[표지]

목차

고속검측 통합 SW개발 및 시스템 통합 : 최종보고서 5

제출문 6

보고서 요약서 7

요약문 8

SUMMARY 9

목차 10

제1장 연구개발과제의 개요 18

제1절 연구개발 목적 18

제2절 연구개발의 필요성 18

제3절 연구개발 범위 19

제2장 국내외 기술 개발 현황 22

제1절 국내 기술 개발 현황 22

제2절 국외 기술 개발 현황 23

제3장 연구수행 내용 및 결과 27

제1절 시스템 조정 및 통합 27

제2절 고속검측차량 개조 및 검측차 구축 31

제3절 고속종합검측 통합운영 S/W 구축 63

제4절 고속종합검측 시스템 시운전 시험 98

제5절 차량진동가속도 계측시스템 성능검증 및 인터페이스 107

제6절 트롤리형 궤도선형검측기 개발 118

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 128

제1절 연구목표 달성도 128

제2절 관련분야 기여도 132

제5장 연구개발성과의 활용 계획 134

제1절 실용화 제고를 위한 추진현황 134

제2절 실용화 실적 및 계획 137

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 140

제7장 연구개발성과의 보안등급 142

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 143

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 144

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 145

제11장 참고문헌 146

(고속) 궤도검측 모듈 개발 : 최종보고서 151

제출문 152

보고서 요약서 153

요약문 154

SUMMARY 155

목차 156

제1장 연구개발과제의 개요 164

제1절 연구개발 목표 164

제2절 연구개발의 필요성 164

제3절 연구개발 범위 165

제2장 국내외 기술 개발 현황 169

제1절 국내 기술 개발 현황 169

제2절 국외 기술 개발 현황 169

제3장 연구수행 내용 및 결과 176

제1절 시스템 엔지니어링 및 인터페이스 176

제2절 궤도 틀림 검측 모듈 설계, 제작 190

제3절 레일 단면/마모 검측 모듈 설계, 제작 217

제4절 레일표면/침목/체결구 결함탐지 모듈 설계, 제작 231

제5절 선로 순회 비디오 모듈 설계, 제작 251

제6절 현차시험(본선시험) 및 성능평가 261

제7절 도시철도 검측시스템 적용성 연구 310

제8절 해외 시스템과의 비교표 312

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 314

제1절 연구목표 달성도 314

제2절 관련분야 기여도 315

제5장 연구개발성과의 활용 계획 317

제1절 실용화 제고를 위한 추진현황 317

제2절 실용화 실적 및 계획 318

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 319

제7장 연구개발성과의 보안등급 319

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 320

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 320

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 321

제11장 참고문헌 322

고속철도 전기 검측모듈 기술개발 : 최종보고서 325

제출문 326

보고서 요약서 327

요약문 328

SUMMARY 329

목차 330

제1장 연구개발과제의 개요 339

제1절 연구개발 목적 339

제2절 연구개발의 필요성 339

제3절 연구개발 범위 342

제2장 국내외 기술 개발 현황 344

제1절 국내 기술 개발 현황 344

제2절 국외 기술 개발 현황 348

제3장 연구수행 내용 및 결과 352

제1절 최종성과 목표 및 성과지표 352

제2절 연구계획 및 성과 353

제3절 연구수행 내용 359

제4절 전시 및 홍보 473

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 475

제1절 연구목표 달성도 475

제2절 관련분야 기여도 480

제5장 연구개발성과의 활용 계획 481

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 482

제7장 연구개발성과의 보안등급 488

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 489

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 490

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 491

제11장 기타 사항(4차년도 연구개발 성과지표) 492

제12장 참고 문헌 493

제13장 고속철도 전기 검측모듈 주요 시험결과[요약본] 494

제1절 전차선 분야 494

제2절 신호 분야 510

고속검측 통합 SW개발 및 시스템 통합 : 최종보고서 11

표 1.3.1. 1세부 연차별 연구개발 내용 및 범위 20

표 2.1.1. 선진국 대비 요소기술의 기술수준 23

표 2.2.1. 국외 고속종합검측차 대표 사례 26

표 3.1.1. 공정회의 추진 내역 27

표 3.1.2. 2017년 1월 공정회의 주요 내용 27

표 3.1.3. 2017년 2월 공정회의 주요 내용 28

표 3.1.4. 기술세미나 및 인터페이스 조정 회의 추진 내역 28

표 3.1.5. 해무 열차 종합 기능 점검 회의(2017.01.06.) 주요 내용 29

표 3.1.6. 시운전 시험일정 변경 및 인터페이스 대책 회의(2017.10.26.) 주요 내용 29

표 3.1.7. 기능적 요구사항에 대한 점검 결과 및 조치 일정(일부 예) 30

표 3.2.1. 고속검측차량 개조 및 검측차 구축 연차별 계획 31

표 3.2.2. 궤도틀림 검측장치 사양 34

표 3.2.3. 레일프로파일 검측장치 사양 34

표 3.2.4. 체결장치 검측장치 사양 34

표 3.2.5. 차량 설치 공간 검토 결과 35

표 3.2.6. 프레임 기본 사양 36

표 3.2.7. 중량 조건 36

표 3.2.8. 하중 조건 36

표 3.2.9. 평가 기준 36

표 3.2.10. 재질 사양 36

표 3.2.11. 구조 해석 결과 37

표 3.2.12. 고무 부시 기본 사양 38

표 3.2.13. 안정성 해석 38

표 3.2.14. 동특성 해석 38

표 3.2.15. 상세 설계 시 검토 사항 39

표 3.2.16. 해외 검측차량 검측모듈 프레임의 설치 현황 40

표 3.2.17. 해외 검측차 검측실 조사 42

표 3.2.18. 차량별 검측시스템 및 검측실 설치내용 42

표 3.2.19. 주검측실 배치 구성안 최종(안) 43

표 3.2.20. 전위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건 45

표 3.2.21. 후위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건 45

표 3.2.22. 사용 재질의 기계적 특성 45

표 3.2.23. 전위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건별 최대응력 46

표 3.2.24. 후위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건별 최대응력 46

표 3.2.25. 해석 모델 모드 해석 결과 47

표 3.2.26. 차체 전·중·후 및 앞·뒤 대차의 진동가속도 48

표 3.2.27. 윤중감소량, 탈선계수, 횡압 결과 48

표 3.2.28. 실내 추가 구성품의 각 대차간 지지 하중 분포 48

표 3.2.29. 전위대차 추가 구성품의 각 차축 당 지지 하중 분포 48

표 3.2.30. 후위대차 추가 구성품의 각 차축 당 지지 하중 분포 49

표 3.2.31. 좌우측선로 차륜의 평균치와의 편차표 49

표 3.2.32. 각 차륜에 대한 하중분포 49

표 3.2.33. 동일차축의 좌우측차륜하중 평균치와의 편차표 49

표 3.2.34. 좌우측선로 차륜의 하중합의 평균치와의 편차 49

표 3.2.35. 동일차축의 좌우측차륜하중 평균치와의 편차표 51

표 3.2.36. 좌우측선로 차륜의 하중합의 평균치와의 편차 51

표 3.2.37. 전위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건별 최대응력 53

표 3.2.38. 후위 대차용 검측모듈 프레임의 하중조건별 최대응력 54

표 3.2.39. 연차별 개조 작업 공정 Process 55

표 3.2.40. 4차년도 주요업무 55

표 3.2.41. 검측차 설비 배치 명세 56

표 3.2.42. 계측장비 58

표 3.2.43. 정하중 응력측정 결과 59

표 3.2.44. 시험결과 종합 59

표 3.2.45. 검측프레임 재질의 기계적 성질 60

표 3.2.46. 시험장비 및 측정항목 60

표 3.2.47. 진동 가속도 비교 60

표 3.2.48. 출발 전 궤도검측 모듈프레임 점검표 61

표 3.2.49. 고속차량 검수 종별 약호 및 원어 61

표 3.2.50. 정비 종별 유지보수 항목 61

표 3.2.51. 검수내용 62

표 3.3.1. 1차년도 세부연구내용 64

표 3.3.2. 궤도틀림 검측부 데이터 및 용량 설계(예) 67

표 3.3.3. 300Km/h 주행 시 궤도검측 데이터 용량 67

표 3.3.4. 데이터별 Onboard/Offboard 처리방법 67

표 3.3.5. 2차년도 세부연구내용 69

표 3.3.6. 요구사항 목록 70

표 3.3.7. S/W감리 중점 점검항목 73

표 3.3.8. 감리 주요 활동 74

표 3.3.9. 감리결과 조치내역서 75

표 3.3.10. 3차년도 세부연구내용 76

표 3.3.11. 통합운영시스템 테스트 서버 구성 77

표 3.3.12. 감리 개선권고사항 80

표 3.3.13. 세부 점검 결과 80

표 3.3.14. 추가적으로 도출된 개선 요건 사례(일부발췌) 81

표 3.3.15. 4차년도 세부연구내용 82

표 3.3.16. 고속종합검측 통합 S/W 통합 및 시운전 테스트 1 84

표 3.3.17. 고속종합검측 통합 S/W 통합 및 시운전 테스트 2 86

표 3.3.18. 데이터 파일 용량 산정 94

표 3.3.19. 데이터베이스 용량 산정 95

표 3.3.20. 영상 파일 용량 산정 95

표 3.3.21. 코레일 궤도검측 운영 현황 96

표 3.3.22. 궤도검측 데이터 용량 산정 96

표 3.4.1. 본선시운전시험을 위한 협약 및 부속협약 추진 경위 98

표 3.4.2. 검측차량 구내시운전 및 정적시험 102

표 3.4.3. 고속검측시스템 본선 시운전 현황 102

표 3.4.4. 시험구간내 차량 안전성 평가 결과(호남선) 104

표 3.5.1. 승차감(Ride Comfort) 평가기법 및 측정위치 108

표 3.5.2. 승차감평가방법 및 적용 108

표 3.5.3. 전달함수 계산시 이용되는 필터 109

표 3.5.4. 주파수보정 전달함수 및 매개변수 109

표 3.5.5. Continuous comfort 평가기준 110

표 3.5.6. UIC518 신호처리 방법 110

표 3.5.7. 주행안전성 및 승차감 허용기준(UIC518) 111

표 3.5.8. 외부프로그램과 비교 112

표 3.5.9. 필터의 허용기준 만족여부 113

표 3.5.10. 메시지 구조 114

표 3.5.11. 시스템 번호 114

표 3.5.12. 메시지 구조 114

표 3.5.13. Interface Lab test result 115

표 4.1.1. 1차년도 양적성과 달성도 128

표 4.1.2. 1차년도 질적성과 달성도 128

표 4.1.3. 2차년도 양적성과 달성도 129

표 4.1.4. 2차년도 질적성과 달성도 129

표 4.1.5. 3차년도 양적성과 달성도 130

표 4.1.6. 3차년도 질적성과 달성도 130

표 4.1.7. 4차년도 양적성과 달성도 131

표 4.1.8. 4차년도 질적성과 달성도 131

표 4.2.1. 관련분야 기여도 132

표 4.2.2. 궤도검사차 수출입 현황 133

표 5.1.1. 수요기관 요구사항 반영을 위한 트롤리형 고정밀 궤도선형검측기 성능검증 및 시연평가 진행 136

표 5.1.2. 수요기관 요구사항 반영을 위한 트롤리형 현방식 궤도선형검측기 성능검증 및 시연평가 진행 137

표 5.1.3. 수요기관 요구사항 반영을 위한 휴대형 궤도 및 전차선 검측기 성능검증 및 시연평가 진행 137

(고속) 궤도검측 모듈 개발 : 최종보고서 157

표 1.3.1. 1차년도 연구목표 167

표 1.3.2. 2차년도 연구목표 167

표 1.3.3. 3차년도 연구목표 168

표 1.3.4. 4차년도 연구목표 168

표 2.2.1. Specification(MERMEC) 171

표 2.2.2. Specification(ENSCO) 172

표 2.2.3. Specification(Plasser&Theurer) 172

표 2.2.4. Specification(ZG optique) 173

표 2.2.5. RPMS 사양 174

표 3.1.1. 레일 주시형 속도계 사양 183

표 3.2.1. 궤도틀림 검측 장치 설치시 고려사항 191

표 3.2.2. 궤도틀림 검측 파라미터 192

표 3.2.3. 궤도틀림 측정 파라미터 192

표 3.2.4. 궤도틀림 사용 환경 조건 192

표 3.2.5. INS의 성능 196

표 3.2.6. OGM으로 선정한 scanCONTROL 2750-100의 성능 197

표 3.2.7. 데이터 전송의 메시지 구조의 예 199

표 3.2.8. 궤도 선형 파라미터 계산 요약 203

표 3.2.9. INS의 위치 오차에 미치는 요인 203

표 3.2.10. 분해능 시험 결과 213

표 3.2.11. 불확도 시험 결과 213

표 3.2.12. 측정 범위 시험 결과 213

표 3.2.13. 측정 속도 시험 결과 213

표 3.2.14. 관성측정모듈의 Drift 214

표 3.3.1. 레일 마모 검측 모듈 주요 기본 사양 218

표 3.3.2. 레일 마모 스캐너 사양 218

표 3.3.3. 하드웨어 사양 219

표 3.3.4. 외관 및 전원검사 226

표 3.3.5. 레일 단면/마모 검측 장치 226

표 3.3.6. 레일 단면/마모 검측 장치 레일 위치 별 측정 상태 확인 227

표 3.3.7. 카메라 별 광컨버터 통신 및 동작 검사 228

표 3.3.8. 온도센서 모듈 동작 확인 228

표 3.3.9. 마모된 레일 시료 제작 229

표 3.3.10. 마모된 레일 시료의 불확도 측정 결과 230

표 3.4.1. 이격거리별 이미지 밝기 분포도 233

표 3.4.2. 발열량 분석 233

표 3.4.3. 외관 및 전원검사 239

표 3.4.4. 라인 조명 검사 239

표 3.4.5. 카메라 별 광컨버터 통신 및 동작 검사 239

표 3.4.6. 온도센서 모듈 동작 확인 240

표 3.4.7. 동적 테스트 결과 1 243

표 3.4.8. 동적 테스트 결과 2 244

표 3.4.9. 레일 표면 결함 탐지(정방향) 246

표 3.4.10. 레일 표면 결함 탐지(역방향) 246

표 3.4.11. 침목 결함 탐지(정방향) 246

표 3.4.12. 침목 결함 탐지(역방향) 246

표 3.5.1. 카메라 기능 및 규격 258

표 3.5.2. 카메라 구성 최종안 258

표 3.6.1. 궤도틀림 검측모듈 현차시험 수행 내역 263

표 3.6.2. 궤도 선형 파라미터의 신뢰성 요구도 265

표 3.6.3. 반복성 시험 결과 265

표 3.6.4. 재현성 시험 결과 272

표 3.6.5. 경부선 재현성 시험 결과 281

표 3.6.6. 레일 단면/마모 검측 모듈 현차시험 수행 내역 294

표 3.6.7. 정밀도(재현성) 평가 295

표 3.6.8. 데이터 분석 방법 295

표 3.6.9. 재현성 시험결과 296

표 3.6.10. 재현성 테스트 평가기준 297

표 3.6.11. 재현성 테스트 결과 297

표 3.6.12. 평가기준 299

표 3.6.13. 선로영상 수집 성능 및 분해능 확인 299

표 3.6.14. 레일두부 표면 및 체결구, 침목 인식 상태 확인 300

표 3.6.15. 레일두부 결함 인식율 300

표 3.6.16. 체결구 인식률 301

표 3.6.17. 체결구 결함 오인식률 301

표 3.6.18. 침목 인식률 302

표 3.6.19. 침목 결함 오인식률 302

표 3.6.20. 레일두부 결함 분석 보고서 예 303

표 3.6.21. 체결구 분석보고서 예 307

표 3.6.22. 침목 분석보고서 예 307

표 3.6.23. 침목 균열 외 결함 예 308

표 3.8.1. 궤도틀림검측모듈 해외시스템과 비교 312

표 3.8.2. 레일 단면마모 모듈 해외시스템과 비교 313

표 3.8.3. 레일표면/침목/체결구 결함탐지 모듈 해외시스템과 비교 313

표 4.1.1. 4차년도 성과지표 314

표 4.1.2. 정량적 성과 315

고속철도 전기 검측모듈 기술개발 : 최종보고서 331

표 1.3.1. 전차선로 검측모듈 개발 연구범위 343

표 1.3.2. 신호 검측모듈 개발 연구범위 343

표 2.1.1. 전철시험차 전차선 검측장치 사양 344

표 2.1.2. ROGER-1000K의 전차선 검측장치 사양 345

표 2.1.3. 궤도검측차-전차선 검측장치 사양 345

표 2.1.4. KTX-36호 검측장치 사양 346

표 2.2.1. 해외 고속검측차량 전차선 분야 검측항목 348

표 2.2.2. 국내 검측장치 구축현황 349

표 2.2.3. R&D 시제품과 시제품 사양 비교 349

표 2.2.4. 국외 검측전용차량 현황 351

표 3.1.1. 최종성과 목표 및 성과지표 352

표 3.2.1. 연차별 추진내용 353

표 3.2.2. 1차년도 성과 내용 355

표 3.2.3. 2차년도 성과 내용 355

표 3.2.4. 3차년도 성과 내용 356

표 3.2.5. 4차년도 성과 내용 357

표 3.2.6. 연구개발 결과의 우수성 및 차별성 357

표 3.3.1. 전차선분야 검측장치 360

표 3.3.2. 전차선로 검측모듈 구성품 361

표 3.3.3. 전차선 검측모듈 연차별 개발 내역 362

표 3.3.4. 전차선분야 검측 관련 운영기관 및 제작사 조사 362

표 3.3.5. 전차선로 검측모듈 목표사양 363

표 3.3.6. 전차선 마모검측 모듈 사양 364

표 3.3.7. 전차선 차탑장치 구성 설명 366

표 3.3.8. 전차선 마모 검측모듈 구성설명 366

표 3.3.9. 전차선 마모 검측모듈 구성품 물량표 367

표 3.3.10. 전차선 마모 검측모듈 개발품 및 정적 시험 환경 구축 369

표 3.3.11. 전차선 마모 시험환경 구성 설명 370

표 3.3.12. 전차선 마모 시험 내용 371

표 3.3.13. 전차선 마모 검측모듈 정밀도 시험 결과 371

표 3.3.14. 전차선 시료(12.5㎜) 잔존직경 측정값 373

표 3.3.15. 전차선 시료(11.5㎜) 잔존직경 측정값 373

표 3.3.16. 전차선 시료(10.5㎜) 잔존직경 측정값 373

표 3.3.17. 전차선 시료(12.6㎜) 잔존직경 측정값 374

표 3.3.18. 전차선 시료(11.6㎜) 잔존직경 측정값 374

표 3.3.19. 전차선 시료(10.6㎜) 잔존직경 측정값 374

표 3.3.20. 전차선 마모 측정 동적시험 환경 376

표 3.2.21. 전차선 마모 측정 시험 차수 및 검측구간 377

표 3.3.22. 1㎞ 구간내에 전차선 평균 마모도 377

표 3.3.23. 전철주 경점에서 전차선 마모 측정값 비교 검증 377

표 3.3.24. 전차선 마모 정밀도 현장검증 378

표 3.3.25. 1㎞ 구간 내에 전차선 평균 마모도 379

표 3.3.26. 전차선 과마모 지점 정밀도 현장검증 379

표 3.3.27. 구간별 전차선 마모 검측값 비교 381

표 3.3.28. 전차선 마모 검측모듈 정밀도 시험 결과(HEMU-430X) 381

표 3.3.29. 전차선 표면상에 충격위치 383

표 3.3.30. 전차선 결함 유지보수 384

표 3.3.31. 전철주 습동면 검측모듈 사양 384

표 3.3.32. 전차선 습동면 검측모듈 구성 설명 385

표 3.3.33. 전차선 습동면 검측 모듈 구성품 물량표 386

표 3.3.34. 전차선 습동면 검측모듈 개발품 및 정적 시험 환경 구축 388

표 3.3.35. 전차선 습동면 정적시험 내역 388

표 3.3.36. 전차선 습동면 시험 환경 390

표 3.3.37. 전차선 습동면 검사장치 동적 시험 결과(전철시험차) 391

표 3.3.38. 전차선 습동면 시험 동적시험 환경 393

표 3.3.39. 전차선 습동면 시험 차수 및 검측구간 393

표 3.3.40. 습동면 충격위치 현장검증(경부고속선) 395

표 3.3.41. 습동면 충격위치 현장검증(호남고속선) 396

표 3.3.42. 전차선 습동면 검사장치 시험 결과(HEMU-430X) 398

표 3.3.43. 습동면 결함 면적별 유지보수 기준 분류(예시) 400

표 3.3.44. 가동브래킷 변형 검사 대상 401

표 3.3.45. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 최종 목표사양 401

표 3.3.46. 횡방향 시설물 변형 검사모듈 구성 설명 402

표 3.3.47. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 구성품 물량표 403

표 3.3.48. 전차선로 횡방향 시설물 변형검사 모듈 개발품 및 정적 시험 환경 구축 406

표 3.3.49. 가동브래킷 변형 정적 모의시험 406

표 3.3.50. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 현차시험 결과(전철시험차) 409

표 3.3.51. 횡방향 시설물 변형검사 동적시험 환경 410

표 3.3.52. 횡방향 시설물 변형검사 시험 차수 및 검측구간 411

표 3.3.53. 가동브래킷 검사기준 412

표 3.3.54. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 현차시험 결과(HEMU-430X) 416

표 3.3.55. 전철주 인식 레이더 모듈 사양 419

표 3.3.56. 전철주 인식 레이더 모듈 구성 설명 420

표 3.3.57. 전철주 인식 레이더 모듈 구성품 물량표 420

표 3.3.58. 전철주 인식 레이더 모듈 개발품 제작 및 시험환경 422

표 3.3.59. 전철주 인식 레이더 모듈 개발품 정적시험 422

표 3.3.60. 전철주 인식 레이더 모듈 개발품 시험환경 423

표 3.3.61. 전철주 인식 레이더 장치 동적 시험 결과(전철시험차) 424

표 3.3.62. 전철주 인식 레이더 모듈 동적 시험환경 426

표 3.3.63. 전철주 인식 레이더 모듈 시험 차수 및 검측구간 426

표 3.3.64. 전철주 인식 레이더 모듈 현차시험 결과(HEMU-430X) 428

표 3.3.65. 공인기관 환경시험 대상 429

표 3.3.66. 공인기관 환경시험 항목 430

표 3.3.67. 신호 검측모듈 구성품 432

표 3.3.68. 신호 검측모듈의 연차별 개발 내역 432

표 3.3.69. 신호분야 검측장치 기술조사 내역 433

표 3.3.70. 신호 검측모듈 목표사양 433

표 3.3.71. 신호 검측모듈 현차설치 구성 433

표 3.3.72. 귀선전류 처리보드의 전기적 사양 435

표 3.3.73. 귀선전류 수신보드의 전기적 사양 436

표 3.3.74. 귀선전류 안테나의 입출력 정의 436

표 3.3.75. 귀선전류 정보 전송을 위한 통신 프로토콜 438

표 3.3.76. 귀선전류 불평형 검측장치 개발품 성능평가 LAB 시험 결과 1 441

표 3.3.77. 귀선전류 불평형 검측장치 성능평가 LAB 시험 결과 2 442

표 3.3.78. 귀선전류 불평형 검측장치 환경시험 항목 및 관련 규격 443

표 3.3.79. 귀선전류 불평형 검측장치 환경시험 내역 443

표 3.3.80. 귀선전류 불평형 검측장치 환경시험 결과 444

표 3.3.81. 귀선전류 불평형 검측장치 현장 정적시험 445

표 3.3.82. 귀선전류 불평형 검측장치 정적시험 결과 447

표 3.3.83. KTX36호 현차시험을 위한 설치 내역 448

표 3.3.84. HBD 온도센서 검증장치 상세 사양 451

표 3.3.85. 온도센서 사양 452

표 3.3.86. 입력보드 사양 453

표 3.3.87. 데이터 수집장치 사양 453

표 3.3.88. HBD 온도센서 검증장치 LAB 시험 456

표 3.3.89. HBD 온도센서 검증장치의 LAB 시험 결과 457

표 3.3.90. HEMU-430X 귀선전류 현차시험을 위한 설치 물량 459

표 3.3.91. 귀선전류 시험 차수 및 검측 구간 460

표 3.3.92. 귀선전류 불평형 검측장치 현차시험 결과 1 464

표 3.3.93. 귀선전류 불평형 검측장치 현차시험 결과 2 465

표 3.3.94. HEMU-430X 차축온도 현차시험을 위한 설치 물량 467

표 3.3.95. HBD 온도센서 시험 차수 및 검측구간 467

표 3.3.96. HBD 온도센서 검증장치 현차시험 결과 471

표 3.3.97. 신호 검측모듈 현차시험 종합결과 473

표 4.1.1. 코레일 목표 달성도 및 관련분야 기여도 475

표 4.1.2. 투아이시스 목표 달성도 및 관련분야 기여도 476

표 4.1.3. 테크빌 목표 달성도 및 관련분야 기여도 477

표 4.1.4. 1차년도 연구목표 및 상세내용 478

표 4.1.5. 2차년도 연구목표 및 상세내용 478

표 4.1.6. 3차년도 연구목표 및 상세내용 479

표 4.1.7. 4차년도 연구목표 및 상세내용 479

표 13.1.1. 1㎞ 구간내에 전차선 평균 마모도 494

표 13.1.2. 전철주 경점에서 전차선 마모 측정값 비교 검증 494

표 13.1.3. 전차선 마모량 실측 495

표 13.1.4. 1㎞ 구간 내에 전차선 평균 마모도 495

표 13.1.5. 1㎞ 구간 내에 전차선 마모도 495

표 13.1.6. 구간별 전차선 마모 검측값 비교 496

표 13.1.7. 경부고속선 기간별 충격위치 분석 및 현장검증 499

표 13.1.8. 경부고속선 기간별 충격위치 분석 및 현장검증 500

표 13.1.9. 전철주 인식률 509

표 13.2.1. 성능시험 결과 : 귀선전류 불평형 검측장치 동작 510

표 13.2.2. 성능시험 결과 : 종합처리장치 동작 510

표 13.2.3. 성능시험 결과 : 귀선전류 처리보드와 종합처리장치 통신 511

표 13.2.4. 성능시험 결과 : 종합처리장치 초기 운영화면 설정 511

표 13.2.5. 성능시험 결과 : 종합처리장치의 종합검측 화면 표시 512

표 13.2.6. 성능시험 결과 : 귀선전류 수신 및 처리 513

표 13.2.7. 성능시험 결과 : 귀선전류 처리 및 화면 표시 513

표 13.2.8. 성능시험 결과 : HBD 온도센서 검증장치 516

표 13.2.9. 성능시험 결과 : 종합처리장치 동작 516

표 13.2.10. 성능시험 결과 : 종합처리장치의 종합검측 화면 표시 517

표 13.2.11. 성능시험 결과 : 종합처리장치의 차축온도 표시 517

고속검측 통합 SW개발 및 시스템 통합 : 최종보고서 14

그림 1.1.1. 고속검측시스템 구성 및 검측 항목 18

그림 1.3.1. 연구 추진 체계 20

그림 2.2.1. MERMEC사의 검측기술 현황 25

그림 2.2.2. ENSCO사의 검측기술 현황 25

그림 2.2.3. Amberg Technologies 검측기술 현황 25

그림 3.1.1. 공정회의 사진(2017.09.01.) 28

그림 3.1.2. 인터페이스 회의 사진(2017.12.25.) 28

그림 3.2.1. 기본 설계 절차도 31

그림 3.2.2. 기존시스템 검측시스템 설치 위치 32

그림 3.2.3. 대차 하부에 설치된 검측시스템 32

그림 3.2.4. 모듈프레임 형상 32

그림 3.2.5. KTXII산천 차량 편성도 32

그림 3.2.6. HEMU-430X 차량 편성도 33

그림 3.2.7. 대차 하부 Clearance 33

그림 3.2.8. 차량 한계 간섭 검토 33

그림 3.2.9. 궤도틀림 검측 장치 구성도 34

그림 3.2.10. 레일프로파일 검측 장치 구성도 34

그림 3.2.11. 체결장치 검측 장치 구성도 34

그림 3.2.12. FRAME A1 조립 구성도 35

그림 3.2.13. FRAME A2 조립 구성도(정면도) 35

그림 3.2.14. FRAME B 조립 구성도 35

그림 3.2.15. FRAME A, B 입체도 36

그림 3.2.16. 피로 내구 선도 37

그림 3.2.17. 방진 구조 기본 개념도 37

그림 3.2.18. 동특성 해석 그래프 38

그림 3.2.19. 궤도 및 체결장치 검측실 배치도(TC) 39

그림 3.2.20. 검측실 개조 공정 절차도 39

그림 3.2.21. 차량개조 범위 40

그림 3.2.22. 선로순회 검측모듈 설치위치 40

그림 3.2.23. 궤간 및 관성측정모듈 탑재 프레임 설치형상(HEMU-430X) 41

그림 3.2.24. 레일마모 및 침목 체결구 검측모듈 탑재 프레임 설치 형상 41

그림 3.2.25. 궤간 및 관성측정모듈 프레임 형상 최종(안) 41

그림 3.2.26. 레일마모 및 침목체결구 검측모듈 프레임 형상 최종(안) 41

그림 3.2.27. 궤간 및 관성측정모듈 프레임의 방진구조 최종(안) 41

그림 3.2.28. HEMU-430X 주검측실 위치 43

그림 3.2.29. 주검측실 Lay-Out 최종(안) 43

그림 3.2.30. 전위 대차 검측모듈 프레임(아래에서 보기) 44

그림 3.2.31. 후위 대차 검측모듈 프레임(아래에서 보기) 44

그림 3.2.32. 전위 대차 검측모듈 프레임 해석모델 45

그림 3.2.33. 후위 대차 검측모듈 프레임 해석모델 45

그림 3.2.34. 선형 주행안정성(stability) 47

그림 3.2.35. 비선형 주행안정성(HEMU-430X) 47

그림 3.2.36. 비선형 주행안정성(고속 검측차) 47

그림 3.2.37. TC CAR(개조 전) 49

그림 3.2.38. TC CAR 검측실 배치(개조 후) 49

그림 3.2.39. 검측석 검측 책상배치 50

그림 3.2.40. 회의실 테이블 및 의자 설치도 50

그림 3.2.41. 전위대차 궤도검측(궤도틀림) 모듈 프레임 설치 사진 51

그림 3.2.42. 전위대차 궤도검측(궤도틀림) 모듈 프레임 설치 개요도 51

그림 3.2.43. 전위대차 궤도검측(궤도틀림)모듈프레임 취부 형상 51

그림 3.2.44. 후위대차 궤도검측 모듈프레임 설치개요도 52

그림 3.2.45. 후위대차 전방 궤도검측(레일표면/침목/체결구) 모듈 프레임 설치 52

그림 3.2.46. 후위대차 후방 궤도검측(레일단면마모) 모듈 프레임 설치 52

그림 3.2.47. 후위대차 전방 레일표면/침목/체결구 모듈프레임 취부 형상 52

그림 3.2.48. 후위대차 후방 레일단면마모 모듈프레임 취부 형상 52

그림 3.2.49. 전위 대차 취부 브래킷 절손 번호 53

그림 3.2.50. 후위 대차 전위 축 취부 브래킷 절손 번호 53

그림 3.2.51. 후위 대차 후위 축 취부 브래킷 절손 번호 53

그림 3.2.52. 전위 대차 검측모듈 프레임 응력분포 53

그림 3.2.53. 전위 대차 검측모듈 프레임 응력분포 53

그림 3.2.54. 후위 대차 검측모듈 프레임 응력분포 - 조합하중 54

그림 3.2.55. 후위 대차 검측모듈 프레임 응력분포 - 브래킷 절손조건 2 54

그림 3.2.56. TC CAR 검측실 배치도(개조 후) 55

그림 3.2.57. 검측실 랙프레임 설치 56

그림 3.2.58. 검측실 랙 프레임 상부고정 56

그림 3.2.59. 검측실 전선 덕트 56

그림 3.2.60. 검측실 구축 후 모습 56

그림 3.2.61. 공기압축기 및 크리닝 시스템 56

그림 3.2.62. UPS & Transformer 56

그림 3.2.63. 배터리 56

그림 3.2.64. 검측실 가구 및 집기류 57

그림 3.2.65. 전원설비 57

그림 3.2.66. 궤도검측모듈(전위대차) 57

그림 3.2.67. 레일마모 및 침목체결구 검측모듈(후위대차 후방) 57

그림 3.2.68. 전위대차 58

그림 3.2.69. 후위대차 58

그림 3.3.1. 고속검측 통합 운영 S/W 및 시스템의 연구개발흐름도 63

그림 3.3.2. 고속검측 통합 운영 S/W 연차별 연구 목표 63

그림 3.3.3. 검측 시스템 요구사항 비교 65

그림 3.3.4. 통합운영S/W 지적재산권 동향조사 결과 65

그림 3.3.5. 목표 시스템 개략도 66

그림 3.3.6. 궤도검측시스템 구성 개념도 68

그림 3.3.7. 요구사항 추적표 71

그림 3.3.8. 데이터흐름도 71

그림 3.3.9. 화면설계 예시 72

그림 3.3.10. 감리 중점 요소 74

그림 3.3.11. 감리 추진전략 74

그림 3.3.12. 통합운영S/W ERD 77

그림 3.3.13. 검측업무 절차도 78

그림 3.3.14. 레일표면모니터링 화면 78

그림 3.3.15. 궤도틀림모니터링 화면 78

그림 3.3.16. 분석업무절차도 79

그림 3.3.17. 궤도틀림 검측보고서 79

그림 3.3.18. 예외지점보고서 79

그림 3.3.19. 사용자 매뉴얼 84

그림 3.3.20. 유지보수 매뉴얼 84

그림 3.3.21. 검측차별 궤도틀림 모니터링 비교 88

그림 3.3.22. 하드웨어 구성 96

그림 3.3.23. 하드웨어 모니터링 97

그림 3.3.24. 데이터 관리 97

그림 3.4.1. 시운전시험을 위한 협약서 및 부속협약서 99

그림 3.4.2. 시운전 안전관리 조직 99

그림 3.4.3. 시운전시험을 위한 안전교육 100

그림 3.4.4. 영업배상 책임보험 증권 100

그림 3.4.5. 시운전시험 방안 및 절차 협의 결과 101

그림 3.4.6. 구내시험 구간 및 기능시험 101

그림 3.4.7. 해무차량 안전계측시스템 구성도 103

그림 3.4.8. 안전계측시스템 영상모니터링 시스템 103

그림 3.4.9. 안전계측시스템 차량 상태 실시간 모니터링 104

그림 3.4.10. 판토그래프 측정장비 및 실시간 모니터링 104

그림 3.4.11. 경부고속선 시험 차량 상태 : 위치별 주행속도 105

그림 3.4.12. 경부고속선 시험 차량 상태 : 위치별 차체 횡가속도 105

그림 3.4.13. 경부고속선 시험 차량 상태 : 위치별 대차 횡가속도 105

그림 3.4.14. 호남고속선 시험 차량 상태 : 위치별 주행속도 106

그림 3.4.15. 호남고속선 시험 차량 상태 : 위치별 차체 횡가속도 106

그림 3.4.16. 호남고속선 시험 차량 상태 : 위치별 대차 횡가속도 106

그림 3.5.1. 차량진동가속도 System 구성도 107

그림 3.5.2. 승차감에 미치는 영향요인 108

그림 3.5.3. Continuous comfort 산정방법(시간영역 및 주파수영역) 108

그림 3.5.4. 주파수보정곡선_상하방향 110

그림 3.5.5. 주파수보정곡선_횡/진행 방향 110

그림 3.5.6. 현차 시운전 사진 111

그림 3.5.7. 차량가속도 계측시스템 센서 설치 및 시험 112

그림 3.5.8. 현차 시운전 사진 112

그림 3.5.9. Wd [m/s²] 전체 데이터 비교 112

그림 3.5.10. Wd [m/s²] 데이터 5초 평균 데이터 비교 112

그림 3.5.11. Wd [m/s²] 데이터 5초 표준편차 비교 112

그림 3.5.12. Wd [m/s²] 데이터 5초 중앙값 비교 112

그림 3.5.13. En 12299 Wb 허용범위 113

그림 3.5.14. En 12299 Wd 허용범위 113

그림 3.5.15. UIC513 WA-WB 허용범위 113

그림 3.5.16. UIC513 WA-WD 허용범위 113

그림 3.5.17. Wb 필터 dB 비교 그래프(이미지참조) 113

그림 3.5.18. Wb 필터 허용범위 계산(이미지참조) 113

그림 3.5.19. Wd 필터 dB 비교 그래프(이미지참조) 113

그림 3.5.20. Wd 필터 허용범위 계산(이미지참조) 113

그림 3.5.21. 상태정보 및 검측파일 전송 114

그림 3.5.22. 차량진동 및 승차감 측정시스템 센서, 랙, DAQ 설치 115

그림 3.5.23. 가속도 센서 설치 116

그림 3.5.24. 검측실 차량진동 계측모듈 측정화면 116

그림 3.5.25. KTX 계측시스템 설치 구성 117

그림 3.5.26. 실시간 모니터링 초과개소 분석결과 117

그림 3.5.27. SR 차량진동 및 승차감 계측시스템 구축 117

그림 3.6.1. 고정밀/현방식 궤도선형 검측치 해외현황 118

그림 3.6.2. 고정밀 궤도선형 검측기 제작 119

그림 3.6.3. 고정밀 궤도선형 검측기 S/W개발 119

그림 3.6.4. 고정밀 궤도선형 검측기 현장시험 120

그림 3.6.5. 현방식 궤도선형 검측기 제작 120

그림 3.6.6. 현방식 궤도선형 검측기 S/W개발 121

그림 3.6.7. 고정밀 궤도선형 검측기 성능검증 시험 121

그림 3.6.8. 고정밀 궤도선형 검측기와 GRP-1000의 비교 및 반복성 평가 122

그림 3.6.9. 고정밀 궤도선형 검측기와 GRP-1000의 비교 및 재현성 평가 122

그림 3.6.10. 현방식 궤도선형 검측기 성능검증 시험 123

그림 3.6.11. 현방식 궤도선형 검측기와 KRAB의 비교 및 반복성 평가 123

그림 3.6.12. 현방식 궤도선형 검측기와 KRAB의 비교 및 재현성 평가 124

그림 3.6.13. 휴대형 궤도틀림 및 전차선 검측기 해외현황 125

그림 3.6.14. 휴대형 궤도틀림 및 전차선 검측기 제작 126

그림 3.6.15. 휴대형 궤도틀림 및 전차선 검측기 현장시험 및 성능검증 시험(1) 126

그림 3.6.16. 휴대형 궤도틀림 및 전차선 검측기 현장시험 및 성능검증 시험(2) 127

그림 3.6.17. 휴대형 궤도틀림 및 전차선 검측기와 KRAB의 비교 127

그림 5.1.1. 시스템 개발 3대 전략 134

그림 5.1.2. 트롤리형 고정밀 궤도선형검측기 135

그림 5.1.3. 트롤리형 현방식 궤도선형검측기 135

그림 5.1.4. 인력구동형 휴대형 궤도 및 전차선 검측기 136

그림 5.1.5. 모터구동형 휴대형 궤도 및 전차선 검측기 136

그림 5.2.1. 고속철도 차량진동, 승차감계측 및 분석시스템 실용화 138

그림 5.2.2. 수서고속철도 차량진동, 승차감계측 및 분석시스템 실용화 138

그림 5.2.3. 경량화 트롤리 프레임 139

(고속) 궤도검측 모듈 개발 : 최종보고서 159

그림 1.1.1. 연구개발 목표 164

그림 1.3.1. 연구수행 전략 165

그림 1.3.2. 단계별 연구목표 166

그림 1.3.3. 모듈별 시험 내용 166

그림 2.2.1. Chord method(3 point measurement) 169

그림 2.2.2. Inertial measuring method with optical sensor 170

그림 2.2.3. Inertial measuring system(MERMEC) 170

그림 2.2.4. Inertial measuring system(ENSCO) 171

그림 2.2.5. Inertial measuring system(Plasser&Theurer) 172

그림 2.2.6. Inertial measuring system(ZG optique) 173

그림 2.2.7. 기차 아래 장착된 옴니비전 카메라 시스템 175

그림 2.2.8. Track Component Imaging System(TCIS) 175

그림 3.1.1. ENSCO TGMS 정보 시스템 구성도 176

그림 3.1.2. 실험실에서 재조립한 Rack 177

그림 3.1.3. 실험실에서 재조립한 대차 하부 장치부 177

그림 3.1.4. 궤도 검측 모듈 개발 목표 사양 178

그림 3.1.5. 설치공간 검토 1 179

그림 3.1.6. 설치공간 검토 2 180

그림 3.1.7. 지그설계 1 180

그림 3.1.8. 지그설계 2 181

그림 3.1.9. 지그 정합성 확인 181

그림 3.1.10. 상위 시스템과 통신절차 182

그림 3.1.11. 회전형 타코 사양 182

그림 3.1.12. 회전형 타코 설치 183

그림 3.1.13. 레일 주시형 속도계 184

그림 3.1.14. 대차 장착용 지그 184

그림 3.1.15. 속도계 장착 185

그림 3.1.16. 레일 주시형 타코 실험 185

그림 3.1.17. 모사장치 개념도(6축 진동대에 장착/설치한 모습) 186

그림 3.1.18. 조건 결정 186

그림 3.1.19. 모사 시험 1 187

그림 3.1.20. 모사 시험 2 187

그림 3.1.21. 열화상 카메라 이용 188

그림 3.1.22. 레일 체결구 모듈의 1시간 열화상 데이터 및 열해석 데이터 비교 188

그림 3.1.23. 방열판 및 방열핀 189

그림 3.1.24. 차단막 189

그림 3.1.25. 열해석 189

그림 3.2.1. HEMU-430X 대차의 설치 가용 공간(측면도) 190

그림 3.2.2. 궤도틀림 검측 모듈의 기구 개념 설계 191

그림 3.2.3. 진동 및 충격사양 검토 191

그림 3.2.4. 레이저 스캐너를 이용한 궤간의 측정 193

그림 3.2.5. 관성측정장치(IMU) 내부 모습 194

그림 3.2.6. 수평틀림의 측정 194

그림 3.2.7. 뒤틀림의 측정 194

그림 3.2.8. 고저틀림의 측정 194

그림 3.2.9. 방향틀림의 측정 195

그림 3.2.10. 궤도틀림 검측 모듈 시스템 아키텍처 195

그림 3.2.11. 궤도틀림을 구하는 신호처리도 197

그림 3.2.12. 프로세스 컨트롤부의 기능 블록도 198

그림 3.2.13. 각 센서 측정 데이터의 동기 198

그림 3.2.14. 각 센서 모듈의 측정 데이터 패킷의 타이밍도 199

그림 3.2.15. INS 설치 및 로컬(국부) 좌표계(local frame, body frame) 200

그림 3.2.16. 좌표변환의 예 200

그림 3.2.17. 좌표변환 알고리즘의 블록도 200

그림 3.2.18. 측정 시스템 구성 201

그림 3.2.19. 뒤틀림의 계산 201

그림 3.2.20. 고저틀림의 계산 202

그림 3.2.21. INS 절대 위치 오차 204

그림 3.2.22. 테스트베드 설계 – 입체도 204

그림 3.2.23. 레이저 스캐너의 Test report of accuracy and repeatability 205

그림 3.2.24. Bias and scale factor error of gyroscope 205

그림 3.2.25. Allan variance diagram of accelerometer 205

그림 3.2.26. 제작된 1차 시제품의 전체 구조 206

그림 3.2.27. 1차 시제품의 블록도 207

그림 3.2.28. 사용자 인터페이스 실행화면 창 207

그림 3.2.29. 소형 트롤리를 이용한 시험 장면 208

그림 3.2.30. TGMS를 트롤리에 탑재 208

그림 3.2.31. 6자유도 진동대(좌) 및 레일 회전체(우) 209

그림 3.2.32. TGMS 고정용 프레임 209

그림 3.2.33. 곡선점과 선로의 구분 210

그림 3.2.34. 궤도 종류에 따른 Fitting 곡선 생성 210

그림 3.2.35. 방향틀림(Fitting 방식) 210

그림 3.2.36. 궤도선형 파라미터 계산 방식의 비교 211

그림 3.2.37. 설치 프레임 보강 - 탈락 방지 구조 보강 211

그림 3.2.38. 개발품의 대차 설치성 확인 – CAD로 211

그림 3.2.39. 좌:궤간측정모듈 외형, 우:뒷면 커넥터 212

그림 3.2.40. 궤간측정모듈 배선 212

그림 3.2.41. 공기압축기 앞면 및 뒷면 212

그림 3.2.42. 청소/가열 장치 앞면 및 내부 212

그림 3.2.43. 기준점으로부터 각 센서의 거리 212

그림 3.2.44. 양 레일-기준점 거리 212

그림 3.2.45. 교정 툴로 궤간/수평틀림 측정 212

그림 3.2.46. 불확도 측정 213

그림 3.2.47. TGMS 트롤리 탑재 및 현장 주행시험 215

그림 3.2.48. GRP시스템을 이용한 궤도선형 측정 현장시험 215

그림 3.2.49. 방향틀림 측정데이터(위) 및 재현성(아래) 216

그림 3.2.50. 두 시스템의 고저틀림 측정결과 비교 216

그림 3.3.1. 레일 단면/마모 측정 컨셉과 주요 파라메타 217

그림 3.3.2. 레일 마모 모듈 화각 분석 218

그림 3.3.3. 하드웨어 구성 219

그림 3.3.4. 방열핀(위) 적용 및 경량화 위해 불필요 부위 파 낸 모습(아래) 220

그림 3.3.5. 카메라 및 조명 투광부를 후드 구조로 변경 – 주행중 오염 감소 효과 220

그림 3.3.6. 개발품 외관 220

그림 3.3.7. 장비 내부 구성 220

그림 3.3.8. Calibration Jig 설계도 221

그림 3.3.9. Calibration Jig 제작 221

그림 3.3.10. 캘리브레이션 지그 설치 221

그림 3.3.11. 취득한 데이터 221

그림 3.3.12. 레일 마모 검측 알고리즘 흐름도 222

그림 3.3.13. 표준 프로파일 - 직선, 호 정보 입력 222

그림 3.3.14. 데이터 레이블링 222

그림 3.3.15. 헤드 하단 포인트를 이용한 평행 이동 223

그림 3.3.16. K-D Tree 223

그림 3.3.17. ICP 데이터 매칭 수행 전, 후 224

그림 3.3.18. 렌즈 왜곡 보정 224

그림 3.3.19. 보정 정보 추출 225

그림 3.3.20. 보정 결과 225

그림 3.3.21. 레일 측정 범위 227

그림 3.3.22. 레일 단면/마모 검측장치 정적시험 229

그림 3.4.1. 선로 결함 탐지 장치 구성도 231

그림 3.4.2. 레일 표면 및 침목/체결구 결함 탐지장치 화각 분석 231

그림 3.4.3. 레이드 구성별 속도 테스트 232

그림 3.4.4. SSD 수량별 레이드 구성 테스트 결과(max. 1000MB/s) 232

그림 3.4.5. 빙열핀 구조 개선 234

그림 3.4.6. 팬 배치 비교 234

그림 3.4.7. 방열 구조 외함 234

그림 3.4.8. 오염 방지 구조 외함 234

그림 3.4.9. 레일표면/침목/체결구 결함탐지 흐름도 234

그림 3.4.10. 체결구 영상 등록 235

그림 3.4.11. 체결구 외곽선 추출 및 등록 235

그림 3.4.12. ROI 설정 235

그림 3.4.13. ROI 영역 변환 236

그림 3.4.14. 결함위치 추출 236

그림 3.4.15. 영상 레이블링 237

그림 3.4.16. 개발품 외관 238

그림 3.4.17. 장비 내부 구성 238

그림 3.4.18. 자체 성능평가 시험용 트롤리 제작 240

그림 3.4.19. 레일 표면 및 침목/체결구 결함 탐지 장치 장착부 241

그림 3.4.20. 타코메타 장착부 241

그림 3.4.21. 데이터 수집장치 장착부 241

그림 3.4.22. 데이터 취득 242

그림 3.4.23. 자체 동적 테스트 242

그림 3.4.24. 자체 동적 테스트 2 245

그림 3.4.25. 침목 결함 데이터 취득 245

그림 3.4.26. 레일 결함 데이터 취득 245

그림 3.4.27. 자체 동적 테스트 4 247

그림 3.4.28. 자체 동적 테스트 리포트 248

그림 3.4.29. 현차 설치도 249

그림 3.4.30. 대차 하부 설치 모습 249

그림 3.4.31. 데이터 취득장치 250

그림 3.4.32. 장비 고정 250

그림 3.4.33. 데이터 취득 확인 250

그림 3.5.1. 터널 조도에 따른 밝기 형상화한 것 251

그림 3.5.2. 선로점검차로 터널에서 촬영 화면(조명 On) 251

그림 3.5.3. 시스템 Configuration(1차안) 253

그림 3.5.4. 선로점검차에서 촬영된 주야간 선로순회 영상 253

그림 3.5.5. 야간 터널 내에서의 저조도 카메라 영상(철도연 특동 터널내) 253

그림 3.5.6. 저조도 카메라로 촬영된 고속선터널내 영상 254

그림 3.5.7. 고속열차용 선로순회시스템으로 촬영된 주·야간 선로순회 영상 254

그림 3.5.8. GT 카메라(좌)와 Comart 카메라(우)의 야간 영상 비교 254

그림 3.5.9. 컬러와 흑백 카메라로 촬영된 야간 선로순회 영상 255

그림 3.5.10. 최종 시스템 구성(Configuration) 255

그림 3.5.11. 렌즈 - 시그마 A 35MM F1.4 DG HSM 255

그림 3.5.12. Control PC 사양 256

그림 3.5.13. 속도 Counter Board 부품 256

그림 3.5.14. 현장 설치된 NAS 256

그림 3.5.15. 거치 지그 257

그림 3.5.16. 선로순회 모듈 설치용 케이블 포설도 257

그림 3.5.17. 선로순회 S/W 메인 화면 258

그림 3.5.18. 오픈구간, 300km/h에서 259

그림 3.5.19. 오픈구간, 야간에 259

그림 3.5.20. 터널구간에서(전조등 불량 상태) 260

그림 3.5.21. 선로순회 프로그램 주요기능 260

그림 3.6.1. 현장시험(현차시험) 블록도 261

그림 3.6.2. 궤도틀림검측모듈 성능평가절차서 262

그림 3.6.3. 궤도틀림검측모듈 사용자 매뉴얼 262

그림 3.6.4. 기준 궤도(테스트 구간) - 호남고속선(위) 및 경부고속선(아래) 263

그림 3.6.5. 궤간 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) 266

그림 3.6.6. 수평틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) 267

그림 3.6.7. 뒤틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) 268

그림 3.6.8. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - 10m 현방식 269

그림 3.6.9. 좌우측 레일의 방향틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) -D2 271

그림 3.6.10. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - 10m 현방식 273

그림 3.6.11. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - D1 274

그림 3.6.12. 두 시스템의 궤간 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 276

그림 3.6.13. 두 시스템의 수평틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 276

그림 3.6.14. 두 시스템의 뒤틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 277

그림 3.6.15. 두 시스템의 고저틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 277

그림 3.6.16. 두 시스템의 방향틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 277

그림 3.6.17. 두 시스템의 궤간 측정 데이터 비교 278

그림 3.6.18. 두 시스템의 수평틀림 데이터 비교 279

그림 3.6.19. 두 시스템의 뒤틀림 측정 데이터 비교 279

그림 3.6.20. 두 시스템의 고저틀림 측정 데이터 비교 280

그림 3.6.21. 두 시스템의 방향틀림 측정 데이터 비교 280

그림 3.6.22. 궤간 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) 282

그림 3.6.23. 수평틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) 283

그림 3.6.24. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - 10m 현방식 284

그림 3.6.25. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - D1 285

그림 3.6.26. 좌우측 레일의 고저틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - D2 286

그림 3.6.27. 좌우측 레일의 방향틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - 10m 현방식 287

그림 3.6.28. 좌우측 레일의 방향틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - D2 288

그림 3.6.29. 좌우측 레일의 방향틀림 측정 데이터(위), 각 지점에서의 표준편차(중간) 및 측정구간 전체에서 표준편차의 히스토그램(아래) - D3 289

그림 3.6.30. 두 시스템의 궤간 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 290

그림 3.6.31. 두 시스템의 수평틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 291

그림 3.6.32. 두 시스템의 뒤틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 291

그림 3.6.33. 두 시스템의 고저틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 292

그림 3.6.34. 두 시스템의 고저틀림 측정 데이터(좌) 및 그 차이(우) 292

그림 3.6.35. 시험성적서 293

그림 3.6.36. 데이터 취득 시작위치(익산역) 294

그림 3.6.37. RPMS 분석 소프트웨어 295

그림 3.6.38. 수직마모(＝직마모) 데이터 비교 295

그림 3.6.39. 옆마모(＝편마모) 데이터 비교 295

그림 3.6.40. 좌측 레일 마모(수직 마모, 수평 마모) 296

그림 3.6.41. 우측 레일 마모(수직 마모, 수평 마모) 296

그림 3.6.42. 테스트 구간 297

그림 3.6.43. 시험 절차서 및 시험 성적서 298

그림 3.6.44. 선로 영상 수집 성능 및 분해능 확인 299

그림 3.6.45. 레일두부 및 체결구/침목 인식 화면 300

그림 3.6.46. 시험구간 내에 회차별 레일두부 결함 인식 및 발생 위치 분석 301

그림 3.6.47. 체결구/침목 결함 인식상태 표시 306

그림 3.7.1. 전원공급 방안 검토 310

그림 3.7.2. 종합검측 시스템 도시철도 탑재 공간 검토 310

그림 3.7.3. 종합검측 시스템 위치측위 향상 방안 검토 311

그림 5.1.1. 기술실시계약서 1 317

그림 5.1.2. 기술실시계약서 2 317

그림 5.1.3. 기술실시계약서 3 318

고속철도 전기 검측모듈 기술개발 : 최종보고서 335

그림 1.1.1. KTX-36호 상부장비 339

그림 1.1.2. 전철시험차 339

그림 1.2.1. 귀선전류 및 차축온도 검측 대상 341

그림 1.3.1. 전기 검측모듈의 종류 342

그림 2.1.1. 전철시험차 전차선 검측장치 구성 344

그림 2.1.2. ROGER-1000K 전차선 검측장치 345

그림 2.1.3. 궤도검측차-전차선 높이·편위 검측장치 345

그림 2.1.4. 아크·모니터링 검측장치 346

그림 2.1.5. 전차선로 전선류 시설물(드로퍼, 균압선) 검사 장치 346

그림 2.1.6. 종합검측차 신호 검측장치 구성도 348

그림 2.2.1. IRIS320 신호 검측장치 구성 350

그림 3.3.1. 전차선 검측모듈 구성 및 목표 사양 359

그림 3.3.2. 전차선 마모 검측모듈(HEMU-430X) 363

그림 3.3.3. 대상 전차선(이형 Type, 원형 Type) 364

그림 3.3.4. 잔존직경(d) 측정 364

그림 3.3.5. 전차선 마모단면 길이(L)에 따른 잔존직경(Dr) 계산 365

그림 3.3.6. 전차선 마모 검측 모듈 구성 365

그림 3.3.7. 전차선 단면 형상 마킹 및 카메라 촬영 367

그림 3.3.8. 전차선 프로파일(Profile) 추출 368

그림 3.3.9. 랜즈 왜곡을 위한 파라메타 추출 과정 368

그림 3.3.10. 마모면 검출 및 잔존직경 계산 368

그림 3.3.11. Ransac Line Fitting(좌), 마모면 탐색 및 검출(우) 368

그림 3.3.12. 전차선 마모 검측모듈 측정 블록도 369

그림 3.3.13. 전차선 마모 검측모듈 정밀도 시험 환경 370

그림 3.3.14. 전차선 마모 정밀도 시험 내용 371

그림 3.3.15. 원형 Cu 150[㎟] 전차선 시료별 잔존직경 측정 그래프 373

그림 3.3.16. 이형 Cu 150[㎟] 전차선 시료별 잔존직경 측정 그래프 374

그림 3.3.17. 전차선 마모검측장치 설치 375

그림 3.3.18. 일반선 구간 전차선 마모검측데이터 상호비교(전철시험차) 375

그림 3.3.19. 전차선 마모 검측 모듈 현차 설치 376

그림 3.3.20. 전차선 마모 검측화면 377

그림 3.3.21. 호남고속선 전차선 검측데이터(97.203~98.208㎞) 378

그림 3.3.22. 전차선 마모 측정값 현장 정밀도 비교 검증 379

그림 3.3.23. 개발품-전차선 마모 검측데이터(176.31㎞) 380

그림 3.3.24. Roger-1000K 전차선 마모 검측데이터(176.31㎞) 380

그림 3.3.25. 전차선 습동면 검측 모듈(HEMU-430X) 383

그림 3.3.26. 전차선 습동면 검측 모듈 구성 385

그림 3.3.27. 습동면 결함분석 알고리즘 386

그림 3.3.28. 전차선 습동면 영역 추출 387

그림 3.3.29. 습동면 표면 폭 분석 387

그림 3.3.30. 전차선 습동면 검사장치 설치 389

그림 3.3.31. 습동면 표면 분석 390

그림 3.3.32. 전차선 습동면 RAW 영상 390

그림 3.3.33. 전차선 습동면 검사장치 설치(MC) 392

그림 3.3.34. 검측기간별 전차선 습동면 충격지점 비교분석 394

그림 3.3.35. 검측기간별 전차선 습동면 충격지점 분석 보고서 394

그림 3.3.36. 전차선 습동면 검사장치 설치(MC) 400

그림 3.3.37. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 개요 401

그림 3.3.38. 횡방향 시설물 변형검사 모듈 구성 402

그림 3.3.39. 가동브래킷 변형검사 요소기술 403

그림 3.3.40. 가동브래킷 시설물 DB Table 403

그림 3.3.41. 시설물 추정 및 학습모델 생성(HoG, SVM) 404

그림 3.3.42. 가동브래킷 타입별 검사 영역 404

그림 3.3.43. K-means Clustering 시설물 특징 분류 및 ROI 영역 추출 404

그림 3.3.44. 이미지 보정(Homography 및 Warping, Perspective Transform) 405

그림 3.3.45. 파이프 각도 검출 405

그림 3.3.46. 금구류 인식 및 오매칭 제거(Surf, Ransac) 405

그림 3.3.47. 애자 날개 파손 여부 검사 405

그림 3.3.48. 전차선로 횡방향 시설물 변형 검사장치 설치 407

그림 3.3.49. 수도권 전철주 가동브래킷 촬영 영상(RAW) 408

그림 3.3.50. 가동브래킷의 과거와 현재시점에 상태변화 비교 검사 408

그림 3.3.51. 횡방향 시설물 변형검사 장치 설치(HEMU-430X) 410

그림 3.3.52. 가동브래킷 취득 영상 411

그림 3.3.53. 기간별 동일위치 가동브래킷 각도 변형 검사 411

그림 3.3.54. 기간별 가동브래킷 변형 검사 보고서 412

그림 3.3.55. 가동브래킷 검측위치 및 변형 발생부위 점검 413

그림 3.3.56. 곡선당김 금구 위치 변화 확인 413

그림 3.3.57. 현수애자 조정 확인 414

그림 3.3.58. 가동브래킷 전차선 편위 조정 확인 414

그림 3.3.59. 가동브래킷 변형 비교 분석결과(1) 415

그림 3.3.60. 가동브래킷 변형 비교 분석결과(2) 415

그림 3.3.61. 전철주 인식 레이더 모듈 개요 418

그림 3.3.62. 가동브래킷 파이프 인식 419

그림 3.3.63. 전철주 인식 레이더 모듈 구성 420

그림 3.3.64. 전철주 인식방법 및 장비간 트리거 신호 421

그림 3.3.65. 전철주 인식레이더 모듈 설치 423

그림 3.3.66. 전철주 인식 S/W 및 전철주 인식 속도 424

그림 3.3.67. 전철주 인식 레이더 모듈 설치(HEMU-430X 차탑) 425

그림 3.3.68. 전철주 및 가동브래킷 인식 정보 표시 427

그림 3.3.69. 전철주 시설물 DB 정의 427

그림 3.3.70. 전철주 인식 정보 Map 표시 427

그림 3.3.71. 공인기관 환경시험 내역 430

그림 3.3.72. 공인기관 환경시험 성적서 430

그림 3.3.73. 신호 검측모듈 전체 구성도 및 목표 사양 431

그림 3.3.74. 신호 검측모듈 개발품 431

그림 3.3.75. 귀선전류 불평형 검측장치 개발 내역 434

그림 3.3.76. 귀선전류 처리보드 블록도 435

그림 3.3.77. 귀선전류 수신보드 블록도 436

그림 3.3.78. 귀선전류 처리 및 정보 전송 알고리즘 438

그림 3.3.79. 귀선전류 정보의 데이터 포맷 439

그림 3.3.80. 귀선전류 불평형 검측장치 439

그림 3.3.81. 귀선전류 검측 테스트 베드 439

그림 3.3.82. 개발품 성능 평가를 위한 전체 구성 440

그림 3.3.83. 협동연구기관 전문가의 시제품 성능평가 시험 440

그림 3.3.84. 귀선전류 불평형 검측장치 환경시험 성적서 445

그림 3.3.85. 귀선전류 불평형 검측장치 정적시험 장소 445

그림 3.3.86. 귀선전류 불평형 검측장치의 정적시험 446

그림 3.3.87. 귀선전류 수신보드의 파형 측정 위치 446

그림 3.3.88. 고양 차량기지 고속선 시험선 448

그림 3.3.89. KTX 36호 현차설치(귀선전류 불평형 검측장치) 448

그림 3.3.90. KTX 36호 현차설치(종합처리장치) 449

그림 3.3.91. 동적시험 검증용 계측장비 블록도 449

그림 3.3.92. 지상측 설치 계측장비(위치 : T6T 및 T226AT) 449

그림 3.3.93. 지상 검측 및 차상 검측 레벨 비교 450

그림 3.3.94. HBD 온도센서 검증장치 개발내역 450

그림 3.3.95. HBD 온도센서 검증장치 구성도 451

그림 3.3.96. 온도센서 브라켓 제작도 452

그림 3.3.97. 데이터 컴퓨터의 차축온도 정보 처리 블록도 454

그림 3.3.98. 차축온도 표시 그래프 454

그림 3.3.99. HBD 온도센서 검증장치 개발품 455

그림 3.3.100. HDB 온도센서 검증장치의 종합시험을 위한 시험 환경 455

그림 3.3.101. HBD 온도센서 검증장치의 LAB 시험 블록도 456

그림 3.3.102. 거리별 온도 측정 그래프 456

그림 3.3.103. 귀선전류 검측을 위한 HEMU-430X 현차 설치도 458

그림 3.3.104. 귀선전류 불평형 검측장치 설치 구성도 및 내역 459

그림 3.3.105. 귀선전류 불평형률 검측 그래프 461

그림 3.3.106. KTX 36호 검측 데이터와 본 과제 검측 데이터 비교 1 462

그림 3.3.107. KTX 36호 검측 데이터와 본 과제 검측 데이터 비교 2 462

그림 3.3.108. 열차 속도에 따른 귀선전류 불평형률(18차 및 19차 시운전) 463

그림 3.3.109. 열차 속도에 따른 귀선전류 불평형률(20차 시운전) 463

그림 3.3.110. 차축온도 검측을 위한 HEMU-430X 현차 설치도 466

그림 3.3.111. HBD 온도센서 검증장치 설치 구성도 및 내역 466

그림 3.3.112. 차축온도 검측(호남고속선) 468

그림 3.3.113. 열화상 카메라를 이용한 차축온도 값 비교 1 469

그림 3.3.114. 열화상 카메라를 이용한 차축온도 값 비교 2 469

그림 3.3.115. 열차속도에 따른 차축온도의 변화 그래프 1(경부고속선) 470

그림 3.3.116. 열차속도에 따른 차축온도의 변화 그래프 2(경부고속선) 470

그림 3.3.117. HBD 지상 및 차상장치 동기화 구성도 472

그림 3.4.1. 3세부 검측장치 전시 및 방문객 미팅 474

그림 3.4.2. 킨덱스 전시관 474

그림 3.4.3. Innotrans 2016 홍보 브로셔 474

그림 13.1.1. 호남고속선 전차선 검측데이터(97.203~98.208㎞) 494

그림 13.1.2. 전차선 마모 측정값 현장 정밀도 비교 검증 496

그림 13.1.3. 개발품-전차선 마모 검측데이터(176.31㎞) 496

그림 13.1.4. Roger-1000K 전차선 마모 검측데이터(176.31㎞) 497

그림 13.1.5. 호남고속선 40㎞~45㎞ 구간 검측데이터 비교분석(10월, 11월) 497

그림 13.1.6. 검측기간별 전차선 습동면 충격지점 비교분석 498

그림 13.1.7. 습동면 표면 결함 분석 보고서 498

그림 13.1.8. 시운전 회차별 습동면 분석 보고서 499

그림 13.1.9. 전철주 인식시점에 가동브래킷 영상 촬영 502

그림 13.1.10. 가동브래킷 취득 영상 503

그림 13.1.11. 기간별 동일위치 가동브래킷 각도 변형 검사 503

그림 13.1.12. 기간별 가동브래킷 변형 검사 보고서(재현성 검증) 504

그림 13.1.13. 가동브래킷 검측위치 및 변형 발생부위 점검 505

그림 13.1.14. 횡방향 전차선로 시설물변형 검측 결과 현장검증 505

그림 13.1.15. 횡방향 전차선로 시설물변형 검측 결과 현장검증 506

그림 13.1.16. 횡방향 전차선로 시설물변형 검측 결과 현장검증 506

그림 13.1.17. 횡방향 전차선로 시설물변형 검측 결과 현장검증 507

그림 13.1.18. 횡방향 전차선로 시설물변형 검측 결과 현장검증 507

그림 13.1.19. 전철주 및 가동브래킷 인식 정보 표시 508

그림 13.1.20. 전철주 시설물 DB 정의 509

그림 13.1.21. 전철주 인식 정보 Map 표시 509

그림 13.2.1. 귀선전류 표시 화면 511

그림 13.2.2. 귀선전류 안테나 입력 파형 및 수신보드 처리 결과 512

그림 13.2.3. 귀선전류 처리 결과 파형 512

그림 13.2.4. 종합처리장치에 의한 귀선전류 검측 정보 표시 513

그림 13.2.5. 귀선전류 레벨 및 불평형률 검측 그래프 514

그림 13.2.6. 귀선전류와 열차 속도와의 비교(호남고속선 및 경부고속선) 514

그림 13.2.7. 귀선전류와 열차 속도와의 비교(경부고속선 동대구~오송) 515

그림 13.2.8. HEMU-430X와 KTX-36호 검측장치의 귀선전류 검측 비교(경부고속선) 515

그림 13.2.9. 차축온도 검측 결과 그래프(호남고속선) 517

그림 13.2.10. 열화상 카메라를 이용한 차축온도 검측에 대한 성능검증 518

그림 13.2.11. 열차속도에 따른 차축온도의 변화 그래프(경부고속선) 519