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철도기술

철도연, 스마트 철도차량 기반 기술 개발 성공

대용량 실시간 철도차량용 무선 네트워크 장치개발

    


        한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)서울교통공사(사장 태호)철도차량의 주요 장치들을 무선으로 통신하여 배선을 획기적으로 줄인 무선통신 기반 철도차량 배선 절감 기술 성공했다.


        철도연은 국토교통부 국가연구개발사업으로 국토교통과학기술진흥원이 원한 철도차량 내부장치 간 무선연계 및 배선절감 기술개연구를 주관했고, 서울교통공사 3호선 전동차를 대상으로 기술검증 시연회를 1210일 시행했다.

 

      개발된 철도차량 배선 절감 기술은 열차 운행 제어를 위한 기존 복잡한 배선을 제거하고, IoT 기술을 융합한 근거리 통신방식국내 최초열차 적용했다.


      기존 철도차량은 수만 가닥의 전선이 복잡하게 연결돼 있어 배선 오류나 접촉 불량 시 문제해결을 위해 많은 인력과 시간이 필요했고, 차량 설계 변경에도 어려움이 있었다. 또한, 저속의 다양한 통신방식을 함께 써서 열차 운행 시 통신장애가 자주 발생해 운영과 유지보수에 문제가 많았다


     개발된 단일 이더넷 통신방식국제표준(IEC 61375) 기반철도차량 전용으로 안전성 확보했고, 실시간 데이터 확보방식 (TRDP: Train Realtime Data Protocol)을 적용하여 통신 오류 차단했다. 또한, 전송용량을 50배 이상 향상시켜 고장 등 열차 상태를 실시간 확인할 수 있고, 차량 유지보수 위한 빅데이터 수집도 가능해졌다.

 

      개발된 IoT 기반의 근거리 통신방식 차량을 운영하기 위해 열차 내부의 주요 장치들도 새롭게 개발했다.


      차량의 추진, 제동, 제어를 위한 스마트 원격제어장치와 차량 부 주요 장치들의 전원공급과 모니터링을 위한 스마트 배전반을 개발했다.


      지금까지는 101편성 열차 기준으로 20m의 차량 1칸마다 배전반 1개를 설치하고, 사람이 이동하면서 수천 가닥의 배선을 하나하나 점검하지만, 개발된 스마트 배전반을 활용하면 운전실이나 관제에서 실시간 모니터링을 할 수 있어 열차 운영 유지보수 효율성높아진다.


     또한, 차량 내부 실시간 데이터 확보방식(TRDP) 기반의 열차종합제어관리장치(TCMS: Train Control and Monitoring System)를 개발했, 향후 국내외 신규 전동차 적용이 가능해졌다.

 

      개발된 기술은 서울교통공사와 함께 3호선 전동차를 대상으로 201810월부터 지축역~오금역 구간에서 성능검증을 완료했다.

 

      나희승 철도연 원장실시간 모니터링이 가능한 무선통신 기반의 배선절감 기술 등 스마트 혁신통해 안전성, 유지보수 및 운영 효율성을 높이는 더욱 효율적인 미래철도기술 개발을 위해 노력하겠다고 전했다.


      
      ※ 철도차량 무선통신기반의 배선절감 기술 이미지


      

                                              [기존 복잡한 철도차량 설계]


     

                                   [단일 이더넷기반 철도차량 설계 및 통신기반 장치]


    

                                       [차량간 무선전송장치에 의한 배선절감]


   

                                          [차량내 배선절감을 위한 개발 장치]




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