철도차량 스마트 유지보수시스템 도입 효과 분석 : 서울교통공사 2호선 유지보수시스템 중심으로 :Effects of Smart Maintenance System for Railway Vehicles

고선아

자료유형: 학위논문

저자정보: 고선아 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 정 성 봉

발행연도: 2022

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

4차 산업혁명 시대적 흐름에 대응하고 작업 효율성 제고를 위하여 도시철도 운영사 최초로 서울교통공사에서는, 2017년부터 ICT, IoT 등의 기술을 적용하여 2019년까지 지하철 2호선 운영 차량 유지보수관리에‘철도차량 스마트유지보수 시스템’을 시범 구축하였다. 이를 기반으로 전 호선으로 확대하여 상태기준보전 CBM (condition-based maintenance) 을 기반의 스마트 유지보수시스템 구축을 목표로 하고 있다. 이는 유지보수 비용과 신뢰성을 최적화시키는 예지 정비 또는 예측진단으로 ‘예지보전(predictive maintenance) 기반 유지보수 비용절감’이라는 최적의 목적달성을 위해 필수적 환경구축 부분이라 할 수 있다.
스마트 유지보수시스템의 확대 계획은 시범 구축과 운용현황을 기반으로 도입에 대한 실증적 분석을 통하여 현장 도입, 운용에 문제점에 대한 현장의 요구사항이 구체화 되고 실현되어야 할 것이다.
기존의 시스템 도입에 대한 전반적인 효과 분석 없이 확대구축만을 위해 투자 진행이 된다면 투자 대상의 규모 선정과 유지관리를 위한 예산에 대한 체계적인 계획 수립이 이루어지지 않아 시스템 구축 후 활용성 성공 가능 여부에 대하여 낙관적인 예측을 할 수 없다. 시스템 도입 초기 기대효과에 미치지 못하고 유지관리 어려움만 증폭되고 사장될 우려가 있다.
이번 연구는 이러한 시스템을 구축한 후 운용결과의 효과 연구를 통한 최적의 예산지원과 전략적으로 사업이 진행되어 인적, 물적 자원의 비효율적 소모를 최소화하고 경쟁력을 확보할 수 있는 확대 계획이 수립에 기초적으로 필요한 요구사항과 유지관리 기본 방향을 제시하고자 하였다.
지하철 2호선 차량 경?중정비용에 사용되는 시험기 8종과 장비 2종을 선정하여 서울교통공사에서는‘스마트 유지보수시스템’이름의 교통서비스 제공을 위한 지하철 2호선 운행 철도차량의 유지보수 시스템을 약 52억의 투자로 시범 구축(2017년~2019년)하였다. 이 시스템은 운용현황 및 전산시스템 RIMS 데이터와 본선에서 차량의 운행 시 진동과 온도 이상을 검지하는 장비 데이터, 차량 TCMS(Train Control Monitoring System) 모니터링, 고장데이터 등의 각각의 정보를 수합 빅데이터를 구축하고 이를 기반으로 하는 분석시스템 형태의 구성이다.
본 연구에서는 이러한 시스템이 구축된 시범사례로 작업장 및 설비 운용자 측에서 실증적인 시설유지보수 사용결과를 토대로 효과분석을 하였다.
도입 전?후 효과는 경험치를 활용한 작업공정 프로세스 내용과 시간의 비교 분석을 토대로 현장 싸이클을 가지고 실제 편익에 대한 경제성 분석을 하였으며, 투자의 효과분석을 통해 타당성을 확인하고자 하였다. 더불어 실제 시스템에 접속한 실제 로그 데이터를 확인하고 분석하여 시스템의 활용도를 평가하고 분석결과를 통해 시범 구축 후 실제 현장 도입, 운용에 문제점을 구체화하여 시스템 확장 시 적용의 방향성, 개선방안을 제시하였다.

4 Industrial Revolution time to flowing, it confronted and for work effectiveness raising the technique of ICT and IoT etc. from Seoul traffic and public corporation `railway car smart maintenance systems'' in subway 2 line operation vehicle maintenance management at the city railroad operation company beginning, from 2017 it applied until 2019 demonstration it constructed.
In the base which will reach it magnifies with the former good line and it does the smart maintenance system construction of condition standard preservation CBM (condition-based maintenance) base with aim. This maintenance expense and reliability optimization at the time of height `foreknowledge preservation (predictive maintenance) base maintenance cost reductions'' respects the objective attainment of the optimum which is the essential environmental construction part is a possibility of doing with foreknowledge maintenance or prediction diagnosis.
Magnification plan of smart maintenance system demonstration construction and use present condition in base positive analysis it will lead in about introduction and site to introduce and, in use in about problem point the requirement of site to be materialized must be come true.
If the effective analysis which is general only a magnification construction respects becomes the investment progress without in about system introduction of existing and a possibility optimistically of predicting to about application characteristic successful possible yes or no the planning which is systematic does not become accomplished in about the budget for a investment target and a size lascivious and a maintenance and not to be after system constructing there is not. It will not be able to reach in system introduction initial expectation effect and maintenance only being difficult will be amplified and there is worry which president becomes.
This time research after constructing like this system with budget support of the optimum which leads the effective research of use result the enterprise was human to be advanced strategically and, to minimize inefficient consuming of the resources the requirement where the magnification plan it will be able to secure a competitive power fundamentally is necessary in establishment and maintenance general direction under presenting boil.

It selected the tester 8 bell which is used in subway 2 line vehicle ten-million billion ? impartial expense and the equipment 2 bell and maintenance system the subway 2 line operation railway car for the traffic service provision of `smart maintenance system'' names from Seoul traffic public corporation demonstration construction (2017 ~2019) with about 5,200,000,000 investment.
This system from use present condition and electric computer system RIMS data and this ship above operation at the time of vibrating and temperature of the vehicle under the index finger equipment data and the vehicle TCMS (Train Control Monitoring System) monitor ring, respectively information of out-of-order data etc. will construct a possibility total big data and it is a composition of the analytical system form which it does in the base which will reach.
From the research which it sees the facility maintenance use result which in the demonstrative instance where like this system is constructed is positive from the workshop and equipment operator side it analyzed effectively with base.
Before introducing the effects after ? will pay and experience the work process process contents which it applies a site cycle with base and comparison analysis of time they had analysis of economy about actual conveniently, effective analysis of investment it led and propriety under confirming boil.
It joined in and it connects in real system the actual log data which and it confirmed it analyzed and it evaluated analytical result it led and after demonstration constructing actual site it introduced and the directivity and a improvement program of system expansion at the time of application the application degree of system and, in use to materialize a problem point it presented.

#철도차량 #스마트 유지보수 #효과분석

요약 ⅰ
Table. 목차 iv
Fig. 목차 v
제1장 서 론 1
제1절 연구배경 및 목적 1
제2절 연구범위 및 수행절차 4
제2장 문헌 고찰 및 시사점 7
제1절 철도차량 유지보수관련 선행연구사례 고찰 7
제2절 기술발전 동향 10
제3절 시사점 및 연구의 차별성 28
제3장 도시철도차량 유지보수 현황의 문제점 31
제1절 국내 도시철도차량 유지보수 현황 31
제2절 서울교통공사 전동차 유지보수 현황 33
제3절 철도차량 유지보수 현황의 문제점 40
제4장 철도차량 스마트 유지보수시스템 효과분석 44
제1절 서울교통공사 스마트 유지보수시스템 구축 44
제2절 서울교통공사 스마트 유지보수시스템 효과분석 49
제5장 철도차량 스마트 유지보수시스템 확대방안 73
제1절 스마트 유지보수시스템 시범 구축의 한계점 73
제2절 스마트 유지보수시스템 확대적용 방안 75
제6장 결론 및 향후 연구과제 81
제1절 결론 81
제2절 연구의 한계성과 향후 연구과제 81
참고문헌 83
영문초록(Abstract) 85
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