철도차량 이상상태 자동검지를 위한 스마트 유지보수 장치 개발

초록

현재 철도에서는 열차가 운행하는 중 고장이 발생하지 않도록 지속적인 유지보수를 수행하고 있으며, 과거에는 고장이 발생한 후 조치를 취하는 사후정비(Breakdown maintenance) 형태로 시행되다가 점차 고장이 발생하기 전 선제적으로 사전정비(Preventive maintenance)를 시행하는 형태로 유지보수 기술이 발전되고 있다. 철도차량 유지보수는 기간이나 주행거리에 따라 정기적으로 검수하는 주기적 유지보수 체계를 적용하고 있으며, 대부분 작업자에 의한 수작업에 의존하고 있다. 그러나 최근 철도차량은 시스템이 복잡해지고, 첨단화 되면서 고장의 발생형태도 다양화 되고 있으며, 철도차량의 각 장치 및 부품은 사용시간에 따라 노후화되는 것, 열차운행거리에 따라 마모되는 것, 사용횟수에 영향을 받는 것, 운행거리 및 시간에 관계없이 일정하게 유지되는 것 등으로 나누어지지만 현행 철도차량 정비는 시간기반정비 (Time based maintenance: TBM)에만 의존하므로 각 부품의 마모특성 등을 반영한 신뢰성기반정비 (Reliability based maintenance: RBM)등의 도입이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철도에 특화된 IoT 기반 스마트 센싱 시스템을 이용하여 차량상태를 스스로 상시 진단하는 기술 개발로 운행안전성 및 유지보수 효율성 제고하기 위해 철도차량 차·지상 이상상태 자동 검지·자가진단 기술 개발을 추진하고 있다. 또한 철도시스템에서 진단·유지보수 소요시간 20% 단축 및 인력위주 과도한 유지보수업무 탈피를 통한 인적오류 방지 및 운행 안전성 향상을 위해 철도차량의 예지정비(PHM)를 위한 운행 중 차상에서 주요장치에 대한 실시간 센싱 및 시스템 구축 기술개발과 철도차량 전장품 및 대차 주요장치 이상상태 센싱 시스템 기술 개발에 대한 중요한 구성개념을 제시하고자 한다.