초록 ▼

연구개요
○ 본 연구는 철도시설물의 효율적인 유지관리를 위해 딥러닝 기반의 역설계(Computational Reverse Engineering)기술을 통한 시설물의 상태를 평가하고 3차원 도면화 하는 기술을 개발하는 것을 목표로 수행함.
○ 이를 위해 본 연구는 철도시설물 중에서 선로(레일, 침목)을 대상으로 3차원 포인트 클라우드 데이터를 취득하여 BIM모델을 구축(Scan to BIM)하였고, 선로의 BIM 모델을 통해 유지관리의 손상유형별 특징을 분석함.

연구 목표대비 연구결과
○ 철도시설물 손상정

연구개요
○ 본 연구는 철도시설물의 효율적인 유지관리를 위해 딥러닝 기반의 역설계(Computational Reverse Engineering)기술을 통한 시설물의 상태를 평가하고 3차원 도면화 하는 기술을 개발하는 것을 목표로 수행함.
○ 이를 위해 본 연구는 철도시설물 중에서 선로(레일, 침목)을 대상으로 3차원 포인트 클라우드 데이터를 취득하여 BIM모델을 구축(Scan to BIM)하였고, 선로의 BIM 모델을 통해 유지관리의 손상유형별 특징을 분석함.

연구 목표대비 연구결과
○ 철도시설물 손상정의 및 자료수집
- 철도시설물 손상유형 정의 및 특징 추출
- 철도시설물 데이터 수집 및 3차원 PCD 노이즈제거 성능테스트 실시
○ 철도시설물 역설계 기술 개발
- 국내 설계기준 및 유지관리기준 검토
- 자갈도상궤도에 발생하는 궤도틀림 유지관리 유형을 정리하여 대표 파라미터 선정
- 자갈도상궤도 테스트베드를 3D 스캔하여 대표 파라미터 적용
○ 3차원 도면화 및 분석기술 개발
- 테스트베드의 3D 스캔데이터에 Scan to BIM 기술을 적용하여 BIM모델 생성
- 자갈도상궤도에 4족 보행로봇 주행성능 및 수집 데이터의 도면 추출기술 검토
- 역설계 기술을 적용하여 구축한 자갈도상 BIM모델에 대표 파라미터를 활용하여 손상유형 분석 및 손상유형별 특징분석

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
○ 연구개발성과의 활용계획
- 본 연구에서 ‘철도시설물 유지관리 자동화 기술을 위한 자갈도상궤도의 대표파라미터 도출’, ‘테스트베드 검증실험 및 Scan to BIM 기술을 활용한 자갈도상궤도의 손상유형분석’ 등의 정성적 성과들은 향후 선로유지관리의 자동화를 위해 필요한 기초연구임. 향후 본 연구의 결과를 기반으로 철도 유지관리 분야에 객체인식 기술 및 Scan to BIM 자동 구축 등 관련 기술의 연구에 다양하게 활용될 것이라 기대함.
○ 기대효과
- 본 연구는 기존의 육안검사 혹은 이미지분석을 통해 진행되던 철도시설물 상태평가를 3차원 포인트클라우드 데이터를 기반으로 수행할 수 있는 기반기술을 제공함으로써, 다양한 형태의 손상유형 및 유지보수 요인에 대한 검토가 가능해질 것으로 기대함.
- 3차원 포인트클라우드 데이터에서 추출한 3차원 도면을 설계도면과 비교분석하는 기술을 개발함으로써, 기존 선로에 대한 도면 갱신, 틀림수치 등을 확인할 수 있어 유지보수 등 활용범위가 상당히 커질 것으로 기대됨.
또한 데이터 기반의 의사결정 환경이 부족한 철도시설물에 대한 유지관리분야에 최신 ICT, AI, 로보틱스 기술을 접목한 시설물 유지관리 원천기술을 개발함으로써 국내 철도시설물 노후화 및 미래 유지관리 기술혁신 요구에 대응이 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 최종연구목표 및 범위 ... 4
• 2) 연차별 연구목표 및 내용 ... 4
• 3) 연구개발 목적 및 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 총괄 연구과정 및 수행내용(1~3차년도) ... 5
• 2) 연차별 연구과정 및 수행내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 31