영운아해조
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 지하철-플랫폼 틈새 간격을 완전 차단하는 안전 장치
영문 : Safety device that completely blocks the gap between subway and platform
과제 팀명
영운아해조
지도교수
김현식 교수님
개발기간
2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 민*운(팀장)
서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 노*빈
서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 박*현
서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 박*혁
서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 조*균
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
본 개발 과제는 스텝모터를 아두이노에 연결하여 발판의 전·후진을 제어한다. 발판의 가장자리에 설치된 압력센서를 통해 지하철과의 접촉을 감지하여 발판이 멈추도록 설계된 시스템으로 지하철-플랫폼 간 틈새를 완전 차단할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다. 2개의 스텝모터에 톱니를 결합하고 발판에 부착된 렉과 맞물려 회전할 수 있도록 하여 발판의 이동을 가능케 한다. 상판 및 하판이 발판과 롤러를 사이에 두고 밀착된 구조로 상판과 하판을 지면에 고정하고 해당 구조가 발판에 가해지는 무게를 지탱하는 원리로 설계되었다. 해당 구조는 플랫폼에 매립형 설치하는 것이 필요없어 설치비용 면에서 이점이 있다.
개발 과제의 배경
일반적으로 도시철도에서는 지하철 역사의 승강장과 철도차량 간 열차의 원활한 안전주행을 고려하여 승강장의 연단과 차량 출입문 사이의 공간이 존재한다. 이러한 공간으로 발 빠짐 사고 등 안전사고가 종종 발생하고 있는 실정이다. 그 동안 이러한 문제를 해결하기 위한 사고 예방책으로 경보음, 경고등에 의한 빛 발산 등의 경보장치와 차량부착형, 승강장부착형 안전발판이 개발되었다. 그러나 경보장치의 경우 틈새가 존재한다는 근본적인 문제를 해결할 수 있는 방안은 아니며, 시각 장애인의 경우 해당 경고 문구를 확인할 수 없다는 단점이 존재한다. 또한, 현재 개발된 차량부착형, 승강장부착형 안전발판의 경우 모두 발판의 길이 정해져 있어 역마다 상이한 틈새에 유동적으로 대응하는 데에는 한계가 있다.
종래에는 발판의 길이가 정해져 있는 안전발판만이 존재하여 지하철 역마다 상이한 틈새에 유동적으로 대응하지 못한다는 폐단이 있었다. 이러한 틈새 발생으로 인해 안전사고 및 소지품 분실사고에 완전히 대응하지 못한다는 점도 존재한다.
개발 과제의 목표 및 내용
플랫폼-열차 틈새 자동 차단기의 본질에 맞게 틈새 차단 성능을 최우선 목표로 설정한다. 발판에 압력센서를 부착하여 지하철과 매우 근접해 접촉이 감지되는 순간 사전에 설정한 임계값 이상의 압력이 감지되게 되고 그 즉시 발판의 전진을 멈추는 매커니즘으로 지하철과 플랫폼 간의 간격을 차단하는 기능성을 향상시킨다. 두 번째 목표는 차단기의 높은 안정성이다. 여기서 말하는 안정성이란, 장치가 무게를 견딜 수 있는 내구성과 발판이 같은 길이만큼 전진 및 후진을 하도록 하는 소프트웨어 설계 완성도 등을 뜻한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
일반적으로 도시철도에서는 지하철 역사의 승강장과 철도차량 간 열차의 원활한 안전주행 을 고려하여 승강장의 연단과 차량 출입문 사이의 공간이 존재한다. 이러한 공간으로 발 빠 짐 사고 등 안전사고가 종종 발생하고 있는 실정이다. 그 동안 이러한 문제를 해결하기 위 한 사고 예방책으로 경보음, 경고등에 의한 빛 발산 등의 경보장치와 차량부착형, 승강장부 착형 안전발판이 개발되었다. 국내의 경우 차량 부착형으로는 차세대전동차 시제차량에 안전스텝이 개발되어 적용되었고, 간선철도용으로 개발된 고상승강장 승하차용 자동 슬라이딩 스텝시스템이 광역철도용으로 적용 가능하다. 승강장 부착형 안전발판으로 안전고무판, 접이식, 스윙방식 등의 안전발판, 이동식 안전발판 등이 개발되었다. 국외의 경우 차량 부착형으로는 트램과 열차 등에 적용된 자동 슬라이딩 발판 장치가 있으며 승강 장 부착형 안전발판으로 국내의 경우와 같이 안전고무판과 이동식 안전발판 등이 활용되고 있다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
(특허문헌 0001) KR10-0918674, 지하철 승강장의 안전발판, 2008.09.08 출원 (특허문헌 0002) KR10-0929482, 지하철 승강장의 안전발판, 2008.09.08 출원 (특허문헌 0003) KR10-2000-0024299, 플랫폼의 안전발판, 2000.02.03 출원 (특허문헌 0004) KR10-1603164, 열차승강장 발빠짐 방지용 접철식 자동길이 조절 안전발판, 2015.10.20. 출원 [www.kipris.or.kr, www.wips.co.kr 등 활용]
- 기술 로드맵
경고장치(ex 주의문구) -> 휴대용 안전발판 -> 자동 슬라이딩 스텝시스템
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
발빠짐 주의 문구 - 지하철 탑승 전 탑승객들에게 지하철-플랫폼간 틈새에 대한 주의 당부를 위한 경고 문구 - 탑승객들로 하여금 틈새 사고에 대한 경각심을 가질 수 있게 하는 효과 지님 - 틈새가 존재한다는 근본적인 문제를 해결할 수 있는 방안은 아님. 시각 장애인의 경우 해당 경고 문구를 확인할 수 없음 휴대용 안전발판 - 휠체어 이용자 및 기타 거동 불편 승객이 임시 발판을 역무원을 통해 이용할 수 있음 - 휴대용이기 때문에 필요한 곳에만 사용이 가능함 - 혼잡한 경우에 사용하는 데에 한계가 있으며, 이 역시 모든 플랫폼-지하철 틈새를 막는 것은 불가능 자동안전발판 - 지하철 정차 시 자동으로 틈새를 차단 - 수동이 아닌 자동 시스템이기에 편리함 - 간단한 원리로 널리 쓰일 수 있어 범용성이 우수 - 발판의 길이가 정해져 있어 플랫폼마다 상이한 틈새 간격에 대응하는 데에는 한계가 있음. - 틈새를 완전차단하는 데에는 무리가 따름.
- 마케팅 전략 제시
본 조가 설계한 제품의 경우 발판에 설치된 압력센서를 통해 지하철과의 접촉을 감지할 수 있음. 따라서 지하철-플랫폼 간의 틈새를 완전차단할 수 있는 기술을 가지고 있음으로 지하철-플랫폼 틈새 완전 차단이라는 이점을 강조하는 것이 본 조의 마케팅 전략이다.
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
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이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
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결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
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완료작품의 평가
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향후계획
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특허 출원 내용
내용
