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목차
1장 기술의 정의 및 필요성 30
1절 기술의 정의 30
1. 기술의 개요 30
2. 기술의 정의 31
2절 연구개발의 배경 및 필요성 32
1. 연구개발 배경 32
2. 연구개발 필요성 32
2장 국내외 동향 및 환경 분석 47
1절 국내외 정책동향 47
1. 국외 정책 동향 47
2. 국내 정책 동향 50
2절 국내외 시장현황 및 전망 55
1. 국외 철도시장 일반현황 55
2. 국내 철도시장 일반현황 59
3. 국내외 개발대상 부품장치 시장 현황 62
3절 국내외 기술동향 64
1. 국내외 철도분야 검·인증 동향 64
2. 국내외 제동 패드 및 슈 기술동향 78
3. 국내외 감속시스템 기술동향 81
4. 국내외 전기철도시설 전력부하 불평형 개선 기술동향 95
4절 논문 및 특허 분석 101
1. 국내외 논문 및 특허 현황 101
5절 연구개발 인프라 현황 128
1. 제동 성능시험기 128
2. 드라이빙기어 시험기 129
3. EMI/EMC 챔버 129
4. 피로시험기(250KN) 130
5. 공기제동시험기 130
6. 3차원측정기 131
7. 그 밖의 공인시험장치 131
3장 연구개발과제 구성 및 추진전략 177
1절 비전 및 목표 177
1. 비전 178
2. 연구개발 목적 178
3. 연구개발 목표 178
4. 세부목표 178
2절 연구개발 과제 구성 180
1. 과제명 : 고속철도 해외의존 부품장치 국산화 기술개발 180
2. 연구개발 과제 구성 180
3. 연구기간 및 예산 182
3절 추진전략 및 세부과제별 주요내용 183
1. 추진전략 183
2. 세부과제별 주요내용 184
4장 사전타당성 검토 203
1절 논리모형 203
1. 개발대상 도출 논리모형 203
2. 개발대상 목표선정 논리모형 204
2절 정책적 타당성 211
1. 국내 상위 정책 현황 211
2. 상위 정책과의 부합성 215
3절 기술적 타당성 216
1. 기술적 타당성 검토 항목 216
2. 기획과정의 적절성 216
3. 기존 연구와의 중복성 227
4. 기술개발 성공가능성 228
4절 경제적 타당성 230
1. 경제적 타당성 검토 230
5장 소요예산 산정 233
1절 소요예산 산정 233
1. 예산 산정 방법 233
2. 전체 소요예산 233
3. 기술개발 연구내용 대비 상세 연구비 소요 234
2절 인력투입 계획 236
1. 연구일정에 따른 인력투입계획 236
2. 과제세부별 상세 인력투입 계획 236
6장 과제공모방안 238
1절 과제제안 요구서(RFP) 238
1. (1세부) 고속철도용 핵심부품 인터페이스 호환성 및 적합성검증 지원 연구 238
2. (2세부) 동력집중식 고속철도용 표준 호환형 고성능 제동 패드 및 슈 기술개발 248
3. (3세부) 동력분산식 고속철도용 고기능성 감속시스템 기술개발 258
4. (4세부) 고속철도용 전력부하 불평형 개선 능동형 밸런서시스템 기술 272
2절 과제공모 방안 281
1. 과제공모 일반사항 281
2. 유의사항 282
3. 선정평가 방법 283
참고문헌 286
부록 288
[부록 1] 「철도 핵심부품장치 기술개발 과제기획」 기술수요조사서 288
[부록 2] 「철도 핵심부품장치 기술개발 과제기획」 기술수요조사 및 우선순위 도출 자문회의 결과 356
[뒷표지] 365
표 1-1. 철도차량 부품의 대륙별 수입현황(2011년) 33
표 1-2. 철도차량 교체 및 구매계획(안) 36
표 1-3. 고속철도 제동패드와 제동슈의 장단기 시장수요예측 및 가능한 시장 창출 42
표 2-1. 제3차 철도산업발전기본계획 내 철도차량 부품장치 관련 과제 53
표 2-2. 철도부품 강소기업 육성방안 내 핵심부품장치 관련 분야 54
표 2-3. 전 세계 지역별 철도 시장규모 56
표 2-4. 분야별 철도시장 규모 56
표 2-5. 철도차량별 철도시장 규모 56
표 2-6. 세계 철도차량부품 업체 분석 58
표 2-7. 동력집중식 고속철도 제동패드 및 슈 국내 시장 현황 62
표 2-8. 동력집중식 고속철도 제동패드 국외 시장 현황 62
표 2-9. 동력분산식 고속철도 감속시스템 국내 시장 현황 63
표 2-10. 동력분산식 고속철도차량 구매 계획 63
표 2-11. 고속철도용 부하밸런서 국내 시장 현황 63
표 2-12. TSI 인증 체계 66
표 2-13. IRIS 인증 획득 업체 수('18. 02월 기준) 71
표 2-14. 특허종류별 국가별 검색건수 79
표 2-15. 고속철도용 감속기 MRU 및 ARU 현황 84
표 2-16. 국내 고속차량 감속장치 적용 현황 91
표 2-17. 국내 철도차량분야 논문 활동 추이 101
표 2-18. 최근 10년간 철도차량분야 국내 기관별 논문활용 추이 101
표 2-19. 철도차량분야 기술 경쟁력 102
표 2-20. 국내 철도시설분야 논문 활동 추이 102
표 2-21. 최근 10년간 철도시설분야 국내 기관별 논문활용 추이 102
표 2-22. 철도시설분야 특허 기술 경쟁력 103
표 2-23. 특허 정량분석 결과(중분류) 103
표 2-24. 특허 정량 분석결과(소분류) 104
표 2-25. 주행장치 분야의 경쟁자 Land Scape 113
표 2-26. 주행장치 분야의 최근구간 출원증가율 114
표 2-27. 주행장치 분야의 최근구간 출원점유율 114
표 2-28. 주행장치 분야의 특허시장확보력 115
표 2-29. IP 부상도 판단 결과 115
표 2-30. IP 부상도 항목별 판단기준표 115
표 2-31. 제동장치 분야의 경쟁자 Land Scape 124
표 2-32. 제동장치 분야의 최근구간 출원증가율 125
표 2-33. 제동장치 분야의 최근구간 출원점유율 125
표 2-34. 제동장치분야의 특허시장확보력 126
표 2-35. IP 부상도 판단 결과 126
표 2-36. IP 부상도 항목별 판단기준표 127
표 3-1. 연도별 소요예산 182
표 3-2. 고속철도용 핵심부품 인터페이스 호환성 및 개발지원 연구 전략 로드맵 187
표 3-3. 동력집중식 고속철도용 표준 호환형 고성능 제동 패드 및 슈 기술개발 전략 로드맵 192
표 3-4. 동력분산식 고속철도용 고내구성 감속시스템 기술개발 전략 로드맵 197
표 3-5. 고속철도용 전력부하 불평형 개선 능동형 밸런서시스템 기술개발 전략 로드맵 201
표 4-1. 국가 상위 정책과의 정책적 타당성 검토 결과 요약 215
표 4-2. 철도차량 부품·장치의 기술중요도, 안전도, 시장규모 등 분석 결과 217
표 4-3. 기술 수요조사서 양식 및 설명서 222
표 4-4. 개발대상 부품장치별 우선순위 선정 226
표 4-5. 각 부품장치별 기존 연구와의 중복성 검토 결과 227
표 4-6. 동력집중식 고속철도 제동 패드 및 슈 국내시장 수요예측 및 예상 시장 230
표 4-7. 동력집중식 고속철도 제동패드 장단기 유럽시장 수요예측 및 예상 시장 230
표 4-8. 동력분산식 고속철도 감속시스템 국내시장 수요예측 및 예상 시장 231
표 4-9. 동력분산식 고속철도차량 구매 계획 231
표 4-10. 고속철도용 부하밸런서 국내시장 수요예측 및 예상 시장 232
표 5-1. 전체 연구개발비 소요예산 233
표 5-2. 기술개발 연구내용 대비 상세 연구비 산정 234
표 5-3. 전체사업 인력투입계획 236
표 5-4. 연구개발 내용별 상세 인력투입 계획 236
그림 1-1. 국내 고속철도차량 부품 가격상승율과 단종가능 부품 수 33
그림 1-2. 수출입대비 철도선진국이 차지하는 부품 비율 현황 33
그림 1-3. 기술 국산화에 따른 가격 인하효과 34
그림 1-4. 2013~2017 건설교통 R&D 중장기 계획의 철도기술연구 개요 35
그림 1-5. 2013~2017 건설교통 R&D 중장기 계획의 철도기술연구 이슈트리 35
그림 1-6. 철도차량용 부품회사 종사자(임직원) 현황 37
그림 1-7. 철도차량 부품산업 특성 37
그림 1-8. 유럽 시험인증기관의 제품개발 전주기적 적합성 검증 지원 프로세스 40
그림 1-9. 기존 및 현 수행 부품장치 R&D 수행 현황 평가 및 향후 사업화 성공 지원 방향 40
그림 2-1. 유럽 철도 발전 기술 및 혁신 로드맵 48
그림 2-2. 전 세계 철도 시장 전망(2021년) 55
그림 2-3. 세계철도운송망 전망(2015~2022) 57
그림 2-4. 국내 철도산업 현황 60
그림 2-5. 국내 철도차량 부품업체 현황(2016) 60
그림 2-6. 국내 중소기업 주요 거래처 현황 61
그림 2-7. 범 유럽의 철도인증체계 64
그림 2-8. 범 유럽 정부주도 인증체계 개념 65
그림 2-9. 범 유럽의 철도인증체계 65
그림 2-10. 통합 유럽의 철도 상호운영을 위한 규정체계 변화 67
그림 2-11. 유럽연합의 철도 하부시스템 TSI의 검증 및 승인 체계 67
그림 2-12. 미국철도협회(AAR) 기술기준 체계 68
그림 2-13. IRIS 인증서 교부 현황 70
그림 2-14. 대륙별 인증서 교부 현황 70
그림 2-15. 대륙별 인증 획득 국가 수 70
그림 2-16. 국가별 IRIS 인증 현황 71
그림 2-17. 철도안전법 개정에 따른 인증체계 변화 72
그림 2-18. 철도 형식승인제도 관련 주요내용 72
그림 2-19. 철도용품 형식승인 우선대상(안) 용품 73
그림 2-20. 철도용품 형식승인 후순위 대상(안) 용품 74
그림 2-21. 철도안전법에 따른 기술기준의 체계 75
그림 2-22. 철도차량 기술기준 및 시험규격의 대상 75
그림 2-23. 철도차량 기술기준 및 시험규격 대상 77
그림 2-24. 국내 IRIS 인증 철도 기업 78
그림 2-25. 유럽 고속철도차량에 적용되는 고 마찰계수 제동패드 79
그림 2-26. 제동디스크의 열크랙 80
그림 2-27. 손상된 차축과 차륜 80
그림 2-28. Helical gear drives(Single, Two stage) 82
그림 2-29. Bevel gear drives(Single, Two stage) 82
그림 2-30. Helical gear drives - not sprung 83
그림 2-31. ICE 및 Velaro 고속전철용 감속장치의 설계 목표 83
그림 2-32. Motor Gear Unit 84
그림 2-33. 베어링 기술 동향 : 1~3세대 진화 85
그림 2-34. 저토크 베어링 기술 동향 - 1 86
그림 2-35. 저토크 베어링 기술 동향 - 2 86
그림 2-36. 저토크 베어링 기술 동향 - 3 86
그림 2-37. 유리섬유 소재 및 Polymer 리테이너 87
그림 2-38. 열처리 기술 개발과 베어링 수명의 관계 87
그림 2-39. 롤러 최적화 crowning 설계 88
그림 2-40. Application 적합 해석 기법 88
그림 2-41. 국내 일반전동차에 적용된 감속장치 모델 89
그림 2-42. 틸팅전동차에 적용된 감속장치 모델 89
그림 2-43. ITX-새마을에 적용된 감속장치 모델 90
그림 2-44. KTX-산천에 적용된 감속장치 모델과 개념도 90
그림 2-45. HEMU-430X에 적용된 감속장치 모델 91
그림 2-46. 기어 케이스의 구조 방사 소음 검토 92
그림 2-47. 테이퍼 롤러 베어링 93
그림 2-48. 고속 차량용 모터 감속기 93
그림 2-49. 고속 열차 3D 모델 94
그림 2-50. 제주도 신제주 변전소에 설치된 효성의 50Mvar 스태콤의 인버터룸 95
그림 2-51. 100 MVar/ 132 ㎸ RAB 구성도 96
그림 2-52. RAB Container 내부 구성 96
그림 2-53. 35 Mvar RAB layout 97
그림 2-54. 밸런서 설치 전후의 전압불평형률 비교 97
그림 2-55. 국외 SVC 전력 흐름도 98
그림 2-56. 국외 SVC 설치 현황 98
그림 2-57. RPC 설치 전후의 전력흐름도 99
그림 2-58. RPC 상세구성도 100
그림 2-59. RPC 제어반, 인버터반(좌) 및 RPC용 변압기 사진(우) 100
그림 2-60. RPC용 Inverter Unit 100
그림 2-61. 전체 연도별 동향 105
그림 2-62. 주요시장국의 연도별 동향 106
그림 2-63. 주요시장국의 내·외국인 특허출원현황 107
그림 2-64. 주요시장국의 연도별 내·외국인 특허동향 108
그림 2-65. IP 포트폴리오로 파악한 기술시장 성장단계 108
그림 2-66. IP 포트폴리오로 파악한 주요시장국의... 109
그림 2-67. 주행장치 분야 주요출원인 현황 110
그림 2-68. 주행장치 분야 주요출원인의 연도별 동향 111
그림 2-69. 주행장치 분야의 연도별 출원동향 113
그림 2-70. 주행장치 분야의 주요시장국 내·외국인 특허출원현황 114
그림 2-71. 전체 연도별 동향 116
그림 2-72. 주요시장국의 연도별 동향 117
그림 2-73. 주요시장국의 내·외국인 특허출원현황 118
그림 2-74. 주요시장국의 연도별 내·외국인 특허동향 119
그림 2-75. IP 포트폴리오로 파악한 기술시장 성장단계 119
그림 2-76. IP 포트폴리오로 파악한 기술시장 성장단계 120
그림 2-77. 제동장치 분야의 주요출원인 현황 121
그림 2-78. 제동장치 분야 주요출원인의 연도별 동향 122
그림 2-79. 제동장치 분야의 연도별 출원동향 125
그림 2-80. 제동장치 분야 주요시장국의 내·외국인 특허출원현황 126
그림 2-81. 제동 성능시험기 128
그림 2-82. 드라이빙 기어 시험기 129
그림 2-83. EMI/EMC 챔버 130
그림 3-1. 연구개발 비전 및 목표 177
그림 3-2. 연구개발 과제 구성도 180
그림 3-3. 연구개발 연차별 추진전략 로드맵 183
그림 4-1. 개발대상 부품장치 도출 논리모형 203
그림 4-2. 개발대상 부품장치 도출 및 선정 프로세스 203
그림 4-3. KTX-산천 제동디스크 열크랙 현상 204
그림 4-4. KTX-산천 수입 제동패드의 마찰재 파손 현상 204
그림 4-5. 제동디스크 열손상으로 탈거된 윤축 204
그림 4-6. 손상된 차축과 차륜(박리, 찰상 열마모) 205
그림 4-7. ICE 및 Velaro 고속전철용 감속장치의 설계 목표 207
그림 4-8. 개발대상 부품장치 선정 프로세스 216
그림 4-9. 2차 Top-Down 기술수요조사 통합 현황 분석 223
그림 4-10. 2차 Top-Down 기술수요조사 차량부문 현황 분석 223
그림 4-11. 2차 Top-Down 기술수요조사 시설부문 현황 분석 223
그림 4-12. Bottom-Up 기술수요조사 통합 현황 분석 224
그림 4-13. Bottom-up 기술수요조사 차량부문 현황 분석 224
그림 4-14. Bottom-up 기술수요조사 시설부문 현황 분석 225
그림 4-15. 개발대상 부품장치 선정을 위한 2차 선정 절차 매트릭스 225
그림 4-16. 연구개발 추진전략 및 성과 로드맵 228
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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