초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 도시철도 각 기능실 운용설비의 상태(전류, 전압, 온도, 습도, 진동) 정보를 무선센싱모듈을 이용하여 살아있는 실시간 데이터를 수집한다.
○ 수집된 전기설비 데이터를 분석, 예측할 수 있는 모니터링 시스템을 구축한다.
○ 축적된 데이터 분석 및 RAMS 연계를 통해 노후화된 전기설비에 대한 노후관리, 수명관리가 가능한 철도 전기설비 관리체계 시스템을 구축한다.

◼ 전체 내용
○ 전력+신호+통신 설비 상태(온도, 습도, 전압, 전류, 진동) 무선 네트

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 도시철도 각 기능실 운용설비의 상태(전류, 전압, 온도, 습도, 진동) 정보를 무선센싱모듈을 이용하여 살아있는 실시간 데이터를 수집한다.
○ 수집된 전기설비 데이터를 분석, 예측할 수 있는 모니터링 시스템을 구축한다.
○ 축적된 데이터 분석 및 RAMS 연계를 통해 노후화된 전기설비에 대한 노후관리, 수명관리가 가능한 철도 전기설비 관리체계 시스템을 구축한다.

◼ 전체 내용
○ 전력+신호+통신 설비 상태(온도, 습도, 전압, 전류, 진동) 무선 네트워크 기반 센싱 모듈 개발
○ 전력+신호+통신 설비 상태 데이터 수집 및 전송 프로세스 개발
○ 전력+신호+통신 설비 상태 데이터 분석 및 모니터링 시스템 개발
. DATA 분석 프로토콜 개발
. DATA 모니터링 시스템 개발
○ SFM시스템과 RAMS시스템 연계
○ 테스트베드 구축 및 성능검증

◼ 1년차
❏ 목표
○ 해외사례분석 및 BM수립
○ 네트워크 및 포인트 설계
○ Sensing 모듈 설계/제작
○ 시스템 요구사항 정의
○ 표준 프로토콜 정의
❏ 내용
○ 도시철도 전력,신호,통신설비 상태기반 데이터 전송 및 모니터링 시스템 실용화 사례 조사를 통한 해외 사례 분석 및 비즈니스모델 수립
○ 네트워크 설계 및 모니터링 포인트 설계
- SFM서버 ~ 역서버 간 네트워크 설계
- 역서버 ~ 광무선모듈 간 네트워크 설계
- 광무선모듈 ~ 무선센싱모듈 간 네트워크 설계
- 네트워크 감시 프로그램 개발
- 현장조사 및 공동연구기관 기술검토 회의를 통한 모니터링 포인트 설계
○ 무선 센싱모듈 시제품 개발
- 도시철도형 무선 센싱모듈 플랫폼 설계
- 전류,온도,진동,습도 분야 센싱모듈 시제품 개발 착수
○ 현장 V.O.C수집 및 주관연구기관, 공동연구기관 기술회의로 시스템 요구사항 정의
○ SFM시스템과 RAMS시스템을 연계할 수 있는 인터페이스 프로토콜 설계

◼ 2년차
❏ 목표
○ Sensing 모듈 제작 및 SW개발
○ 광무선모듈 설계 및 제작
○ 모니터링 시스템 SW개발
○ 시스템간 표준 프로토콜 개발
○ 도시철도 표준규격(안) 작성
❏ 내용
○ 현장 설치환경을 고려한 센싱모듈 시제품 개선 및 보완
- 전원부 배터리 방식에서 자가발전 기능 도입 개발
○ 무선네트워크 기반 데이터 수집 S/W개발
○ 센싱모듈 수집 데이터를 SFM서버로 전송 가능한 무선 네트워크 환경을 구축 할 수 있는 광무선모듈 시제품 설계/제작
○ 데이터 모니터링&분석을 위한 모니터링 시스템 SW개발
- SW 기본 및 상세 설계서 작성
- DB 설계서 작성
○ SFM시스템과 RAMS시스템간 표준 프로토콜 설계 및 구현
○ RAMS 시스템 인터페이스 모듈 설계 및 구현
○ SFM시스템 요구사항 정의서를 반영한 도시철도 표준규격(안) 활동보고서 작성

◼ 3년차
❏ 목표
○ Sensing 모듈 S/W 및 SFM 시스템 서버 S/W 개발
○ Test-bed 구축 및 성능 검증
○ RAMS시스템 연계 데이터 처리 프로세스 개발
○ 도시철도 표준사양서
○ 사업화 매출 발생
❏ 내용
○ 전기설비 모니터링 구현을 위한 SFM서버 개발
- 역서버 SW개발
- SFM서버 SW 개발
○ 시뮬레이션 구축 및 센서 데이터 취득 확인
- 1차 : 주관연구기관 연구실내에 시뮬레이션 구축 및 데이터 취득 확인
- 2차 : 서울교통공사 대흥역 전기실습실에 시뮬레이션 구축, 성능 및 통신테스트
○ 대전도시철도공사 1호선 테스트베드 구축 및 성능검증
- 변전소 전개소(7개역) 현장조사 및 테스트베드 구축
- 무선센싱모듈에 대한 신뢰성 확보 : 신뢰성검증 및 KC인증
- SFM 모니터링 시스템 SW에 대한 신뢰성 확보 : 신뢰성검증 및 GS인증
- 무선센싱모듈 ~ 역서버 ~ SFM서버 ~ RAMS연계 현장 성능 검증
○ RAMS시스템 프로세스 개발
- SFM시스템 ~ RAMS시스템 간 데이터 처리 프로세스 구현
○ 요구사항 정의서를 반영한 도시철도 표준사양서 작성
○ SFM시스템 사업화 활동 및 매출 발생
- SFM시스템에 대한 권리확보를 위해 특허등록(과제 직접관련 특허 등록 2건)
- 주관기관에 설치한 홍보부스를 활용하여 홍보활동 및 시연회 개최
- 광양제철소 내 기술연구원 전력감시시스템 매출발생 : 390,000천원

□ 연구개발성과
○ 노후화된 철도 전기설비 관리체계 확립을 위한 모니터링 시스템 구축 및 검증
- 기능실 설비 상태정보 수집을 위한 무선기반의 열화상센싱모듈 등 6종 개발 및 KC인증
- 설비상태 센싱 및 데이터 모니터링 시스템 S/W개발 및 GS인증
- 철도설비 상태감시를 위한 센싱 및 데이터 모니터링 시스템 등 특허 4건 등록
- "도시철도 RAMS 통합시스템”과 "도시철도 모니터링 시스템(SFM)" 연계 구축
- 대전도시철도공사 1호선 변전실 전개소(7개소)에 테스트베드 구축 및 성능검증
○ R&D과제 개발성과를 바탕으로 사업화 첫걸음
- 계 약 명 : 광양 포스코 기술연구원 전력이상징후 모니터링 시스템 합리화
- 계약금액 : 390,000천원

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 활용방안
- 대전도시철도공사 1호선 7개역 변전실에 구축한 테스트베드의 현장시험 및 검증 결과를 기반으로 지속적인 성능개선을 통한 변전실 대상설비 추가 및 전기실 확대 적용 추진.
- 서울교통공사 등 도시철도 및 일반철도 변전.전기.신호 기능실 설비에 적용 추진.
- 유지보수 모니터링 시스템이 필요한 제조 등 국내 산업단지에 확대 적용.
○ 기대효과
- 설비별 상태 데이터에 의한 각종 장애요인을 분석하여 사전 대응조치 및 최적의 안전설비 유지관리
- 노후관리, 미래예측을 통한 수명관리 등 설비 상태 실시간 모니터링
- 도시철도 설비 최적의 안전 상태 열차운행으로 고객 편의 향상

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 표목차 ... 7
• 그림목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 11
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 11
• (1) 연구개발 대상의 개념도 ... 12
• (2) 연구개발 대상기술 수준 ... 12
• (3) 모니터링 대상설비 ... 13
• (4) SFM 시스템 플랫폼 ... 13
• 2) 연구개발과제의 년차별 목표 ... 14
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 1) 1차년도 연구범위 및 수행방법 ... 16
• (1) 해외사례분석 및 BM수립 ... 16
• (2) SFM시스템 요구사항 정의 ... 18
• (3) 네트워크 및 모니터링 포인트 설계 ... 22
• (4) Sensing 모듈 설계 및 제작 ... 23
• (5) SFM~RAMS 시스템간 인터페이스 설계서 ... 25
• 2) 2차년도 연구범위 및 수행방법 ... 27
• (1) 센싱모듈 제작 및 SW개발 ... 27
• (2) 광무선모듈 설계 및 제작 ... 28
• (3) 모니터링 시스템 SW개발 ... 29
• (4) 시스템간 (SFM~RAMS) 표준 프로토콜 개발 ... 33
• (5) 도시철도 표준사양서 작성 ... 36
• (6) 연구개발 관련 홍보 ... 36
• 3) 3차년도 연구범위 및 수행방법 ... 38
• (1) 무선 센싱모듈 및 광무선 모듈 개량 ... 38
• (2) 융합모니터링 시스템 개발 ... 43
• (3) Simulation 구축 ... 51
• (4) Test-bed 구축 및 성능 검증 ... 54
• (5) RAMS 시스템 연계 ... 73
• (6) 도시철도 표준사양서 작성 ... 81
• (7) 사업화 활동 ... 82
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 84
• 1) 연구수행 결과 ... 84
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 84
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 92
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 93
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 100
• 2) 목표 달성 수준 ... 102
• (1) 1차년도(2018) ... 102
• (2) 2차년도(2019) ... 103
• (3) 3차년도(2020 ~ 2021) ... 103
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 104
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 104
• 1) 정량적 효과 ... 104
• 2) 정성적 효과 ... 106
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 107
• 1) 관리 추진체계 ... 107
• 2) 활용 분야 및 방안 ... 108
• 3) 타 연구에의 응용 ... 109
• < 별첨 > 참고 문헌 ... 112
• 끝페이지 ... 113