연구 방향

미래 녹색교통수단인 철도 보급과 이용 확대를 위한 핵심기술을 개발함.

 

세부연구분야

고속철도용 비접촉 전력전달 시스템

고속철도 전력 공급에 사용되는 팬터그래프는 고압전선의 외부로 노출로 인한 위험성이 존재함. 또한, 마찰에 의한 마모로 인해 주기적으로 팬터그래프와 전차선의 교체가 필요하여 경제성 면에서도 개선이 필요함. 특히 KTX의 고장의 대부분은 열차자체의 고장이 아니라 전력공급의 문제임.
- 팬터그래프 없이 차량에 전력을 전달하는 무선전력전송 기술을 개발함.
- 주행 중에 접점 없이 전력을 공급하는 고안전, 고효율의 신전력전송 시스템을 개발함.
※ 2012년 현재 철도시설공단과 고속철도 무선 급집전 시스템 개발과제 진행 중.
 

고속철도 무선전력 전송 기술 개념도

 

철도 동역학, 제어 및 소음진동

철도차량의 대량화, 고속화는 기존 대비 증가된 소음 및 진동을 유발하여 구조물의 사용성 저하, 소음진동관련 환경기준치 초과 등 다양한 문제를 야기함.
- 저소음·친환경의 고속철도 운용을 위한 소음 시뮬레이션 및 저비용·고효율 방음대책을 연구함.
- 철도 주행 소음평가 및 표준 측정 시스템을 개발함.
 

고속열차의 소음 분석 사진 (출처 : KRRI)

- 철도에서 발생하는 소음에 의한 주변지역 피해정도 예측기술을 개발함.
- 철도차량의 주파수 특성은 같은 기종의 차량일지라도 운행속도와 곡선구간 등 외부요인에 따라 소음의 차이가 있으므로 주변 환경 정보를 이용한 철도 소음예측 및 방진시스템을 개발함.
 

방음벽 설치를 통한 소음저감 시뮬레이션

열차속도가 고속화되며 공기역학적 현상이 두드러지게 나타나는데, 특히, 한국과 같이 터널이 많은 나라에서는 고속주행으로 인한 미기압파의 발생문제가 발생함. 미기압파는 터널의 출구에서 충격성 소음을 방생시켜 폭발음 및 진동현상을 발생시키고 있으며 특히 미기압파는 저주파이므로 방음벽에 의한 차단이 불가능하고 전달 범위가 터널출구에서 100m이상에 이름.
- 미기압파 발생 억제를 위한 터널 시스템의 개발 및 열차 전두부 형상 최적화 기술을 개발함.
 

미기압파 발생 개념도

 

미래 운영 및 유지보수 최적화

- 고속철도 주행패턴(가속, 감속, 곡선주행)에 따른 마모 현상을 연구함.
- 차륜-레일간 인터페이스 및 마모 시뮬레이션을 기반으로한 최적의 유지보수 방안을 연구함.
- 고속철도 교량 진동 저감형 차량제작기술을 개발함.
- 비접촉식 계측장비를 이용한 선로 실시간 모니터링 시스템을 개발함.
- 철도 터널 및 교량의 최적 보수/보강공법 기술을 개발함.
- 자갈노반에서 콘크리트 노반으로 전환기술을 개발함.
 

 

IT융합 + 철도 미래 기술

고속철에서의 Internet 사용증대, 안전 모니터링을 위한 무선데이터 통신증대 등에 대한 hand over 주기대응 등 고속 IT와의 융합의 필요성 증가에 따라,
- 500km 이상의 고속 주행에서도 끊어짐이 없는 Stream 정보전송 기술 등에 대한 기법을 연구함.
- 차량내 방송청취 및 데이터 통신용 IT 기법 분석 및 신뢰성 향상방안을 연구함.
- 고속철도 시스템에 대한 고속 IT기술 융합 및 시스템을 개발함.
 

연구성과의 기대효과

- 기술적 기대효과
· 미래철도 원천기술 선점 및 기술표준화를 통한 글로벌 경쟁력 강화
· 초고속열차시대에서 미래철도강국으로서의 융합기술 경쟁력 확보
· 무선전력전송을 통한 고안전/고신뢰성 전력공급 기술 확보
· 전국 통합형 초고속 상용열차 기술 확보

- 사회경제적 기대효과
· 철도건설, 운영비 절감으로 예산 및 운임절감, 사업성 확보
· 초고속열차 개발로 전국을 하나의 도시권화 등 교통혁명을 선도
· IT융합기술의 확보를 통한 경제적 부가가치 창출
· 응용기술개발을 통한 추가적인 부가가치 창출

- 환경적 기대효과
· 초고속 열차의 차량 소음 및 진동의 저감을 통한 환경소음개선
· 저탄소 녹색성장 기여
· 고속철 주변의 미관 개선 및 친환경적인 고속철도 구축