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연구분야

연구분야

무선폐색센터

RBC

Radio Block Center 

무선폐색장치는 무선 통신을 이용해 열차 위치와 운행 정보를 실시간으로 교환하며 폐색 구간을 제어하는 장치로, 열차 간 충돌을 방지하고 안전한 운행을 지원하는 장치입니다.

핵심기술 개발

레벨전환 기능


  1. 열차의 무선폐색센터 제어 영역 진입/진출을 위한 레벨 전환 기능
  2. 선구에 운행 가능한 레벨 정보를 제공하여 기존 열차와 KTCS-2 열차 혼용 운영 보장

세션연결 기능


  1. 지·차상 ATO 장치 간 무선통신을 사용하여 데이터를 교환하는 기능
  2. 무선 통신 관리 규격을 준수하여 실시간으로 열차 자동운전 지원

이동권한 기능


  1. 열차가 이동할 수 있는 최대 거리 정보 제공
  2. 제공된 거리까지 열차의 안전 운행을 보장

핸드오버 기능


  1. 열차가 인접한 ATO-TS 구역으로 이동할 때 통신 및 제어권 전환 기능
  2. 인접 ATO-TS로 전환 시 JP 및 SP를 수신하여 정차 없는 열차 자동운행 보장

임시속도제한 기능


  1. 신호설비의 유지보수를 위하여 열차 운행 특정 구간에 임시속도를 제어하는 기능
  2. 임시속도제한 정보를 무선으로 전송하여 열차 안전 운행 보장

비상정지 기능


  1. 관제센터 비상정지 설정/해제 메시지를 해당 열차로 전송하는 기능
  2. 임시속도제한 정보를 무선으로 전송하여 열차 안전 운행 보장

적용시스템

KTCS-2용 RBC

KTCS-3용 RBC

인증/검증

기대효과

  • 상호운용성(Interoperability) 증대
    ERTMS/ETCS 및 KTCS 표준 기술 규격에 맞게 제작되어 다양한 표준 기반 시스템 및 제조사 제품과 상호 운용성을 제공
  • 열차 운행 안전성 확보
    열차의 위치와 상태를 실시간으로 확인하여 안전한 운행을 보장
  • 운행 효율성 증대
    궤도회로 방식보다 정확한 위치 정보를 기반으로 폐색 구간을 효율적으로 관리하여 운행 효율성을 높임
  • 지상 설비 축소
    궤도회로 대신 차량에 탑재된 시스템을 활용하여 지상 설비를 줄이고 유지보수 비용을 절감
  • 무선 통신 기반 고속 데이터 처리
    무선 통신을 통해 열차와 데이터를 교환하며, 지상 설비 간의 데이터 전송을 담당. 실시간으로 데이터를 처리하여 열차의 안전한 운행을 보장
  • 보안
    신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 암호화 기술을 적용

열차자동운전장치

ATO

Automatic Train Operation

ATO는 Automatic Train Operation으로 열차자동운행 시스템을 의미하며, 주어진 데이터를 통해 열차가 도착 예정 시간에 정확한 정차를 하기 위한 최적의 속도를 연산하여 높은 에너지 효율을 제공하는 시스템입니다.

시스템 개요


무선폐색센터 (RBC)

  • 열차 열차 이동권한, 비상정지, 임시속도 제어
  • 선로 조건, 정적속도 정보 제공(차상장치)

지상 ATO (ATO-TS)

  • CTC의 Timetable 기반 열차 운행 정보(Journey Profile) 제공
  • CTC의 Timetable 기반 선로 정보(Segment Profile) 기반 데이터 설계
  • 차상 ATO 운행에 따른 선로변 정보 실시간 제공

핵심기술 개발

핸드쉐이크 기능


  1. 지·차상 ATO 장치 간 무선통신을 사용하여 데이터를 교환하는 기능
  2. 무선 통신 관리 규격을 준수하여 실시간으로 열차 자동운전 지원

운행 프로파일 관리


  1. 운행 프로파일 요청 패킷을 수신한 경우 ATO-OB로 운행 프로파일을 송신 하는 기능
  2. CTC에서 업데이트된 운행 프로파일을 ATO-OB로 송신 하는 기능

세그먼트 프로파일 전송


  1. 선로변 정보등을 담은 패킷(Segment Profile)을 ATO-OB로 송신하는 기능

기대효과

  1. KTCS-3 ATO(자동운전) 기술은 무정차 운행 사고 방지, 운행 시간 단축, 에너지 효율 향상, 그리고 운행 비용 절감 등 다양한 기대 효과를 가지고 있음. 특히, KTCS-3의 ATO는 기존 수동 운전 방식 대비 최대 12%의 에너지 절감 효과가 있어 경제적 이익을 가져다줄 것으로 예상

  2. 주요 기대 효과
  • 무정차 운행 사고 방지
    ATO 시스템은 인간의 실수로 인한 무정차 운행 사고를 예방하여 안전성을 높임
  • 운행 시간 단축
    ATO를 통해 정해진 시간표에 맞춰 정확하게 가속 및 감속하여 운행 시간을 단축 
  • 에너지 효율 향상
    ATO는 최적의 속도 프로파일을 생성하여 에너지 소비를 줄이고, 수동 운전 대비 12%의 에너지 절감 효과를 가져다줄 것으로 기대 
  • 운행 비용 절감
    에너지 효율 향상과 안전성 증진을 통해 운영 비용을 절감
  • 안정성 향상
    ATO는 인간의 실수 없이 정확하고 일관된 운행을 제공하여 안전성을 높임
  • K-철도 기술력 증진
    KTCS-3 ATO 기술은 국내 기술력으로 개발되어 글로벌 시장 진출에도 기여. 또한, KTCS-3의 ATO는 기존 고정 폐색 방식 대비 열차 운전 시격을 단축시켜 효율적인 운행 가능

신호어김방지시스템

SVPS

Signal Violation Prevention System

차량기지에서 기관사가 책임모드로 운전하던 중 정지 신호를 모진하여 진입할 경우, 신호 어김 발생을 기관사에게 경고하는 동시에 비상 제동을 체결하고, 나아가 주변의 열차까지도 정지시킴으로써 2차 사고를 미연에 방지하여 안전을 강화하는 시스템입니다.

시스템 구성

  • 차축검지장치

열차의 이동을 검지하기 위한 현장설비로 검지부와 헤더부로 구성되고, 열차가 통과하는 경우 열차 검지 정보를 지상설비로 전달하는 장치

  • 신호어김감시장치

현장의 열차 검지 정보와 전자연동장치의 신호정보 비교로 신호 어김을 평가하고, 차량 운전자에게 신호어김 발생을 알릴 수 있도록 차상설비로 전달 하는 장치

  • 차상인터페이스장치

신호어김검지장치로부터 신호어김 정보가 전달될 경우 운전자가 인식할 수 있도록 알람을 발생시켜 열차 안전운행을 확보하는 장치

연구 분야

차축검지 및 점유상태 판단


  1. 열차운행 및 차축검지, 진행 방향/속도 검지
  2. 진입측/통과측 2개 검지헤더 카운트 비교로 점유상태 판단

신호어김 및 과속진입 판단


  1. 통과측 검지시 신호기 정보와 비교하여 신호어김 상태 판단
  2. 진입측 검지시 열차 속도를 검지하여 과속진입 상태 판단

현장검증

차축검지 및 열차점유 신뢰도 검증

  • 현장 설치 시험을 통한 차축검지 및 열차점유 신뢰도 검증
  • 신호어김 발생에 대한 신뢰도 검증

시나리오 기반 신호어김 현장 검증

  • 기지 내 다양한 주행 시나리오 기반 신호어김 발생에 대한 현장 검증 실시

기대효과

  1. 기지 내 신호 어김 사고 발생 및 이에 따른 본선 운행 지연 예상
  2. 기지 내 신호 어김 사전 경고를 통한 철도운전 종사자 안전 의식 제고
  3. 사고 감소에 따른 사고처리 비용 절감 및 운영기관 위상 제고