[철도연] ‘철도차량 저소음 연결막’ 개발 ㅣ 딥러닝 기반‘피킹·적재 시스템’ 개발

철도연, 열차 소음 잡는‘철도차량 저소음 연결막’개발

실리콘 고무 경량소재로‘웅웅’거리는 열차의 불편한 소음 해소 

   한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 철도차량 연결 부분의 소음을 줄인 ‘철도차량 저소음 연결막’을 개발했다.

수축과 팽창이 잘되는 실리콘 고무로 제작하여 소음을 줄이는 것과 동시에 곡선 구간에서도 원활한 주행을 가능하게 했다.

철도차량 연결막은 열차의 차량과 차량을 연결하는 핵심부품으로 소음 저감 성능을 높이기가 가장 힘든 부분이다. 특히, 기존 흡음재로는 차단이 어려운 저주파 소음이 많이 발생하여 승객들에게 잦은 불편함을 준다.

※ 저주파 소음 : 송풍기, 펌프 등 기계장치에 의해‘웅웅’거리는 소음으로 열차가 터널에 진입할 때나 건물 냉각탑 등에서 발생하고, 공동주택의 층간소음도 저주파 영역이다.

철도차량 연결막에는 소음 저감을 위해 일반적으로 사용하는 연결막의 두께 조절이나 흡음재 충전방식을 적용하기가 어렵다. 곡선 구간도 주행하기 때문에 연결막은 수축과 팽창 운동을 원활하게 하는 유연성이 필수이다.

철도연이 개발한 철도차량 연결막은 실리콘 고무의 경량소재만을 활용하여 다층구조 연결막과 다공형 다층구조 연결막을 개발했다.

다층구조 연결막은 내부를 2.63mm에 이르는 얇은 두께의 실리콘 고무로 여러 개의 층을 만드는 다층구조를 구현하여 소음을 4dB 이상 줄였다.

다공형 다층구조 연결막은 다층구조에 다공형을 추가하여 100Hz의 저주파 소음을 9.2dB 이상 저감시켰다.

특히, 실제 운행을 모사한 곡선 주행을 45만회 수행하여 내구성을 검증했고, 화염전파, 연기밀도, 독성지수 등 철도안전법 화재안전성의 주요 항목 부분에서도 성능을 만족하여 실제 철도차량에도 적용할 수 있게 됐다.

철도연 노희민 박사는 “경량소재로 된 저소음 연결막을 실제 철도차량에 적용하기 위해 32종에 이르는 시편 시험과 분석 연구를 했다”며 “개발 제품의 상용화를 이루고, 소음 없는 쾌적한 철도를 위해 연구에 더욱 매진하겠다”고 전했다.

나희승 철도연 원장은 “철도차량 연결막은 철도 소음에 대한 승객의 불만을 해소하는 기술”이다며 “철도안전 및 물류·환경 기술 등 국민 생활 문제를 해결하는 기술 혁신을 위해 더욱 노력하겠다”고 밝혔다.

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철도연, 딥러닝 기반‘피킹·적재 시스템’ 개발

    한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 주문 목록에 따라 해당 제품을 정확히 집어 정해진 공간에 최상의 상태로 담는 ‘피킹·적재 시스템’을 개발했다.

주문 목록에 따라 제품을 골라 담고 있는 철도연의 피킹·적재 시스템

어묵, 핫바, 커피와 음료 등 다양한 제품을 50종 이상 정확하게 인식해서 집어낸다. 그리고 골라낸 제품은 차곡차곡 마치 사람의 손처럼 가지런히 담는다.

철도연이 개발한 피킹·적재 시스템은 제품의 2D 이미지, 깊이 정보를 기반으로 딥러닝을 통해 제품을 정확하게 인식하는 기술, 인식한 제품을 집어서 잡는 피킹기술, 제품의 피킹형태 및 적재할 박스의 공간정보를 반영하여 해당 제품을 최적의 상태로 담는 적재기술이 핵심이다.

2D 이미지 및 깊이 정보를 활용하여 제품을 인식하는 과정

소량의 다양한 상품 주문이 이루어지는 편의점 물류, 마트 및 온라인쇼핑 당일 배송 등 최근 폭발적으로 증가하고 있는 개별화물 유통을 위한 맞춤형 물류기술이다.

특히, 개발된 딥러닝 학습데이터를 자동으로 생성하는 기술을 통해 물류현장에서 취급하는 다양한 제품뿐 아니라 지속해서 출시되는 신제품, 포장만 바뀌는 기존 제품까지 빠른 등록이 가능하다.

최적 상태로 담는 적재기술은 피킹한 제품의 형상 및 피킹 형태, 적재 박스의 공간정보 등을 활용하여 공간을 최소화할 수 있도록 실시간 계산하여 제품을 담아낸다.

연구개발 중인 산업용로봇 기반의 피킹·적재 시스템

철도연의 ‘피킹·적재 시스템’은 작업자 옆에서 함께 움직이며 일을 도울 수 있는 협동로봇을 기반으로 개발됐고, 현재 사람 수준의 작업 고속화를 위해 산업용로봇으로 시스템을 개선 중이다.

주문서에 맞추어 제품을 담은 다수의 상자를 컨베이어로 연결하고 동시에 제어하여 피킹, 적재, 이동까지 물류 자동화를 구현할 계획이다.

나희승 철도연 원장은 “피킹·적재 시스템은 1인 가구 증가, 온라인쇼핑 확대 등으로 증가하는 개별상품 배달 수요에 대응하는 수작업 환경을 개선하기 위한 자동화 기술로 전 세계의 치열한 경쟁이 이루어지고 있는 분야”라며

“로봇시스템의 작업속도의 고속화, 자동화 등 선제적 기술개발로 물류 및 유통 산업의 경쟁력 향상을 위해 노력하겠다”고 전했다.

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