고속철도 차량의 도입은 대량수송 및 빠른 수송, 일상적 활동 공간 확장 등 사회 전반에 걸쳐 큰 영향을 끼쳤다. 사회적 파급력은 매우 컸으며 시간이 지날수록 그 역할의 중요성이 부각되어 관련된 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 최초 도입된 이후 차량의 주요장치에 대해서 상태검사 방식의 기본적인 방식인 TBO(Time Between Overhauls 시간 중심)를 적용함에 따라, 실시간 발생하는 상태변화, 통계적 데이터 관리기반 방식을 적용한 즉각적인 고장상태를 확인하는데 한계가 있다. 따라서 시간 중심의 유지보수 적용으로 차량장애(고장) 및 주요장치의 건강상태 등을 통계적 방식을 활용하여 정비할 수 있는 유지보수 체계 변화가 필요하다. 철도차량의 유지보수는 경정비, 중정비로 크게 나뉘어지며 주로 차량기지에서 시행되고 있다. 차량운행 중 발생 되는 정보는 사용할 수 있는 체계가 없으며, 육안검사, 장애 코드 확인 등을 통해서만 유지보수를 시행하고 있다. 일부 철도 운용기관에서는 적외선 센서 및 열화상카메라, 초음파센서 등의 기술을 이용하여 차량운행 중 비접촉 방식으로 실시간 스케닝 하는 장치가 활발하게 각 운영사별 효율적 유지보수체계 구축을 위해 연구 및 부분적 활용되고 있다. 스케닝시스템은 철도의 4차 산업혁명의 핵심기술(스마트 유지보수) 적용과 빅데이터를 활용하여 정확한 진단과 분석을 통하여 예지 정비가 가능한 유지보수 시스템으로 발전되고 있다. 열화상카메라를 이용하여 철도차량 하부 주행장치에 대하여 운행 중 장치고장 유·무 상태를 실시간 모니터링 하는 장치로 견인전동기(TM)의 발열을 검지하기 위하여 적외선 열화상카메라를 활용하여 이상 발열 검사시스템의 연구가 진행되었다. 하이비젼 고속 고성능 카메라를 활용하여 차륜(형상)상태를 자동으로 검사하는 “차륜형상측정장치”는 차량기지 입고선(일상선)에 설치되어 운영되고 있다. 차량 하부의 주요장치 발열 상태를 적외선 방사온도계를 이용하여 검지하는 “이상검지장치”는 서울교통공사 2호선의 서울대입구역 및 을지로3가역, 신천역의 내·외선에 설치되어 운영되고 있다. 기존에 설치되어 운영되고 있는 시스템은 철도차량 기지에 입고하는 편성을 대상으로 최대 측정 속도는 25km/h이하에서 측정하는 시스템으로 일상점검에 해당하는 것으로 정비 업무에 활용되었으며, 최근에 연구 개발하여 도입된 시스템은 영업선에 설치하여 운행 중인 차량을 대상으로 시스템은 측정 속도 110km이상 향상되었으며 실시간으로 스케닝하여 모니터링이 가능한 시스템으로 발전하였다.
본 논문에서는 철도차량 주행 장치의 주요 부품인 견인전동기(TM), 제동장치(제동디스크), 모터감속기(ARU), 차축기어감속기(ARU), 차축(AXLE), 차륜(Wheel) 등을 스케닝 적용 대상으로 선정하고 각 장치의 상태의 온도변화를 모니터링 하는 것으로 제안하였다. 제안한 스케닝시스템은 각 장치가 온도변화의 상태에 따라 유지보수 시행 여부를 결정할 수 있는 통계적 데이터로 그 판단 여부에 결정적인 역할을 기대할 수 있을 것이다. 주행 장치별 사례 비교를 통하여 차량운행 중 발생한 장애(고장)를 실시간으로 스케닝하여 능동적인 차량 유지보수 및 주요장치 상태정보시스템 간의 인터페이스를 구현하여 효율적인 유지보수 방법마련에 대하여 제안하였으며, 고속차량의 고속주행시 고성능 적외선 열화상카메라를 이용하여 차량 하부 주행장치의 주요 부품인 견인전동기, 제동장치(제동디스크), 모터감속기, 차축기어감속기, 차축, 차륜 등을 대상으로 이상 발열에 대하여 실시간 측정하고 빅데이터를 활용하여 주요 하부장치의 온도관리 방안에 관하여 연구하였다.

The introduction of high-speed railway vehicles has had a great impact on the entire society, including mass transportation, rapid transportation, and expansion of space for daily activities. Social repercussions were great, and as time went on, the importance of its role was emphasized, and various related studies have been conducted. According to the application, there is a limitation in checking the status change occurring in real time and the instantaneous failure status by applying the statistical data management-based method. Therefore, there is a need for a change in the maintenance system that can maintain vehicle failures (breakdowns) and health status of major devices using a statistical method by applying time-oriented maintenance. The maintenance of railway vehicles is largely divided into light maintenance and heavy maintenance, and is mainly carried out at vehicle bases. There is no system that can be used for information generated during vehicle operation, and maintenance is performed only through visual inspection and error code verification. In some railroad operating institutions, a device that performs real-time scanning in a non-contact method during vehicle operation using technologies such as infrared sensors, thermal imaging cameras, and ultrasonic sensors is actively researched and partially utilized to establish an efficient maintenance system for each operator. The scanning system is developing into a maintenance system capable of predictive maintenance through accurate diagnosis and analysis using the application of core technology (smart maintenance) of the 4th industrial revolution of railways and big data. A thermal imaging camera is a device that monitors the presence or absence of a device (part) failure during operation for the driving device under a railway vehicle in real time. In order to detect the heat of the traction motor, an infrared thermal imaging camera is used. A research on “heat inspection system”was conducted, and a“wheel shape measurement device”that automatically inspectsthewheel(shape)conditionusingahigh-visionhigh-speed high-performance camera is installed and operated at the vehicle base receiving line. The“abnormality detection device”that detects the heating state of the main device under the vehicle using an infrared radiation thermometer is installed and operated in the inner and outer lines of Seoul National University Station, Euljiro 3-ga Station, and Sincheon Station on Line 2 of Seoul Transportation Corporation.
The system that has been installed and operated is a system that measures at a maximum measurement speed of 25km/h or less for the organization that is stored at the base of a railroad vehicle, and is used for maintenance work as it corresponds to daily inspection, and was recently introduced after research and development. The system was installed on the business line, and the measurement speed was improved by more than 110km for vehicles in operation, and the system developed into a system capable of monitoring by scanning in real time.
In this study, the main parts of the railway vehicle driving system such as traction motor, brake system, motor reduction unit, axle gear reduction unit, axle, wheel, etc. It was selected and proposed to monitor the temperature change of each device. The proposed scanning system is statistical data that can determine whether or not to perform maintenance according to the state of temperature change of each device.
In addition, since each condition was analyzed by comparing the temperature with the temperature tape in parallel, the structural limitations of the scanning system and the initial trial error were preserved, and the main device condition (spotpresence, numberof maintenance trials) was determined through quantitative numerical values. Due to the characteristics of the driving device, it is composed of a number of complex devices, and it is very difficult to find an optimal real-time maintenance plan considering various conditions and access such as simulation. It showed the process of case analysis of the current maintenance problems using the scanning system. Through case comparison for each driving device, an effective maintenance method was proposed by real-time scanning of obstacles (failures) that occurred during vehicle operation and implementing an interface between active vehicle maintenance, big data and state information systems of major devices, and high-speed railway vehicles. The high- performance infrared thermal imaging camera is used during high-speed driving of the railwayvehicle. Real-time measurement of abnormal heat generation was conducted on wheels, etc. and a study on the temperature management plan of major sub-devices was conducted using big data.