analysis of the effect of water lubricant on the generation of airborne wear particles at the wheel-rail contact under different train velocity

2. Development of noise/vibration reduction method for prevention of inter-coach diffusion
◦ Performance verification of proposed model for transmission noise between-cars section using multi-layer panels
◦ Performance verification of proposed mode for vibration between-cars section using piezoelectric shunting system and dynamic absorbing layer

3. Development of an intelligent multi-purpose automatic technologies for railway environment monitoring
◦ Verification of smart monitoring algorithms for inspection of rail corrugation
◦ Prototype design of automatic device for railway environment monitoring
◦ Prototyping of vehicle detection automatic device for railway worker protection
◦ Operation of sensor system for a target station to get water quality data of inflow water into subway station
◦ Development of estimation algorithm and monitoring module of inflow groundwater quality
◦ Development of environmental-friendly adsorbent to get rid of anionic pollutants from inflow groundwater

(source: Summary 16p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 보고서 요약서 ... 7
• 요 약 문 ... 9
• SUMMARY ... 15
• Contents ... 19
• 목차 ... 21
• 표목차 ... 23
• 그림목차 ... 26
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 35
• 제1절 연구개발 배경 및 필요성 ... 37
• 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 50
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 53
• 제1절 국내 기술개발 동향 ... 55
• 제2절 국외 기술개발 동향 ... 71
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 81
• 제1절 철도차량 초미세먼지 및 유해미생물 동시저감 기술 개발 ... 83
• 제2절 철도차량용 저소음 연결막 기술개발 ... 160
• 제3절 다목적 지능형 철도환경 감시 자동화 장치 개발 ... 218
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 335
• 제1절 철도차량 초미세먼지 및 유해미생물 동시저감 기술 개발 ... 337
• 제2절 철도차량용 저소음 연결막 저감기술 개발 ... 339
• 제3절 다목적 지능형 철도환경 감시 자동화장치 개발 ... 340
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 343
• 제1절 철도차량 객실 내 초미세먼지 및 유해미생물 동시제거 기술 개발 ... 345
• 제2절 철도차량용 저소음 연결막 기술개발 ... 346
• 제3절 다목적 지능형 철도환경 감시 자동화장치 개발 ... 346
• 참고문헌 ... 348
• 끝페이지 ... 353