(2025 철도학회 춘계학술대회) KTCS-3, 국내 철도신호 기술 혁신의 새 장을 열다
개발 완료 단계 접어든 KTCS-3…실용화·해외진출 방안 논의
KTCS-3, 이동폐색 제어·ATO 핵심…시범사업 경강선 추진
ATO 적합성 평가, 시뮬레이터 기반 시험체계 구축…신뢰성·표준 강화
오송 시험선서 ATO 성능 검증…오차 2.3m 이내 정위치 정차 구현
“실적 기반 해외진출 모색해야…국제규격 대응·시범사업 조기착수 필요”
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
2018년 개발에 착수한 KTCS-3(차세대 열차제어시스템)가 오는 6월 말 기술 개발에 마침표를 찍는다. 개발단계가 막바지에 이르면서 국내 실용화와 해외시장 진출을 위한 준비가 본격화되고 있다.
지난 23일 ‘2025 한국철도학회 춘계학술대회’에서 열린 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에선 KTCS-3의 연구 과정과 향후 발전 방향에 대한 발표가 이어졌다.
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장은 KTCS-3의 추진 현황과 실용화 방안에 대해 발표하며 “KTCS-3는 이동폐색 제어 기술과 열차자동운전(ATO) 기술이 핵심”이라고 말했다.
이동폐색 제어는 LTE-R(철도통합무선망)을 기반으로 기존 궤도회로를 사용하지 않고 이동폐색 기능을 사용해 열차 위치를 검지하고 선행 열차 후단까지 열차를 안전하게 이동 제어하는 기술이다. ATO는 자동운전기술단계(GoA;Grade of Automation)의 2단계 기술로 정차 후 출발부터 다음 역까지 기관사 개입 없이 스스로 운행이 가능하다.
KTCS-3의 안정성을 좌우하는 것은 통신이다. 열차와의 통신이 두절되면 해당 구간을 강제로 점유하고 후속 열차의 진입 방지를 하고 있다.
성 부장은 ATO 무인운전에 대해 “무인운전이 기술적으로 불가능한 것이 아니라, 국가철도망의 운영환경 상 안전설비와 운영환경이 미비해 도입하기 어렵다”며 “도시철도의 CBTC(Communication-Based Train Control;통신 기반 열차제어)와 달리 국가철도망은 역 간 거리가 길고 외부 위험 요소가 많아 무인운전 도입에는 신중한 접근이 필요하다”고 밝혔다.
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
KTCS-3의 실용화를 위한 시범 사업 노선은 경강선(만종~강릉)으로 결정될 전망이다. 성 부장은 ▲시속 200km 이상 준고속선 ▲ETCS·KTCS 기반 노선 ▲인프라 개량 도래 노선 ▲KTX-이음 개조 등을 토대로 이번 개량 사업에 대한 타당성을 검토한 결과 경강선이 최적 노선으로 선정됐다고 전했다.
ATO 시범사업은 KTCS-2(1공구, 만종~횡성), KTCS-3(2·3공구, 둔내~평창·진부~강릉) 등 총 3개 공구로 구성됐다. KTCS-2와 KTCS-3를 각각 1편성씩 개조한 KTX-이음 2편성이 경강선에서 시범 운영할 예정이다.
향후 운영에 대해선 KTCS-2(한국형 열차제어시스템)와 KTCS-3의 병행 운영이 현실적인 방안으로 제시됐다.
성 부장은 “KTCS-3는 사실상 차상장치의 개조식이기 때문에 전용 또는 단독 노선은 사실상 어려워 KTCS-2와 병행하는 방식으로 가야한다고 생각한다”며 “KTCS-3는 광역철도, 출퇴근 시간대, 열차 빈도가 낮은 노선에 적합하며 고속철도에 전면적으로 적용하기엔 어렵다고 판단하고 있다”고 설명했다.
한인수 한국철도기술연구원 책임연구원은 ATO 적합성 평가 연구과제를 소개하며 국내 최초로 시뮬레이터 기반의 시험체계를 구축했다고 밝혔다. 이번 연구는 KTCS-3의 ATO 기능과 시스템의 신뢰성, 표준화 기반을 강화하는 데 중점을 두고 있다.
ATO 적합성 평가는 ERTMS(유럽 철도 교통 관리 시스템)/ATO Subset 125 규격을 기반으로, 차상 ATO와 지상 ATO 간 인터페이스 시험을 수행한다. 다양한 운전 상황을 시뮬레이션할 수 있도록 시험 시나리오와 시퀀스를 마련하고, 로그 분석을 통해 성능을 검증하는 체계를 갖췄다. 특히 제동 성능 등 외부 환경 변수도 차량 모델 설정에서 반영할 수 있어 실제 운행 환경에 가까운 평가가 가능하다.
또 국내 표준 규격(KRS SG 00700)에 KTCS-3를 추가하는 개정안을 마련해 KTCS-3 시스템 구성과 시험 기준을 반영하는 등 표준화 기반도 강화했다.
한 책임은 “시뮬레이터 기반 시험체계는 현장 시험의 한계를 극복하고, 소프트웨어 중심의 열차제어 시스템 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 한다”고 강조했다.
김현중 코레일 철도연구원 책임연구원이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
KTCS-3 기술 개발·성능 검증도 중요한 과제다. 김현중 한국철도공사(코레일) 철도연구원 책임연구원은 “GoA 2등급의 자동운전 기능이 성공적으로 구현됐다”며 “26개 시험 항목을 5개 시나리오로 나눠 오송 철도종합시험선에서 성능 검증을 진행했다”고 밝혔다.
현대로템, 대아티아이, LS 일렉트릭, 서우건설산업, 테크빌 등 각 업체에서 개발된 ATO 장치는 협의체를 통해 상호 운용성과 인터페이스 표준화를 확보했다. 정위치 정차 기능은 오차 2.3m 이내로 구현돼 성능 검증을 완료했다.
김 책임은 “ATO는 구축 비용 절감, 열차 안전 운전 향상, 국가철도 상호 운용성 확보에 기여할 것”이라고 말했다.
김경식 현대로템 신호통신연구실장은 ‘국내 철도산업 해외시장 진출 현황’을 주제로 발표하며 최근 해외 발주에서 국제 규격에 대한 요구가 크게 증가하고 있다고 밝혔다.
김 실장은 “TSI(유럽 철도 운영 호환성 기술기준), ETCS(유럽형 열차제어시스템) 등 최신 규격 대응과 사이버 시큐리티 인증이 필수적”이라며 “TSI에 포함된 ETCS 요구 사항이 베이스라인(Baseline) 3를 넘어 베이스라인 4까지 요구하고 있고 ATO도 요구되는 상황이며 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System;미래 철도 이동통신 시스템)에선 LTE를 넘어 5G를 추진하고 있는 상황”이라고 설명했다.
그러면서 “해외 진출을 위해서는 국내 실적 확보와 시범 사업 조기 착수가 중요하다”며 “차량·시스템 통합, 국제 규격 모니터링, E&M(Electronic & Mechanic) 사업 차원의 접근이 필요하다”고 강조했다.
◆“韓 철도 기술 수출·국제 표준화 대응해야”…KTCS-3 시범 사업 필요성 제기
발표 이후 열린 토론회에선 손운락 한국철도신호기술협회 회장이 좌장을 맡았고, 윤학선 국가철도공단 글로벌사업본부장, 신경호 철도연 책임연구원, 장노규 코레일 철도연구원 전문위원, 하승태 TUV 슈드 코리아 상무가 패널로 참석했다.
지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 손운락 한국철도신호기술협회 회장(가운데)이 좌장을 맡아 토론회를 진행하고 있다. [사진=박윤 기자]
지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 손운락 한국철도신호기술협회 회장이 좌장을 맡아 토론회를 진행하고 있다. [사진=박윤 기자]
윤학선 본부장은 최근 폴란드와의 MOU(업무협약) 체결 사례를 소개하며 “폴란드를 기점으로 체코, 우크라이나 등 재건 사업에 한국 철도 기술 수출을 위해 노력하고 있다”고 밝혔다. 특히 “아랍에미리트(UAE) 고속철도 시스템·차량 분야 사전자격심사(PQ) 통과는 국내 기술로 고속철도 풀 패키지 PQ를 통과한 최초의 사례”라며 “차량과 신호 분야의 기술력이 해외 진출의 핵심”이라고 강조했다.
철도신호 분야의 고급 인력 양성 필요성과 국제 표준화 대응의 중요성도 제기됐다. 윤 본부장은 “UIC 등 국제기구에 적극적으로 인력을 파견하고, 협동 연구를 통해 표준을 연구해야 한다”고 말했다.
장노규 위원은 “한국 철도는 혼용 배차 등 특수성이 많아 실용화까지 시간이 더 걸릴 수 있다”며 중립 노선이나 전용 독립 노선에서의 시범 적용, 관제 시스템과의 호환성 문제 등 현실적 과제를 지적했다.
신경호 책임은 “KTCS와 ETCS가 완전히 동일하지 않으므로, 국내 실용화와 해외수출을 위한 투트랙 전략이 필요하다”며 베이스라인 코어 및 표준 운영 절차(SOP) 개발, 사용자 그룹 협의체 구성 등을 제시했다.
하승태 상무는 “민간기업과 전문가들은 ETCS 베이스라인 4 등 유럽의 표준 규격 변화에 민감하게 대응해야 한다”며 “국내 실적 확보와 국가 규격, 특허 및 기술 실시권 관리가 중요하다”도 언급했다. 또 “국가 R&D로 개발된 기술은 개방적 마인드로 협력업체와 공동 특허, 실시권 체계를 갖춰야 한다”고 덧붙였다.
손운락 회장은 “KTCS-3 시범 사업의 필요성에 대한 공감대 형성, 절차와 기준의 명확화, 국책과제의 기간 단축, 협의체 구성 등을 위해 신호인 전체의 적극적 참여가 필요하다”고 말했다.
출처 : https://www.electimes.com)
(2025 철도학회 춘계학술대회) KTCS-3, 국내 철도신호 기술 혁신의 새 장을 열다
개발 완료 단계 접어든 KTCS-3…실용화·해외진출 방안 논의
KTCS-3, 이동폐색 제어·ATO 핵심…시범사업 경강선 추진
ATO 적합성 평가, 시뮬레이터 기반 시험체계 구축…신뢰성·표준 강화
오송 시험선서 ATO 성능 검증…오차 2.3m 이내 정위치 정차 구현
“실적 기반 해외진출 모색해야…국제규격 대응·시범사업 조기착수 필요”
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
2018년 개발에 착수한 KTCS-3(차세대 열차제어시스템)가 오는 6월 말 기술 개발에 마침표를 찍는다. 개발단계가 막바지에 이르면서 국내 실용화와 해외시장 진출을 위한 준비가 본격화되고 있다.
지난 23일 ‘2025 한국철도학회 춘계학술대회’에서 열린 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에선 KTCS-3의 연구 과정과 향후 발전 방향에 대한 발표가 이어졌다.
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장은 KTCS-3의 추진 현황과 실용화 방안에 대해 발표하며 “KTCS-3는 이동폐색 제어 기술과 열차자동운전(ATO) 기술이 핵심”이라고 말했다.
이동폐색 제어는 LTE-R(철도통합무선망)을 기반으로 기존 궤도회로를 사용하지 않고 이동폐색 기능을 사용해 열차 위치를 검지하고 선행 열차 후단까지 열차를 안전하게 이동 제어하는 기술이다. ATO는 자동운전기술단계(GoA;Grade of Automation)의 2단계 기술로 정차 후 출발부터 다음 역까지 기관사 개입 없이 스스로 운행이 가능하다.
KTCS-3의 안정성을 좌우하는 것은 통신이다. 열차와의 통신이 두절되면 해당 구간을 강제로 점유하고 후속 열차의 진입 방지를 하고 있다.
성 부장은 ATO 무인운전에 대해 “무인운전이 기술적으로 불가능한 것이 아니라, 국가철도망의 운영환경 상 안전설비와 운영환경이 미비해 도입하기 어렵다”며 “도시철도의 CBTC(Communication-Based Train Control;통신 기반 열차제어)와 달리 국가철도망은 역 간 거리가 길고 외부 위험 요소가 많아 무인운전 도입에는 신중한 접근이 필요하다”고 밝혔다.
성동일 국가철도공단 철도혁신연구원 시스템연구부장이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
KTCS-3의 실용화를 위한 시범 사업 노선은 경강선(만종~강릉)으로 결정될 전망이다. 성 부장은 ▲시속 200km 이상 준고속선 ▲ETCS·KTCS 기반 노선 ▲인프라 개량 도래 노선 ▲KTX-이음 개조 등을 토대로 이번 개량 사업에 대한 타당성을 검토한 결과 경강선이 최적 노선으로 선정됐다고 전했다.
ATO 시범사업은 KTCS-2(1공구, 만종~횡성), KTCS-3(2·3공구, 둔내~평창·진부~강릉) 등 총 3개 공구로 구성됐다. KTCS-2와 KTCS-3를 각각 1편성씩 개조한 KTX-이음 2편성이 경강선에서 시범 운영할 예정이다.
향후 운영에 대해선 KTCS-2(한국형 열차제어시스템)와 KTCS-3의 병행 운영이 현실적인 방안으로 제시됐다.
성 부장은 “KTCS-3는 사실상 차상장치의 개조식이기 때문에 전용 또는 단독 노선은 사실상 어려워 KTCS-2와 병행하는 방식으로 가야한다고 생각한다”며 “KTCS-3는 광역철도, 출퇴근 시간대, 열차 빈도가 낮은 노선에 적합하며 고속철도에 전면적으로 적용하기엔 어렵다고 판단하고 있다”고 설명했다.
한인수 한국철도기술연구원 책임연구원은 ATO 적합성 평가 연구과제를 소개하며 국내 최초로 시뮬레이터 기반의 시험체계를 구축했다고 밝혔다. 이번 연구는 KTCS-3의 ATO 기능과 시스템의 신뢰성, 표준화 기반을 강화하는 데 중점을 두고 있다.
ATO 적합성 평가는 ERTMS(유럽 철도 교통 관리 시스템)/ATO Subset 125 규격을 기반으로, 차상 ATO와 지상 ATO 간 인터페이스 시험을 수행한다. 다양한 운전 상황을 시뮬레이션할 수 있도록 시험 시나리오와 시퀀스를 마련하고, 로그 분석을 통해 성능을 검증하는 체계를 갖췄다. 특히 제동 성능 등 외부 환경 변수도 차량 모델 설정에서 반영할 수 있어 실제 운행 환경에 가까운 평가가 가능하다.
또 국내 표준 규격(KRS SG 00700)에 KTCS-3를 추가하는 개정안을 마련해 KTCS-3 시스템 구성과 시험 기준을 반영하는 등 표준화 기반도 강화했다.
한 책임은 “시뮬레이터 기반 시험체계는 현장 시험의 한계를 극복하고, 소프트웨어 중심의 열차제어 시스템 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 한다”고 강조했다.
김현중 코레일 철도연구원 책임연구원이 지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 발표하고 있다. [사진=박윤 기자]
KTCS-3 기술 개발·성능 검증도 중요한 과제다. 김현중 한국철도공사(코레일) 철도연구원 책임연구원은 “GoA 2등급의 자동운전 기능이 성공적으로 구현됐다”며 “26개 시험 항목을 5개 시나리오로 나눠 오송 철도종합시험선에서 성능 검증을 진행했다”고 밝혔다.
현대로템, 대아티아이, LS 일렉트릭, 서우건설산업, 테크빌 등 각 업체에서 개발된 ATO 장치는 협의체를 통해 상호 운용성과 인터페이스 표준화를 확보했다. 정위치 정차 기능은 오차 2.3m 이내로 구현돼 성능 검증을 완료했다.
김 책임은 “ATO는 구축 비용 절감, 열차 안전 운전 향상, 국가철도 상호 운용성 확보에 기여할 것”이라고 말했다.
김경식 현대로템 신호통신연구실장은 ‘국내 철도산업 해외시장 진출 현황’을 주제로 발표하며 최근 해외 발주에서 국제 규격에 대한 요구가 크게 증가하고 있다고 밝혔다.
김 실장은 “TSI(유럽 철도 운영 호환성 기술기준), ETCS(유럽형 열차제어시스템) 등 최신 규격 대응과 사이버 시큐리티 인증이 필수적”이라며 “TSI에 포함된 ETCS 요구 사항이 베이스라인(Baseline) 3를 넘어 베이스라인 4까지 요구하고 있고 ATO도 요구되는 상황이며 FRMCS(Future Railway Mobile Communication System;미래 철도 이동통신 시스템)에선 LTE를 넘어 5G를 추진하고 있는 상황”이라고 설명했다.
그러면서 “해외 진출을 위해서는 국내 실적 확보와 시범 사업 조기 착수가 중요하다”며 “차량·시스템 통합, 국제 규격 모니터링, E&M(Electronic & Mechanic) 사업 차원의 접근이 필요하다”고 강조했다.
◆“韓 철도 기술 수출·국제 표준화 대응해야”…KTCS-3 시범 사업 필요성 제기
발표 이후 열린 토론회에선 손운락 한국철도신호기술협회 회장이 좌장을 맡았고, 윤학선 국가철도공단 글로벌사업본부장, 신경호 철도연 책임연구원, 장노규 코레일 철도연구원 전문위원, 하승태 TUV 슈드 코리아 상무가 패널로 참석했다.
지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 손운락 한국철도신호기술협회 회장(가운데)이 좌장을 맡아 토론회를 진행하고 있다. [사진=박윤 기자]
지난 23일 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)의 연구성과 및 실용화 방안’ 특별세션에서 손운락 한국철도신호기술협회 회장이 좌장을 맡아 토론회를 진행하고 있다. [사진=박윤 기자]
윤학선 본부장은 최근 폴란드와의 MOU(업무협약) 체결 사례를 소개하며 “폴란드를 기점으로 체코, 우크라이나 등 재건 사업에 한국 철도 기술 수출을 위해 노력하고 있다”고 밝혔다. 특히 “아랍에미리트(UAE) 고속철도 시스템·차량 분야 사전자격심사(PQ) 통과는 국내 기술로 고속철도 풀 패키지 PQ를 통과한 최초의 사례”라며 “차량과 신호 분야의 기술력이 해외 진출의 핵심”이라고 강조했다.
철도신호 분야의 고급 인력 양성 필요성과 국제 표준화 대응의 중요성도 제기됐다. 윤 본부장은 “UIC 등 국제기구에 적극적으로 인력을 파견하고, 협동 연구를 통해 표준을 연구해야 한다”고 말했다.
장노규 위원은 “한국 철도는 혼용 배차 등 특수성이 많아 실용화까지 시간이 더 걸릴 수 있다”며 중립 노선이나 전용 독립 노선에서의 시범 적용, 관제 시스템과의 호환성 문제 등 현실적 과제를 지적했다.
신경호 책임은 “KTCS와 ETCS가 완전히 동일하지 않으므로, 국내 실용화와 해외수출을 위한 투트랙 전략이 필요하다”며 베이스라인 코어 및 표준 운영 절차(SOP) 개발, 사용자 그룹 협의체 구성 등을 제시했다.
하승태 상무는 “민간기업과 전문가들은 ETCS 베이스라인 4 등 유럽의 표준 규격 변화에 민감하게 대응해야 한다”며 “국내 실적 확보와 국가 규격, 특허 및 기술 실시권 관리가 중요하다”도 언급했다. 또 “국가 R&D로 개발된 기술은 개방적 마인드로 협력업체와 공동 특허, 실시권 체계를 갖춰야 한다”고 덧붙였다.
손운락 회장은 “KTCS-3 시범 사업의 필요성에 대한 공감대 형성, 절차와 기준의 명확화, 국책과제의 기간 단축, 협의체 구성 등을 위해 신호인 전체의 적극적 참여가 필요하다”고 말했다.
출처 : https://www.electimes.com)