표제지
목차
약어표 12
요약 15
I. 서론 17
1. 연구배경 및 필요성 17
2. 논문의 구성 및 연구방법 18
II. 국내외 열차제어시스템 현황 19
1. 국내 열차제어시스템 현황 19
2. 국내 열차제어시스템 구축 사례[원문불량;p.10,15,23][내용누락;p.16,24] 20
3. 해외 열차제어시스템 현황 47
가. 유럽연합 열차제어시스템 운영현황 49
나. 중국의 열차제어시스템 운영현황 54
다. PTC(미국철도 열차제어시스템) 56
라. 해외 고속철도 운영현황의 분석결과 59
4. 차세대 열차제어시스템 개발 동향 59
가. 영국 RSSB의 Closer Running 사업 60
나. 프랑스 Alstom의 Urbalis Fluence 사업 61
다. 유럽연합 Shift2Rail 사업 62
라. 독일 Next Generation Train Projtect 사업 63
마. IRSE의 Command and Control 4.0 64
바. 유럽연합 EULYNX 사업 65
III. 초고속열차 열차제어시스템관련 기술기준 66
1. 개요 66
2. 철도신호 RAMS 기술기준 66
3. 국내 표준 및 기술 기준 73
4. 해외 표준 및 기술기준 74
5. 초고속 열차제어시스템의 성능요구사항 81
IV. 초고속열차를 위한 열차제어시스템의 구축 84
1. 개요 84
2. 신호체계별 운영시나리오 84
가. 400km/h급 초고속열차 운행을 위한 지상설비 85
나. 기존 신호설비와 400km/h급 초고속열차 전용노선의 절체 87
3. 열차제어시스템 구축 91
가. 초고속열차 운행을 위한 폐색분할 91
나. 400km/h급 초고속열차의 검지 100
4. 시스템 검증 104
가. 이동권한을 생성하는 무선폐색장치(RBC)의 RAMS 목표 및 입증[원문불량;p.88,89,95-97] 104
나. KTCS-2 도입으로 인한 신뢰도 및 가용도 개선효과 시뮬레이션 114
다. 발리스그룹 정보전송 117
5. 결과 고찰 118
V. 결론 120
참고문헌 122
ABSTRACT 125
표 2.1. 국내 고속선 운영현황 20
표 2.2. 고속철도 개통시 신호시스템 도입현황 21
표 2.3. 고속철도 개통 구간별 신호방식 및 운행속도 21
표 2.4. 국내 고속선 신호설비 현황 25
표 2.5. 국내 고속선 전자연동장치 설치 현황 27
표 2.6. 국내 고속선 안전설비 설치 현황[내용누락;p.16] 32
표 2.7. 국내 고속열차 운영 및 제작현황 34
표 2.8. 고속열차 차상신호장치 특성 35
표 2.9. 고속선 주요 신호설비 노후현황[내용누락;p.24] 40
표 2.10. 국토교통부 고속철도 기술개발 로드맵(2010년)[내용누락;p.24] 40
표 2.11. 국토교통부 열차제어시스템 체계(2019년) 42
표 2.12. 한국의 신호분야 국가연구개발사업 현황(최근 20년) 45
표 2.13. 300km/h 이상 고속철도운영 주요국 현황 48
표 2.14. 벨기에의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 51
표 2.15. 프랑스의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 52
표 2.16. 독일의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 52
표 2.17. 네덜란드의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 52
표 2.18. 이탈리아의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 53
표 2.19. 스페인의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 53
표 2.20. 중국의 300km/h 이상 ETCS 적용구간 55
표 2.21. 미국철도 주파수별 사용 내역 58
표 3.1. IEC 62279 SIL 요건 69
표 3.2. IEC 62425의 설계단계 SIL별 요건 71
표 3.3. 국내 철도신호분야 신호표준 현황 73
표 3.4. 신호통신분야 KRS의 예 74
표 3.5. ETCS 기술기준(Baseline 2 및 GMS-R Baseline 1) 75
표 3.6. 초고속 열차제어시스템 구축 성능요구사항 83
표 4.1. KTX-1과 KTX-산천의 열차제어장치 85
표 4.2. 국내 열차제어시스템의 속도관련 하드웨어 사양 85
표 4.3. KTCS-2 구간의 진출입 조건 88
표 4.4. 프랑스 TVM 시리즈의 평균폐색 및 속도코드 92
표 4.5. KTX-1 제동성능에 따른 평균폐색거리 96
표 4.6. 표준제동모델과 실패율별 운전시격 99
표 4.7. 철도차량 기술기준의 축중 103
표 4.8. 고속선 운행중인 경량차량의 축중 103
표 4.9. ETCS RAM사양을 참고한 KTCS-2 RBC의 신뢰도목표 106
표 4.10. 유사장치 RAM사양을 참고한 KTCS-2 RBC의 신뢰도목표 107
표 4.11. 사용자 기대품질을 참고한 KTCS-2 RBC의 신뢰도목표 108
표 4.12. KTCS-2 RBC 제조사가 제안하는 신뢰도 108
표 4.13. 지상장치(RBC) 고장유형별 신뢰도 목표 109
표 4.14. 장애발행 건수 추정 109
표 4.15. 위험도 허용수준 111
표 4.16. 위험도허용수준의 정량적 발생빈도 기준 111
표 4.17. 위험도허용수준의 정량적 심각도 기준[원문불량;p.96] 112
표 4.18. KTCS 신뢰도입증기간 추정 113
표 4.19. KTCS 장치수량을 고려한 최소 신뢰도입증기간 추정 114
표 4.20. 기존 고속선 ATC와 KTCS-2의 RBC의 고장률 114
표 4.21. 운행속도에 따른 발리스 사이즈와 텔레그램의 길이 117
그림 2-1. 고속철도 신호시스템 구성도[원문불량;p.6] 22
그림 2-2. IXL(전자연동장치) 구성도 23
그림 2-3. ATC 구성도 24
그림 2-4. 전자연동장치(SSI) 구성도[원문불량;p.10] 26
그림 2-5. 열차자동제어장치(ATC) 구성도(1) 29
그림 2-6. 열차자동제어장치(ATC) 구성도(2)[원문불량;p.14] 30
그림 2-7. 궤도회로장치(UM71C) 구성도[원문불량;p.15] 31
그림 2-8. ATS장치의 지상-차상 인터페이스 신호 36
그림 2-9. ATC장치의 지상-차상 인터페이스 신호(1) 37
그림 2-10. ATC장치의 지상-차상 인터페이스 신호(2) 38
그림 2-11. ATP장치의 지상-차상 인터페이스 신호[원문불량;p.23] 39
그림 2-12. KTCS-2 시범사업 구간현황 43
그림 2-13. Train 2 Train 개념도 44
그림 2-14. 유럽철도 3대 법률 49
그림 2-15. TSI의 하위법령 50
그림 2-16. TSI의 구조 및 요약 51
그림 2-17. CTCS 단계별 구성도 54
그림 2-18. PTC 시스템 개요 56
그림 2-19. PTC 서브시스템 및 망구조 57
그림 2-20. Closer Running 프로젝트 개념도 60
그림 2-21. Closer Running 프로젝트 주요연구내용 61
그림 2-22. Alstom Urbalis Fluence(1) 61
그림 2-23. Alstom Urbalis Fluence(2) 62
그림 2-24. Shft 2Rail 개념 62
그림 2-25. 가상연결기 63
그림 2-26. 가상연결을 이용한 열차분리결합 시나리오 63
그림 2-27. Command and Control 4.0의 구조와 활용 64
그림 2-28. EULYNS 기술사양 공개, ERA(일부) 65
그림 3-1. 철도적용 RAMS 표준 체계 67
그림 3-2. IEC 62278의 수명주기별 RAMS 활동 68
그림 3-3. IEC 62279의 산출물 체계 70
그림 3-4. IEC 62425에 따른 출력카드 설계 예 71
그림 3-5. IEC 62425에 따른 입출력카드 설계 예(2)[원문불량;p.56] 72
그림 3-6. 유럽연합의 국가, 지역, 국제표준화 체계 78
그림 3-7. 국가별 인정기구와 국제상호수용을 위한 조직 80
그림 4-1. 운행열차의 성능사양 예 84
그림 4-2. KTCS-2 지상시스템 구축 개념도 86
그림 4-3. KTCS-1과 KTCS-2 지상시스템 병렬구축 개념도 87
그림 4-4. ATS to KTCE-2의 레벨전환 시설물 88
그림 4-5. ATP to KTCS-2의 레벨전환 시설물 89
그림 4-6. ATC to KTCS-2의 레벨전환 시설물 89
그림 4-7. KTCS-2 to ATS의 레벨전환 시설물 90
그림 4-8. KTCS-2 to ATP의 레벨전환 시설물 90
그림 4-9. KTCS-2 to ATC의 레벨전환 시설물 91
그림 4-10. TVM300(좌)과 TVM-430(우)의 제어감시곡선 93
그림 4-11. 프랑스 기존선 최고운행속도에 따른 제동거리 94
그림 4-12. 국내 고속철도차량의 제동력, 제동거리[원문불량;p.79] 95
그림 4-13. ETCS 표준제동곡선, ERA_ERTMS_040026 97
그림 4-14. ETCS 열차방호로직 98
그림 4-15. 400km/h급 초고속열차의 제동성능 요건 100
그림 4-16. KTX-산천의 윤중 측정치 101
그림 4-17. KTX-산천의 속도별 윤중 측정치 101
그림 4-18. KTX-산천의 속도별 윤중 측정치활용 400km/h의 윤중예측 102
그림 4-19. 고속선 ATC와 KTCS-2 RBC의 불신뢰도 비교 115
그림 4-20. 고속선 ATC와 KTCS-2 RBC의 서비스 가용도 비교 116