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SUMMARY

TABLE OF CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 26

1. 연구개발 목적 및 필요성 26

가. 고정밀 철도교통 위치검지 기술개발 연구단 26

나. 세부과제 1 : 400㎞/h급 고정밀 철도 위치검지 기술개발 27

다. 세부과제 2 : 철도선로 및 시설물 기반정보 구축 플랫폼 기술 개발 28

2. 연구개발 범위 29

가. 연구목표 및 주요연구내용 29

나. 정량적 성과목표 및 성과지표 36

제2장 국내외 기술 개발 현황 42

1. 국내외 기술수준 42

2. 국내외기술 및 산업동향 43

가. 국내 철도교통 위치검지시스템 기술현황 43

나. 국내외 철도교통 및 타 교통분야 위치검지 센서 기술 현황 43

다. 국외 철도교통 위치검지시스템 기술현황 46

라. 국내 철도선로 및 시설물 기반정보 구축 플랫폼 기술현황 46

마. 국외 철도선로 및 시설물 기반정보 구축 플랫폼 기술현황 52

제3장 연구 수행 내용 및 성과 60

1. 연구개발결과 요약 60

2. 연구개발 주요내용 68

가. 400㎞/h급 열차 위치검지 기술개발 68

나. 열차위치검지시스템 성능평가 기술개발 123

다. 400㎞/h급 철도교통 트랜스폰더 기술개발 147

라. 400㎞/h급 철도 트랜스폰더 품질안전 기술개발 220

마. 철도차량 탑재형 철도선로 및 시설물 취득시스템 개발 245

바. 철도선로 및 시설물 정보구축 소프트웨어 개발 259

사. 철도선로 및 시설물 기반정보 운영관리시스템 개발 287

아. 시범구축노선 대상 철도선로 및 시설물 기반정보 구축 344

자. 현장작업용 철도선로 및 시설물 정보검색 단말 개발 364

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 376

1. 목표 달성도 (1세부) 376

가. 질적성과지표 376

나. 양적성과지표 377

2. 목표 달성도 (2세부) 381

가. 질적성과지표 381

나. 양적성과지표 381

제5장 연구개발성과의 활용계획 384

1. 연구결과의 활용방안 384

가. 1세부 384

나. 2세부 385

2. 성과물별 활용방안 386

가. 열차 위치검지시스템 386

나. 트랜스폰더 시스템 387

다. MMS 기반 철도시설물 정보 DB구축 및 관리 기술 388

라. 철도선로 및 시설물 정보구축 소프트웨어 389

3. 경제적 파급효과 391

가. 1세부 391

나. 2세부 391

4. 연구개발성과 홍보실적 393

가. 2015 국토교통 R&D 우수성과 25선 선정 393

나. 2015 국토교통기술대전 참가 393

다. 2016 국토교통기술대전 참가 394

라. 한국철도학회 2016년 추계학술대회 부스전시회 참가 394

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 396

제7장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 398

제8장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 400

제9장 참고문헌 402

제10장 부록 408

1. 위치검지 최적 알고리즘 및 MAP 정합기술 실험 (실차) 보고서 410

2. 위치검지 최적 알고리즘 및 MAP 정합기술 후처리 SW 구현, 시뮬레이션 성능평가 보고서 473

3. 위치검지시스템 내환경성 외부기관 시험성적서 512

4. 위치검지 최적 연계방안 마련 트랜스폰더 최적설치기준 보고서 557

5. 고속종합검측차 통합시험 및 성능최적화 자체시험평가서 570

6. 위치검지시스템 현장평가 자체시험평가서 583

7. 트랜스폰더시스템 현장평가 자체시험평가서 607

8. 저가격화 / 소형화 자체시험평가서 626

9. 트랜스폰더 최대응동속도 (실차) 자체시험평가서 629

10. 트랜스폰더 최대응동속도 (고속시험지그) 자체시험평가서 645

11. 태그 응동 시간 자체시험평가서 656

12. 태그/리더 내환경 응동 테스트 자체시험평가서 658

13. 태그/리더 내환경성 외부기관 시험성적서 667

14. 태그/리더 인식률 자체시험평가서 763

15. 트랜스폰더 위치검지 오차 자체시험평가서 777

16. 프로그래머 프로그래밍 성공률 자체시험평가서 789

17. 프로그래머 휴대성 자체시험평가서 805

18. 프로그래머 현장 운용 자체시험평가서 826

19. 철도선로 및 시설물 정보 자동추출 알고리즘 자체시험 평가서 838

20. 철도 선로 및 시설물 정보구축 S/W 객체추출 기능 개발 보고서 850

21. "철도선로 및 시설물 기반정보 운영관리시스템 개발" 기능 구현 완료 보고서 869

22. 철도시설물 운영관리시스템과 V-World 연계활용방안 922

23. 철도 기반정보 시스템 운영관리지침 개발 및 철도 분야별 운영관리시스템 활용 확대 방안 994

24. 구축데이터(LAS) 정확도 자체 시험 평가서 1031

25. 철도시설물 구축 지침서 1050

[뒷표지] 1069

표 1. 철도교차점의 비공간 데이터 항목 50

표 2. 단위철도면에 대한 비공간 데이터 항목 51

표 3. 국내 철도시설물 도면 현황 51

표 4. 일본 수치지도 항목별 구조 및 속성 55

표 5. GEORAIL 성과의 주요 적용분야 58

표 6. 국외 유지보수 검측차 성능비교 71

표 7. 열차위치검지시스템 요구사항과 상세내용 71

표 8. 융합정보 및 최종 출력정보의 요구사항과 상세내용 72

표 9. 시작품 목표 성능 78

표 10. 주요 센서 요구 성능 79

표 11. 시작품 전체 하드웨어 구성 82

표 12. 시작품초기화 및 자체 기능 점검 기능 요구사항 분석 85

표 13. 실차시험일자 및 최고속도 86

표 14. 평면 위치오차 (2015년 4월 19일) 90

표 15. 평면 위치오차 (2015년 4월 20일) 90

표 16. 평면 위치오차 (2015년 4월 26일 1st) 90

표 17. 평면 위치오차 (2015년 4월 26일 2nd) 91

표 18. 평면 위치오차 (2015년 4월 27일) 91

표 19. 위치검지시스템 환경시험 항목 92

표 20. 2D Error (2017년 04월 10일) 92

표 21. 2D Error (2017년 05월 07일) 93

표 22. 2D Error (2017년 05월 08일) 93

표 23. 2D Error (2017년 05월 21일) 93

표 24. 2D Error (2017년 05월 22일) 94

표 25. 2017년 04월 10일 #3 시뮬레이션 결과 94

표 26. 2017년 05월 08일 #1 시뮬레이션 결과 95

표 27. 2017년 05월 08일 #3 시뮬레이션 결과 96

표 28. 2017년 05월 22일 #4 시뮬레이션 결과 96

표 29. 400㎞/h이상 모사 시뮬레이션결과 97

표 30. 소프트웨어 프로토콜 예시 1: HEMU-430X 계측시스템 패킷 포맷 101

표 31. 소프트웨어 프로토콜 예시 1: HEMU-430X 계측시스템 패킷 데이터부 101

표 32. 소프트웨어 프로토콜 예시 2: KRTCS 시뮬레이터 패킷 포멧 102

표 33. 위치검지센서 실차데이터 내용 112

표 34. 국내 고속종합검측차 검측모듈의 검측간격 115

표 35. 하드웨어 인터페이스를 위한 구성품 117

표 36. 위치검지-운영서버 송수신 데이터 117

표 37. 고속검측 통합운영 서버와의 메시지 구조 118

표 38. 고속종합검측시스템 시스템번호와 IP주소 120

표 39. 검측위치 메시지 포맷 121

표 40. 태그 설치 간격 시뮬레이션을 위한 위치검지 센서 사양 128

표 41. 트랜스폰더 태그 및 브라켓 설치 절차 129

표 42. 호남고속선 실차시험 구간 태그 설치위치 (2차년도) 141

표 43. 트랜스폰더시스템 사양 (2차년도) 142

표 44. 호남고속선 실차시험 구간 태그 설치위치 (3차년도) 144

표 45. 트랜스폰더시스템 사양 (3차년도) 146

표 46. 트랜스폰더 리더 규격 및 사양 151

표 47. 트랜스폰더 태그 Specification 152

표 48. 제조사별 프로그래머 성능 비교 153

표 49. 트랜스폰더 태그 가격 산출 결과 169

표 50. 태그 사이즈 비교 측정 결과 169

표 51. RAMS 활동 및 평가의 적용 규격 221

표 52. 트랜스폰더 시스템의 정량적 신뢰도 목표 221

표 53. 트랜스폰더 시스템의 정량적 가용도 목표 222

표 54. 트랜스폰더 시스템의 정량적 유지보수도 목표 222

표 55. 트랜스폰더 시스템의 세부적 안전성 검증 항목 223

표 56. 안전 무결성 수준 (Safety Integrity Level) 223

표 57. 고효율/연속 모드에 대한 SIL의 정의 (from BS EN61508) 223

표 58. 트랜스폰더 시스템의 안전 요구사항 224

표 59. 트랜스폰더 시스템의 안전 무결성 수준 (SIL) 225

표 60. 위험원의 심각도 수준 (Risk Severity Level) 225

표 61. 위험원의 발생 가능성 (Frequency of occurrence of Hazardous Event) 226

표 62. 위험도 매트릭스 및 위험도 수준 (Risk Matrix and Risk Level) 226

표 63. RAMS 활동 및 독립 안전성 평가 구성원 및 역할 229

표 64. ISA RAMS 관리 일정 및 평가대상 231

표 65. 프로젝트 조직 구성원의 역할 및 책임 233

표 66. 트랜스폰더 리더의 고장률 산출 238

표 67. 트랜스폰더 리더의 MTTR(평균수리시간) 분석 표 239

표 68. 트랜스폰더 리더의 가용도 분석 표 239

표 69. 트랜스폰더 리더의 RAM 요구사항 분석 결과 검토 240

표 70. 트랜스폰더 태그의 고장률 산출 240

표 71. 트랜스폰더 태그의 MTTR(평균수리시간) 분석 표 241

표 72. 트랜스폰더 태그의 가용도 분석 표 241

표 73. 트랜스폰더 태그의 RAM 요구사항 분석 결과 검토 241

표 74. 트랜스폰더 태그 시스템 위험원 분석 결과 242

표 75. 트랜스폰더 프로그래머의 고장률 산출 242

표 76. 트랜스폰더 프로그래머의 MTTR(평균수리시간) 분석 표 243

표 77. 트랜스폰더 프로그래머의 가용도 분석 표 243

표 78. 트랜스폰더 프로그래머의 RAM 요구사항 분석 결과 검토 244

표 79. MMS 데이터 취득방식 및 취득데이터 활용 DB 구축 비교표 248

표 80. MMS 장비 시스템 목표성능 249

표 81. MMS 장비 사양 비교표 249

표 82. MMS 장비 선정시 추가 고려사항 250

표 83. 철도차량 MMS 탑재 테스트 252

표 84. 철도차량 MMS 탑재 방식에 따른 오차 비교 253

표 85. 철도차량 MMS 탑재 방식 및 데이터 취득 방식 변경 254

표 86. 주행 중 데이터 취득상태 평가 255

표 87. 최종 취득데이터 품질 확인 256

표 88. GPS 음영구간 정확도 평가 결과 257

표 89. 선로 자동추출 알고리즘의 정확도 평가 결과 262

표 90. 분기기 자동탐지 정확도 평가 결과 264

표 91. 전철주 및 가공전차선 자동추출 모듈의 정확도 평가 결과 266

표 92. 대용량 레이저스캐닝 자료처리 모듈의 주요기능 분석 266

표 93. 대용량 레이저스캐닝 자료처리 모듈 성능시험 결과 268

표 94. 노반, 궤도 분야(28개) 시설물의 기능구현 항목 269

표 95. 전철/전력 분야(23개) 시설물의 기능구현 항목 269

표 96. 노반 분야 시설물 항목 272

표 97. 궤도 분야 시설물 항목 273

표 98. 송변전 분야 시설물 항목 274

표 99. 전차선 분야 시설물 항목 274

표 100. 전력 분야 시설물 항목 274

표 101. 신호 분야 시설물 항목 275

표 102. 통신 분야 시설물 항목 275

표 103. 통합소프트웨어 주요기능 설계 278

표 104. 공간정보참조체계 형식 294

표 105. 철도 선로 및 시설물 공간정보 운영관리시스템 전담기관 부서별 담당업무 306

표 106. 「철도안전법」 제26조 신설 사항 314

표 107. 「철도안전법」 제26조의4 신설 사항 316

표 108. 「철도안전법」 제26조의5 신설 사항 316

표 109. 「철도시설의 기술기준」 제114조 개정 사항 317

표 110. 「항공·철도 사고조사에 관한 법률 시행규칙」 제3조 개정 사항 317

표 111. 철도 선로 및 시설물 데이터를 주제로 한 연구 321

표 112. 철도 선로 및 시설물 유형 정의 323

표 113. ORDB의 특징 338

표 114. V-World 3D 데스크톱 기능 341

표 115. MMS 장비 장착 방식 348

표 116. 단말검색 SW 시험 평가 결과 372

그림 1. 고정밀 철도교통 위치검지 기술개발 개요 26

그림 2. 국내 철도교통 위치검지시스템 기술현황 43

그림 3. 궤도회로 구조 43

그림 4. 트랜스폰더(RFID) 기술 현황 44

그림 5. 철도환경에 적용가능한 철도교통용 RFID 특성 비교 44

그림 6. 국내외 검측차량 위치검지 적용 기술 45

그림 7. 국외 철도교통 위치검지시스템 기술현황 46

그림 8. 도시정보시스템 구성 47

그림 9. 수치지도 내 철도교통 DB 현황 48

그림 10. 단위철도의 공간 및 비공간 데이터 49

그림 11. 철도교차점의 공간 및 비공간 데이터 49

그림 12. 단위철도면에 대한 공간 및 비공간 데이터 50

그림 13. 미국 항공영상 촬영 현황 53

그림 14. 철도교통 DB구축 시 적용 가능한 GIS 국제표준 57

그림 15. 선로DB 구축기술(CDGPS) 예시 57

그림 16. 유지보수 검측차(EM120, Roger 1000K, IVOIRE) 69

그림 17. 한국형 틸팅열차에 설치된위치검지 센서와 위치검지센서 계측시스템 72

그림 18. 한국형 틸팅열차 73

그림 19. 관성센서의 출력정보 73

그림 20. IMU의 가속도 측정치와 각속도 측정치 74

그림 21. 가속도 측정치와 각속도 측정치의 스펙트로그램 분석 75

그림 22. IMU측정치의 필터링 후 결과 75

그림 23. GPS 수신 레벨 확인 76

그림 24. GPS 수신 확인 76

그림 25. 타코미터 출력 레벨 확인 77

그림 26. HEMU-430X내 실시한 위치검지장치 및 센서 기본 동작 시험 77

그림 27. 융합처리장치 시스템 구성 79

그림 28. RFID 입력 회로 80

그림 29. Tachometer 입력 회로 80

그림 30. 시각 동기 방안 81

그림 31. 시작품 전체 구성 81

그림 32. 제작된 메인보드 PCB 82

그림 33. 제작된 인터페이스 보드 82

그림 34. 센서정보 융합처리 모듈 메인보드 기구부 82

그림 35. 위치검지정보 융합처리장치 시제품 기구부 83

그림 36. 위치검지시스템 S/W 순서도 83

그림 37. 메인프로그램 흐름도 83

그림 38. 열차위치검지 시스템의 구성도 84

그림 39. 열차위치검지 시스템의 시퀀스 다이어그램 84

그림 40. 2015년 04월 19일 속도데이터 87

그림 41. 2015년 4월 20일 속도데이터 87

그림 42. 2015년 4월 26일 속도데이터 88

그림 43. 2015년 4월 26일 속도데이터 88

그림 44. 2015년 4월 27일 속도데이터 88

그림 45. 2015년 10월 19일 속도데이터 88

그림 46. 성능평가를 위한 개념도 (시간에 따른 열차위치 및 측위) 89

그림 47. RFID기준 구간별 평면위치 오차 90

그림 48. RFID기준 구간별 평면위치 오차 90

그림 49. RFID기준 구간별 평면위치오차 90

그림 50. RFID기준 구간별 평면위치오차 91

그림 51. RFID기준 구간별 평면위치오차 91

그림 52. 온/습도, 진동, EMI/EMC 시험성적서 91

그림 53. 트랜스폰더 기준 열차속도 (2017년 04월 10일 3차) 94

그림 54. 트랜스폰더 기준 열차속도 (2017년 05월 08일 1차) 95

그림 55. 트랜스폰더 기준 열차속도 (2017년 05월 08일 3차) 95

그림 56. 트랜스폰더 기준 열차속도 (2017년 05월 22일 4차) 96

그림 57. 400㎞/h모사 성능평가 결과 97

그림 58. 트랜스폰더 리더 시리얼 데이터와... 98

그림 59. 트랜스폰더 디코딩 완료에지 카운터의... 98

그림 60. QNX 6.6 BSP 업데이트 흐름도 99

그림 61. 전동차 정차위치 확인에 활용 100

그림 62. 위치검지시스템과 상용 LTE망을 활용한 실시간 열차 위치 추적 100

그림 63. 운행 최고속도에 따른 성능평가 결과 106

그림 64. 운행최고속도에따른성능평가결과(모든태그간격300m) 107

그림 65. 운행최고속도에따른성능평가결과(모든태그간격600m) 107

그림 66. 태그설치간격에 따른 성능 예측도 108

그림 67. 위치검지 최적화 알고리즘 개념도 108

그림 68. 맵 매칭 알고리즘 단계 1 109

그림 69. 맵 매칭 알고리즘 단계 2 109

그림 70. 맵 매칭 알고리즘 단계 3 110

그림 71. 2단계 연합형 필터 기반 차륜센서 공전 및 활주 검출 알고리즘 구조도 110

그림 72. 실데이터 기반 위치검지시스템 후처리 알고리즘 구성도 111

그림 73. 트랜스폰더 태그 위치(yellow)와 GPS 위치데이터(green) 113

그림 74. 하드웨어 인터페이스 개념도 116

그림 75. 객차와 객차사이 커플러를 이용한 UTP 케이블 연결 117

그림 76. 고속 종합검측시스템 연계인터페이스 설계서(v2.9) 119

그림 77. 고속종합검측차와 위치검지시스템과의 연계도 119

그림 78. 위치검지장치 통신절차 (검측 시작시) 120

그림 79. 고속 종합검측시스템 통신서버 실행화면 122

그림 80. 위치검지장치와 통신 서버간 로그 122

그림 81. 시험차량 선정을 위한 검토 결과 124

그림 82. 호남고속선 400㎞/h급 고속철도 인프라 테스트베드 126

그림 83. 400㎞/h급 고속철도 인프라 테스트베드 터널 현황 127

그림 84. 태그 설치 간격 시뮬레이션을 위한 가상 철도 노선 128

그림 85. 태그 설치 간격에 따른 부 필터 오차 시뮬레이션 결과 128

그림 86. 트랜스폰더 태그 및 브라켓 측량점 129

그림 87. 호남고속선 콘크리트 궤도 구조 130

그림 88. 호남고속선 무절연 궤도회로(JES) 부속품 설치 사례 130

그림 89. 호남고속선 트랜스폰더 태그 및 브라켓 설치 도면 130

그림 90. 호남고속선 트랜스폰더 태그 설치 131

그림 91. 트랜스폰더 리더-태그 설치거리 분석 131

그림 92. (좌) 레이저 센서 기반 기준위치 검증 개념도... 132

그림 93. (좌) HEMU-430X M2 하부에 설치된 레이저 센서(우) 레이저 센서 실차 시험 결과 132

그림 94. (위) 봄바르디어社 CAU 설치 가이드... 134

그림 95. (위) HEMU-430X M2에 설치된 리더 안테나... 134

그림 96. HEMU-430X를 활용한 실차 시험 (광명차량기지) 135

그림 97. 고속시험지그를 활용한 최대응동속도 검증시험 135

그림 98. 트랜스폰더 태그 현장설치시험 (고양차량기지) 136

그림 99. KTX24를 활용한 현장설치시험 (고양차량기지) 136

그림 100. 산천21을 활용한 현장설치시험 (고양차량기지) 136

그림 101. 트랜스폰더 태그 설치도 137

그림 102. 정읍역 부본선 시험설치 태그 #1 (131.7k) 137

그림 103. 정읍역 부본선 시험설치 태그 #2 (131.9k) 138

그림 104. 정읍역 부본선 시험설치 태그 #3 (132.1k) 138

그림 105. KTX 552 열차 통과 모니터링 138

그림 106. KTX-호남 506 JRU 로그파일 139

그림 107. 트랜스폰더 태그 현장설치 (개활지) 139

그림 108. 트랜스폰더 태그 현장설치 (터널 내부) 140

그림 109. 트랜스폰더 태그 현장설치 태그 140

그림 110. 호남고속선 실차시험 구간 (2차년도) 141

그림 111. 호남고속선 실차시험 환경 141

그림 112. 호남고속선 실차시험구간 시험열차 속도 142

그림 113. 호남고속선 실차시험 결과 (268㎞/h) 143

그림 114. 호남고속선 실차시험 결과 (334㎞/h) 143

그림 115. 호남고속선 실차시험 구간 (3차년도) 144

그림 116. 시험열차 속도에 따른 텔레그램 수신 횟수 146

그림 117. 트랜스폰더 시스템 개발 범위 147

그림 118. 트랜스폰더 시스템 구조 148

그림 119. 트랜스폰더 시스템 내부 블록도 149

그림 120. 침목과 태그의 적합성(취부, 환경성) 검토 149

그림 121. 위치검측 정확도 검증 방안 149

그림 122. 열차 위치 검지시스템의 인터페이스 150

그림 123. 트랜스폰더 태그 블록다이아 그램 152

그림 124. 트랜스폰더시스템 개발 사양서(v1.4) 154

그림 125. 태그 시스템의 텔레그램 구조 155

그림 126. 무결성 검증 알고리즘 수행도 156

그림 127. 트랜스폰더 시스템 구조 156

그림 128. 태그-리더 데이터 전송 구조 157

그림 129. 태그-리더 응동 범위 157

그림 130. 태그-리더 데이터 전송 157

그림 131. 주파수에 따른 Total Loss 158

그림 132. 태그-리더 데이터 프레임 포맷 159

그림 133. 텔레그램 생성과정 159

그림 134. 고속시험지그 발사부 160

그림 135. 고속시험지그 감지부 160

그림 136. 고속시험지그 정지부 161

그림 137. 태그 데이터 검증 환경 구성 161

그림 138. 시험열차 하부 노이즈 측정 사진 162

그림 139. 진행레일(Rail 1) 및 인접레일(Rail 2)에 위치한 태그와의 간섭 162

그림 140. 저부엽 고효율 안테나 제작 163

그림 141. 리더기 송수신부 시스템 구성도 164

그림 142. 태그 하드웨어 구성 Block Diagram 164

그림 143. 태그-프로그래머 전체구성도 165

그림 144. 태그-프로그래머 Case 내부 상세 설계도 166

그림 145. 프로그래머 케이스 전면 구성 및 전체 구성 166

그림 146. 트랜스폰더 리더 RF 송수신 모듈 개발 167

그림 147. 데이터 Frame Parser RTL 그림 168

그림 148. 트랜스폰더 태그 1차년도, 2차년도, 3차년도 Start On Time 168

그림 149. 트랜스폰더 태그 사이즈 비교 169

그림 150. 트랜스폰더 리더 구성 및 시작품 제작 170

그림 151. 선로 설치 시험용 트랜스폰더 태그 PCB 170

그림 152. 트랜스폰더 태그 기구 목업 171

그림 153. 트랜스폰더 태그 2차 선로 설치모습 171

그림 154. 태그-프로그래머 시작품 구성 171

그림 155. 현장 프로그래밍 172

그림 156. 트랜스폰더 태그에 대한 하중, 진동, 온도 시뮬레이션 결과 172

그림 157. 트랜스폰더 리더 수신부 블록도 173

그림 158. 트랜스폰더 리더 모뎀부 블럭도 173

그림 159. 트랜스폰더 리더 구성도 174

그림 160. 트랜스폰더 태그 FPGA Power-up Time 175

그림 161. FRAM Power-up Time(250us) 175

그림 162. 변경 주파수 검증 176

그림 163. 9㎒ 리더 안테나 매칭 수정 및 실험 177

그림 164. 4㎒ 및 9㎒ 지원 검증용 리더 안테나 적용 177

그림 165. 트랜스폰더 리더-태그 실차 연동 실험 177

그림 166. 유로발리스 주파수 현황 178

그림 167. 변경 3㎒ 구현 주파수 178

그림 168. 3㎒ 데이터 주파수 연동 실험 179

그림 169. 트랜스폰더 리더-태그 주파수 테스트 결과 179

그림 170. 내환경성 지원을 위한 문제점 분석 180

그림 171. 트랜스폰더 리더 안테나 전체 구성도 181

그림 172. 트랜스폰더 리더 안테나 구조 세부 설계 181

그림 173. 트랜스폰더 리더 안테나 방수/방진 시험 성적서 181

그림 174. 트랜스폰더 시스템 데이터 흐름 182

그림 175. 트랜스폰더 리더와 차상시스템과의 인터페이스 182

그림 176. 차량 연동 검증 시뮬레이션 183

그림 177. 시뮬레이션 Flow (가상 리더 송신측) 183

그림 178. 시뮬레이션 Flow (차상 장치 수신측) 184

그림 179. 차상 연동 시뮬레이션 구현 184

그림 180. 차상 연동 시뮬레이션 결과 185

그림 181. 2차년도 PDA프로그램 185

그림 182. 3차년도 PDA 프로그램 186

그림 183. 송신부 방열판 186

그림 184. 열배출 환기구 186

그림 185. 열배출 팬 186

그림 186. 안테나 기구 설계 최종안 187

그림 187. 저부엽 고효율 안테나 구성도 187

그림 188. 방수 적용 안테나 개발 187

그림 189. 도시철도용 소형 리더 안테나 188

그림 190. 현장 설치용 태그 제작 188

그림 191. 3차년도 태그 비교 사진 189

그림 192. 리더 안테나 엘리베이션 장치 구축 189

그림 193. 30W 텔레파워링 및 태그프로그래밍 Signal Generator 190

그림 194. 트랜스폰더 성능 개선 및 성능 평가용 계측장비 구축 190

그림 195. 트랜스폰더 태그 리더 인식률 시험 환경 구성 191

그림 196. LabVIEW를 통한 패킷 수신 분석 화면 192

그림 197. 송신부 테스트 환경 192

그림 198. LNA 테스트 환경 192

그림 199. 태그 인식 테스트 환경 192

그림 200. Crystal Test 화면 193

그림 201. 프로그래밍 모드 기능 회로도 193

그림 202. 프로그래머 시험 구성 194

그림 203. 프로그래밍 시험 결과 그래프 194

그림 204. 가로 크기 측정 195

그림 205. 세로 크기 측정 195

그림 206. 높이 측정 195

그림 207. 높이 측정 결과 195

그림 208. 프로그래머 휴대성 195

그림 209. 프로그래머 무게 측정 195

그림 210. 프로그래머 배터리 지속시간 측정 시험 그래프 196

그림 211. 텔레그램 현장 다운로드 시험 196

그림 212. 텔레그램 현장 다운로드 시험 결과 196

그림 213. 트랜스폰더 리더 시스템 구조 197

그림 214. 트랜스폰더 리더 제어부 구조 197

그림 215. 트랜스폰더 리더 모뎀부 구조 198

그림 216. 트랜스폰더 리더 수신부 구조 199

그림 217. 트랜스폰더 리더 송신부 구조 199

그림 218. 트랜스폰더 리더 전원부 구조 200

그림 219. 트랜스폰더 리더 제작 형상 200

그림 220. 트랜스폰더 리더 온도, 방진/방습, 진동/충격 시험성적서 201

그림 221. 내환경 테스트 시험환경 202

그림 222. 내환경 테스트(물) 202

그림 223. 내환경 테스트(모래) 202

그림 224. 내환경 테스트(젖은 모래) 203

그림 225. 내환경 테스트(자갈) 203

그림 226. 트랜스폰더 태그 온도, 방진/방습, 진동/충격, EMI/EMC 시험성적서 204

그림 227. MCU 모듈 내부 구성도 205

그림 228. 태그-프로그래머 전면판 205

그림 229. 고속 열차환경 구성을 위한 고속 테스트 지그 206

그림 230. 태그 이동 검지용 레이저 센서 구성 206

그림 231. 동적환경 테스트를 위한 고속시험지그 구축 206

그림 232. 고속시험지그 구성 207

그림 233. 고속시험지그 최대응동속도 시험 환경 208

그림 234. 최대응동속도 시험 환경 208

그림 235. 고속시험지그 현황 209

그림 236. 고속시험지그 속도측정 결과 209

그림 237. 오실로스코프 측정 결과... 209

그림 238. 노트북 측정 결과... 209

그림 239. 레이저 센서 측정 환경 (1) 210

그림 240. 레이저 센서 측정 환경 (2) 210

그림 241. 위치검지 오차 측정 결과 211

그림 242. 시험열차 취부용 안테나 프레임 제작 및 결합 211

그림 243. 시험열차 및 취부용 트랜스폰더 리더 안테나 212

그림 244. 트랜스폰더 리더 안테나 시험열차 취부 212

그림 245. 태그 설치 위치 (호남고속선) 212

그림 246. 시험열차 속도에 따른 텔레그램 수신 횟수 213

그림 247. 컨택 존의 길이 214

그림 248. 고속환경 모사 시험 환경 215

그림 249. Signal Generator 출력 설정 216

그림 250. Function Generator 및 Signal Generator 출력 216

그림 251. 무선 전력전송신호 인가 시간에 따른 텔레그램 수신 횟수 216

그림 252. 고속환경 모사 시험 결과 217

그림 253. 콘크리트 도상 브라켓 취부 사례 분석 218

그림 254. 브라켓 변경 전 (브라켓) 218

그림 255. 브라켓 변경 전 (고정대) 218

그림 256. 브라켓 2차 개선안 219

그림 257. 최종 브라켓 형태 219

그림 258. 과업 정의 및 업무연계 추진도 228

그림 259. 트랜스폰더 시스템 RAMS 관리 수명주기 229

그림 260. 대아티아이 안전성활동 조직 구성 232

그림 261. 썬웨이브텍 안전성활동 조직 구성 232

그림 262. 유경제어 안전성 활동 조직 구성 232

그림 263. 트랜스폰더 시스템 수명주기 단계별 절차 235

그림 264. 검증 및 확인 절차 236

그림 265. 안전성 평가보고서 및 SIL인증서 244

그림 266. 감지기 초기화 진행 구간 255

그림 267. 감지기 초기화 결과 255

그림 268. 터널구간 오차 현황 258

그림 269. ISO 9126 표준모델 259

그림 270. 선로 자동추출 알고리즘 흐름도 261

그림 271. 선로 ROI 탐지 261

그림 272. 선로 자동추출 및 객체모델링 모듈 개발 결과 262

그림 273. 분기기 자동추출 알고리즘 흐름도 263

그림 274. 분기기 자동탐지 및 객체모델링 모듈 개발 결과 264

그림 275. 전 철주 및 가공전차선 자동추출 흐름도 265

그림 276. 철주 및 가공전차선 자동추출 모듈 개발 결과 265

그림 277. 대용량 레이저스캐닝 자료처리 모듈의 아키텍처 267

그림 278. 대용량 레이저스캐닝 자료처리 모듈의 프로세스 구현 결과 267

그림 279. 대용량 레이저스캐닝 자료처리 모듈 시제품 개발 결과 268

그림 280. 범용포맷과 개발된 대용량 포맷의 로딩시간 및 메모리 사용량 비교 268

그림 281. 시설물 추출 프로세스 270

그림 282. 노반 기준단면 설정 및 추출 결과 270

그림 283. 궤도 분야 객체 추출 및 모델링 결과 271

그림 284. 시설물 수동추출 모듈 화면구성 271

그림 285. 전력 분야 객체 추출 및 모델링 결과 272

그림 286. 시설물 객체 추출 및 모델링 프로세스 개선 276

그림 287. 시설물 객체추출/모델링 기능 개선 예: 점군 데이터 Anti-Aliasing 적용 276

그림 288. 시설물 객체추출/모델링 기능 개선 예: 점군 데이터 클리핑 기능 277

그림 289. 시설물 객체추출/모델링 기능 개선 예: 도형경계에 의한 점군 데이터 분류 277

그림 290. 시설물 객체추출/모델링 기능 개선 예: 객체의 높이값 결정 환경 개선 277

그림 291. 통합소프트웨어 설계: 모듈구성 278

그림 292. 프로젝트 생성 기능 흐름도 280

그림 293. 프로젝트 생성/관리 모듈의 작업구간 및 시설물 추출결과 관리 환경 280

그림 294. 통합소프트웨어(Pointgraphy-RailTracker)의 객체추출... 281

그림 295. 통합소프트웨어(Pointgraphy-RailTracker)의 객체추출... 281

그림 296. 노반분야 시설물 추출 및 모델링: 교량부 281

그림 297. 노반분야 시설물 추출 및 모델링: 터널부 282

그림 298. 노반분야 시설물 추출 및 모델링: 토공부 282

그림 299. 궤도분야 시설물 추출 및 모델링 282

그림 300. 송변전분야 시설물 추출 및 모델링 283

그림 301. 전차선분야 시설물 추출 및 모델링 283

그림 302. 전철분야 시설물 추출 및 모델링 283

그림 303. 신호분야 시설물 추출 및 모델링 284

그림 304. 통신분야 시설물 추출 및 모델링 284

그림 305. 상용SW와 개발된 통합소프트웨어의 성능 비교 285

그림 306. Optech과 Trimble의 MMS 데이터 제공구조 분석 결과 286

그림 307. Trimble 및 Optech MMS 장비의 호환성 확보를 위한 데이터 연계구조 286

그림 308. AIS 구성도 289

그림 309. 시설자산 관리 시스템 구성도 289

그림 310. RAMSYS 개요 290

그림 311. 터키 국가 철도 지리정보 291

그림 312. 불가리아 철로 네트워크 관리 시스템 인터페이스 292

그림 313. 철도 GIS의 베이스맵 293

그림 314. 중국 철도 GIS 시스템 구축 예시 293

그림 315. HL 7 OID 저장소 295

그림 316. HL 7 OID 검색화면 296

그림 317. ROID 연계 297

그림 318. ROID 시스템 연계 298

그림 319. 철도 선로 및 시설물 공간정보 참조체계 구축 작업순서 300

그림 320. 철도공간정보참조체계 관리체계 301

그림 321. 공간정보 참조체계 부여·관리 등에 관한 규칙(개정안) 303

그림 322. 공간정보 참조체계 관리 및 운영 지침(개정안) 303

그림 323. 철도 선로 및 시설물 참조체계 구축·관리 지침(제정안) 304

그림 324. 철도 선로 및 시설물 참조체계 구축 기준(제정안) 304

그림 325. 전담기관 구성(안) 306

그림 326. 철도 선로 및 시설물 공간정보 운영관리 지침(안) 306

그림 327. 국토교통부 국가 공간정보 보안 관리규정(안) 307

그림 328. 지형도를 활용한 철도 설계 307

그림 329. 2D·3D 역사 CAD 설계 308

그림 330. 미국 콜로라도 선로 3D 설계와 실제 사진 308

그림 331. 호주의 The North West Rail Link 프로젝트 309

그림 332. 호주의 The North West Rail Link 노선도 309

그림 333. 해외 공간정보기반 철도시설물 자산관리 시스템 예시 310

그림 334. 공간정보데이터 기반 시설물자산관리시스템... 311

그림 335. 공간정보기반 철도시설물 운영관리시스템 개발 예시 311

그림 336. PTC 개념도 312

그림 337. PTC 모니터링 솔루션 312

그림 338. 공간정보기반 철도 선로 및 시설물 관련 법령... 313

그림 339. 국가교통조사 및 DB구축사업의 구축체계 변화(안) 318

그림 340. 철도 선로 및 시설물 정보... 319

그림 341. 철도선로 및 시설물 기본 클래스다이어그램 323

그림 342. 노반 부분 클래스다이어그램 324

그림 343. 선로, 송변전 부분 클래스다이어그램 324

그림 344. 전차선 부분 클래스다이어그램 325

그림 345. 신호제어 부분 클래스다이어그램 325

그림 346. 철도선로 및 시설물 운영관리시스템 데이터베이스 327

그림 347. 철도시설물 운영관리시스템 구성 및 주요 기능 331

그림 348. 철도시설물 운영관리시스템 개발 화면 구성 331

그림 349. 철도시설물 운영관리시스템 검색기능 332

그림 350. 철도시설물 운영관리시스템 대장기능 332

그림 351. 철도시설물 운영관리시스템 사용자 DB 입력 및 가공 기능 333

그림 352. 철도시설물 운영관리시스템 관구도 연계표현 기능 333

그림 353. 철도시설물 운영관리시스템 시설물 점검 관리 기능 334

그림 354. 철도시설물 운영관리시스템 분석 및 통계 기능 334

그림 355. 철도시설물 운영관리시스템 분석 및 통계 기능 335

그림 356. 철도시설물 운영관리시스템 현장작업용 단말 연계 기능 335

그림 357. 오픈 플랫폼의 시스템 구조 336

그림 358. 시스템 아키텍처 구성 339

그림 359. 철도시설물 운영관리시스템 구조도 340

그림 360. 철도시설물 운영관리DB와 V-World 연계 세부 구조 341

그림 361. 3ds Max 프로그램에서 모델을 확인하는 과정 342

그림 362. 해당 시설물의 속성 정보를 띄운 화면(구현 필요) 342

그림 363. 제천~입석이 샘플구간 개요도 345

그림 364. MMS 장비 장착 346

그림 365. MMS 데이터 취득을 위한 주행 일정 347

그림 366. LAS 스트립별 현장 조사운행 리스트 348

그림 367. 데이터 후처리 완료 후 3D+이미지 오버레이 화면 349

그림 368. 워밍업을 통한 감지기 수치안정화 및 감지기 수치 현황 350

그림 369. 위치정보 평가기준 350

그림 370. GPS 기준국 배치도 및 MMS 측량 경로 확인 350

그림 371. 위치 정확도(평면/표고, 롤피치, 헤딩, 위성수, 위성배치) 확인 351

그림 372. 자세정보 품질 (3 arc-min ＝ 0.05도) 확인 351

그림 373. 위성 수신상태(DGPS처리 사용 GPS 수신갯수 4개이상 및... 351

그림 374. 현장 인식 가능한 측량점 354

그림 375. LAS상 인식 가능한 구축점 354

그림 376. 육안검수를 위한 비교평가 데이터의 표출... 355

그림 377. LAS 및 벡터 데이터상에 표출한 측량점, 구축점 유효오차범위 355

그림 378. 정밀도 검증을 위한 현장 측량 356

그림 379. 측량 구간 주요 포인트 356

그림 380. 토탈 스테이션 측량 356

그림 381. 비교대상에 대한 점의 조서 작성 357

그림 382. 공공 기준점 망도(발췌) 358

그림 383. 각 취득 점에 대한 성과표(발췌) 358

그림 384. 정밀도 비교를 위한 현장측량 성과물 현황 358

그림 385. LAS데이터와 정밀도측량 비교검증 평가툴(LASdataQC) 화면 359

그림 386. 각 검사점에 대한 표준편차 및 RMSE 계산 결과 360

그림 387. 교량/터널구간 표준편차 및 RMSE 계산 결과 360

그림 388. 육안확인용 허용기준치 내 측량점 및 구축 포인트 비교 361

그림 389. GCP 배치 간격별 오차량 보정 결과 361

그림 390. 철도시설물 운영관리시스템 사용자 DB입력 및 가공 기능 362

그림 391. 철도시설물 공간정보 취득 고도화 방안 363

그림 392. 분야별 실무자 요구사항 수렴 및 타 기관 시설관리 S/W시연 365

그림 393. 요구사항 분석 및 분야별 실무자료 수집 365

그림 394. 시스템 구성도 (GeoServer 연동) 366

그림 395. 철도시설물 검색S/W 단위별 개발계획 (WBS) 367

그림 396. UI/UX Flow 설계서(스토리보드) 368

그림 397. 스토리보드 기반으로 모듈별 개발 검토 368

그림 398. 운영관리시스템 및 단말SW 기능연동 시나리오 문서 369

그림 399. SW시작 인트로 및 HW체크 화면의 예 370

그림 400. 통합UI내 메인화면 및 주 메뉴화면 구현 370

그림 401. 단말상 궤적수집화면 및 정읍역사내 테스트 경로 화면 371

그림 402. 시설물 현장위치와 단말상 위치 확인 372

그림 403. 산출물 - 철도시설물 단말 검색 SW 시험평가서 (발췌) 373

그림 404. 산출물 - 철도시설 검색SW 기능 TEST CASE (발췌) 373

그림 405. 산출물 - 사용자 매뉴얼 (발췌) 374

그림 406. 연구결과의 분야별 활용방안 384

그림 407. 2015 국토교통 R&D 우수성과 25선 393

그림 408. 2015 국토교통기술대전 참가 393

그림 409. 2016 국토교통기술대전 참가 394

그림 410. 한국철도학회 2016년 추계학술대회 부스전시회 참가 394