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[2019 국토교통기술대전] “‘예지정비솔루션’으로 철도 유지보수·안전 운행 한번에”
한국철도공사 연구원 기술연구처 김주원 선임연구원
조영관 기자
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기사입력: 2019/05/24 [10:37]
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철도 ‘주요부품 결함’ 조기검출 기술 개발 전시

 

▲ 한국철도공사 연구원 기술연구처 김주원 선임연구원    © 매일건설신문

 

한국철도공사(코레일)는 오는 29일부터 31일까지 열리는 ‘2019 국토교통기술대전’에서 ‘철도차량 주요부품 결함발생 차·지상 조기검출 모듈 및 운영기술’ 개발 성과품을 전시한다.

 

이번 국가 R&D(연구개발) 과제 책임자인 코레일 연구원 기술연구처 김주원 선임연구원은 “CBM(Condition Based Maintenance·상태기반 유지보수 솔루션)이 최대 목표인 만큼 모니터링 기술에 더해 예지 정비를 실현하여 유지보수 효율화까지 꾀하는 것”이라고 설명했다.

 

이번 기술은 차상(車上·차량위)과 지상(地上·지상위) 두 부분으로 나뉜다. ‘고속차량 주요부품 차상 결함검출 모듈’과 ‘물류차량 차륜, 차축베어링 지상 결함검출 모듈’을 개발하는 내용이다. 글로비즈와 케이티엠엔지니어링 등의 기업이 기술개발에 참여하고 있다.

 

차상 장비는 고속차량 주요부품의 진동·온도·전류 등의 상태를 측정하고, 결함을 조기에 발견해 고장예지 진단에 활용되는 기술이다. 현재 고속열차 차량 1편성에 휠복합 모듈, 대차복합 모듈, UPS(무정전 전원 장치) 및 DAQ(데이터 수집) 서버 등이 구축됐다.

 

이들 결함검출 모듈은 차륜·차축 베어링, 모터블록, 객차 배전반, 송풍기, 대차 등에 장착되는 설비다. 각 대상 부품의 온도와 진동을 측정해 열차의 안전운행을 위한 적정상태를 사전에 유지시키는 목적이다.

 

김주원 연구책임자는 “차상 장비의 경우 KTX 주요부품에 설치된 결함검출 모듈을 통해 차량의 상태를 실시간으로 감지하는 역할을 하며 KTX뿐만 아니라 다양한 철도차량에 적용하여 다양한 부품의 상태진단에 활용할 수 있다”고 설명했다.

 

지상에 설치되는 설비는 물류차량 주요부품인 차륜차축베어링의 상태를 음파ㆍ진동ㆍ온도 측정을 통해 결함 발견과 고장예지 진단에 활용된다. 현재 경부선 신탄진~회덕 하행선 구간에 상태진단시스템, RFID(무선인식) 차량인식기, 레일센싱 모듈, 속도계측센서 등의 장비가 설치돼 있다.

 

신호함과 서버함으로 구성된 상태진단시스템은 초음파, 온도, 등의 센서류와 데이터 수집 장치 및 서버 등으로 구성됐다. 차륜·차축베어링의 내부결함·발열 등을 측정하는 역할을 한다.

 

반도체 칩이 내장된 RFID 방식의 태그에 저장된 데이터를 무선주파수를 이용해 비접촉식으로 읽어내는 인식 시스템을 통해 운행 중인 차량을 인식하고, 속도 및 열차인식 광센서를 통해 열차 진입속도를 측정하며, 레일에 설치된 모듈을 통해 윤중과, 진동을 측정한다.

 

김주원 연구책임자는 “지상 결함검출 모듈의 경우 물류차량 운행 시 선로변에 설치된 장치를 통해 차륜과 차축베어링의 진동, 온도, 초음파 등을 분석하여 찰상, 박리, 열화현상 등의 결함을 실시간으로 진단하는 것”이라고 설명했다. 코레일 연구 컨소시엄은 이번 과제를 2015년 11월 착수해 올해말 종료한다. 정부 출연금 86억원이 투입됐다.

 

김주원 연구책임자는 “차상 시스템의 경우 개발기술 일부가 차량제작사를 통해 해외수출이 이뤄졌으며 코레일에서 신규 도입되는 차량에 상태진단 기술을 도입하는데도 활용될 가능성이 있고, 지상 설비의 경우 올해 말로 계획된 성능검증 시험이 성공적으로 완료되면 국내 도입 및 국외 수출이 가능하다”라면서 “이번 연구개발 기술을 통해 철도차량 안전확보와 유지보수 효율화를 이루는 데 크게 기여할 것”이라고 강조했다.

 

 

 

/조영관 기자

 

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