초록 ▼

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
서울교통공사의 경우 1호선에서 8호선까지 1,047여 대의 선로전환기가 사용 중이며, 20년이상 가동 중인 선로전환기(NS-AM형) 대수가 증가하고 있어 점차 교체가 필요한 실정이다. 현재 사용 중인 선로전환기(NS-AM형)는 선로 변 먼지, 이물질 등의 영향으로 장애 문제가 빈번히 발생하며, 특히 선로전환기 내부의 회로제어기와 제어계전기의 접점 장애가 증가하고 있다. 그리고 선로전환기(NS-AM형)의 제한적인 상태정보(정위, 반위, 불일치)와 장애로 인한 열차지연운행 문제가 발생하고 있으며,

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
서울교통공사의 경우 1호선에서 8호선까지 1,047여 대의 선로전환기가 사용 중이며, 20년이상 가동 중인 선로전환기(NS-AM형) 대수가 증가하고 있어 점차 교체가 필요한 실정이다. 현재 사용 중인 선로전환기(NS-AM형)는 선로 변 먼지, 이물질 등의 영향으로 장애 문제가 빈번히 발생하며, 특히 선로전환기 내부의 회로제어기와 제어계전기의 접점 장애가 증가하고 있다. 그리고 선로전환기(NS-AM형)의 제한적인 상태정보(정위, 반위, 불일치)와 장애로 인한 열차지연운행 문제가 발생하고 있으며, 운영 효율화로 유지보수 인력이 제한된 상황에서 운영장애를 미연에 방지하기 위한 선로전환기 점검 활동의 부담이 가중되고 있다.

따라서 서울교통공사에서 사용중인 전기선로전환기(NS-AM형)의 안정적인 제어와 상태정보를 구현하기 위해 내부 장애 취약 부분인 회로제어기와 제어계전기의 무접점 전자화가 필요하다. 그리고 열차운행의 안정성 및 정시성을 확보하기 위해 신호기계실에서 전기 선로전환기(NS-AM형)들의 상태정보를 상시 감시할 수 있는 선로전환기 원격 모니터링 시스템 구축이 필요하다.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
□ 1차년도 연구 목표 : 전기선로전환기 (NS-AM형) 무접점 전자화 설계, 시제품 제작 및 성능검증
○ 전기선로전환기(NS-AM형) 운영현황조사 및 개발방향 수립
- 서울교통공사, 부산교통공사, 대구도시철도공사 선로전환기 운영 현황 조사
- 선로전환기 유지보수 및 장애현황 조사 및 개선방향 의견수렴
- 전기선로전환기 무접점 전자화 개발 방향 수립
- 전기선로전환기 무접점 전자화 RAMS 계획 수립
○ 무접점 전기선로전환기 설계
- 무접점 전기선로전환기 개념 설계
- 전기선로전환기 관련 유사특허 분석
- 기존 선로전환기(NS-AM형) 기구 호환 설계
- 무접점 제어계전기 회로 설계
- 무접점 회로제어기 회로 설계
○ 무접점 전기선로전환기(NS-AM형) 제작
- 무접점 제어계전기 시작품 제작
- 무접점 회로제어기 시작품 제작
- 무접점 제어기 및 통합 시험용 지그 제작
○ 시제품 성능검증
- 무접점 제어계전기 및 회로제어기 동작시험
- 무접점 제어계전기 및 회로제어기 20만회 내구성 시험
- 공인환경시험

□ 2차년도 연구 목표 : 전기선로전환기 (NS-AM형) 원격 모니터링 시스템 설계, 시제품 제작 및 성능검증
○ 원격 모니터링시스템 개발 사양 선정
- 선로전환기 하위정보 정의 및 개발요구사항 조사
- 신호기계실 인터페이스 사양 선정
- 모니터링시스템 개발방향 수립
○ 모니터링시스템 설계 및 제작
- 전기선로전환기 센싱정보 및 표출정보 설계
- 모니터링시스템 시제품 제작
○ 시제품 성능검증
- 시제품 성능시험, 내구시험(20만회) 및 공인환경시험
- 현장 적용시험 및 시험결과 분석, 설계개선사항 도출

Ⅳ. 연구개발결과
○ 무접점 전기선로전환기 특허출원 3건
○ 무접점 전기선로전환기 시제품 제작
○ 무접점 전기선로전환기 공인환경시험
○ 무접점 전기선로전환기 기술이전 1건

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
본 연구에서는 선로전환기 무접점 전자화 및 모니터링 시스템 개발을 통하여 운영기관 요구사항과 성능을 확보하고 공인시험, 서울교통공사 현장연동시험을 통한 성능을 검증하고 다음과 같이 활용이 가능하다.
- 기존과 동등 이상의 향상된 성능의 대체품을 개발하여 안정적인 철도운영에 기여
- 최신 하드웨어 기술을 적용함으로써 기술혁신 및 전파에 기여
- 서울교통공사 5～8호선 선로전환기(NS-AM형) 대체용으로 활용 가능하며 추후 서울 1～4호선 선로전환기(NS-AM형) 확대 적용이 가능
- 부산, 대구, 코레일 등의 선로전환기 및 시스템 개량에 적용이 가능
- 과제기간 동안 작성한 RAMS 활동문서를 이용하여 인증기관 SIL 4인증서 획득
- 동남아(인도네시아, 태국, 말레이시아, 베트남) 해외시장 진출

(출처 : 요약문 9p)

Abstract ▼

Ⅱ. Purpose and Needs
In Seoul Metro, 1,047 point machines from Line 1 to Line 8 are in use, and the number of point machines (NS-AM type) which have been in operation for more than 20 years is increasing and needs to be gradually replaced due to aging.
In recent years, the point machine (NS-AM

Ⅱ. Purpose and Needs
In Seoul Metro, 1,047 point machines from Line 1 to Line 8 are in use, and the number of point machines (NS-AM type) which have been in operation for more than 20 years is increasing and needs to be gradually replaced due to aging.
In recent years, the point machine (NS-AM type) currently in use is frequently damaged due to track dust and foreign substances. In particular, contact failures between the circuit control relay and the control relay inside the point machine are increasing.
In addition, there is a problem of train delay operation due to limited status information (normal, reverse, inconsistency) of the point machine (NS-AM type) and failure, and a point for preventing operation failure in a situation where maintenance personnel are limited. The burden of machine inspection activities is increasing.
Therefore, in order to realize stable control and status information of the point machine (NS-AM type) being used in SeoulMetro, it is necessary to make contactless electronics of the circuit control relay and the control relay, which are weak points of internal failure.
And in order to secure the stability and timeliness of train operation, it is necessary to establish a point machine remote monitoring system that can constantly monitor the status information of point machines (NS-AM type) in the signaling machine room.

Ⅲ. Scope and Contents
1. 1st year research purpose : Point machine (NS-AM type) contactless electronic design, prototype production and performance verification
○ Survey the operation status of the point machine (NS-AM type) and establish the development direction
- Point machine operation status of Seoul Metro, Busan Transportation Corporation, Daegu Metropolitan Transit Corporation
- Investigate point machine maintenance and failure status and gather opinions on improvement
- Establish the development direction of point machine contactless electronics
- Point machine contactless electronic RAMS planning
○ Design of solid state point machine
- Solid state point machine concept design
- Analysis of similar patents related to point machine
- Design compatible with existing point machine (NS-AM type)
- Solid state control relay circuit design
- Solid State Circuit Control Relay Circuit Design
○ Manufacture of solid state point machine (NS-AM type)
- Produced solid state control relay prototype
- Produced prototype of solid state circuit control relay
- Solid state controller and integrated test jig
○ Prototype Performance Verification
- Solid state control relay and circuit control relay operation test
- 200,000 times durability test of solid state control relay and circuit control relay
- Certified Environmental Test

2. 2nd year research purpose : Point machine (NS-AM type) remote monitoring system design, prototype production and performance verification
○ Selection of remote monitoring system development specification
- Point machine sub information definition and development requirements survey
- Signaling Machine Interface specification selection
- Establishing monitoring system development direction
○ Design and manufacture monitoring system
- Point machine sensing information and presentation information design
- Prototype monitoring system
○ Prototype Performance Verification
- Prototype performance test, durability test (200,000 times) and certified environmental test
- On-site application test, test result analysis, design improvement

Ⅳ. Results
○ 3 patents for contactless point machine
○ Prototype of solid state point machine
○ Solid state point machine certified environmental test
○ 1 case of non-contact point machine technology transfer

Ⅴ. Expected Contribution
In this study, the requirements and performance of the operator are secured through the development of point machine contactless electronics and monitoring system.
- Contributing to stable railroad operation by developing alternatives with improved performance that are equivalent to the existing ones
- Contributing to technological innovation and spread by applying the latest hardware technology
- It can be used as a substitute for the Seoul Metro Line 5 ～ 8 point machine (NS-AM type) and can be extended to the Seoul Metro Line 1 ～ 4 point machine (NS-AM type) in the future
- Applicable to point machine and system improvement of Busan, Daegu, Korail, etc
- Acquisition of certification body SIL 4 certificate by using RAMS activity document prepared during project period
- Entered overseas market in Southeast Asia (Indonesia, Thailand, Malaysia, Vietnam)

(source : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 보고서 요약서 ... 7
• 요 약 문 ... 9
• SUMMARY ... 12
• Contents ... 15
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 18
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제1절 연구개발 배경 및 필요성 ... 25
• 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 29
• 제3절 연구개발 추진전략 및 방법 ... 31
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 33
• 제1절 국외 기술동향 분석 ... 35
• 제2절 국내 기술동향 분석 ... 36
• 제3절 국내외 특허동향 분석 ... 38
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 45
• 제1절 전기선로전환기(NS-AM형) 운영현황조사 및 개발방향 수립 ... 47
• 제2절 전기선로전환기 무접점 전자화 설계 ... 55
• 제3절 무접점 전기선로전환기(NS-AM형) 제작 ... 75
• 제4절 무접점 전자화된 전기선로전환기 성능시험 ... 90
• 제5절 무접점 전자화된 전기선로전환기 공인시험 ... 105
• 제4장 목표 달성도 및 기여도 ... 109
• 제1절 성과 목표 달성도 ... 111
• 제2절 관련 분야에의 기여도 ... 115
• 제3절 기술준비도(TRL) 달성도 ... 116
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 117
• 제1절 성과 활용 및 확산 계획 ... 119
• 제2절 사업화 계획 및 기술이전 계획 ... 120
• 제3절 연구개발성과보고서 ... 121
• 제4절 개발기술 소개서 ... 124
• 제6장 부록 ... 127
• 1. RAMS (계획, 설계단계) 검증 보고서 ... 129
• 2. 특허 전략 수립 ... 185
• 참고문헌 ... 220
• 끝페이지 ... 222