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연구분야

연구분야

차세대 철도교통관제

빅데이터, 인공지능 등의 4차 산업기술을 활용한 세계 최고 수준의 스마트 철도 관제시스템 구축을 위한 기술 개발입니다.

시스템 개요

연구 목표

  1. 열차운행 패턴 관리를 통한 관제사 업무 부담 감소 및 관제 업무 효율 향상
  2. 열차그래프 통합 뷰를 통한 열차운행에 대한 실시간 감시 기능 제공
  3. 열차의 안전성과 신뢰성이 확보된 트리거 궤도 기반의 자동화 제어를 통한 운영 효율성 향상
  4. ARS 설정 시 열차스케줄에 따라 통과/정차/이선진입/예외상황 열차 구분 및 자동진로제어
  5. L/S 심볼과 운영자 취급 방법의 표준화와 고도화로 관제운영의 일관성 보장
  6. 제어권 관리 기능 제공으로 제1관제, 예비관제실과의 원활한 단계별 구축 확보
  7. 표준화된 열차 표시 및 제어로 관제 업무의 효율성, 신속성, 정확성 향상
  8. 운영 및 유지보수 업무 정보화를 통한 업무 효율성 및 연속성 강화

핵심기술 개발

신호 시스템별 다른 열차스케줄 관리를 통합화 및 표준화 (열차스케줄 통합 플랫폼)

온/오프라인 열차스케줄 통합/표준화를 통한 효율적 관리 및 TMS(AI)와 연동으로 검증된 열차스케줄 제공


  1. 통합/표준화된 오프라인 열차스케줄 관리 인터페이스로 오프라인 열차스케줄 내에 열차를 관리
  2. 온라인 열차스케줄 관련 통합 인터페이스 기능으로 실시간 정보 연동 및 파악
  3. 선택 노선에서 열차가 출고되는 시발역 기준의 출발예정열차 조회 기능 제공
  4. 이차원의 그래프 형태를 통해 열차의 계획선/실적선/예측선으로 전체 열차의 운행 데이터를 표시
  5. 플랫폼별 정차 예정인 열차의 시각 정보, 정차 시간 및  플랫폼 형태 표시

최적화 열차스케줄에 의한 자동진로제어


  1. 사전 기본 조건 검사를 통해 자동진로제어 오류 방지
  2. 트리거 궤도 위치 설정에 따라 운행 열차의 진입역 또는 다음역 스케줄 진로를 자동제어
  3. L/S 화면에서 자동 진로 트리거 편집 및 데이터 관리 효율 증대
  4. 열차스케줄과 다른 전방 신호 현시에 자동 검지하여 경보 발생

L/S 화면 심볼과 운영자 취급 방법의 표준화 및 제어권 관리 기능

현장정보 표시 및 제어 통합/표준화를 통한 효율적 관리


현장정보 표시 기능

  1. 역 각종 신호설비 심볼들을 통합 및 표준화하고 현장제어 및 제어권 관리 효율적 기능으로 제공
  2. 현장역 제어 모드 및 각종 신호설비 심볼을 통합/표준화하여 표출
  3. 진로 표시 및 기타 신호 설비의 상태 정보 표출


현장정보 제어 기능 

  1. MMI, L/S의 제어 기능을 통합/표준화하여 관제사에게 동일한 현장 정보 제어 기능 제공
  2. 관제 제어권 및 역 모드 제어를 통합 기능 제공

열차 추적 관리

이종 신호시스템의 열차제어 처리 통합 및 실시간 감시를 통한 열차 추적 제공


  1. 역 각열차번호 표시 표준화
  2. 열차번호 실시간 자동 추적
  3. 특정 열차의 열차번호 추적 시 L/S 화면 자동 전환
  4. 차상, 차량 수신 정보 표시

기대효과

  1. 다양한 열차신호시스템을 통합하여 표준화된 관제시스템으로 구축하여 안전성 향상 및 효율적인 운영
  2. 관제센터간 완전한 이중화 체계 구축으로 하나의 시스템이 기능상실시 중단없는 관제운영이 가능해 비상대응력 향상
  3. 열차 운행 효율 향상, 노선연장, 인프라 확충에 따른 관제 신규 수용노선의 안정적 확대
  4. TMS(AI/빅데이터)와 연계하여 열차 경합에 의사결정을 바탕으로 관제사의 업무 경감 및 열차운행 효율성 향상
  5. 차단작업의 전산화를 통해 관제업무 효율화 및 현장작업의 안전성 증대 효과
  6. 로컬 관제업무를 중앙관제에서 운영할 수 있도록 현장 및 관제시스템을 통합 개발하여 관제업무 효율성 향상

열차운행관리

인공지능, 빅데이터 4차산업기술을 적용한 열차 운행 예측/최적화로 철도관제업무 자동화, 고객 서비스 향상을 지원하는 첨단 열차운행관리 기술을 개발합니다.

시스템 구성

핵심기술 개발 방향

  1. 최적화 모듈과 연계하여 열차스케줄 작성 업무 지원으로 관제사의 편리성과 효율성 증대
  2. 관제운영정보 통합 관리 및 관제사 지원 기능으로 관제 업무 효율 극대화
  3. 시스템에 기반한 최적의 의사결정 지원 제공 및 실시간 기반의 기관사 지원시스템 구축
  4. 고객의 안전과 편의성 확보를 위해 열차 운행계획 변경을 최소화하는 경합 해소안 제시
  5. 열차 운행 시뮬레이션을 위한 AI 기반 최적화 기술을 접목한 마이크로 시뮬레이션 구축
  6. 데이터 기반 스케줄 생성 및 시뮬레이션을 통한 최적의 스케줄 작성 기능 제공
  7. 열차 스케줄 변경 및 실행 시 시스템 기반의 검증 기능을 강화하여 열차 운행 최적화 기능 제공
  8. 데이터 수집과 열차운행 실적 분석을 통한 열차운행 예측 및 최적안 제공으로 관제사 업무 지원
  9. 열차 운행 안전성과 최적의 운전 환경을 위한 실시간 정보 및 예측 정보 제공
  10. 데이터 검증을 통한 경합 검지/해소, 운전 정리 기능 제공 및 Rule 관리 모듈로 체계적 관리
  11. 인프라, 시설 및 운전 관련 데이터 기반의 시뮬레이션으로 열차주행 예측, 경합 검지 및 해소

핵심기술 개발

운행 계획 자동 변환


  1. 스케줄 생성 기초 정보를 자동으로 수집하고 검증하여 최소한의 관제사 개입으로 최적의 스케줄 생성
  2. 다양한 상황에 따른 스케줄 변경 요청 시 실시간 오류 검지 및 최적 스케줄 제시
  3. 오프라인 스케줄 생성, 수정, 삭제 등 스케줄 변경 시 가상 시뮬레이션 및 의사결정 지원으로 스케줄 전문 관제사가 아니어도 능숙한 업무 가능
  4. 임시열차 생성에 따라 변경된 스케줄에 대한 시뮬레이션 검증으로 관제사의 의사결정 지원

의사결정 지원

열차운행 정보를 기반으로 학습된 열차 위치를 정확하게 예측하여 경합 검지 및 해소 의사결정안 제시


  1. 열차 운행 실적 정보 수집 후 이상 여부 검사
  2. 열차 운행 실적 정보 수집 후 지연률 및 지연 통계 분석
  3. 운행 열차의 시간 단위 별 위치 및 진로 예측
  4. 운행 패턴 분석을 통한 최적화 패턴 생성
  5. 경합 해소 방안 데이터를 기반으로 한 열차 별 구간속도 조회

경합 검지 및 해소

실시간 운행정보를 기반으로 경합 검지 및 시뮬레이션 반복을 통한 경합 해소


  1. 경합 예상 위치와 예상 진로를 예측한 경합 검지
  2. 최초 경합부터 연쇄 경합까지 종합 해소안 시뮬레이션 수행
  3. 경로별 가중치를 적용한 열차 유형/등급별 우선순위 분석
  4. 경합 데이터 입력에 따른 검지 원인 분석

마이크로 시뮬레이션

수집된 노선 및 열차 정보를 기반으로 인공지능의 예측 및 최적화 기술을 접목하여 시뮬레이션 수행


  1. 철도운영기관에서 수집된 정보를 기반으로 가상 선로 및 가상 열차 생성
  2. 검증된 철도망 데이터 기반으로 다양한 이벤트를 반영한 시뮬레이션 수행
  3. 디지털 트윈 기반 시뮬레이션을 위한 철도망, 시설물, 관련 시스템 및 스케줄 정보 가상화

기관사 지원시스템


  1. 실시간 열차 운행 정보를 사용하여 선/후행 열차 상세 정보 제공
  2. 기관사가 운행계획 및 지연을 확인 할 수 있도록 운행상황정보 제공
  3. 실시간 운행정보를 기반으로 기관사용 지도기반 감시화면 제공
  4. 알림 및 경보 정보, 긴급메시지 우선 전송 처리 기능 제공

기대효과

  1. 국가철도공단 및 다양한 운영사의 열차운행계획 정보를 검증하여 관제시스템에서 운영되는 스케줄로 자동변환하여 관제 업무의 효율성 향상
  2. 다양한 열차운행 상황을 실시간 및 사전 시뮬레이션을 통해 열차경합을 처리하여 지연을 사전에 최소화하는 효과
  3. 4차산업의 AI/빅데이터를 관제시스템에 도입하여 철도관제분야의 선도적 효과 
  4. 열차 운행의 정시성 향상 및 에너지 절감 분석을 통해 비용절감 및 운행밀도 증대 효과
  5. 이례사항 발생 시 신속한 의사결정을 통해 현장 대응능력 향상 및 사고 발생에 대한 리스크 최소화
  6. AI도입을 통한 관제 업무 자동화 및 지속적인 성능향상을 통해 인적오류 감소

안전관제

첨단 IT와 네트워크 기술을 적용하여, 철도 관제시스템을 중심으로 철도차량, 철도역사 및 시설 등에 대한 안전 관련 정보를 실시간으로 감시(모니터링)하고 사고위험을 조기 예측·진단하여 제어할 수 있는 실시간 철도안전 통합 감시·제어 기술을 개발합니다.

시스템 개요

안전설비 정보감시 서비스 제공

  • 노선 안전 정보 실시간 감시를 위한 통합 대시보드 제공
  • 안전설비 고장 상태 및 안전 정보 요약 표시 기능 제공
  • 본사 상황실 전체 시스템에 대한 전원투입 및 작동 상태 감시 기능 제공

열차운행 안전감시 서비스 제공

  • 열차운행 안전감시 현황판 (SIB: Safety Information Bulletin) 제공
  • 오작동/인적오류, 임계치, 복합원인 등 사고위험 분석으로 안전수준 판단 기능 제공
  • 데이터 기반 사고위험 분석결과 가시화 및 알람/이벤트 경보 처리 기능 제공

열차운행 안전감시 서비스 제공

  • 맞춤형 비상대응절차(SOP) 제공을 위한 비상대응절차 작성 및 편집 기능 제공
  • 유사시 사고 유형별 최적 비상대응절차 표출, 조치 진행 단계 감시 기능 제공
  • 사후 조치결과 평가 및 모의훈련을 통한 비상대응절차 보완/점검 기능 제공

연구 분야

안전설비 상태감시 기능


  1. 노선 안전감시 현황 및 안전설비 요약정보 표시
  2. 궤도기반 감시화면, 지도기반 감시화면, 안전설비 감시화면을 제공하여 열차 운행 및 안전 설비 상태 감시 기능 제공
  3. 전체 시스템의 전원투입 & 고장 감시를 통한 시스템 관리 기능 제공

안전관제 열차운행 안전감시 기능

현장에서 수집된 정보에서 위험요인을 추출하고, 이상 검지 및 추세 연산 등으로 사고 위험을 분석하여 열차 운행의 안전 수준을 판단


  1. 철도운영 및 무사고 현황, 알람 및 고장 이력, 등 표시
  2. 위험 분석을 통한 열차운행 안전수준 판단
  3. 현장에서 수집된 정보에서 위험요인을 추출하고, 이상 검지 및 추세 연산 등으로 사고 위험을 분석하여 열차운행의 안전 수준을 판단
  4. 안전수준이 경고/심각의 경우 알람 정보 공유

안전관제 비상대응 감시 기능


  1. 다양한 사고유형에 따른 맞춤형 SOP 제공 가능
  2. 비상대응 조치단계 및 결과 감시하고, 조치 내용 기록

비상대응 평가 및  모의훈련 기능


  1. 기록된 조치 결과를 기반으로 비상대응 결과 평가
  2. 이벤트 생성하여 모의 훈련 평가 후 SOP 보완

기대효과

  1. 현장 실시간 안전정보를 기반으로 정보열차운행에 대한 위험 상황 및 사고예측을 통한 효율적 사고예방 및 안전성 제고
  2. 유사시 적절한 비상대응 절차 제공에 따른 조기 대응으로 사고 예방 및 사고 확산 방지 제공
  3. 국내 기술로 열차제어시스템 안전성 향상
  4. 평가기술 개발하여 철도선진국과 동등한 철도운행에 따른 안전성 관리 가능