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차세대 열차제어시스템(KTCS-3) 성과발표회 개최 - 이동폐색 열차제어·자동운전 기술 성능검증 완료 -

□ 국가철도공단은 국가연구개발(R&D) 과제로 개발한 차세대 한국형 열차제어시스템(KTCS-3)*의 성능검증 완료에 따라 성과발표회를 30일(수) 대전 본사에서 개최했다고 밝혔다.

* 차세대 열차제어시스템(KTCS-3) : 궤도회로를 사용하지 않고 열차를 제어하며, 기관사의 최소 조작으로 열차자동운전(ATO)이 가능한 시스템

○ 이번 행사에는 국토교통부 정의경 철도안전정책관을 비롯한 60여 명의 철도 유관기관 관계자들이 참석한 가운데, 공단은 ▲ 이동폐색* 열차제어 기술 개발 ▲ 열차자동운전 기술 개발 ▲ 국내 성능검증 기반 조성 등 ‘KTCS-3 연구 성과’를 공유했다.

* 이동폐색 : 열차의 위치와 속도 정보를 이용하여 선행열차와 후속열차의 간격을 조정하는 방식

□ 특히, KTCS-3는 기존 열차 위치 검지 방식인 궤도회로 대신 차량 자체의 지상장치(RBC)*를 통해 ‘열차의 위치 정보’를 실시간 전송하기 때문에, 신호기 등 지상 설비를 대폭 축소할 수 있어 건설 및 유지보수 비용 절감을 가능케 한다.

* 지상장치(RBC) : 지상(역)에 설치되어 운행속도 및 열차 간격 등을 제어하는 장치

○ 또한, ‘열차자동운전(ATO)’은 기관사의 조작 화면 터치 한 번으로 열차를 출발시키며, 선로 상태(속도 제한구역)에 따라 최적의 가·감속 운행을 자동으로 반복하여 정해진 위치에 정차한다. 이를 통해 휴먼에러를 발생하는 무정차 등을 예방하고 열차 간 여유 간격을 최소화한 고밀도 운행이 가능하다.

○ 아울러 공단은 국제표준규격(ISO/IEC 17025) 요구사항에 부합하는 시뮬레이터와 시험 절차서를 구축함으로써, 그간 유럽 공인시험기관에서만 가능했던 열차제어시스템 ‘성능검증’을 국내에서도 시행할 수 있는 기반을 마련했다.

□ 이성해 국가철도공단 이사장은 “KTCS-3 개발은 국내 철도 신호 분야의 기술 자립은 물론 해외시장 진출의 발판을 마련한 의미 있는 성과”라며, “앞으로도 철도 신호 기술 분야에서 혁신을 지속하여 K-철도 기술이 글로벌시장에서 자리매김할 수 있도록 최선을 다하겠다.”고 밝혔다.

□ 한편, 공단은 2018년 KTCS-3 핵심기술 연구에 착수한 이래, 2020년까지 차상장치(KVC)* 등의 개발을 완료했으며, 2021년부터 유럽 공인시험기관 및 국내 철도종합시험선로를 통한 실차 운행 시험을 거쳐 올해 3월 성능검증을 완료했다.

* 차상장치(KVC) : 차량에 설치되어 열차자동운전과 제동을 담당하는 장치

참고1		관련 사진

손훈 국가철도공단 철도혁신연구원장(오른쪽에서 네 번째)이 30일(수) 대전 본사에서 ‘차세대 열차제어시스템(KTCS-3)’ 성과발표회를 개최하고 국토교통부 정의경 철도안전정책관(가운데) 등 철도 유관기관 관계자들과 기념촬영을 하고 있다.

참고 2		KTCS-3 설명자료

□ 과제개요

ㅇ (사 업 명) 광역 일반 및 고속철도용 열차자동운전시스템 개발

ㅇ (과 제 명) ETCS L3(이동폐색)급 열차제어시스템 기술 및 성능검증

ETCS(European Train Control System, 유럽열차제어시스템) 국가 간 상호운영이 가능한 시스템

ㅇ (연구기간) '21.04.01 ∼ '25.06.30(4년 3개월)

ㅇ (연구목표) 궤도회로를 사용하지 않는 이동폐색(KTCS-3) 열차제어시스템 및 열차자동운전 기술 실차 성능검증

ㅇ (연 구 비) 21,994백만원(정부 19,454백만원, 민간 2,540백만원)

연구배경 및 필요성

❍ (목적)  궤도회로를 사용하지 않는 ETCS(European Train Control System) Lv.3급 차세대 이동폐색 열차제어시스템 및 자동운전 기술의 실차 성능검증

❍ (배경) 외산 열차제어시스템 종속을 탈피하고 철도신호시스템 시장선도를 위해 선행연구*로 개발한 ETCS L3급 열차제어시스템(KTCS-3)과 일반 ․ 고속철도용 자동운전기술(ATO : Auto Train Operation)의 성능검증 필요

* ‘자동운전을 지원하는 ETCS L3급 고속철도용 열차제어시스템 핵심기술 및 궤도회로 기능 대체기술 개발’ (’18.4∼’20.12, 국가철도공단, 정부 11,477백만원)

< 열차제어시스템 개념도 >

구분	KTCS-1	KTCS-2	KTCS-3
구성도
열차제어 전달수단	유선 (LEU → 가변발리스)	무선 (RBC → LTE-R망)	무선 (RBC → LTE-R망)
무선방식	VHF, TRS (음성 전용, 신호는 불가)	LTE-R(4G) (대용량 데이터 고속전송)	LTE-R(4G) (대용량 데이터 고속전송)
폐색방식	고정폐색 (전기적 궤도회로 사용)	고정폐색 (전기적 궤도회로 사용)	이동폐색 (전기적 궤도회로 없음)
자동운전	미지원	개발제품 없음	GoA 2 지원 GoA 2(Grade of Automation, 자동운전 기술단계) 자동으로 가ㆍ감속, 정위치 정차(기관사 有) (KTCS-2 호환 가능)

참고 3		열차자동운전(ATO) 설명자료

○ 열차자동운전(Automatic Train Operation)의 기술단계

- 운행시간표에 따라 자동으로 가·감속 및 정해진 위치에 열차를 정지하는 기술로 수동운전을 포함하여 4단계로 구분 (IEC 62279)

- KTCS-3의 자동운전은 GoA 2로 개발하였음

GoA (Grade of Automation, 자동화 단계)

자동화 단계	열차운영 주체	열차운행	출입문 제어 / 이상 시 조치	국내 운영노선	비고
GoA 1	기관사 (안전은 ATP책임)	기관사	기관사 /승무원	국가 철도망	수동운전
GoA 2	ATP/ATO (기관사 첨승)	출발 수동 / 자동 정지	기관사 /승무원	도시철도	자동운전
GoA 3	기관사 없음 (안전요원 탑승)	자동	자동 / 안전요원	신분당선
GoA 4	무인운전 (기관사/안전요원 없음)	자동	자동 / 원격 또는 출동	경전철 KTCS-M

* 국내 운영중인 자동운전은 해당 노선의 외국 제작社 고유 기술임

** KTCS-M은 도시철도(Metro)용으로 개발함