헬로티 조상록 기자 | 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 철도 분기기 텅레일의 마모 및 이빠짐 등 손상방지를 위한 ‘궤간 외측 포인트 가드레일’을 공항철도 및 삼표레일웨이와 공동으로 개발했다. 철도 분기기는 열차를 한 궤도에서 다른 궤도로 옮기기 위해 선로에 설치한 장치로 철도차량이 안전하게 주행하는 데에 가장 중요한 궤도장치이다. 텅레일(tongue rail)은 철도 분기기에서 열차를 다른 궤도로 유도하는 기능을 수행하는 구성품으로 텅레일 손상은 철도의 안전운행 저하와 직결된다. 개발된 ‘궤간 외측 포인트 가드레일’은 분기기 양쪽에서 열차가 진입하면서 발생하는 마모 및 이빠짐 등 텅레일의 손상을 막기 위해 분기기 궤도 바깥쪽에 설치하는 장치이다. 기존에는 가드레일을 분기기 앞부분 궤도 안쪽에 설치하여 분기기 앞부분에서 진입하는 열차에는 효과가 있었지만, 분기기 뒷부분에서 진입하는 열차에는 효과가 미비했다. 개발된 기술은 차륜 및 레일의 마모 진행 정도에 따라 텅레일 재료손상 방지 기능을 지속할 수 있도록 가드레일 간격 조절이 가능하다. 현장시험, 구조안전성 및 3차원 차량동력학 해석 등을 통해 설계했고, 공인기관 구성품 시험을 진행했다. 2021년 6월 공
헬로티 조상록 기자 | 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 ‘교류 전기철도의 전차선로 고장점 표정장치’ 기술을 공항철도에 상용화했다. 고장점 표정장치는 철도의 전차선로에 고장이나 사고가 일어났을 때 고장지점을 관제센터와 유지보수자에게 전달하여 신속한 복구를 지원하는 시스템이다. 전차선로 사고는 약 10km로 이루어진 급전구간 안의 모든 열차에 영향을 미치기 때문에 신속하고 효율적인 복구를 위해 고장점 표정장치가 운영되고 있다. 하지만, 시스템의 정보와 실제 고장 위치의 거리 차가 1km 이상 오차가 크게 발생하는 등 표정장치의 정확도가 떨어져 복구 시간이 지연되는 경우가 많았다. 오차를 줄이기 위해 오차 보정시험 등 노력이 이루어졌으나 고장점 위치에 대한 정확도는 크게 개선되지 않고 있다. 공항철도에 상용화된 교류 전기철도 고장점 표정장치는 철도연 중소기업지원사업으로 철도연과 공항철도, 인텍전기전자가 공동 개발했다. 철도연은 고장 부분을 찾아내는 핵심 알고리즘 개발, 인텍전기전자는 고장점 표정장치 시스템 제작과 성능평가, 그리고 공항철도는 운영노선에서 성능검증 시험을 수행했다. 노선마다 조금씩 다른 전기 공급방식과 다양한 고장 상황에서도 문제 발생 위치를 정확
헬로티 김진희 기자 | 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)은 철도기술 연구개발에 최적화된 조직체계 마련을 위한 조직개편을 단행했다. 이번 조직개편은 연구전략 수립에서부터 기획, 기술사업화, 홍보에 이르기까지 연구개발전주기를 연계하고, 인공지능(AI) 기반의 철도연구개발 및 물류 연구기능 강화에 중점을 두었다. 연구개발 전략수립에서부터 기획, 기술사업화, 대국민 성과홍보 등 연구개발전주기 연계 및 시너지 창출을 위한 연구개발 컨트롤타워 역할을 할 연구전략본부를 신설하고 산하에 4실을 배치했다. 명품기술전략실은 탄소중립, 디지털·그린 융복합 뉴딜 시대에 부응하는 연구개발 전략과 기획을 수립하고, 글로벌기술사업화실은 기술사업화 및 해외 진출을 담당, 철도산업지원실은 철도산업 지원과 협력, 홍보협력실은 성과홍보 및 과학 대중화를 수행한다. 인공지능(AI) 기반 연구 강화를 위한 철도인공지능연구실을 신설하고, 철도 분야의 4차 산업혁명 선도기술 연구를 확대한다. 4차 산업혁명과 포스트 코로나 시대를 위한 철도 등 모빌리티 기술개발의 방향과 비전을 제시하고, 인공지능 및 빅데이터를 기반으로 현장의 애로기술도 해결할 계획이다. 기존 미래교통정책본부를 미래교통물
[헬로티] ◇ 본부장·센터장·소장: 연구전략본부장 사공명, 철도안전연구센터장 이찬우, 미래교통물류연구소장 권용장 ◇ 실장 ▲ 연구전략본부 글로벌기술사업화실장 김진호 ▲ 철도산업지원실장 김연수 ▲ 홍보협력실장 노주현 ▲ 기획조정본부 기획실장 백승현 ▲ 예산실장 정대영 ▲ 철도시험인증센터 스마트공인검사실장 이영훈 ▲ 스마트공인시험실장 홍재성 ▲ 스마트공인인증실장 신덕호 ▲ 철도안전연구센터 시스템안전연구실장 박찬우 ▲ 철도중대사고연구실장 함영삼 ▲ 기술기준·표준연구실장 이지하 ▲ 신교통혁신연구소 철도인공지능연구실장 원종운 ▲ 교통환경연구실장 박덕신 ▲ 미래교통물류연구소 교통물류체계연구실장 민재홍 ▲ 첨단물류시스템연구실장 김학성 ▲ 북방철도연구실장 박기준 ▲ 차세대철도차량본부 스마트트램연구실장 황현철 ▲ 차량융합기술연구실장 권석진 ▲ 첨단궤도토목본부 철도구조연구실장 김성일 ▲ 궤도노반연구실장 최일윤 ▲ 첨단인프라융합연구실장 김현기 ▲ 스마트전기신호본부 추진시스템연구실장 류준형 ▲ 열차제어통신연구실장 윤용기
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)이 하이퍼튜브 안에서 시속 1,019km의 속도를 달성했다. 지난 9월 아진공(진공상태에 가까운 0.001 기압 수준) 상태에서 공력 주행시험을 본격적으로 시작했을 때 시속 714km의 속도를 기록했다. 철도연이 이번에 시속 1,000km 이상을 기록할 수 있었던 것은 가속관 부분에서 급가속 주행마찰에 의한 차량의 주행 장애 문제 등을 해결했기 때문으로 분석된다. ▲하이퍼튜브 주행시험을 위한 1/17 축소형 아진공 튜브 공력시험장치 철도연은 이번에 아진공 튜브 내부에서 비행기보다 빠르게 주행하는 하이퍼튜브의 주행특성을 실험으로 규명함으로써 하이퍼튜브의 기본설계 원천기술을 확보하게 됐다. 하이퍼튜브 공력시험장치는 1/17 규모로 제작됐으며, 하이퍼튜브 차량, 차량을 초고속으로 주행하게 하는 발사부, 아진공 튜브와 제동부 등으로 구성됐다. 철도연이 세계 최초로 개발한 이 장치는 차량속도 100 ~ 1,000km/h 이상, 튜브 내 압력 0.1 ~ 0.001 기압 이하의 범위에서 필요한 조건으로 다양한 주행시험이 가능하다. 지금까지 해외의 에어건 형식 튜브 공력시험장치는 일본과 중국의 시속 600km, 1기압이 최고 수준이
[헬로티] ‘수소에너지 기반 철도시스템 연구개발’ 업무협약 체결...수소전기열차 조기 도입 위한 기술교류 및 연구수행 협력 한국철도기술연구원(이하 철도연)과 현대로템이 수소전기열차 기술개발과 조기 상용화를 위해 손을 잡았다. 현대로템은 지난 4일 의왕 본사에서 철도연과 ‘수소에너지 기반 철도시스템 연구개발’ 관련 업무협약(MOU)을 체결했다고 5일 밝혔다. 철도연과 현대로템은 국가 차원의 수소 확대 정책에 발맞춰 미래 신개념 교통수단으로 주목받고 있는 수소에너지 기반 철도시스템의 조기 도입 필요성에 공감대를 형성하고 지속적인 협력 관계를 맺고자 이번 업무협약을 체결했다. 이날 업무협약을 통해 철도연과 현대로템은 트램, 전동차, 기관차 등 수소전기열차 개발을 위한 기술교류와 함께 수소전기열차의 조기 도입을 위한 연구수행에 협력하기로 했다. 아울러 협력사항의 구체적인 실행방안 수립을 위한 실무협의회도 운영하기로 했다. 이번 업무협약을 비롯해 현대로템은 수소전기열차 개발 및 상용화에 적극적으로 나서고 있다. 지난해부터 수소전기트램 개발에 착수해 2021년 성능시험 플랫폼 차량 제작을 완료할 계획이며 지난 8월에는 울산시와
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 충북 오송 철도종합시험선로를 구축하고 운영해온 경험을 바탕으로 싱가포르 철도종합시험인프라 구축을 위한 민관협력을 본격화한다. 철도연은 한국 철도시험인프라 구축기술을 싱가포르에 수출하기 위해 오송 철도종합시험선로의 시공사였던 GS건설과 협력하여 설계 컨설팅 및 제안서 작성을 긴밀히 지원했고, 그 결과 지난 4월 17일 약 5500억원 규모의 싱가포르 철도종합시험선로 공사를 한국이 수주하는 데 성공하였다. 이 수주는 민관협력을 통한 우리 철도기업의 해외진출 및 국내 철도산업 도약 가능성을 보여주는 모범사례로 평가받는다. 철도연은 10월부터 싱가포르 철도종합시험선로 구축을 위한 건설과정에서 우리 기업과 기술의 성공적 해외진출을 위한 기술자문과 전문가 현지파견을 통한 민관협력을 본격화한다. 철도연은 오송 철도종합시험선로 기획, 설계, 운영 경험에 기반한 역량을 활용하여, 싱가포르 철도종합시험선로의 국제규격 해석 및 적용, 궤도·교량·전력·신호통신 등의 구축과정에서 기술자문을 통한 지원을 확대하며, 이를 위해 철도연 소속의 전문가를 현지 파견하였다. 철도연은 한국의 철도종합시험선로 운영
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 5G 통신 기반의 열차자율주행시스템 기술 시험에 성공했다. 철도연은 지난 1월, SK텔레콤과 5G 통신 기반 스마트 테스트 베드를 함께 구축하였고, 4월부터는 오송 철도종합시험선로에서 2대의 축소시험차량으로 시험을 진행했다. ▲ 열차 간 정밀 간격 제어를 시험 중인 축소 시험차량(오송 철도종합시험선로) 진행한 시험은 △열차의 위치만 고려하던 기존의 제어방식에서 벗어나 위치 및 속도, 제동거리 등 선행열차의 주행 정보를 실시간으로 반영하여 열차 간 안전간격을 단축하는 ‘간격 제어기술’과 △열차와 열차가 직접 통신하여 분기기를 제어하는 ‘분기 제어기술’이다. 열차자율주행시스템은 열차와 열차가 직접 통신하여 열차의 경로, 정차역, 주행속도 등의 정보를 공유하고, 이를 통해 열차 스스로 주행 안전 확보, 주행 중 자유로운 편성 조성, 이례 상황을 실시간 인지‧판단하고 제어하는 지능형 열차제어기술이다. 열차끼리 직접 통신하는 기술은 자신의 위치와 방향을 열차 스스로 결정하고 제어하기 때문에 지상신호설비를 최소화하고, 수송력을 최대 30% 이상 증대할 수 있다. 정밀 간격
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 독자 개발한 축소형 튜브 공력시험장치에서 하이퍼튜브 속도시험을 시작했다. 진공상태에 가까운 0.001 기압에서 시속 714km의 속도를 기록하면서 좋은 출발을 했다. 4차 산업혁명 초연결 시대를 준비하는 초고속 운송 네트워크 도입 필요성이 증가하고 있으며, 최근 전 세계적으로 여객기보다 빠르고 음속(1,220km/h)에 가까운 1,000km/h 이상의 속도를 갖는 초고속 교통수단 기술개발 경쟁이 가속화 되고 있다. 이번 하이퍼튜브 공력시험장치는 1/17 규모로 제작됐으며, 하이퍼튜브 차량, 차량을 초고속으로 주행하게 하는 발사부, 아진공 튜브와 제동부 등으로 구성됐다. 철도연이 개발한 이 장치는 0.001 기압, 1,000km/h 이상의 속도로 주행현상 규명이 가능하다. 시속 1,000km 이상 초고속으로 주행하는 하이퍼튜브는 공기저항을 최소화하여 진공상태에 가까운 튜브 속을 달리는 기술이 핵심 중 하나이다. 이를 통해 기존 고속철도의 마찰저항 및 공기저항에 따른 속도한계를 극복할 수 있다. 축소형 주행시험을 통해 아진공 환경에서 하이퍼튜브 차량의 주행특성을 규명하고, 공력설계 원천기술을 확보할 계획이다. ▲(왼쪽
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 ‘한국판 뉴딜대응 철도 TFT’를 구성해 정부의 한국판 뉴딜 종합계획에 체계적으로 대응해 나가기로 했다. 한국판 뉴딜대응 철도 TFT는 철도 교통물류 분야에서 한국판 뉴딜 이슈를 도출하고, 코로나 이후 가속화될 디지털 경제 및 저탄소 사회로의 전환에 선제적 대응을 이끌어간다. 차량기계·전기신호·궤도토목 등 철도시스템 모든 분야가 어우러진 융복합 협업을 통해 한국판 뉴딜에 대응하는 철도 연구개발 컨트롤타워 역할을 수행한다. 철도연은 최근 코로나19로 인한 비대면 확대 등 철도를 포함한 대중교통에 가중되고 있는 위기를 극복하고, 새로운 경제·사회 구조 변화를 주도할 철도 교통물류 기술의 전환을 이끌 계획이다. 한국판 뉴딜 정책과 연계하여 △디지털 뉴딜 △그린 뉴딜 △디지털·그린 융복합 분야를 중심으로 선도형 연구개발 전략에 따른 철도분야 원천기술 개발을 진행할 계획이다. 디지털 뉴딜과 연계한 철도연구는 철도 현장에서 수집한 데이터를 가공·결합하여 데이터를 기반으로 한 선제적 예방적 스마트 철도안전 연구를 확대할 방향이다. 또한, 세계
[헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 도시·광역철도 급행화를 위한 비개착 터널 확폭 공법의 현장 적용성을 검증했다. 비개착 터널 확폭 공법은 급행열차 운영에 필요한 대피선 건설을 위해 터널의 폭을 넓히는 공법이다. 기존 열차를 계속 운영하면서 진행하는 공법으로 이번 현장 적용성 검증을 통해 실용화를 위한 기술적 기반을 마련했다. 기술의 적용성 검증은 경기도 포천시 소재 삼양리소스 소유의 관인마그네타이트 광산의 유사 현장에서 진행됐다. 철도연이 2018년부터 수행해 온 ‘기존 인프라를 활용한 도시·광역철도 급행화 기술개발’ 과제의 일환으로 진행됐다. 기술 검증을 위한 터널 현장은 철도 터널과 유사하게 확폭을 위한 작업공간(길이 20m, 폭 9.4m, 높이 6m 규모)을 구축하고, 작업공간으로부터 단선 터널(길이 5.2m, 바닥면 폭 3.26m, 최대 폭 4.0m, 높이 4.0m)을 말굽 형태로 추가 설치했다. 새롭게 개발한 △무진동 암파쇄 공법 △전차선 이설 기능을 부가한 열차 방호 프로텍터 △드론 및 비파괴 탄성파를 활용한 지반 안정성 분석 기술 등의 현장 적용성 검증을 완료했다. ‘무진동 암파
[첨단 헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 빅데이터 분석을 통해 철도 전기시설의 고장을 사전에 예측하는 기술을 개발했다. 철도급전계통의 고장이나 장애가 발생하기 전 이상 상태를 감지하여 조치하기 위해 개발된 ‘데이터 마이닝 기반 전철전력설비 이상상태 예측시스템’을 4월 16일, 오송 철도종합시험선로에 시범 적용했다. 데이터 마이닝은 대량의 데이터에서 체계적이고 자동적으로 통계 규칙이나 유용한 정보를 추출하는 기술이다. 전철전력설비 이상상태 예측시스템은 순간적인 전압강하, 전류 파형 왜곡 등 열차운행 중 철도 전기시설에서 발생하는 간헐적이고 미세한 크기의 이상 징후를 데이터 마이닝 기법을 통해 고장을 예측한다. 이 시스템은 기존의 분석에서는 불가능한 미세한 크기인 16.7ms(미리세컨드, 1/1,000초) 이내의 전조 신호를 빠르고 정확하게 검출, 분석하여 이상 상태를 예측하는 것이 특징이다. 최근 중국과 일본의 철도연구기관에서도 철도 전기설비 고장상태 예측시스템을 개발하고 있다. 중국의 철도과학연구원은 철도의 고장상태 예측을 위한 데이터수집센터를 운영 중이며, 일본의 철도종합기술연구소는 자기학습기반 상태예측시스템을 개발 중이다.
[첨단 헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 청원화학, 빌드켐과 공동개발한 ‘노후 콘크리트 시설물 보수보강 기술’을 청원화학, 빌드켐 등 중소기업과 기술이전 계약을 체결했다. 이번 보수보강 기술은 광물성 섬유 소재 기반의 화재로부터 안전한 난연재료 패널과 무기재료를 활용한 고부착 모르타르로 이루어졌다. 모르타르는 시멘트와 모래를 물로 섞어 반죽한 것으로 주로 콘크리트 보수재료로 사용된다. 개발된 난연재료 패널과 고기능성 모르타르 제품은 지난해 11월, 철도 폐터널인 경기도 양평의 매월터널에 시험 시공하여, 구조물안전진단을 통한 안전등급 향상을 검증했다. 개발된 광물성 섬유 소재의 난연재료 패널은 국제표준(ISO 5660-1)과 국내 기술기준의 난연재료 성능을 만족한다. 또한 우수한 인장강도(688MPa)로 철도터널의 건축한계 확보에 용이하다. 무기재료 기반의 고기능성 모르타르는 노후 콘크리트 시설물 보수에 가장 필요한 부착강도에서 국외 기준(2.0MPa, BS EN1504-3) 이상의 부착강도(최소 2.37MPa)를 확보했다. 또한 기존 모르타르 대비 12%를 경량화했으며, 압축강도, 휨강도, 내구성 등 주요 성능을 향상시켰다. 패
[첨단 헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 철도차량 손상검사를 위한 ‘철도차량 차체-대차 진단 기술 및 장비’를 개발하고 현장 적용성을 검증했다. 개발된 ‘자동진단 기술 및 장비’는 철도차량 차체와 대차를 잇는 연결 부분의 손상 정도 및 상태 검사를 위한 것으로 지난해 12월, 경강선 KTX 차량을 대상으로 현장적용 시험을 완료했다. ▲차체-대차 연결부분 손상 진단을 위해 철도차량 자동검사장비를 적용한 모습 국내에서는 철도차량을 진단할 때 비파괴 검사 시험법인 자기를 이용하여 금속 재료의 결함을 조사하는 자분탐상법(Magnetic Particle Inspection Method)과 초음파 탐상 장비를 활용하고 있다. 이런 진단 방법은 철도차량을 검사하기 전 검사 대상의 이물질을 제거하는 비전처리 작업이 필요한데, 비전처리는 많은 시간이 소요되고, 비산먼지가 발생한다는 단점이 있다. 개발된 자동진단 기술은 차체-대차 조립상태에서 비전처리 작업을 하지 않고, 차체와 대차연결부의 손상을 평가하는 기술이다. 철도차량의 차체와 바퀴시스템인 대차 연결 부분은 주행 시 안전이 최우선되는 부분이다. 검사 대상의 표면에 발생
[첨단 헬로티] 한국철도기술연구원(이하 철도연)은 성균관대 박호석 교수 연구팀과 공동으로 미니트램의 운영 효율성을 높이는 차세대 에너지저장 시스템을 개발했다. 미니트램은 택시처럼 승객의 호출에 따라 배차되고, 철도교통의 중앙관제시스템에 의해 무인자동으로 운행되는 새로운 대중교통 시스템이다. 최대 탑승 인원은 6명, 목적지까지 무정차 논스톱으로 운행되고 배터리로 달리는 친환경 차량이다. ▲미니트램, 수요응답형 친환경 전기구동 신교통 시스템 미니트램의 차세대 에너지저장 시스템은 리튬황전지 기반의 에너지저장장치와 에너지 관리기술로 이루어졌다. 리튬황전지는 현재 널리 사용되고 있는 리튬이온전지보다 에너지저장 용량이 3배 이상 높고, 황은 자원이 풍부하고 가격이 저렴해 새로운 에너지 저장매체로 많은 관심을 받고 있다. 에너지 저장장치를 모니터링하는 에너지 관리기술에는 수명예측 알고리즘을 적용해 효율적인 운영과 안전성을 높였다. 지금까지는 에너지저장장치, 즉 배터리의 잔존용량을 확인하는 수준이었으나 배터리에 탑재한 수명예측 알고리즘을 통해 배터리팩의 상태와 수명예측까지 가능해졌다. 철도연은 앞으로 황의 낮은 전기전도도에 의한 출력 저하 및 전해액으로 녹아들면서 나타나는
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